(10)典型换热器的动态模型.
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⼗三种类型换热器结构原理及特点(图⽂并茂)⼩7:亲爱的各位读者朋友们,为了提升阅读体验,我们接下来会将所有⽂章⾸发到化⼯707⽹,⼤家可以通过点击菜单栏直接访问化⼯707⽹。
需要下载⽂档的朋友,请访问化⼯707论坛下载!板式换热器由⾼效传热波纹板⽚及框架组成。
板⽚由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间,在换热器内部就构成了许多流道,板与板之间⽤橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板⽚⽤优质耐腐蚀⾦属薄板压制⽽成,四⾓冲有供介质进出的⾓孔,上下有挂孔。
⼈字形波纹能增加对流体的扰动,使流体在低速下能达到湍流状态,获得⾼的传热效果。
并采⽤特殊结构,保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图螺旋板式换热器是⼀种⾼效换热器设备,适⽤汽-汽、汽-液、液-液,对液传热。
它适⽤于化学、⽯油、溶剂、医药、⾷品、轻⼯、纺织、冶⾦、轧钢、焦化等⾏业。
结构形式可分为不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式及可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图列管式换热器(⼜名列管式冷凝器),按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热⾯积1~500m2,可根据⽤户需要定制。
列管式换热器结构图管壳式换热器是进⾏热交换操作的通⽤⼯艺设备。
⼴泛应⽤于化⼯、⽯油、⽯油化⼯、电⼒、轻⼯、冶⾦、原⼦能、造船、航空、供热等⼯业部门中。
特别是在⽯油炼制和化学加⼯装置中,占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图钢衬铜热交换器⽐不锈钢热交换器经济,并且技术上有保证。
它利⽤了钢的强度和铜的耐腐蚀性,即保证热交换器能承受⼀定⼯作压⼒,⼜使热交换器出⽔质量好。
钢壳内衬铜的厚度⼀般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防⽌在罐内形成部分真空,因此产品出⼚时均设有防真空阀。
此阀除⾮定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当,低⽔位时从热交换器,或者排⽔系统不良。
第一章绪论在工业生产中,为了实现物料之间热量传递过程的一种设备,统称为换热器。
它是化工、煤油、动力、原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。
对于迅速发展的化工、煤油等工业生产来说,换热器尤为重要。
通常在化工厂的建设中,换热器约占总投资的10%~20%。
在石油炼厂中,换热器约占全部工艺设备投资的35%~40%。
在化工生产中,为了工艺流程的需要,往往进行着各种不同的换热过程:如加热、冷却、蒸发和冷凝。
换热器就是用来进行这些热传递的设备,通过这种设备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足工艺的需要。
总之换热器在化工生产中的应用是十分广泛的,任何化工生产工艺几乎都离不开它。
而在这些换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,它与其它形式的换热器相比较,最突出的优点是,单位体积内能够提供较大的传热面积,传热效果比较好,由于它的结构坚固,而且可以选用的材料范围较广,故适应性强,操作弹性大,因此,它广泛应于许多工业部门,尤其是化工生产中。
换热过程的强化是炼厂节能工作中的重要一环。
随着节能工作的深入发展,炼油厂各装置内部及装置间的换热量明显增大,而换热器冷热流之间的温度差则不断减小。
为了节约投资,不过多地增加换热面积,提高换热器的总传热系数就成了一个十分紧迫的任务。
本设计用螺纹管代替普通换热器的光管能有效的提高管外表面积,可以在管外给热系数不组的情况下,大大提高总传热系数,强化了传热,故使用螺纹管换热器可以做为强化传热的一个方向。
1.1设计条件:1.1.1设计原始参数管程介质:汽油壳程介质:汽油管程设计压力:2.43Mpa 壳程设计压力:2.45Mpa管程设计温度:200℃壳程设计温度:200℃地震烈度:7级场地土类别:二类管程腐蚀余量:2mm 壳程腐蚀余量:3mm容器类别:二类换热面积:170 m21.1.2设计要求:1、查阅相关科技资料及英文资料2、进行换热器的结构论证及材料选择论证3、进行换热器机械设计及强度校核(传热性能及传热量的计算和校核)4、在Pro /E环境下进行换热器的三维建模及工作动态仿真模拟5、编号设计说明书(不少于20000字,含英文摘要)6、科技译文(不少于5000字)7、绘制换热器零部件机械图纸1.1.3设计主要内容1、绪论(1)设计内容、说明思想、设计特点(2)换热器在炼油装置中简单工艺流程及应用(3)主要设计参数的确定及说明2、材料的选择及论证3、换热器结构选择及论证(1)换热器整体结构型式及特点(2)前管箱、壳体和后端盖结构型式及特点(3)管束分程和分程隔板的布置及特点(4)管子尺寸及排列、数量、偏差和总传热面积的确定(5)折流板、拉杆、定距管等零件的结构及特点(6)管子与管板的连接说明(7)接管、法兰、管箱法兰、外头盖法兰、浮头法兰的结构及特点(8)支耳、支座、排气管、排液管的结构及作用(9)换热器密封结构型式及密封点的说明4、换热器零部件强度计算与校核(1)封头、壳体厚度计算(管子厚度计算)(2)管板强度计算与校核(3)开孔补强计算(4)法兰强度计算与校核(5)鞍座强度校核5、绘制工程图纸6、对换热器零部件进行三维建模及工作动态仿真制作7、英文翻译1.2设计思想工程设计是一项政策性很强的工作,因而,要求工程设计人员必须严格地遵守国家的有关方针和法律规定以及有关行业规范,特别是国家的工业经济法规、环境保护法规和安全法规。
收稿日期:2001-06-25 作者简介:赵文升(1969-),男,宁夏人,工学硕士,工程师,华北电力大学仿真控制技术研究所任职,主要从事火电机组仿真数学模型的研究与开发。
大型火电机组加热器动态数学模型的研究赵文升,王兵树,马良玉,崔 凝,高建强(华北电力大学,保定河北071003)摘要:以在大型火电机组中广泛使用的三段式加热器为研究对象,充分考虑了加热器结构参数和工质物性参数对传热过程的影响以及静态计算与动态数学模型间的差别,建立了加热器动态数学模型。
仿真实验与工程应用证明该模型具有较高的静态计算精度和良好的动态响应特性,具有较广泛的适用性和一定的工程应用价值。
关键词:加热器;动态数学模型;仿真分类号:TK 264.9 文献标识码:A 文章编号:1001-5884(2001)06-0324-04Research on Dynamic Mathematical M odel of the Heater for Large Thermal Power UnitZHAO Wen 2sheng ,WANG Bing 2shu ,MA Liang 2yu ,CUI Ning ,G AO Jian 2qiang(N orth China E lectric P ower University ,Baoding Hebei 071003China )Abstract :The three -section feedwater heaters ,which are widely used in the large thermal power unit ,are taken as the object to be invested .The dynamic mathematical m odel of the heater is built by investigating deeply on the structure ,the operating charac 2teristic and the heat trans fer theories of the heaters .The heater construction parameters and the physical property of the w orking medium are fully considered in the m odel.The difference between the static calculation formula and the dynamic m odel is als o considered.The static accuracy and dynamic per formance of the mathematic m odel of the heater are verified by detailed simulation tests and by practical engineering application.K ey w ords :heater ;dynamic m athem atical model ;simulation0 前 言在大型火电厂系统中,给水加热器是电厂重要的辅助设备之一,它对机组的经济和安全运行起着重要作用。
各种换热器的工作原理动图
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
按传热原理换热器分为间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器;按用途分类,其分为加热器、预热器、过热器、蒸发器;按结构可分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
下面我们就通过张动图一起来看一看各换热器的原理。
套管式换热器
焦化厂蓄热室
浮头式换热器
沉浸蛇管换热
板式换热器
具有补偿圈的换热器
板翅式换热器
夹套换热器
U型管式换热器
列管换热器部件
螺旋板式换热器
列管式换热器
喷淋式换热器
气体冷却塔
热管换热器
蓄热室原理
浴室温水加热
蓄能式换热器。
空气换热器加热工况动态数学模型及仿真张俊;刘刚;甘长德【摘要】本文利用分排参数法建立了空气换热器在加热工况下的动态数学模型,使用Simulink对该模型进行仿真,通过实验验证了该模型的正确性,得到了空气换热器空气侧的出口温度和水侧的出口温度随时间的变化关系.同时采用PI控制器,对空气换热器供水量进行调节,使得空气侧的出口温度的波动减小并控制在小范围内,获得了温度较恒定的送风.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】5页(P17-20,51)【关键词】空气换热器;加热工况;动态数学模型;Simulink【作者】张俊;刘刚;甘长德【作者单位】东华大学环境科学与工程学院;东华大学环境科学与工程学院;东华大学环境科学与工程学院【正文语种】中文工程上经常采用一个表面式换热器冷热两用,夏季通冷水做表冷器,冬季通热水改做加热器。
对于空气换热器的运行过程,根据空气侧的参数改变,可以分为供冷湿工况、供冷干工况和加热工况3种[1]。
温度恒定的送风一直是人们期望达到的目标,尤其是在如生物制药、光学加工等领域,要求能够提供较小温度波动的空调系统。
在自动控制技术不断应用于空调系统的同时,研究空气换热器在供热工况的动态换热问题对空调系统的控制效果的优劣至关重要。
本文考虑空气、热水及空气换热器金属管材的蓄热影响,应用分排参数法,建立了肋片管空气换热器加热工况的动态数学模型,同时以Simulink软件为平台,进行空气换热器加热工况的仿真研究。
1.1 物理模型肋片管空气换热器一般采用铜管套铝片的结构,其物理模型如图1所示。
假设空气流向与水流方向相反,对于水侧划分,将空气换热器盘管按照管长划分多个微元段,假设空气换热器第一排管的冷水出口温度,计算第一排管的冷水进口温度,将第一排管的冷水进口温度作为第二排管的冷水出口温度,以此类推,迭代计算至最后一排管的进口温度,再与已知空气换热器冷水进口温度对比,两者的之差在误差允许范围内时,迭代结束,取空气换热器第一排管的出口温度的平均值作为空气换热器冷水的出口温度。
目录1引言 (2)2 设计任务与方案分析 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 方案分析 (2)3 建模分析 (3)3.1 换热器的静态特性分析 (3)3.2 换热器的静态放大系数 (4)3.3 被控过程分析 (5)4 前馈控制器的设计 (6)4.1 前馈控制通用模型分析 (6)4.2 静态前馈控制器的设计 (7)4.3前馈控制的动态补偿 (8)5 调节阀和检测变送元件介绍 (9)5.1 调节阀的选择 (9)5.2 温度变送器 (10)5.3 流量传感器 (10)6 参数整定及系统实现 (11)6.1 静态工作点 (11)6.2动态补偿参数的整定 (11)7 小结体会 (13)8 参考文献 (14)换热器温度前馈控制1引言换热器作为工艺过程中必不可少的单元设备,广泛地应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中。
据统计,在现代石油化工企业中换热器投资约占装置建设总投资的 30%~40%;在合成氨厂中,换热器约占全部设备总台数40%。
由此可见,换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。
化工生产中所指的换热器,常指间壁式换热器,它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开,热流体将热传到避面的一侧(对流传热),通过间壁内的热传导,再由间壁的另一侧将热传递给冷流体,从而使热物流被冷却,冷物流被加热,满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。
目前,换热器控制中大多数仍采用传统的PID控制,以加热(冷却)介质的流量作为调节手段,以被加热(冷却)工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统,对于存在大的负荷干扰且对于控制品质要求较高的应用场合,多采用加入负荷干扰的前馈控制构成前馈反馈控制系统.本文就通过对干扰的分析,重点阐述前馈对于干扰的控制作用。
2 设计任务与方案分析2.1 设计任务本文以用蒸汽液化给工艺介质加热为代表介绍换热器温度控制系统,针对工艺介质出口温度的主要干扰进行分析,并对扰动实施前馈控制以达到扰动补偿的目的。
动态图解各种换热器工作原理和特点(史上最全,没有之一!)专业知识学不停,化工707每天都有精彩内容奉上!大家努力转发关注,小七还有更多好东西分享噢~【提示】技术类文章PDF和PPT版本均在化工707论坛持续更新,请有需要的7友们去往论坛下载!一、U型管式换热器每根管子都弯成U形,固定在同一侧管板上,每根管可以自由伸缩,也是为了消除热应力。
性能特点:此类换热器的特点是管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压能力强;管束可从壳体内抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜。
其缺点是管内清洗不便,管束中间部分的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部分需用壁较厚的管子。
这就影响了它的使用场合,仅宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。
二、沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器,是间壁式换热器种类之一。
根据管外流体冷却方式的不同,蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
优点:这是一种古老的换热设备。
它结构简单,制造、安装、清洗和维修方便,便于防腐,能承受高压,价格低廉,又特别适用于高压流体的冷却、冷凝,所以现代仍得到广泛应用。
缺点:由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多,因此管外流体的表面传热系数较小。
为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。
三、列管式换热器冷流体走管内,热流体经折流板走管外,冷、热流体通过间壁换热。
性能特点:列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
空分设备换热器设计及温差选取蒋旭【摘要】The design software environment of common air separator heat exchange sys-tem is introduced, while the design of heat exchanging resistance of air separator, heat ex-change for gases, liquids and gas-liquid mixtures and the choice of temperature difference of heat exchanger are described in detail. With the rapid development of air separation sector, studying, rationally analyzing and utilizing the heat exchange system of air separator bear great significance for improving the designing ability of the industry.%介绍了一般空分设备换热系统的设计软件环境,同时对空分设备的换热阻力设计,对气体、液体以及气液混合物的换热及换热器温差选取进行了详尽的阐述。
随着空分行业的蓬勃发展,研究并合理地分析应用空分换热系统对提升行业设计能力有重大意义。
【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】6页(P26-30,35)【关键词】空分设备;换热器;设计【作者】蒋旭【作者单位】中空能源设备有限公司,浙江杭州 310052【正文语种】中文【中图分类】TB657.71 前言板翅式换热器结构紧凑、轻巧,我国从20世纪50年代开始在空分设备中应用板翅式换热器,板翅式换热器在设计制造都经历了艰难的过程。