换热器是油田化工和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，其中管壳式换热器在石油化工行业中应用尤为广泛。而管壳式换热器成本较高，其热工性能决定着后期运行成本。为此，国内外众多学者对其流动传热进行了大量的研究。分析换热器出现沸腾工况下内部蒸汽的流动情况，并根据对模拟结果的研究提出对换热器的改进措施。大庆油田拥有大量的管壳式换热器，其性能直接影响的处理过程和油田节能减排的落实程度，而随着含水率增加，换热器结据率明显，易造成其壁面的结塘甚至堵塞，并且由于污拒会对换热器材料腐蚀，容易导致壁面穿孔造成物料泄漏和损失，甚至产生隐患。为消除换热器结据和泄漏造成的损失，油田管理部门每年都对换热器进行清洗、堵漏作业，但目前尚无有效手段快速地评价换热器的结塘和泄漏情况，导致需要针对每一台换热器进行处理，造成管理成本的增加。而管壳式换热器的流动传热特性是评价其结塘、池漏的关键，也是进行有效预测的前提条件。

无论出现哪种冷凝器制造厂家故障，都会降低换热器的换热效率，影响系统的正常运行。近年来，粗加工装置换热器内漏、结塘堵塞问题越来越突出，尤其换热器，已严重影响装置的平稳运行。目前，原稳站管壳式换热器运行效果多人为经验判断，不能及时准确地对运行效果、存在问题进行诊断。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。因此，换热器在线检测技术开发与应用是提高粗加工装置运行安全性的手段之一。本课题通过研究油田用管壳式换热器内部结塘及泄漏问题，建立换热器运行传热与流动数学模型，分析换热器管壁结拒及泄漏对换热器换热流动特性的影响，并根据现场运行参数，对换热器的换热性能指标进行算例分析，从而对换热器设备检修与维护提供参考，同时可为油田用管壳式换热器的改造与设计提供借鉴思想。

采用的模型为大庆油田***原稳站生产用油一油管壳式换热器，内部流通介质为，内部含有细沙等杂质，这些杂质也是导致换热器内部结垢的主要因素。对于管壳式换热器，换热管直径相对很小，数量众多，容易发生堵塞和结垢，而且对换热管的清洗和更换十分困难，管壳式换热器管程内部的流通介质为比较清洁的流体。综合油一油管壳式换热器此特点，本课题着重研究换热器壳程侧的结垢。综合油一油管壳式换热器此特点，本课题着重研究换热器壳程侧的结垢。 

根据大庆油田***原稳站油一油管壳式换热器实体结构尺寸，该换热器内部结构极为复杂，折流板、换热管数量众多，换热管直径0.032m，壳程直径1.4m，换热器长度为1 Om。获取管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性，对基于热工参数检测管壳式换热器的结垢和泄漏的相关技术发展具有重要意义。换热器体积巨大，换热管直径与换热器长度的比值小，利用CFD前处理软件对其进行网格处理困难，网格数量太多，对计算机配置的要求非常高。

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0.4m/s;川页着折流板走向，换热器壳程内砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之间变化，在折流板上方的砂速度;在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部，固体砂的速度矢量值，大约为0. I m/s。这是由于折流板的阻挡作用，降低了砂的速度。网格过多，一方面会严重消耗计算机资源，另一方面大量的数值耗散积累会影响计算结果的正确性。当砂粒径较大更容易在速度降低区域形成砂沉积，卫比砂粒径0.2m m时更为明显。当砂粒径为0.4mm，换热器运行稳定时，管壳式换热器壳程入u处的含砂率较高，大约在so%左右，壳程整体砂体积变化范围在5%-20%之间，由于本次分析的砂粒径较大，为0.4mm，故在壳程折流板根部有少量砂沉积，但沉积区占整个壳程的体积分数低于5%。