换热器在石化装置中的智能化应用

换热器在运行过程中,易产生结垢、腐蚀、泄漏、振动和性能下降等问题,会影响换热器甚至整个生产装置的效率、安全和可靠性。主要阐述了适用于石化装置中换热器设备状态监测和故障诊断的智能化方法与系统,详细说明了基于MQTT和OPC协议的两种数据采集方法,以及主成分分析(PCA)、有效度-传热单元数法、对数平均温差法三种用于换热器运行状态分析的算法;介绍了三种基于信息技术的换热器智能化运维系统的应用,实现换热器状态的实时监测,故障诊断和性能优化等功能,以满足石化装置长周期运行生产需要。

p(AA-co-CTS)两性型规整吸附介质的制备及动态吸附性能

以丙烯酸(AA)、壳聚糖(CTS)为单体,选用抗坏血酸(VC)为还原剂取代传统胺类还原剂,通过低温冷冻聚合法一步制备了富含—COOH基团和—NH2基团的两性型规整吸附介质p(AA-co-CTS),聚合时间从文献报道的18h缩短至5h。通过SEM对p(AA-co-CTS)规整吸附介质进行表征,其内部孔隙连续,孔径范围为100～500μm。聚合最优配方为:引发剂过硫酸铵(APS)与VC总质量分数为0.75%(以聚合体系总质量计,下同),VC与APS的质量比为0.5∶1.0,单体总质量分数为7%(以聚合体系总质量计,下同),m(CTS)∶m(AA)=0.2∶1.0,交联剂N,N?-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)质量分数为1.05%(以聚合体系总质量计,下同)。借助吸附传质单元数(NTU)法探究了传质参数与多肽吸附操作条件的关系,并确定最佳吸附条件为:吸附液流速3～4 mL/min,吸附温度293.15 K,进料液质量浓度400～500 mg/L。所制备的两性型分离介质属于超大孔隙规整介质,最大动态吸附容量为74.5～79.4 mg/g,应用上可取代传统吸附工艺中需过滤、离心及层析等单元操作的散装吸附树脂介质。

平均温度差法和传热单元数法在化工换热计算中的盲区

换热是《化工原理》中重要的单元操作之一,热量优化设计是现代化工设计的重要组成部分。文章运用平均温度差Δtm法和传质单元数NTU法对同一换热单元进行核算。结果表明,两种计算方法在同一计算案例中出现结论相反的"盲区"。因此,换热设计中应注意核算方法的选择。

对数平均推动力法计算并流吸收塔的传质单元数

根据传质单元数的定义,对低浓度体系并流吸收塔传质单元数的对数平均推动力法计算公式进行了推导。并对公式的结构特点和使用窍门进行了分析。结果表明只要操作关系和相平衡关系都是线性的,不论是吸收还是解吸,并流操作传质单元数的对数平均推动力算法在结构上与逆流操作是一样的。该结构简单、易记,便于掌握。

关于填料吸收塔传质单元数的计算

本文对吸收塔传质单元数的两种计算方法——解析法和对数平均推动力法进行了分析和比较,揭示了对数平均推动力法结构简单易记、使用方便的独特优点,并通过具体例子介绍了使用对数平均推动力法计算传质单元数的注意事项及使用窍门。

表冷器湿工况传热性能的简化预测方法

基于表面平均温度法和效能-传热单元数法,建立了水冷式表冷器湿工况换热的数学模型。该模型无复杂的模型设置和算法,无需表冷器的几何数据或详细性能数据,只需名义工况参数就能预测其性能;水侧和空气侧对流换热系数从名义显热量导出。根据数学模型,采用Modelica语言建立了表冷器的湿工况仿真模型。采用表冷器实测数据对新模型进行了验证。结果显示,新模型预测的换热器出口温度和换热量与实测值的偏差分别在6%和12%以内,每个工况只需10s左右的计算时间。

大型湿冷机组冷却塔性能试验标准的计算和评价方法差异分析

为确定不同标准之间的差异和形成更优化的计算和评价方法,针对不同冷却塔试验标准计算公式和评价方法进行分析和举例。结果表明:各标准计算公式和评价方法存在差异,对结果和评价结论会产生较大影响;蒸发水量带走热量系数、热平衡误差判定、空气密度、空气焓、饱和水蒸气分压力和冷却特性数的计算方法以及曲线拟合和读数上的差异均会对结果造成较大影响;借鉴各标准更精确的计算公式和评价方法,可以提高试验结果的准确性。

逆流冷却塔的热工性能评定及预测

作者通过对运行塔测试数据的观察和理论分析,认为除气水比外,进水温度和湿球温度的影响不容忽视,并归纳为水的温态比的影响,从而建立塔的热工特性方程。由此可求得运行塔在设计工况下所具有的交换数,与该工况所需交换数相比较即可评定塔的热工性能。也可用来预测各运行工况下塔的排热量。由于仅考虑气水比影响的塔(填料)热工特性方程的求解值偏大,作者建议在试验塔测试台上整理热工特性方程时,应考虑水温态比的影响,使藉此设计的塔具有足够的填料容积,保证有良好的热工性能。

基于等效热降法的WGGH系统节能最优化研究

为定量计算WGGH系统回收烟气低品位热量的节能效果,并分析其对汽轮机排挤抽汽等效热降的最大化问题,针对带有疏水冷却器回热系统的特点,对传统等效热降表达式进行了修正,并使用效能-传热单元数法计算WGGH系统凝水加热器的换热量,与修正后的等效热降公式结合建立了WGGH系统排挤抽汽的等效热降表达式,利用该表达式可以计算出当机组工况为100%THA和75%THA时,最佳凝水分流系数分别为0.10和0.12,可以降低机组发电煤耗0.49 g/k Wh和0.38 g/k Wh。结论表明WGGH系统节能效果存在最优化问题,利用该研究方法可以有效地计算最佳的凝水分流系数。