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發布時間:2021-09-21 02:33  





管殼式換熱器作為重要的換熱設備,在石油化工生產領域廣泛應用,其換熱性能對這些領域的工藝流程影響較大。目前,油田三次采油中大量應用新型聚合物,導致管殼式換熱器結垢明顯增多,造成換熱熱阻增加、換熱性能降低;并且,污垢中腐蝕性介質腐蝕金屬管壁,導致其穿孔,即形成管殼式換熱器泄漏、致使物料污染。快速有效識別管殼式換熱器結垢和泄漏故障是縮短維修周期、降低更換換熱管件的基本保障,而管殼式換熱器結垢和泄漏的傳熱特性是開發相關技術的關鍵所在。目前,油田三次采油中大量應用新型聚合物,導致管殼式換熱器結垢明顯增多,造成換熱熱阻增加、換熱性能降低。獲取管殼式換熱器結垢和泄漏的傳熱特性,對基于熱工參數檢測管殼式換熱器的結垢和泄漏的相關技術發展具有重要意義。本文以管殼式換熱器結垢和泄漏的傳熱特性為研宄目標,對管殼式換熱器結垢及泄漏模型、求解方法,管殼式換熱器結垢及泄漏預測模型,現場試驗方法進行了研宄。
運用熱力學能耗分析法,分析了管殼式污水換熱器中軟塘的厚度對換熱強度、流動壓降及其有效能損失的影響。通過工程實例,揖出了中等流速對系統節能和經濟性都有利,而當流速較低時需進行及時除塘。而管殼式換熱器的流動傳熱特性是評價其結塘、池漏的關鍵,也是進行有效預測的前提條件。對沉浸式污水換熱器的堵塞、結塘和腐燭問題進行了研究,建立了沉浸式污水換熱器的傳熱模型,并通過實驗驗證了模型的準確性;在污水流量變化的情況下,分別測試了沉浸式換熱器在冬、夏季的傳熱系數。
實測結果表明,采用高密度聚乙稀管的沉浸式污水換熱器單位長度的傳熱量約為100kw搭建板式換熱器冷卻水污據熱阻實驗臺,測得不同對間、流速和溫度下天然循環冷卻水(松花江水)中鐵離子、氯離子、細菌總數、值、溶解氧、池度、電導率等水質參數,隨機取一組實驗的水質參數作為輸入變量,建立換熱器冷卻水污振熱阻預測的偏二乘回歸模型,對板式換熱器的污塘熱阻進行預測。年,徐志明、李煌等人對比實驗研究了不同工況冷卻水入口溫度、流速下板式換熱器松花江冷卻水污拒特性,將污拒熱阻與這兩種運行參數進行了灰色關聯分析,并就運行參數對其結塘的影響逐一作了機理分析。采用多孔介質模型,對電廠蒸汽冷凝器的工作特性進行了數值模擬計算。。
譽金機械運用CFD數值模擬方法,借助FLUENT數值模擬軟件對管殼式換熱器的三維模型進行模擬,通過對換熱器結垢和泄漏時的速度場、溫度場等分析,得出泄漏和結垢對換熱器流動傳熱性能的影響,為下一步利用熱工參數評價換熱器結垢和泄漏提供理論依據。(1)建立管殼式換熱器換熱面泄漏的三維流動傳熱物理模型:(2)研究泄漏口尺寸對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。主要內容如下:
1.管壁污垢對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。
(1)考慮管壁污垢傳熱的影響,建立管殼式換熱器的三維流動傳熱模型;
(2)研究油田原穩站用油一油管殼式換熱器運行過程中,含砂對換熱器殼程流場分布的影響,研究殼程流場內的含砂量分布情況;
(3)研究結垢厚度對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。
2.管殼式換熱器內部換熱面泄漏對換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。
(1)建立管殼式換熱器換熱面泄漏的三維流動傳熱物理模型:
(2)研究泄漏口尺寸對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;
(3)研究泄漏口位置沿換熱器管長方向變化對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;
(4)研究泄漏口所在換熱管沿換熱器管徑方向變化對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;
(5)研究泄漏口數量對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。