基于換熱器傳熱效率計(jì)算在粗苯系統(tǒng)的運(yùn)用淺析

陳燕

摘要：本文從換熱器傳熱效率計(jì)算入手，同時闡述了換熱器傳熱效率計(jì)算在粗苯系統(tǒng)的運(yùn)用，最后總結(jié)了全文，僅供參考。

關(guān)鍵詞：換熱器;傳熱效率計(jì)算;粗苯系統(tǒng);運(yùn)用

1 換熱器傳熱效率計(jì)算

粗苯生產(chǎn)階段，換熱器自身性能與工作質(zhì)量直接決定著工序能耗，如下圖1所示。若換熱器傳熱效率降低到一定程度，將難以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，進(jìn)而加劇資源的損耗，此階段只有清理與維護(hù)換熱器，才可保障其穩(wěn)定運(yùn)行。就實(shí)際情況而言，只有定期評估換熱器傳熱效率，明確其清理、停工時間，才能夠保障化工生產(chǎn)的持續(xù)性。

就換熱器傳熱效率計(jì)算，目前未能形成統(tǒng)一的公式，基于理論上的換熱器傳熱效率計(jì)算，一般選擇輸出熱量與出入熱量之比，其公式：。（1）

代表的是被加熱介質(zhì)吸收熱量，代表的是加熱介質(zhì)釋放熱量。

在計(jì)算階段，公式（1）僅僅是在換熱器傳熱效率基本概念基礎(chǔ)上，只可反映出換熱器外殼熱性能，難以反映出換熱器結(jié)構(gòu)、介質(zhì)傳熱效率。在實(shí)際工作中，不同換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)不同，液體流向、液體類型也各不相同，進(jìn)而導(dǎo)致其換熱器傳熱效率存在著較大的差異。只有綜合考慮換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，才可探索出最精準(zhǔn)的換熱器傳熱效率計(jì)算式、表達(dá)式。

想要保障換熱器質(zhì)量，就必須要明確傳遞熱量概念的作用，在不發(fā)生外熱輻射、管道內(nèi)不結(jié)垢、介質(zhì)流體正常的情況下，換熱器可傳遞的最大熱量。通過將其轉(zhuǎn)化為冷介質(zhì)、升溫能量、散發(fā)熱介質(zhì)能量，其熱傳遞效率為100%。在實(shí)際生產(chǎn)階段，受到內(nèi)外因素的影響，難以達(dá)到100%的傳遞效果。本文就換熱器傳熱效率計(jì)算，以某化工廠為例。

換熱器傳熱基本方程式：，。（2）

式子（2）中，代表的是加熱與被加熱介質(zhì)之間的對數(shù)平均溫差;代表的是貧油流量;代表的是富油流量;代表的是換熱器傳熱系數(shù);代表的是換熱器傳熱面積;代表的是油比熱;代表的是貧油僅換熱溫度;代表的是貧油出換熱溫度;代表的是富油進(jìn)傳熱溫度;代表的是富油出傳熱溫度。

想要保障加熱熱量100%傳遞給被加熱介質(zhì)，需要為0，與相等。簡單而言，也就是換熱器在完成熱傳遞之后，其溫度差需要在0，此階段屬于理想換熱階段，但實(shí)際生產(chǎn)階段，難以達(dá)到這一要求。

換熱器傳熱效率表達(dá)式：×100。（3）

在式子（3）基礎(chǔ)上，理想換熱器最大傳遞熱量：。

被加熱介質(zhì)實(shí)際吸收熱量：。

將式子（3）與換熱器介質(zhì)公式結(jié)合，獲得計(jì)算式：。 ????（4）

2 換熱器傳熱效率計(jì)算在粗苯系統(tǒng)的運(yùn)用

基于本文上述分析可導(dǎo)致，化工廠原本傳統(tǒng)、簡單的以進(jìn)出口溫差判斷換熱器傳熱效率的方式已經(jīng)不適用，難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部熱效能與介質(zhì)熱傳遞的評估。依據(jù)某化工廠粗苯系統(tǒng)生產(chǎn)模式為例，貧油從塔底出來，在一級、二級換熱器內(nèi)，進(jìn)行貧富油換熱，如下圖2所示。

換熱器類型包括：螺旋板、板框板，衡量溫度如下表1所示。以一段貧富油換熱數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算換熱器熱效率、介質(zhì)傳熱效率，假設(shè)貧富油流量為90t/h，富油流量為70t/h。

在公式（1）基礎(chǔ)上，基于各類概念熱效率公式，換熱器熱效率：?=73.7%。

在公式（4）基礎(chǔ)上，基于各類概念熱效率公式，計(jì)算出換熱器效率為：?=62.9%。

在上述分析與計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論。

（1）基于基本概念基礎(chǔ)上，參照熱效率公式（1）開展計(jì)算，得到換熱器傳熱效率為73.7%，但在這一計(jì)算結(jié)果，只可反映出換熱器表面絕熱性能好壞、熱量損失高低，難以實(shí)現(xiàn)換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、換熱器介質(zhì)性能影響的反映。

（2）基于基本概念基礎(chǔ)上，參照熱效率公式（4）開展計(jì)算，得到換熱器傳熱效率為62.9%。這一數(shù)據(jù)可體現(xiàn)出換熱器內(nèi)部介質(zhì)之間的傳熱效果、傳熱性能、換熱器內(nèi)部結(jié)垢程度，在此基礎(chǔ)上，可制定出清理周期，為后期維修、保養(yǎng)、清理提供參考性意見。

（3）在上述各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，通過定期測算換熱器進(jìn)出口溫度，開展工藝數(shù)據(jù)對比，以此評判換熱器清洗周期，這類方式較為簡單，操作性較強(qiáng)。

（4）綜合考慮換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、換熱器散熱性能，在相關(guān)文獻(xiàn)資料基礎(chǔ)上，換熱器的換熱效率高達(dá)90%及其以上，操作水平較為顯著。

（5）當(dāng)兩類不同介質(zhì)相互接觸，且介質(zhì)溫度逐步升高，則換熱效率也會提升。通過深入分析發(fā)現(xiàn)，主要是因?yàn)闇囟忍嵘?，使得流體之間的接觸愈發(fā)頻繁，進(jìn)而使得換熱效率提升。若溫度越低，則熱輻射、傳熱性能也會隨之降低。

（6）流體加熱溫度在5℃以上，若冷卻熱流體，在一定程度上，通過散熱換熱器內(nèi)部熱能，可實(shí)現(xiàn)溫度的降低。但此階段，換熱器即便是滿足工藝需求，但也存在著較大的管理漏洞，應(yīng)用性不強(qiáng)。

3結(jié)束語

綜上所述，基于本文上述分析可導(dǎo)致，化工廠原本傳統(tǒng)、簡單的以進(jìn)出口溫差判斷換熱器傳熱效率的方式已經(jīng)不適用，難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部熱效能與介質(zhì)熱傳遞的評估。只有積極應(yīng)用換熱器傳熱效率計(jì)算，才可明確換熱器的工作性能與質(zhì)量，以此確定維護(hù)與清理周期，提升粗苯產(chǎn)量，提升企業(yè)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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