结垢热阻对于换热网络终温的影响分析

口cs理论研结垢热阻对于换热网络终温的影响分析李国芝河南科技大学,河南洛阳471003摘要本文通过对已有的換热网络进行模拟计算,考察不同的结垢热阻对换热网络终温的影响。分别选取“0”结垢热阻、30%结垢热阻、5σ%结垢热阻、η%结垢热阻等工况对换热网络进行模拟计算,并对计算结果进行分析,得出了相应的结论关键词结垢热阻;换热网络;终温中图分类号TE96文献标识码A文章编号1674-6708(2010)30-0026-01换热器是炼油厂中应用最广泛的一种传热设备,炼油厂绝大2)当物流的结垢热阻为设计热阻的30%时,换热网络的换部分的热量都是通过换热器进行回收利用的,换热器的传热性能热终温为315℃,比原设计最终换热终温升高5℃,换热量比100%好坏直接影响到炼油厂热量的回收和利用。因此,提高换热器的结垢热阻时高3.12%;传热性能,对于炼油厂的能量回收和节能降耗都具有重要意义3)当物流的结垢热阻为设计热阻的50%时,换热网络的由换热器的计算公式A=Q/(K·ΔT)可以看出,换热器热终温为3135℃,比原设计最终换热终温升高3.5℃的面积与换热器的换热负荷成正比、与总传热系数K和有效对数4)当物流的结垢热阻为设计热阻的70%时,换热网络的换平均温差成反比。当回收一定的热量时(此时,根据物流的热平衡热终温为312.5℃,比原设计最终换热终温升高2.5℃,此时回收的△Tm也已确定),换热器面积与其总传热系数成反比热量比100%热阻时高0.16%依据总传热系数K的计算公式5)对已有换热网络,降低结垢热阻对提高换热终温有一定的效果,结垢热阻降低幅度大,回收的热量大,当结垢热阻降低130%时,对换热终温影响不大换热总传热总传热系数换热换热负荷可以看出,换热器的总传热系数K与换热管内外的表面积A终温℃温差℃w(m2·K负荷kW增加量%换热管内外流体膜传热系数h、换热管内外流体的结垢热阻r、r。「原设计热量衡算和换热管壁金属热阻r有关。对于特定的换热器来说,换热管的100%结垢热阻」305510l608规格和材质一般都是固定不变的,即换热管壁金属热阻是固定不面积有余量变的。因此,要想提高换热器的总传热系数,只有通过提高换热原设计模拟管内外流体膜传热系数或者降低换热管内外流体的结垢热阻来实10%结垢热阻,3100245820463102687基准现面积无余量近20年来,围绕着如何提高换热器管内外流体膜传热系数工初期相关研究人员已经相继开发出各种类型的新型换热器,有效提高无结垢热阻,317017.32308.94108246541了管内外流体的膜传热系数口-2,可使换热器面积降低30%-50%无余量左右-。为了了解换热器结垢热阻对总传热系数的影响,本文试降低结垢热阻图从结垢热阻的变化探讨降低换热管内外流体的结垢热阻对于总30%结垢热阻,3150193926728105890312传热系数的影响,进而探讨对换热网络终温的影响。为便于比较面积无余量本文以某炼厂设计的换热网络为基础,通过降低换热流体的结垢结垢热阻热阻,探讨其对总传热系数和换热网络终温的影响50%结垢热阻,313520.80245.731043461.621原设计换热网络介绍降低结垢热阻某炼厂设计的换热网络终温为3055℃在换热器选型过程中,0%结垢热阻,31252142740108490.16考虑到装置的弹性的需要,设计选用的换热器面积都有一定余量面积无余量这就相当于为换热网络提供了“多余”的面积,为消除这部分“多余”面积对换热终温的影响,将所选用的换热器型号全部代入换表1不同结垢热阻对换热网络终温的影响对比计算结果热网络,通过模拟计算,得到原设计的换热网络在没有面积余量和考虑100%结垢热阻的情况下,设计的最终换热终温为3100℃。2降低物流结垢热阻对换热终温的影响为了考察不同的结垢热阻对已有换热网络换热终温的影响参考文献分别选取“0”结垢热阻(开工初期状态)、30%结垢热阻、50%订]张平亮,新型换热器及其技术进展[].炼油技术与工程结垢热阻、70%结垢热阻对换热网络进行模拟计算,计算时保持2007,37(1):25-29原设计选用的换热器型号(面积)不变。不同结垢热阻对已有换[2]曹维.国外新型换热器介绍[J.化学2000,28(6)热网络换热终温的影响对比计算结果见表1从表1可以看出等新型高效换热器发展现状及研究1)在装置开工初期,换热器无结垢,换热网络的换热终温方向[.化工装备:中国煤化工最高,达到317℃,回收的热量最大,换热量比100%结垢热阻高]王小梅壳式换热器及541%此时传热温差最小其应用[J].天然气CNMHG《科技传播》2010-11上)2