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換熱器作為油氣礦場初加工裝置主要的傳熱設備,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:介質不潔凈或顆粒雜物太多,使板片或管束結塘或流道堵塞;受存在的非凝聚氣體影響;此外還和流體的流動速度有關,介質粘性越強、循環(huán)(流動)越慢,則壓降越大。介質內(nèi)漏:換熱設備內(nèi)的兩種介質由于某種原因造成高壓側介質向低壓側滲漏。隨著結塘厚度的增加,換熱器管程出口溫度升高,殼程出口溫度降低。換熱器由于處于受壓力、介質腐燭性、流動磨燭,尤其是固定管板換熱器,還有溫差應力,管板與換熱管連接處極易泄漏,導致?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。
對換熱器進行不同工況分析,研究不同工況下?lián)Q熱器的換熱性能。并編寫換熱器的沸騰用戶自定義(模型,將模型導入軟件。管殼式冷凝器主要研究內(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。分析換熱器出現(xiàn)沸騰工況下內(nèi)部蒸汽的流動情況,并根據(jù)對模擬結果的研究提出對換熱器的改進措施。通過對模擬結果的分析可知,研究的自然循環(huán)換熱器能及時有效排出堆芯余熱,雖然模擬值和設計值之間有一定誤差,但是誤差很小不影響對換熱器模擬結果的分析。換熱器的復雜結構使換熱器局部產(chǎn)生了“傳熱死區(qū)”和“流動死區(qū)”,這些死區(qū)的存在影響了換熱器內(nèi)自然循環(huán)的形成。當換熱器傳熱進行一段時間后換熱器內(nèi)的殼側溫度會達到飽和出現(xiàn)沸騰,沸騰產(chǎn)生的大量蒸汽在換熱器的“尖角”處聚,會對換熱器內(nèi)流體的傳熱和流動特性產(chǎn)生影響。
管殼式換熱器運行過程中的速度矢量分布,在換熱器運行過程中,換熱器殼程入口段的速度矢量值在0.5m/s;順著折流板走向,換熱器殼程內(nèi)砂的速度矢量值相比較大,在I m/s至1.4m/s之問變化,在折流板!幾方的砂速度;在折流板逆向換熱器殼程內(nèi)介質流動方向的背部,固體砂的速度矢暈值,人約為0.1m/s這是由T一折流板的阻擋作川,降低一r砂的速度當砂粒徑較大,質較大時,砂容易在速度降低區(qū)域形成砂分沉積。砂粒徑0.2mm時,管殼式換熱器模擬運行達到穩(wěn)定的情沉下,換熱器殼程內(nèi)沿換熱器管民方向各個截而的砂體積分情況。殼程為沙子和的兩相流動,沙子的粒徑根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)大約在0。山于此時管殼式換熱器殼程內(nèi)部流通介質含的砂粒徑非常小,為0.2mm的流動能很好的帶動砂流動,導致?lián)Q熱器整個砂的體積分布較均勻,整個殼程的含砂量都較小,接近入2類石油。