




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。(2)通过分析泄漏情况下换热器温度参数的变化情况,提出了通过分析换热器管程和壳程进出口温度变化来判断换热器是否泄漏的方法。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。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。
用TS模型和多模型组合预测冷凝器污垢。以实验装置中的3处壁温、污管的出入口温度、污管中流体的流速和污管热阻为输入,建立基于径向基***网络的污垢预测模型,对筛选出的160组数据进行预测,与BP网络相比,该网络预测污垢热阻的收敛速度和精度都优于BP网络。以实验装置中的3处壁温、污管的出入口温度、污管中流体的流速和污管热阻为输入,建立基于径向基***网络的污垢预测模型,对筛选出的160组数据进行预测,与BP网络相比,该网络预测污垢热阻的收敛速度和精度都优于BP网络。早在上世纪六十年代就有学者首先提出污垢热阻随时间的变化是沉积率与剥蚀率之差这一结垢模型,将污垢热阻随时间的变化关系归纳为线性污垢模型、幂律污垢模型、降律污垢模型、渐近污垢增长模型,而且己有基于上述方法制成的仪器仪表,对污垢清洗具有重要的指导作用。但是,管壳式换热器结垢对其内部流动换热性能影响的研究相对较少。
誉金机械运用CFD数值模拟方法,借助FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器的三维模型进行模拟,通过对换热器结垢和泄漏时的速度场、温度场等分析,得出泄漏和结垢对换热器流动传热性能的影响,为下一步利用热工参数评价换热器结垢和泄漏提供理论依据。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。主要内容如下:
1.管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究。
(1)考虑管壁污垢传热的影响,建立管壳式换热器的三维流动传热模型;
(2)研究油田原稳站用油一油管壳式换热器运行过程中,含砂对换热器壳程流场分布的影响,研究壳程流场内的含砂量分布情况;
(3)研究结垢厚度对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。
2.管壳式换热器内部换热面泄漏对换热器流动传热性能的影响规律研究。
(1)建立管壳式换热器换热面泄漏的三维流动传热物理模型:
(2)研究泄漏口尺寸对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;
(3)研究泄漏口位置沿换热器管长方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;
(4)研究泄漏口所在换热管沿换热器管径方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;
(5)研究泄漏口数量对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。
列管式冷凝器边界条件:入口为速度入口边界,出口为压力出口边界,。对于没有定义的边界面软件默认为墙体边界。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。在本课题中,根据大庆油田***产量,原稳站管壳式换热器壳程入口速度在之间,根据物性和模型尺寸,计算得出换热器壳程的雷诺数之间,所以换热器壳程内部流动为层流,多相流模型选为混合模型,混合物模型可用于两相流或多相流(流体或颗粒)。采用有限体积法,使用分离式求***,稳态隐式格式求解;速度压力稱合方式采用基于交错网格的算法;流通介质为含砂,物性参数为等效温度下的常量;假设入口来流的速度均勾分布,忽略重力影响,壳体壁面和折流板采用不可滲透、无滑移绝热边界。使用速度入口和压力出口边界,采用层流的模型;选用二阶迎风格式。