專利名稱：一種換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，特別涉及冷源體和熱源體均為溫敏介質(zhì)的換 熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
在化工生產(chǎn)的熱交換過程中，傳熱量的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法是通過調(diào)節(jié)流經(jīng)換熱器的熱源 體或冷源體流量來實(shí)現(xiàn)的。但是，當(dāng)熱源體、冷源體兩種流體均為溫敏物質(zhì)時(shí)，使用傳 統(tǒng)調(diào)節(jié)方法則會(huì)導(dǎo)致流出換熱器的冷源體過熱或熱源體過冷，從而使換熱器管壁結(jié)垢、 固化、變質(zhì)、腐蝕，降低傳熱速率，運(yùn)行中斷甚至設(shè)備損壞。例如，尿素生產(chǎn)中使用的 換熱器，熱源體為co2，冷源體為水，在冬季時(shí)，隨著氣溫下降，換熱器入口冷卻水溫 度下降，若用傳熱量的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法，則是降低冷卻水流量，但冷卻水用量的下降，則 會(huì)使冷卻水出口溫度上升，超過設(shè)計(jì)的出口溫度。隨著水溫升高，由于結(jié)垢離子溶度積 降低，"烘烤"效應(yīng)，以及防污垢劑活性的降低，結(jié)垢速度劇增，并因結(jié)垢導(dǎo)致CL/的富 集，從而引起應(yīng)力腐蝕，致使換熱器損壞(大型化肥裝置有很多這樣的案例)，即便我 國最新引進(jìn)的大化肥裝置也未能解決此問題(見2007年2月《大氮肥》第30巻第1期 第39頁)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種換熱器傳熱量調(diào)節(jié)的新方法一換 熱器入口端熱源體或冷源體溫度、流量協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)法。此種方法不僅能減少換熱器中的污 垢，延緩結(jié)垢，而且投資少，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。本發(fā)明所述換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，通過以下兩方面的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn) 行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求-(1) 將從換熱器的冷源體或熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體或熱源體的 一部分通過增壓裝置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體或 熱源體入口處的管路，與新鮮冷源體或熱源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換；(2) 調(diào)整新鮮冷源體或熱源體進(jìn)入換熱器的流量。 上述方法有四種具體形式 1、 將從換熱器的冷源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體的一部分通過增壓裝置 將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體入口處的管路，與新鮮冷 源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換；調(diào)整新鮮冷源體進(jìn)入換熱器的流量。此種形式簡稱"冷源體循環(huán)-新鮮冷源體流量調(diào)節(jié)"。2、 將從換熱器的熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的熱源體的一部分通過增壓裝置 將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的熱源體入口處的管路，與新鮮熱 源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換；調(diào)整新鮮熱源體進(jìn)入換熱器的流量。此種形式簡稱"熱源體循環(huán)-新鮮熱源體流量調(diào)節(jié)"。3、 將從換熱器的冷源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體的一部分通過增壓裝置 將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體入口處的管路，與新鮮冷 源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換；調(diào)整新鮮熱源體進(jìn)入換熱器的流量。此種形式簡稱"冷源體循環(huán)-新鮮熱源體流量調(diào)節(jié)"。4、 將從換熱器的熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的熱源體的一部分通過增壓裝置 將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的熱源體入口處的管路，與新鮮熱 源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換；調(diào)整新鮮冷源體進(jìn)入換熱器的流量。此種形式簡稱"熱源體循環(huán)-新鮮冷源體流量調(diào)節(jié)"。上述方法中，進(jìn)行熱交換后的冷源體或熱源體返回至換熱器的冷源體或熱源體入口 處的量與新鮮冷源體或熱源體進(jìn)入換熱器的流量以冷源體和熱源體的出口設(shè)計(jì)溫度為 基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行熱交換后的冷源體或熱源體返回至換熱器的冷源體或熱源體入口處的量和新 鮮冷源體或熱源體進(jìn)入換熱器的流量，可采用手動(dòng)方式或自動(dòng)控制方式調(diào)整。若采用手 動(dòng)方式，通過操作人員調(diào)整冷源體或熱源體返回量調(diào)節(jié)閥及新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流 量調(diào)節(jié)闊的開度實(shí)現(xiàn)。若采用自動(dòng)控制方式，通過冷源體或熱源體返回量調(diào)控裝置自動(dòng) 調(diào)整冷源體或熱源體返回量調(diào)節(jié)閥的開度及通過新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝 置自動(dòng)調(diào)整新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥的開度實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述方法適用一切溫敏物質(zhì)的熱交換過程傳熱量的調(diào)節(jié)，也可用于普通物質(zhì) 的熱交換過程傳熱量的調(diào)節(jié)。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明所述方法保證了流出換熱器的冷源體溫度和熱源體溫度受控，并能控制 在合適的極限范圍，因此解決了熱交換過程中熱源體出口溫度過低或/和冷源體出口溫
度過高而導(dǎo)致的結(jié)垢、固化、變質(zhì)、腐蝕等問題，使換熱器能長時(shí)間正常運(yùn)行。2、 本發(fā)明所述方法若采用手動(dòng)方式調(diào)整閥門的開度，只需在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上增加 一個(gè)增壓裝置和少量連接管件、閥門，若采用自動(dòng)控制方式調(diào)整閥門的開度，只需在手 動(dòng)方式的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)自動(dòng)調(diào)控裝置，因而投資少，設(shè)備占地小，施工方便。3、 本發(fā)明所述增壓裝置、調(diào)節(jié)閥、自動(dòng)調(diào)控裝置等均為市場普通商品，采購方便， 易于獲取。
圖1是本發(fā)明所述換熱器傳熱量調(diào)節(jié)方法的第一種工藝流程圖，該圖也表明了換熱 系統(tǒng)中換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系。圖2是本發(fā)明所述換熱器傳熱量調(diào)節(jié)方法的第二種工藝流程圖，該圖也表明了換熱 系統(tǒng)中換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系。.圖3是本發(fā)明所述換熱器傳熱量調(diào)節(jié)方法的第三種工藝流程圖，該圖也表明了換熱 系統(tǒng)中換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系。圖4是本發(fā)明所述換熱器傳熱量調(diào)節(jié)方法的第四種工藝流程圖，該圖也表明了換熱 系統(tǒng)中換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系。圖5是本發(fā)明所述冷源體或熱源體返回量調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖6是本發(fā)明所述新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖中，l一換熱器、2—增壓裝置、3—循環(huán)管、4一冷源體或熱源體返回量調(diào)節(jié)閥、 5—新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥、6—冷源體或熱源體返回量調(diào)控裝置、7—新 鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置、8—溫度傳感器、9一調(diào)節(jié)器、IO—溫度傳感器、 ll一調(diào)節(jié)器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例的換熱系統(tǒng)用于尿素生產(chǎn)中C02氣體的冷卻。冷源體為水，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力 0.3Mpa,設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度32i:,設(shè)計(jì)出口溫度42i:，允許的最高出口溫度45°C;熱源體 為C02，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力7.6MPa，設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度160°C，設(shè)計(jì)出口溫度43'C，允許的最 低出口溫度35 °C 。預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度26 'C,預(yù)測的新鮮C02最低溫度170°C ， 預(yù)測的新鮮C02最低流量28000m3 /h。本實(shí)施例采用了圖1所示換熱系統(tǒng)，即冷源體循環(huán)和新鮮冷源體流量調(diào)節(jié)雙控?fù)Q熱 系統(tǒng)。該換熱系統(tǒng)包括換熱器l、增壓裝置2、冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮冷源體進(jìn)口
流量調(diào)節(jié)閥5、冷源體返回量調(diào)控裝置6和新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7。換熱器1 的傳熱系數(shù)為38 W/ m2 °C，傳熱面積為210 m2 。增壓裝置2為離心泵，其最大流量根據(jù)C02允許的最低出口溫度G5'C)、冷卻水允許的最高出口溫度(45'C)、換熱器 的傳熱系數(shù)、換熱器的傳熱面積、預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度(26 'C)、預(yù)測的新鮮C02 最低流量(28000ra3/h)、預(yù)測的新鮮C02最低溫度(170 °C)等工藝參數(shù)，通過傳熱速 率方程和能量平衡方程聯(lián)解獲得(計(jì)算方法見《化學(xué)工程師手冊》/袁一主編，化學(xué)工 程師手冊編輯委員會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10)，本實(shí)施例中，計(jì)算所得離心泵的 最大循環(huán)流量100mVh，并據(jù)此進(jìn)行離心泵的選型，所選離心泵的型號為LS125-100-315。 冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5為隔膜調(diào)節(jié)閥。換熱系統(tǒng)中，換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系增壓裝置(離心泵)2的進(jìn)口通 過循環(huán)管3與連接換熱器1的冷源體出口的管路相連，其出口通過循環(huán)管3與連接換熱 器1的新鮮冷源體進(jìn)口的管路相連；冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4設(shè)置在增壓裝置2出口管路 上，新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5設(shè)置在新鮮冷源體的進(jìn)口管路上；冷源體返回量調(diào)控 裝置6包括溫度傳感器8和調(diào)節(jié)器9 (結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系如圖5所示，調(diào)節(jié)器型號為 DSC40B)，溫度傳感器8設(shè)置在換熱器1的冷源體出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器9的輸入 端連接，將檢測到的冷源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器9的輸出端與 冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4連接，根據(jù)接收到的冷源體出口溫度信號調(diào)整冷源體返回量調(diào)節(jié) 閥4的開度；新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7包括溫度傳感器10和調(diào)節(jié)器11 (結(jié)構(gòu)和 連接關(guān)系如圖6所示，調(diào)節(jié)器型號為DSC40B),溫度傳感器10設(shè)置在換熱器1的熱源體 出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器ll的輸入端連接，將檢測到的熱源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信 號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器11的輸出端與新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5連接，根據(jù)接收 到的熱源體出口溫度信號調(diào)整新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度。使用時(shí)，根據(jù)溫度傳感器顯示的C02出口溫度和冷卻水出口溫度，手動(dòng)控制新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5或/和冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4的開度，將出換熱器的C02溫度控 制在40 43°C，出換熱器的水溫度控制在42 44'C。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，投入自動(dòng)控制， 新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7、冷源體返回量調(diào)控裝置6根據(jù)換熱器的C02出口溫度 電信號和冷卻水出口溫度電信號，自動(dòng)控制新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5或/和冷源體 返回量調(diào)節(jié)閥4的開度，將出換熱器的CO2溫度控制在40 43'C，出換熱器的水溫度 控制在42 44。C。
實(shí)施例2本實(shí)施例的換熱系統(tǒng)用于甲醛溶液的冷卻。冷源體為水，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.3Mpa， 設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度32'C，設(shè)計(jì)出口溫度42'C，允許的最高出口溫度45'C;熱源體為甲醛溶 液，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.6MPa，設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度70'C，設(shè)計(jì)出口溫度40'C，允許的最低出口 溫度35'C。預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度26'C，新鮮冷卻水流量恒定200m3/11，預(yù)測的 新鮮甲醛溶液溫度恒定70 °C 。本實(shí)施例采用了圖2所示換熱系統(tǒng)，即熱源體循環(huán)和新鮮熱源體流量調(diào)節(jié)雙控?fù)Q熱 系統(tǒng)。該換熱系統(tǒng)包括換熱器l、增壓裝置2、熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮熱源體進(jìn)口 流量調(diào)節(jié)閥5、熱源體返回量調(diào)控裝置6和新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7。換熱器1 的傳熱系數(shù)為1300w/m2. °C，傳熱面積為100m2 。增壓裝置2為離心泵，其最大流量 根據(jù)甲醛溶液允許的最低出口溫度(35。C)、'冷卻水允許的最高出口溫度(45°C)、換熱 器的傳熱系數(shù)、換熱器的傳熱面積、預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度(26'C)、預(yù)測的新鮮 冷卻水流量(200 m3 /h)、預(yù)測的新鮮甲醛溶液溫度(70 °C)等工藝參數(shù)，通過傳熱速 率方程和能量平衡方程聯(lián)解獲得(計(jì)算方法見《化學(xué)工程師手冊》/袁一主編，化學(xué)工 程師手冊編輯委員會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10),本實(shí)施例中，計(jì)算所得離心泵的 最大循環(huán)流量70mVh,并據(jù)此進(jìn)行離心泵的選型，所選離心泵的型號為LS100-80-160。 熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5為隔膜調(diào)節(jié)閥。換熱系統(tǒng)中，換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系增壓裝置(離心泵)2的進(jìn)口通 過循環(huán)管3與連接換熱器1的熱源體出口的管路相連，其出口通過循環(huán)管3與連接換熱 器1的新鮮熱源體進(jìn)口的管路相連；熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4設(shè)置在增壓裝置2出口管路 上，新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5設(shè)置在新鮮熱源體的進(jìn)口管路上；熱源體返回量調(diào)控 裝置6包括溫度傳感器8和調(diào)節(jié)器9 (結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系如圖5所示，調(diào)節(jié)器型號為 DSC40B)，溫度傳感器8設(shè)置在換熱器1的熱源體出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端 連接，將檢測到的熱源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器9的輸出端與熱 源體返回量調(diào)節(jié)閥4連接，根據(jù)接收到的熱源體出口溫度信號調(diào)整熱源體返回量調(diào)節(jié)閥 4的開度；新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7包括溫度傳感器10和調(diào)節(jié)器11 (結(jié)構(gòu)和連 接關(guān)系如圖6所示，調(diào)節(jié)器型號為DSC40B)，溫度傳感器10設(shè)置在換熱器的冷源體出口 處,其輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連接，將檢測到的冷源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給 調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出端與新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5連接，根據(jù)接收到的冷源體出 口溫度信號調(diào)整新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度。
使用時(shí)，根據(jù)溫度傳感器顯示的甲醛溶液出口溫度和冷卻水出口溫度，手動(dòng)控制熱 源體返回量調(diào)節(jié)閥4或/和新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度，將出換熱器的甲醛溶 液溫度控制在38 4(TC，出換熱器的水溫度控制在42 44°C。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，投入 自動(dòng)控制，熱源體返回量調(diào)控裝置6、新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7根據(jù)換熱器的甲 醛溶液出口溫度電信號和冷卻水出口溫度電信號，自動(dòng)控制熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4或/ 和新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度，將出換熱器的甲醛溶液溫度控制在3S 40'C, 出換熱器的水溫度在42 44°C 。 實(shí)施例3本實(shí)施例的換熱系統(tǒng)用于甲醛溶液的冷卻。冷源體為水，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.3Mpa， 設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度32'C，設(shè)計(jì)出口溫度42'C，允許的最高出口溫度45°C;熱源體為甲醛溶 液，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.6MPa，設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度70'C,設(shè)計(jì)出口溫度4(TC，允許的最低出口 溫度35°C。預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度26'C，新鮮冷卻水流量恒定200m3/11,預(yù)測的 新鮮甲醛溶液溫度恒定70 'C。本實(shí)施例采用了圖3所示換熱系統(tǒng)，即冷源體循環(huán)和新鮮熱源體流量調(diào)節(jié)雙控?fù)Q熱 系統(tǒng)。該換熱系統(tǒng)包括換熱器l、增壓裝置2、冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮熱源體進(jìn)口 流量調(diào)節(jié)閥5、冷源體返回量調(diào)控裝置6和新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7。換熱器1 的傳熱系數(shù)為1300w/m2. 'C，傳熱面積為100 m2 。增壓裝置2為離心泵，其最大流量 根據(jù)甲醛溶液允許的最低出口溫度G5'C)、冷卻水允許的最高出口溫度(45°C)、換熱 器的傳熱系數(shù)、換熱器的傳熱面積、預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度(26°C)、預(yù)測的新鮮 冷卻水流量(200 m3 /h)、預(yù)測的新鮮甲醛溶液溫度(70 °C)等工藝參數(shù)，通過傳熱速 率方程和能量平衡方程聯(lián)解獲得(計(jì)算方法見《化學(xué)工程師手冊》/袁一主編，化學(xué)工 程師手冊編輯委員會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10),本實(shí)施例中，計(jì)算所得離心泵的 最大循環(huán)流量70mVh，并據(jù)此進(jìn)行離心泵的選型，所選離心泵的型號為LS100-80-160。 冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5為隔膜調(diào)節(jié)閥。換熱系統(tǒng)中，換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系增壓裝置(離心泵)2的進(jìn)口通 過循環(huán)管3與連接換熱器1的冷源體出口的管路相連，其出口通過循環(huán)管3與連接換熱 器1的新鮮冷源體進(jìn)口的管路相連；冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4設(shè)置在增壓裝置2出口管路 上，新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5設(shè)置在新鮮熱源體的進(jìn)口管路上；冷源體返回量調(diào)控 裝置6包括溫度傳感器8和調(diào)節(jié)器9 (結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系如圖5所示，調(diào)節(jié)器型號為 DSC40B)，溫度傳感器8設(shè)置在換熱器的冷源體出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連 接，將檢測到的冷源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出端與冷源體 返回量調(diào)節(jié)閥4連接，根據(jù)接收到的冷源體出口溫度信號調(diào)整熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4的 開度；新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7包括溫度傳感器10和調(diào)節(jié)器11 (結(jié)構(gòu)和連接關(guān) 系如圖6所示，調(diào)節(jié)器型號為DSC40B)，溫度傳感器10設(shè)置在換熱器1的熱源體出口處， 其輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連接，將檢測到的熱源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié) 器，調(diào)節(jié)器ll的輸出端與新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5連接，根據(jù)接收到的熱源體出 口溫度信號調(diào)整新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度。使用時(shí)，根據(jù)溫度傳感器顯示的甲醛溶液出口溫度和冷卻水出口溫度，手動(dòng)控制冷 源體返回量調(diào)節(jié)閥4或/和新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度，將出換熱器的甲醛溶 液溫度控制在38 4(TC，出換熱器的水溫度控制在42 44°C。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，投入 自動(dòng)控制，冷源體返回量調(diào)控裝置6、新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7根據(jù)換熱器的甲 醛溶液出口溫度電信號和冷卻水出口溫度電信號，自動(dòng)控制冷源體返回量調(diào)節(jié)閥4或/ 和新鮮熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度，將出換熱器的甲醛溶液溫度控制在38 4(TC， 出換熱器的水溫度在42 44°C。實(shí)施例4本實(shí)施例的換熱系統(tǒng)用于甲醛溶液的冷卻。冷源體為水，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.3MPa， 設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度32"C，設(shè)計(jì)出口溫度42'C，允許的最高出口溫度45°C;熱源體為甲醛溶 液，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.6MPa,設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度70'C,設(shè)計(jì)出口溫度40'C,允許的最低出口 溫度35°C。預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度26 'C,預(yù)測的新鮮甲醛溶液溫度恒定70 °C， 預(yù)測的新鮮甲醛溶液流量150 m3/h。本實(shí)施例采用了圖4所示換熱系統(tǒng)，即熱源體循環(huán)和新鮮冷源體流量調(diào)節(jié)雙控?fù)Q熱 系統(tǒng)。該換熱系統(tǒng)包括換熱器l、增壓裝置2、熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮冷源體進(jìn)口 流量調(diào)節(jié)閥5、熱源體返回量調(diào)控裝置6和新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7。換熱器
的傳熱系數(shù)為1300w/m2. 'C，傳熱面積為100m2 。增壓裝置2為離心泵，其最大流量 根據(jù)甲醛溶液允許的最低出口溫度(35'C)、冷卻水允許的最高出口溫度(45°C)、換熱 器的傳熱系數(shù)、換熱器的傳熱面積、預(yù)測的新鮮冷卻水最低溫度(26t:)、預(yù)測的新鮮 甲酸溶液溫度(70 'C)、預(yù)測的新鮮甲醛溶液流量(150 mVh)等工藝參數(shù)，通過傳熱 速率方程和能量平衡方程聯(lián)解獲得(計(jì)算方法見《化學(xué)工程師手冊》/袁一主編，化學(xué) 工程師手冊編輯委員會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10)，本實(shí)施例中，計(jì)算所得離心泵 的最大循環(huán)流量70mVh，并據(jù)此進(jìn)行離心泵的選型，所選離心泵的型號為LS100-80-160。
熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4、新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5為隔膜調(diào)節(jié)閥。換熱系統(tǒng)中，換熱器與各構(gòu)件或裝置的連接關(guān)系增壓裝置(離心泵)2的進(jìn)口通 過循環(huán)管3與連接換熱器1的熱源體出口的管路相連，其出口通過循環(huán)管3與連接換熱 器1的新鮮熱源體進(jìn)口的管路相連；熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4設(shè)置在增壓裝置2出口管路 上，新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5設(shè)置在新鮮冷源體的進(jìn)口管路上；熱源體返回量調(diào)控 裝置6包括溫度傳感器8和調(diào)節(jié)器9 (結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系如圖5所示，調(diào)節(jié)器型號為 DSC40B),溫度傳感器8設(shè)置在換熱器1的熱源體出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器9的輸入 端連接，將檢測到的熱源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出端與熱 源體返回量調(diào)節(jié)閥4連接，根據(jù)接收到的熱源體出口溫度信號調(diào)整熱源體返回量調(diào)節(jié)閥 4的開度；新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7包括溫度傳感器10和調(diào)節(jié)器11 (結(jié)構(gòu)和連 接關(guān)系如圖6所示，調(diào)節(jié)器型號為DSC40B),溫度傳感器10設(shè)置在換熱器1的冷源體出 口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器11的輸入端連接，將檢測到的冷源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號 傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器ll的輸出端與新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5連接，根據(jù)接收到 的冷源體出口溫度信號調(diào)整新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度。使用時(shí)，根據(jù)溫度傳感器顯示的甲醛溶液出口溫度和冷卻水出口溫度，手動(dòng)控制熱 源體返回量調(diào)節(jié)閥4或/和新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度，將出換熱器的甲醛溶 液溫度控制在38 4(TC，出換熱器的水溫度控制在42 44°C。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，投入 自動(dòng)控制，熱源體返回量調(diào)控裝置6、新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置7根據(jù)換熱器的甲 醛溶液出口溫度電信號和冷卻水出口溫度電信號，'自動(dòng)控制熱源體返回量調(diào)節(jié)閥4或/ 和新鮮冷源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥5的開度，將出換熱器的甲醛溶液溫度控制在38 4(TC， 出換熱器的水溫度在42 44'C。
權(quán)利要求
1、一種換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于該方法通過以下兩方面的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn)行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求(1)將從換熱器的冷源體或熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體或熱源體的一部分通過增壓裝置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體或熱源體入口處的管路，與新鮮冷源體或熱源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換，(2)調(diào)整新鮮冷源體或熱源體進(jìn)入換熱器的流量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于通過以下兩方面的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn)行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求(1 )將從換熱器的冷源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體的一部分通過增壓裝置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體入口處的管路，與新鮮冷源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換，(2)調(diào)整新鮮冷源體進(jìn)入換熱器的流量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于通過以下兩方面的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn)行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求(1) 將從換熱器的熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的熱源體的一部分通過增壓裝 置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的熱源體入口處的管路，與新鮮 熱源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換，(2) 調(diào)整新鮮熱源體進(jìn)入換熱器的流量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于通過以下兩方面 的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn)行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求(1) 將從換熱器的冷源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體的一部分通過增壓裝 置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體入口處的管路，與新鮮 冷源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換，(2) 調(diào)整新鮮熱源體進(jìn)入換熱器的流量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于通過以下兩方面的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn)行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求(1)將從換熱器的熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的熱源體的一部分通過增壓裝 置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的熱源體入口處的管路，與新鮮 熱源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換，(2)調(diào)整新鮮冷源體進(jìn)入換熱器的流量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征 在于進(jìn)行熱交換后的冷源體或熱源體返回至換熱器的冷源體或熱源體入口處的量與新 鮮冷源體或熱源體進(jìn)入換熱器的流量以冷源體和熱源體的出口設(shè)計(jì)溫度為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào) 整。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于進(jìn)行熱交換后的 冷源體或熱源體返回至換熱器的冷源體或熱源體入口處的量和新鮮冷源體或熱源體進(jìn) 入換熱器的流量采用手動(dòng)方式調(diào)整，即通過操作人員調(diào)整冷源體或熱源體返回量調(diào)節(jié)閥(4)及新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥(5)的開度實(shí)現(xiàn)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于進(jìn)行熱交換后的 冷源體或熱源體返回至換熱器的冷源體或熱源體入口處的量和新鮮冷源體或熱源體進(jìn) 入換熱器的流量采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，即通過冷源體或熱源體返回量調(diào)控裝置(6) 自動(dòng)調(diào)整冷源體或熱源體返回量調(diào)節(jié)閥(4)的開度及通過新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流 量調(diào)控裝置(7)自動(dòng)調(diào)整新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥(5)的開度實(shí)現(xiàn)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于冷源體或熱源體 返回量調(diào)控裝置(6)包括溫度傳感器(8)和調(diào)節(jié)器(9);溫度傳感器(8)設(shè)置在換 熱器的熱源體或冷源體出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連接，將檢測到的熱源體或 冷源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器(9)的輸出端與冷源體或熱源體 返回量調(diào)節(jié)閥(4)連接，根據(jù)接收到的熱源體或冷源體出口溫度信號調(diào)整冷源體或熱 源體返回量調(diào)節(jié)閥(4)的開度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于新鮮冷源體或熱 源體進(jìn)口流量調(diào)控裝置(7)包括溫度傳感器(10)和調(diào)節(jié)器(11);溫度傳感器(10) 設(shè)置在換熱器的熱源體或冷源體出口處，其輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連接，將檢測到的 熱源體或冷源體出口溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器(11)的輸出端與新鮮冷 源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥(5)連接，根據(jù)接收到的熱源體或冷源體出口溫度信號 調(diào)整新鮮冷源體或熱源體進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥(5)的開度。
全文摘要
一種換熱器傳熱量的調(diào)節(jié)方法，該方法通過以下兩方面的協(xié)調(diào)配合使在換熱器中進(jìn)行熱交換后的冷源體和熱源體的出口溫度符合設(shè)計(jì)要求(1)將從換熱器的冷源體或熱源體出口流出的進(jìn)行熱交換后的冷源體或熱源體的一部分通過增壓裝置將其壓力提升至符合設(shè)計(jì)要求的壓力后返回至換熱器的冷源體或熱源體入口處的管路，與新鮮冷源體或熱源體混合后進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換；(2)調(diào)整新鮮冷源體或熱源體進(jìn)入換熱器的流量。此種方法可避免因換熱器的冷源體出口溫度過高或換熱器的熱源體出口溫度過低而導(dǎo)致的結(jié)垢、固化、變質(zhì)、腐蝕等問題。
文檔編號F28F27/00GK101126614SQ20071005018
公開日2008年2月20日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者申開華, 林 陳 申請人:云南云天化股份有限公司