口cs理論研結(jié)垢熱阻對(duì)于換熱網(wǎng)絡(luò)終溫的影響分析李國(guó)芝河南科技大學(xué),河南洛陽(yáng)471003摘要本文通過(guò)對(duì)已有的換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬計(jì)算,考察不同的結(jié)垢熱阻對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)終溫的影響。分別選取“0”結(jié)垢熱阻、30%結(jié)垢熱阻、5σ%結(jié)垢熱阻、η%結(jié)垢熱阻等工況對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬計(jì)算,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,得出了相應(yīng)的結(jié)論關(guān)鍵詞結(jié)垢熱阻;換熱網(wǎng)絡(luò);終溫中圖分類號(hào)TE96文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674-6708(2010)30-0026-01換熱器是煉油廠中應(yīng)用最廣泛的一種傳熱設(shè)備,煉油廠絕大2)當(dāng)物流的結(jié)垢熱阻為設(shè)計(jì)熱阻的30%時(shí),換熱網(wǎng)絡(luò)的換部分的熱量都是通過(guò)換熱器進(jìn)行回收利用的,換熱器的傳熱性能熱終溫為315℃,比原設(shè)計(jì)最終換熱終溫升高5℃,換熱量比100%好壞直接影響到煉油廠熱量的回收和利用。因此,提高換熱器的結(jié)垢熱阻時(shí)高3.12%;傳熱性能,對(duì)于煉油廠的能量回收和節(jié)能降耗都具有重要意義3)當(dāng)物流的結(jié)垢熱阻為設(shè)計(jì)熱阻的50%時(shí),換熱網(wǎng)絡(luò)的由換熱器的計(jì)算公式A=Q/(K·ΔT)可以看出,換熱器熱終溫為3135℃,比原設(shè)計(jì)最終換熱終溫升高3.5℃的面積與換熱器的換熱負(fù)荷成正比、與總傳熱系數(shù)K和有效對(duì)數(shù)4)當(dāng)物流的結(jié)垢熱阻為設(shè)計(jì)熱阻的70%時(shí),換熱網(wǎng)絡(luò)的換平均溫差成反比。當(dāng)回收一定的熱量時(shí)(此時(shí),根據(jù)物流的熱平衡熱終溫為312.5℃,比原設(shè)計(jì)最終換熱終溫升高2.5℃,此時(shí)回收的△Tm也已確定),換熱器面積與其總傳熱系數(shù)成反比熱量比100%熱阻時(shí)高0.16%依據(jù)總傳熱系數(shù)K的計(jì)算公式5)對(duì)已有換熱網(wǎng)絡(luò),降低結(jié)垢熱阻對(duì)提高換熱終溫有一定的效果,結(jié)垢熱阻降低幅度大,回收的熱量大,當(dāng)結(jié)垢熱阻降低130%時(shí),對(duì)換熱終溫影響不大換熱總傳熱總傳熱系數(shù)換熱換熱負(fù)荷可以看出,換熱器的總傳熱系數(shù)K與換熱管內(nèi)外的表面積A終溫℃溫差℃w(m2·K負(fù)荷kW增加量%換熱管內(nèi)外流體膜傳熱系數(shù)h、換熱管內(nèi)外流體的結(jié)垢熱阻r、r。「原設(shè)計(jì)熱量衡算和換熱管壁金屬熱阻r有關(guān)。對(duì)于特定的換熱器來(lái)說(shuō),換熱管的100%結(jié)垢熱阻」305510l608規(guī)格和材質(zhì)一般都是固定不變的,即換熱管壁金屬熱阻是固定不面積有余量變的。因此,要想提高換熱器的總傳熱系數(shù),只有通過(guò)提高換熱原設(shè)計(jì)模擬管內(nèi)外流體膜傳熱系數(shù)或者降低換熱管內(nèi)外流體的結(jié)垢熱阻來(lái)實(shí)10%結(jié)垢熱阻,3100245820463102687基準(zhǔn)現(xiàn)面積無(wú)余量近20年來(lái),圍繞著如何提高換熱器管內(nèi)外流體膜傳熱系數(shù)工初期相關(guān)研究人員已經(jīng)相繼開(kāi)發(fā)出各種類型的新型換熱器,有效提高無(wú)結(jié)垢熱阻,317017.32308.94108246541了管內(nèi)外流體的膜傳熱系數(shù)口-2,可使換熱器面積降低30%-50%無(wú)余量左右-。為了了解換熱器結(jié)垢熱阻對(duì)總傳熱系數(shù)的影響,本文試降低結(jié)垢熱阻圖從結(jié)垢熱阻的變化探討降低換熱管內(nèi)外流體的結(jié)垢熱阻對(duì)于總30%結(jié)垢熱阻,3150193926728105890312傳熱系數(shù)的影響,進(jìn)而探討對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)終溫的影響。為便于比較面積無(wú)余量本文以某煉廠設(shè)計(jì)的換熱網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),通過(guò)降低換熱流體的結(jié)垢結(jié)垢熱阻熱阻,探討其對(duì)總傳熱系數(shù)和換熱網(wǎng)絡(luò)終溫的影響50%結(jié)垢熱阻,313520.80245.731043461.621原設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)介紹降低結(jié)垢熱阻某煉廠設(shè)計(jì)的換熱網(wǎng)絡(luò)終溫為3055℃在換熱器選型過(guò)程中,0%結(jié)垢熱阻,31252142740108490.16考慮到裝置的彈性的需要,設(shè)計(jì)選用的換熱器面積都有一定余量面積無(wú)余量這就相當(dāng)于為換熱網(wǎng)絡(luò)提供了“多余”的面積,為消除這部分“多余”面積對(duì)換熱終溫的影響,將所選用的換熱器型號(hào)全部代入換表1不同結(jié)垢熱阻對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)終溫的影響對(duì)比計(jì)算結(jié)果熱網(wǎng)絡(luò),通過(guò)模擬計(jì)算,得到原設(shè)計(jì)的換熱網(wǎng)絡(luò)在沒(méi)有面積余量和考慮100%結(jié)垢熱阻的情況下,設(shè)計(jì)的最終換熱終溫為3100℃。2降低物流結(jié)垢熱阻對(duì)換熱終溫的影響為了考察不同的結(jié)垢熱阻對(duì)已有換熱網(wǎng)絡(luò)換熱終溫的影響參考文獻(xiàn)分別選取“0”結(jié)垢熱阻(開(kāi)工初期狀態(tài))、30%結(jié)垢熱阻、50%訂]張平亮,新型換熱器及其技術(shù)進(jìn)展[].煉油技術(shù)與工程結(jié)垢熱阻、70%結(jié)垢熱阻對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬計(jì)算,計(jì)算時(shí)保持2007,37(1):25-29原設(shè)計(jì)選用的換熱器型號(hào)(面積)不變。不同結(jié)垢熱阻對(duì)已有換[2]曹維.國(guó)外新型換熱器介紹[J.化學(xué)2000,28(6)熱網(wǎng)絡(luò)換熱終溫的影響對(duì)比計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1從表1可以看出等新型高效換熱器發(fā)展現(xiàn)狀及研究1)在裝置開(kāi)工初期,換熱器無(wú)結(jié)垢,換熱網(wǎng)絡(luò)的換熱終溫方向[.化工裝備:中國(guó)煤化工最高,達(dá)到317℃,回收的熱量最大,換熱量比100%結(jié)垢熱阻高]王小梅殼式換熱器及541%此時(shí)傳熱溫差最小其應(yīng)用[J].天然氣CNMHG《科技傳播》2010-11上)2