基于換熱器傳熱效率計算在粗苯系統的運用淺析

陳燕

摘要：本文從換熱器傳熱效率計算入手，同時闡述了換熱器傳熱效率計算在粗苯系統的運用，最后總結了全文，僅供參考。

關鍵詞：換熱器;傳熱效率計算;粗苯系統;運用

1 換熱器傳熱效率計算

粗苯生產階段，換熱器自身性能與工作質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，將難以滿足實際生產需求，進而加劇資源的損耗，此階段只有清理與維護換熱器，才可保障其穩定運行。就實際情況而言，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的持續性。

就換熱器傳熱效率計算，目前未能形成統一的公式，基于理論上的換熱器傳熱效率計算，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吸收熱量，代表的是加熱介質釋放熱量。

在計算階段，公式（1）僅僅是在換熱器傳熱效率基本概念基礎上，只可反映出換熱器外殼熱性能，難以反映出換熱器結構、介質傳熱效率。在實際工作中，不同換熱設備結構不同，液體流向、液體類型也各不相同，進而導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構特點，才可探索出最精準的換熱器傳熱效率計算式、表達式。

想要保障換熱器質量，就必須要明確傳遞熱量概念的作用，在不發生外熱輻射、管道內不結垢、介質流體正常的情況下，換熱器可傳遞的最大熱量。通過將其轉化為冷介質、升溫能量、散發熱介質能量，其熱傳遞效率為100%。在實際生產階段，受到內外因素的影響，難以達到100%的傳遞效果。本文就換熱器傳熱效率計算，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之間的對數平均溫差;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;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，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，但實際生產階段，難以達到這一要求。

換熱器傳熱效率表達式：×100。（3）

在式子（3）基礎上，理想換熱器最大傳遞熱量：。

被加熱介質實際吸收熱量：。

將式子（3）與換熱器介質公式結合，獲得計算式：。 ????（4）

2 換熱器傳熱效率計算在粗苯系統的運用

基于本文上述分析可導致，化工廠原本傳統、簡單的以進出口溫差判斷換熱器傳熱效率的方式已經不適用，難以實現內部熱效能與介質熱傳遞的評估。依據某化工廠粗苯系統生產模式為例，貧油從塔底出來，在一級、二級換熱器內，進行貧富油換熱，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據為基礎，計算換熱器熱效率、介質傳熱效率，假設貧富油流量為90t/h，富油流量為70t/h。

在公式（1）基礎上，基于各類概念熱效率公式，換熱器熱效率：?=73.7%。

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

在上述分析與計算結果基礎上，得到以下幾點結論。

（1）基于基本概念基礎上，參照熱效率公式（1）開展計算，得到換熱器傳熱效率為73.7%，但在這一計算結果，只可反映出換熱器表面絕熱性能好壞、熱量損失高低，難以實現換熱器內部結構、換熱器介質性能影響的反映。

（2）基于基本概念基礎上，參照熱效率公式（4）開展計算，得到換熱器傳熱效率為62.9%。這一數據可體現出換熱器內部介質之間的傳熱效果、傳熱性能、換熱器內部結垢程度，在此基礎上，可制定出清理周期，為后期維修、保養、清理提供參考性意見。

（3）在上述各項計算結果基礎上，通過定期測算換熱器進出口溫度，開展工藝數據對比，以此評判換熱器清洗周期，這類方式較為簡單，操作性較強。

（4）綜合考慮換熱器內部結構、換熱器散熱性能，在相關文獻資料基礎上，換熱器的換熱效率高達90%及其以上，操作水平較為顯著。

（5）當兩類不同介質相互接觸，且介質溫度逐步升高，則換熱效率也會提升。通過深入分析發現，主要是因為溫度提升，使得流體之間的接觸愈發頻繁，進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，通過散熱換熱器內部熱能，可實現溫度的降低。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，應用性不強。

3結束語

綜上所述，基于本文上述分析可導致，化工廠原本傳統、簡單的以進出口溫差判斷換熱器傳熱效率的方式已經不適用，難以實現內部熱效能與介質熱傳遞的評估。只有積極應用換熱器傳熱效率計算，才可明確換熱器的工作性能與質量，以此確定維護與清理周期，提升粗苯產量，提升企業的實際經濟價值。

參考文獻

[1]陳淼，卓華艷.換熱器傳熱效率計算在粗苯系統的應用[J].山東冶金，2017，39（04）：50-51.

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