热湿气候下蒸发冷却式冷凝器系统的节能特性对比研究

为评估和提高蒸发冷却式冷凝器系统(MVC-EC)在热湿气候条件下的应用潜力,提出了一种结构优化的两级蒸发冷却式双冷凝器系统(MVC-TSEC),并基于详细的能耗分析模型进行了性能对比研究。首先,建立了各系统中所有组件的分布式参数模型,并进行了实验数据验证。其次,分析了室外空气温度和相对湿度及房间显冷负荷对2种系统COP和节能率的影响。最后,评估了2种系统在典型热湿城市的节能潜力。结果显示:相较于MVC-EC系统,MVC-TSEC系统在高温、中高湿度和高负荷工况下具有更好的节能优势,节能率约提高4.3%~10.9%,并且可提高制冷剂系统适应温度约0.8~1.9℃;在广州市和长沙市夏季6—8月,MVC-TSEC系统的节能率分别为12.7%和21.1%,高于MVC-EC系统(8.5%和14.9%)。

家用空气源热泵热水器微通道冷凝器仿真研究

为提升家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的性能,建立了家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的准稳态模型,实验验证结果显示模型误差能控制在±9%以内。依据模型对微通道冷凝器的换热量、换热系数、压降等性能进行仿真研究。结果发现,微通道冷凝器为四流程时能够减小压降并保证换热量满足需要;关键参数微通道截面的最佳尺寸在1.6~2.6 mm^(2)系统性能最优,同时扁管内微通道数应控制在16~24根。研究结果为家用空气源热泵热水器微通道冷凝器的设计提供借鉴。

空调冷凝器管道激光超声导波跨能量层级映射迁移检测方法

空调冷凝器是空调设备的关键部件,其弯管连接部位由于损伤类型多和几何形状复杂等原因造成传统接触式损伤检测手段难以应用,本文提出一种基于能量映射迁移网络的非接触式激光超声导波无损检测方法。首先,通过小波分解提取烧蚀信号和热弹信号的概貌波形,设计自编码能量映射函数将热弹信号特征空间映射到烧蚀信号特征空间,获得更接近烧蚀信号特征的映射热弹信号。其次,通过能量映射迁移网络对齐映射热弹信号和烧蚀信号特征空间,将网络模型中的域转换误差和样本标签误差之和用作特征空间对齐误差值。最后,对空调冷凝器泄漏、分层和裂纹等损伤进行检测实验验证所提新方法性能,结果表明其损伤识别精度为93.09%,比传统激光热弹激励检测方法提高了7.23%。

硫黄回收装置三级硫冷凝器泄漏原因分析与防护措施

硫黄回收装置的设备腐蚀问题是影响装置长周期安全运行的重要因素之一。多年来,装置三级硫冷凝器由于设备制造质量问题、汽包水质量差、装置负荷大幅波动及开停工期间腐蚀等多方面的原因,导致腐蚀泄漏频繁发生。近年来通过做好设备制造质量监控、严格控制炉水质量、做好工艺防腐、平稳生产、减少负荷大幅波动和开停工期间设备的保护等方面工作,三级硫冷凝器的腐蚀问题得到了充分解决。

空调器冷凝器结构参数对其制冷剂积存量及系统性能的影响

在保持R290空调器系统性能的前提下,为降低冷凝器中制冷剂积存量,建立冷凝器性能综合评价模型,对冷凝器不同支路数流程的结构参数进行优化研究。结果表明:管径减小使得制冷剂积存量下降、COP下降;管间距和翅片厚度增大以及翅片间距减小均使得制冷剂积存量下降、COP升高;对冷凝器的制冷剂积存量和系统COP进行多目标优化,得到最优设计结构参数为四支路流程,管径5.74 mm,管间距19.67mm,翅片间距1.43mm,翅片厚度0.092mm。本研究可为R290房间空调器减少制冷剂充注量提供参考。

R1234yf在板式蒸发冷凝器中换热过程的数值模拟

通过建立板式蒸发冷凝器的二维数学模型,模拟了新型制冷剂R1234yf在板式蒸发冷凝器的换热过程,总结了冷却水温度、空气含湿量、制冷剂温度在板式蒸发冷凝器中的分布规律,并分析了冷凝温度、降膜雷诺数及空气湿球温度对板式蒸发冷凝器中换热的影响。研究表明:板式蒸发冷凝器的换热能力随冷凝温度升高而增大,随空气湿球温度升高而减小,随着降膜雷诺数的升高先增大后减小。冷凝温度从41℃变化到45℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度增加了16.2%;湿球温度从21℃升高到26℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度降低了14.6%;在不同冷凝温度下降膜雷诺数由60变化到120,板式蒸发冷凝器的热流密度最大变化率为6.06%。

冷凝器在PVC生产中的应用与优化

探讨了聚合釜顶冷凝器和汽提塔冷凝器的控制要点及优化改进措施,通过优化可以达到提质增效、环保减排的目的。

基于Fluent的板管型蒸发式冷凝器的流动与换热研究

为了研究板管型蒸发式冷凝器的流动和传热特性,并优化其板片凹陷孔的结构,本研究采用商用软件Fluent对气液流动模型进行数值模拟。通过控制变量、逐层优化的方法,研究了各雷诺数(Re)下板片凹陷孔的不同深度(H)和小直径(D_(1))对板片流动与换热效率的影响。研究发现,在所有Re的条件下,努塞尔数(Nu)随着H的增大而增大,且存在一个最佳值——H=3 mm,当H继续增加时,Nu反而开始下降。在确定H的最佳值后,发现在所有Re的条件下,不同D_(1)对Nu的变化影响也存在一个最佳值D_(1)=6 mm,使得换热效果最好。通过实验验证,最佳尺寸下的数值模拟结果与实验结果吻合较好。虽然Re越大,换热效果越好,但也带来了更高的能耗,因此在最佳结构下需要在能耗和效率之间做出取舍。

非共沸工质蒸发式冷凝器多目标优化设计

将蒸发式冷凝器应用于非共沸有机朗肯循环可以有效提高系统的热经济性。建立了蒸发式冷凝器的Kriging代理模型,以R601a组分质量分数、空气流量、喷淋水流量作为决策变量,换热面积和(火用)效率为目标函数,开展了目标函数的影响因素分析,并采用非支配排序遗传算法和TOPSIS决策法开展多目标优化。结果表明,影响因素分析中,空气流量对目标函数的影响程度比喷淋水流量更大,而R601a组分质量分数为0.7左右时,换热面积有最小值且(火用)效率有最大值;Pareto前沿中,R601a组分质量分数对蒸发式冷凝器的设计存在最佳的取值范围,而空气流量、喷淋水流量的取值范围较广,几乎涵盖其整个变化范围。成本低、占用空间小且对可用能的有效利用程度大的方案为:R601a组分质量分数0.725,空气流量81.017kg/s,喷淋水流量58.302kg/s。对应的换热面积为316.883m^(2),(火用)效率为0.428。

小管径空调冷凝器翅片的优化

空调小管径换热器可降低成本、减少制冷剂充注量,对实现节能减排意义重大。对5 mm单排管空调冷凝器的平直翅片进行优化,以代替一款7 mm单排管空调冷凝器。优化对象为管间距、片宽和翅片间距,优化目标为增大换热量、减小空气侧压降并降低成本。选用田口法进行实验设计和单目标优化,用灰色关联度分析和综合性能指标法进行多目标优化,最终优化结果为管间距16.0 mm,片宽16 mm,片距1.4 mm,换热量与D7管原型机持平,压降降低35%,成本降低26%,可成功代替7 mm冷凝器。

丁二烯冷凝器失效原因分析及改进思路

针对聚合导致丁二烯冷凝器失效的问题,通过对聚合物的生成原理进行调研,发现系统中氧、过氧化物、水、铁锈等的存在以及介质流速过低和流动死区的存在是引发聚合问题的原因。结合该工位的工艺特点,重点从热交换器的结构方向提出了改进思路。

精馏装置塔顶冷凝器冷却水的优化——以化工生产技术国赛装置为例

许多人操作国赛精馏装置时并没有认真分析不同阶段冷却水的用量,要么放弃冷却水的评分直接全程最大流量,要么就是大范围调节冷却水流量,导致冷凝器没有正常运行。通过实际操作国赛规定精馏装置,动态分析不同阶段冷却水的流量和确定塔顶冷凝器冷却水的最佳出口温度,从而降低冷却水的用量,使得装置评分更高,操作更简单。

基于红外热成像的精馏塔冷凝器液位识别装置及算法研发

在传统原油精馏热旁路法控制塔压过程中,当塔顶不凝气含量较高时,塔压控制存在一定滞后,极端情况下存在回流泵抽空损伤、压力失控等风险,严重影响装置安全生产。为了解决上述问题,提出一种热旁路红外液位识别装置设计方案,在热旁路法塔压调节工艺中加入红外液位识别控制流程,当不凝气大量集聚造成操作大幅波动时,自动触发冷凝液位识别控制回路,精准调节液位,从而降低热旁路塔压控制风险,提升装置安全水平。建立的基于数字图像处理算法的液位识别模型,经验证综合准确率达97.63%,能够满足工业需要。

某硫冷凝器管束的腐蚀原因

以某炼化公司4万t/a硫磺装置酸性气燃烧炉出口过程气一级冷凝冷却器的腐蚀为例,通过前期试漏试验、腐蚀减薄穿孔区域形貌观察、腐蚀产物化学成分分析、介质流态流速数值模拟等一系列方法评估了腐蚀原因。结果表明:该硫冷凝器管束发生腐蚀穿孔的主要原因是壳程介质没有提前除氧且pH控制不当导致的氧腐蚀和碱腐蚀,依据分析结果提出了相应的防腐蚀措施。

冷凝器水位控制建模和控制系统设计

为了对水位实施有效控制,结合理论分析和实际运行数据,建立一种简化的冷凝器水位控制模型,并设计冷凝器水位比例-积分-微分(PID)控制系统。采用实际运行数据对模型的有效性和控制系统的控制效果进行验证,结果表明:模型运算结果与实际运行数据具有较好的符合性,最大相对误差小于3%,并且控制系统可有效地将冷凝器水位控制在(80±3)cm的规定范围内。该模型建立方法和控制系统设计方法可为其他控制系统分析和设计提供借鉴。

椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器传热传质性能及实验研究

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”“水冷”“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明:在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式,而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式,所以其热流密度最高;“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下,热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小,喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5;“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5879.64、3964.28及2933.05 W/m^(2),因此不同地区环境运行的传热性能相差较大,该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区,喷淋冷却水温度范围为13~18℃运行时传热性能较优。在相同的条件下,“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式,且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。

基于性能监测的聚合冷凝器结垢RUL预测

针对聚合反应气相冷凝过程易造成换热器结垢的问题,基于性能监测,对聚合冷凝器结垢剩余使用寿命(RUL)预测方法建立了在线监测系统。该系统利用实时采集的聚合冷凝器运行参数,对其相变过程性能参数进行计算和监测,并基于性能指标对其低劣化趋势进行定量化管理,对RUL进行预测。若结垢RUL指标达到阈值,则采用侧线冲洗的方法,对管板积聚污垢进行冲洗,从而有效地延长大修周期。最后,通过在企业实际工程中的应用,验证了系统的有效性和实用性。研究结果表明,应用基于性能监测和结垢RUL预测方法可以提高冷凝器的性能指标,降低能耗,优化冲洗效果,减少维修和运营成本,从而提高生产效率。

大豆浸出车间汽提预冷凝器设计与能效研究

本文研究了大豆浸出车间汽提预冷凝器的设计与能效。首先,探讨了汽提预冷凝器的设计,对气相进口组成、气相冷凝特性以及设计条件等方面进行了详细分析和论证。其次,进行校核分析,保证设计的可行性和有效性。最后,对汽提预冷凝器的能效进行了深入分析,探讨提升能效的途径和策略。研究结果显示,本文设计的预冷凝器每小时可处理33333kg新鲜溶剂,将其温度从48℃升至58℃,每小时回收总热量为791713kJ。引入预冷凝器后,每天可节省约8200kg水蒸气和约75kW·h的电量。年节省费用约为56.28万元,其中蒸汽费用54.03万元,电费2.25万元。结论指出,优化预冷凝器设计在实际应用中能显著提升能效并降低生产成本,为大豆油提取行业提供了重要的节能降耗方案。

蒸发线冷凝器PID自控调节初步探究

本文针对某厂低放射性废水蒸发系统运行存在预热器温度不稳定、蒸发器压力过高、液位不稳定、冷凝液产量不足、冷凝器出口温度不稳定、空气预热器积水渗漏、尾气系统凝结水量过多等问题,基于PLC控制系统的PID控制原理,结合冷凝器冷却水出口温度等参数要求,根据比例、积分、微分控制进行了分析,保证蒸发线冷凝器PID自控调节冷却水进口阀门,获得了满足蒸发工艺要求的控制参数,保证了某厂低放废水蒸发生产线的稳定运行,为国内同类型蒸发线稳定控制提供参考。

回流冷凝器泄漏的影响与工艺处理

介绍了一例尿素装置解吸水解系统回流冷凝器发生泄漏后,氨氮流入循环水系统,引起循环水水质发生恶化的事件;归纳了氨氮流入循环水系统的经过、影响及采取措施;总结了尿素装置换热器堵漏前的工艺处理过程;对行业内含氨氮的换热器泄漏后循环水系统的变化及同类型尿素装置换热器堵漏的工艺处理过程,具有一定借鉴意义。