换热器作为油气矿场初加工装置主要的传热设备,换热器运行情况的好坏,直接影响装置的运行效率。管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布,在换热器运行过程中,换热器壳程入口段的速度矢量值在0。由于受到检修周期及有效检测手段的限制,换热器在运行过程缺乏对运行状态的准确把握,换热器不良运行状态以及运行故障主要有以下几种情况:压降增大:造成原因主要包括:介质不洁净或颗粒杂物太多,使板片或管束结塘或流道堵塞;受存在的非凝聚气体影响;此外还和流体的流动速度有关,介质粘性越强、循环(流动)越慢,则压降越大。介质内漏:换热设备内的两种介质由于某种原因造成高压侧介质向低压侧渗漏。换热器由于处于受压力、介质腐烛性、流动磨烛,尤其是固定管板换热器,还有温差应力,管板与换热管连接处极易泄漏,导致换热器内漏。还有很多管壳式和板式换热器经常发生渗漏,尤其是介质为循环水或水和高温油类的碳钢换热器,泄漏频繁,给生产带来极大的安全隐患。泄漏:造成此原因多为密封塾片老化或者密封垫片材质选用不适,也可能是各夹紧螺杆的螺母松脱以及一些腐蚀性、氧化性很强旳物料长时间冲刷所至。结据:由于换热器长期使用,在热交换表面形成一定厚度的污塘或水据,增大了热阻,从而降低了换热器的传热效率。
采用计算流体软件对连续型螺旋折流板换热器的流动传热特性进行了数值模拟研究,对连续型螺旋折流板换热器的结构参数进行了优化分析研究。通过对换热器工况进行模拟计算,分析了泄漏情况下换热器温度参数的变化情况,在此基础上提出了通过分析换热器管程和壳程温度变化来判断换热器泄漏及泄漏程度的方法。上海交通大学的曾伟平在研究板式换热器的换热和压降过程中,先从单相流在板式换热器流动出发,建立了单相的换热和压降模型,获得某种具体板型的换热及压降关联式系数,提出两相流在板式换热器中换热的换热关联式和压降公式。水一水换热器,用扁换热管代替圆换热管使之兼有两种换热器的优点。为了便于对比,同时设计制造了一台传统管壳式换热器。采用单相水为工质,对扁管壳式换热器进行了大量的实验研究,分析管程流量,壳程流量等因素对其传热和阻力性能的影响。
管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布,在换热器运行过程中,换热器壳程入口段的速度矢量值在0.5m/s;顺着折流板走向,换热器壳程内砂的速度矢量值相比较大,在I m/s至1.4m/s之问变化,在折流板!几方的砂速度;在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部,固体砂的速度矢晕值,人约为0.1m/s这是由T一折流板的阻挡作川,降低一r砂的速度当砂粒径较大,质较大时,砂容易在速度降低区域形成砂分沉积。在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部,固体砂的速度矢晕值,人约为0。砂粒径0.2mm时,管壳式换热器模拟运行达到稳定的情沉下,换热器壳程内沿换热器管民方向各个截而的砂体积分情况。山于此时管壳式换热器壳程内部流通介质含的砂粒径非常小,为0.2mm的流动能很好的带动砂流动,导致换热器整个砂的体积分布较均匀,整个壳程的含砂量都较小,接近入2类石油。
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