|
|
马上注册，学习空分知识，结交更多空分大神！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？加入空分之家
x
本帖最后由 李杰春 于 2013-7-16 22:30 编辑 8 J) _6 @* ?6 R# K* F
, G3 V* F! u. d9 A8 k
1 主换热器热端温差偏大现象
2 j7 A9 Q; d# D2 ?- K某6500m3 / h 空分设备采用分子筛吸附净化、; W" M6 P6 }, D) I0 u
增压透平膨胀机及全精馏无氢制氩外压缩流程, 主
% ? @1 j' {1 ?; L换热器为分体式, 有1 台氧换热器、1 台氮换热器3 p$ M7 _- y- k6 U% ^
和1 台污氮换热器组成, 其流程如图1 所示。
& A9 o5 e$ I, H: ^ t热端温差可利用正流空气阀V1、V2 和V3 来, Z1 ]# [2 k" H& V$ _
进行调节。增压空气出主换热器只有1 个抽口, 进
3 t* q) X' \# q. a( P膨胀机的空气温度由3 台主换热器中抽空气的混合
8 i/ ?, o# K B( o0 }温度决定, 各换热器的增压空气量不设调节手段。5 M8 m) s" V1 o% i
因只有1 个抽口, 进膨胀机空气温度亦无法调节。
4 G2 U+ F' w' h2 x此种增压空气只有1 个抽口、不带中抽温度调4 r8 y- T3 O4 Q% G. h8 R
节的主换热器, 因对设计要求较高, 尽管国外采用9 a2 E1 `( r+ J0 Z3 V! E9 x
较多, 而国内较少采用。从换热角度考虑, 取消增
4 x" v; K7 B% K压空气下抽口后, 只要抽口位置设计合理, 可以满: c/ @6 b5 h6 g8 K+ P. U) d+ x( r- l
足6500m3 / h 空分设备的启动和正常运行, 且可适
5 m- j: N* G9 l# }2 f6 n当提高增压通道下部的利用率, 有利于换热。但这& I. {- J2 @( {, I$ c* X5 x3 l7 _2 D
种主换热器不适宜用在较小规模和对液体产品需求
# c* I" _; h2 n. z [变化较大的空分设备。从操作和调节方面考虑, 增
) T0 G6 r! G/ ?! k" W+ L压空气还是采取两抽口为宜。
: ^+ P% G! V3 ]( X. M# t/ n: I笔者公司也只设计了两种规格的此类主换热
( n; B5 r4 `3 C- f3 q. P/ k器, 一种用在了2 套6500m3 / h 空分设备上, 另一
- P L: w: g3 Q; i4 e1 n种用在了1 套6000m3 / h 空分设备上, 实际运行亦7 w& Z! L) e0 Y' \; O* K# j2 {( f
都达到了设计要求。但后来设计制造的所有空分设' j0 }3 |( v8 E& b
备都采用了增压空气两抽口设计。' T2 [! g2 x( }3 x7 b3 M! C
6500m3 / h 空分设备开车运行后, 主换热器热: k0 z a% i; m/ B9 D; r
端温差一直偏大。返流气和正流空气温差达414 ℃
, X9 c9 O+ p1 Z: u `$ N! b～5 ℃, 而其设计值为3 ℃。
0 I/ K: u% t! F, c# y3 H+ p7 {·55 ·
" L' t" j) f2 m0 i1 Q图1 6500m3 / h 空分设备流程简图
( {/ i) \% t7 ^+ s+ n2 原因分析
# e, Q! B5 T( Z. p造成主换热器温差偏大的原因可能有3 个: ^+ J' T! Z; l: J i
(1) 没有膨胀机进口空气温度调节, 且主换热
, D' f3 ?7 l7 y6 u% [2 e/ N0 H! M$ u器中间抽口位置设计不合理。之前采用的主换热器* u! X8 D1 a! ]* b4 e# |+ i$ |- F
增压空气抽口都有上、下两个, 进膨胀机温度可根
R4 z/ q/ Z; q/ I: E( V0 p据需要在一定范围内调节, 还从未采用过这种不带8 R) E1 Z- C" b7 m
温度调节的主换热器。( u* B7 `) u! H5 E) \
(2) 换热器设计余量不足。因为通过计算发
9 b, t: T: ^& `) }+ D8 @6 y现, 以前主换热器所留设计余量普遍偏大, 故此主3 @, s& e( c8 W2 T( b( d
换热器设计时作了适当的减小, 尽管理论上亦留了8 g+ b5 w+ b s U+ u9 r
足够的余量, 但与以前同规格主换热器相比偏小。
. K1 G' \" O. @6 i: ]4 `(3) 操作时工艺参数调节不当。
$ m9 F5 Y) k$ u' j2 P$ D$ I根据现场实际操作记录: 增压空气进主换热器
! e, v- ~% U9 z3 a+ @# K1 m温度比正流空气进主换热器温度低718 ℃。因此主. o* M& R i. b: _* I" @+ C
换热器热端温差偏大的原因非常明确: 由于操作人& O. [. M2 x/ w+ E# x: A
员主观认为只要是热流体, 其进主换热器的温度就7 R5 ~, U0 Y4 A4 b, y% f* e) ^2 [
越低越好, 未对空气预冷系统进行优化调整, 导致
, T9 D! q# z1 ^) W$ o( c% k主换热器热端发生温度交叉, 使热端温差变大。需0 K; H7 `; |" X! r% P& C* [7 a
要指出的是, 此时反映的热端温差也不是真正意义
* ~6 z' z6 D$ v5 }- B上的热端温差, 真正意义上的热端温差指的是返流1 l) X4 I6 @2 o; u; p' Z9 D
气和正流气(含正流空气和正流增压空气) 的平均$ X5 {" E) K& I% s, ]- e
温差。实际的热端温差应比所反映的414 ℃～5 ℃
$ }* B0 }5 x2 Y. y& a' w7 m略小一些。, ?8 `+ G3 ^% G7 w/ }* Y
产生这些现象的原因很简单, 在主换热器热端% W4 w _# R1 O6 v, s% R+ m
的某一断面, 返流气的温度和增压空气的温度相
& \8 S9 C& j, Z等, 而过了这一断面, 返流气不再被增压空气加( ]- R& G- D$ |
热, 反而被其冷却。这样返流气一方面受到比它温
3 I1 U8 Q# b1 o4 Y; \度高的正流空气的加热, 另一方面又受到比它温度" g) B* c8 j6 \" g$ a( e! |7 H' R" `
低的正流增压空气的冷却, 换热面积得不到充分利
; h. A' C4 q, X4 ~用, 造成热端温差加大, 增加了不可逆损失。此时6 u" h7 I) O, [0 W4 z6 f
增压空气所占比例越大, 增压空气和正流空气温差
$ l8 @7 L6 l% U+ g* A {越大, 对主换热器热端温差的影响也就越大。
8 E! x! i+ n1 K# e" ?3 解决方法及效果
& [9 m) M: }' g% x对空气预冷系统工况进行优化调整, 通过调节' t5 s% C* e; q
阀V10、V11、V12、V13、V14 和V15 , 减小去增* e1 \; p) \$ x, i" B X7 E
压机后冷却器的冷冻水流量, 增大去空冷塔的冷冻
7 D" _! P5 t; u# N水流量, 适当调节冷冻水回水冷塔流量, 保证冷水- s2 A Q0 O) k5 ^6 Y3 ~" S; I$ {. ]
机组在设计工况下运转。从而使正流空气进主换热
; ]7 F9 @( B" p/ t0 n! x器温度降低, 增压空气进主换热器温度升高, 两者
. I, s& k8 H8 n5 V! v0 b趋于一致, 避免主换热器热端的温度交叉, 使换热% |$ z, M* [0 N" w
面积得到充分利用, 从而有效缩小主换热器的热端$ H; I: Z" Q3 F7 j- r8 A
温差。但应控制增压空气进主换热器温度不能低于
: `( F7 B0 L+ Z s- ?) D/ b& m. T5 B' c正流空气的进口温度, 否则将产生温度交叉, 使部9 h7 J# k: T* {" }# v0 s# j8 O
分传热面积失去传热作用。调整后主换热器热端温
: G" a: T- s1 E" t9 l* y r; U+ s! A差缩小至3 ℃以内。, L+ y1 H# q/ ?- D/ L# t
4 结束语8 l1 r2 ~6 O* H0 P
产生主换热器热端温差偏大的原因非常简单,
- e& w; i- H0 `; [然而却有很多新用户的空分设备普遍存在这种情况。# b8 O# t$ s* B4 x9 m I
大家要对此引起注意, 精心调整空分设备运行工况,8 g6 g, ^9 p: i# x$ E* _
最大限度地降低整套空分设备的运行成本。¬! x; ?9 P/ K6 ?' o" |7 @
·56 ·
7 s, R0 b2 L% c, M# [) E6 p: O |
评分
-
查看全部评分
|
/1 
窥视卡
雷达卡
发表于 2013-7-13 19:42:03
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
显身卡
楼主
发表于 2013-8-9 21:02:01
