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發(fā)布時間:2021-03-19 17:23  
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管殼式換熱器作為重要的換熱設(shè)備,在石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,其換熱性能對這些領(lǐng)域的工藝流程影響較大。目前,油田三次采油中大量應(yīng)用新型聚合物,導(dǎo)致管殼式換熱器結(jié)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(zhì)腐蝕金屬管壁,導(dǎo)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(jié)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(jié)垢和泄漏的傳熱特性是開發(fā)相關(guān)技術(shù)的關(guān)鍵所在。獲取管殼式換熱器結(jié)垢和泄漏的傳熱特性,對基于熱工參數(shù)檢測管殼式換熱器的結(jié)垢和泄漏的相關(guān)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。本文以管殼式換熱器結(jié)垢和泄漏的傳熱特性為研宄目標(biāo),對管殼式換熱器結(jié)垢及泄漏模型、求解方法,管殼式換熱器結(jié)垢及泄漏預(yù)測模型,現(xiàn)場試驗方法進(jìn)行了研宄。2mm時,管殼式換熱器模擬運行達(dá)到穩(wěn)定的情沉下,換熱器殼程內(nèi)沿?fù)Q熱器管民方向各個截而的砂體積分情況。
換熱器作為油氣礦場初加工裝置主要的傳熱設(shè)備,換熱器運行情況的好壞,直接影響裝置的運行效率。由于受到檢修周期及有效檢測手段的限制,換熱器在運行過程缺乏對運行狀態(tài)的準(zhǔn)確把握,換熱器不良運行狀態(tài)以及運行故障主要有以下幾種情況:壓降增大:造成原因主要包括:介質(zhì)不潔凈或顆粒雜物太多,使板片或管束結(jié)塘或流道堵塞;對換熱器殼側(cè)的速度場進(jìn)行研究,分析換熱器的結(jié)構(gòu)對自然循環(huán)的影響,并提出相關(guān)的意見對換熱器進(jìn)行優(yōu)化分析。受存在的非凝聚氣體影響;此外還和流體的流動速度有關(guān),介質(zhì)粘性越強、循環(huán)(流動)越慢,則壓降越大。介質(zhì)內(nèi)漏:換熱設(shè)備內(nèi)的兩種介質(zhì)由于某種原因造成高壓側(cè)介質(zhì)向低壓側(cè)滲漏。換熱器由于處于受壓力、介質(zhì)腐燭性、流動磨燭,尤其是固定管板換熱器,還有溫差應(yīng)力,管板與換熱管連接處極易泄漏,導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)漏。還有很多管殼式和板式換熱器經(jīng)常發(fā)生滲漏,尤其是介質(zhì)為循環(huán)水或水和高溫油類的碳鋼換熱器,泄漏頻繁,給生產(chǎn)帶來極大的安全隱患。泄漏:造成此原因多為密封塾片老化或者密封墊片材質(zhì)選用不適,也可能是各夾緊螺桿的螺母松脫以及一些腐蝕性、氧化性很強旳物料長時間沖刷所至。結(jié)據(jù):由于換熱器長期使用,在熱交換表面形成一定厚度的污塘或水據(jù),增大了熱阻,從而降低了換熱器的傳熱效率。

無論出現(xiàn)哪種冷凝器制造廠家故障,都會降低換熱器的換熱效率,影響系統(tǒng)的正常運行。近年來,粗加工裝置換熱器內(nèi)漏、結(jié)塘堵塞問題越來越突出,尤其換熱器,已嚴(yán)重影響裝置的平穩(wěn)運行。目前,原穩(wěn)站管殼式換熱器運行效果多人為經(jīng)驗判斷,不能及時準(zhǔn)確地對運行效果、存在問題進(jìn)行診斷。因此,換熱器在線檢測技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用是提高粗加工裝置運行安全性的手段之一。本課題通過研究油田用管殼式換熱器內(nèi)部結(jié)塘及泄漏問題,建立換熱器運行傳熱與流動數(shù)學(xué)模型,分析換熱器管壁結(jié)拒及泄漏對換熱器換熱流動特性的影響,并根據(jù)現(xiàn)場運行參數(shù),對換熱器的換熱性能指標(biāo)進(jìn)行算例分析,從而對換熱器設(shè)備檢修與維護(hù)提供參考,同時可為油田用管殼式換熱器的改造與設(shè)計提供借鑒思想。DeBF和CatalanoLA等人近提出一個新型沉浸粒子換熱器,它使用非常小的固體顆粒作為中間媒介來執(zhí)行兩個氣體在不同的溫度之間流動的熱傳導(dǎo),開發(fā)了一種一維模型的理論計算換熱管長度,確保規(guī)定的熱交換和評價粒子特性的影響。
運用熱力學(xué)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(tǒng)節(jié)能和經(jīng)濟性都有利,而當(dāng)流速較低時需進(jìn)行及時除塘。對沉浸式污水換熱器的堵塞、結(jié)塘和腐燭問題進(jìn)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(zhǔn)確性;冷凝器制造廠家主要研究內(nèi)容包括以下三部分:管壁污垢對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規(guī)律研宄。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(shù)。
實測結(jié)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(jù)熱阻實驗臺,測得不同對間、流速和溫度下天然循環(huán)冷卻水(松花江水)中鐵離子、氯離子、細(xì)菌總數(shù)、值、溶解氧、池度、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù),隨機取一組實驗的水質(zhì)參數(shù)作為輸入變量,建立換熱器冷卻水污振熱阻預(yù)測的偏二乘回歸模型,對板式換熱器的污塘熱阻進(jìn)行預(yù)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(shù)進(jìn)行了灰色關(guān)聯(lián)分析,并就運行參數(shù)對其結(jié)塘的影響逐一作了機理分析。。對于管殼式換熱器的流動傳熱特性,綜合以上,將己有的研究分為三部分:(1)利用FLUENT數(shù)值模擬軟件對管殼式換熱器進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了符合實際的換熱器流動傳熱性能。