افزایش ظرفیت شبکه مبدل‌های حرارتی با به کارگیری مبدل‌هایی با لوله‌های‌پیچشی (بخش دوم)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه صنعت نفت

2 دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی

چکیده

هدف از طراحی اصلاحی مبدل‌های حرارتی، در زمان افزایش ظرفیت یک واحد تولیدی، رفع موانع گلوگاهی فرایند و تلاش برای کارکردن واحد در حالتی است که مقدار مصرف انرژی در همان میزان قبل از افزایش ظرفیت ثابت بماند. بدین ترتیب از نیاز به نصب تجهیزات جانبی گران قیمت مانند کوره یا مبدل‌های حرارتی جدید جلوگیری می‌شود. در زمان تصمیم به افزایش ظرفیت واحد، با استفاده از روش‌های بهبود انتقال حرارت و به کارگیری فناوری‌های نوین نظیر مبدل‌های با لوله‌های پیچشی، ضرورت افزودن سطح انتقال حرارت اضافی در محدوده‌ای که متأثر از روش بهبود انتقال حرارت است، کمتر شده و یا در مواردی برطرف خواهد گردید. در این پژوهش، روشی برای هدف‌گذاری اصلاحی توسط وسایل افزاینده انتقال حرارت در هر دو سمت لوله و پوسته ارائه شده است که به کمک آن به راحتی می‌توان اثر بهبود حرارتی بر شبکه‌ای از مبدل‌های حرارتی را پیش از رسیدن به مرحله طراحی به طور دقیق ارزیابی کرد. این روش برای یک شبکه پیش‌گرمکن پالایشگاه نفت به عنوان یک مورد صنعتی به کار گرفته شده است و نتیجه آن کاهش 30% در هزینه سرمایه‌گذاری با تعویض دسته لوله‌هایی از نوع پیچشی نسبت به لوله‌های معمولی در مبدل‌های حرارتی در حال کار می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Debottlenecking of Heat Exchanger Networks by Using Twisted Tube Heat Exchangers (Part 2)

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Jafari Nasr 1
  • Ayda Hemmat 2
  • Amin Salem 2
1 Research Institute of Petroleum Industry (RIPI)
2 Sahand University of Technology
In this paper, the novel technology of “twisted tube heat exchanger” has been introduced. Using available correlations for heat transfer and pressure drop from literature, an algorithm for the rapid designing of heat exchangers with twisted tubes has been developed. The performance of this exchanger is roughly twice better than the conventional ones. With the consideration of relative advantages of twisted tube bundles, the potential benefits for the application of this technology in grass root and retrofit design of heat exchanger networks has been investigated. Analyzing a basic crude preheat train data for the minimum heat transfer area required by application of twisted tube heat exchangers in a debottlenecking study approves the potential benefits of this technology.