海洋石油工藝設(shè)計(jì)手冊10-換熱和冷卻系統(tǒng)-閱讀頁
2024-11-23 15:51本頁面
【正文】 即油品加熱升溫的耗熱量。實(shí)際上計(jì)算時(shí)，一般都是將最大散熱量加上平均升溫加熱量作為總的耗熱量，來確定總加熱量?！?； t t2：熱源進(jìn)、出加熱器的溫度，℃； ty：油品在加熱過程中的平均溫度，℃； 2）油品平均溫度 ty 的計(jì)算 當(dāng) tyz – ti ≤ 2 時(shí)， ty 用算數(shù)平均法求得，即 ty = tyz + tys tys– ti 2 當(dāng) tyz – ti ≥ 2 時(shí)， ty 用對數(shù)平均法求得，即 ty = ti + tyz – tys tys– ti ln tyz – ti tys– ti 式中： 19 tys：油品加熱起始溫度，℃； tyz：油品加熱終了溫度，℃； ti：艙體罐或體周圍介質(zhì)溫度，℃； 3）單位時(shí)間內(nèi)加熱油品所需的總傳熱量 Q 的計(jì)算 Q = 1 （ Q1 + Q2） + Q3 （ 2339） τ 式中： Q： 單位時(shí)間內(nèi)加熱油品所需的總傳熱量， W； Q1：用于油品升溫的熱量， J； Q1 = Gc（ tyz – tys） （ 2340） Q2：融化已凝固部分油品所需的熱量， J； Q2 = N230?！? N：凝結(jié)的石蠟在油品中的含量， %； K：油艙總傳熱系數(shù) W/ m2：石蠟的融解潛熱， kJ/kg；見表 2338； F：油艙或油罐總表面積， m2， F = Fa + Fb + Fc + Fd， F 為前后隔艙壁面、左右側(cè)面、頂面、底面的面積之和；作為油罐，則 Fa = Fb； 表 2337 油品升溫所需的加熱時(shí)間τ 應(yīng)用條件 τ h tyz – ty s 25 ℃ 油罐容積不超過 1000m3 操作周期 60 h 24 tyz – ty s = 25 ~ 30 ℃ 油罐容積為 2020 或 3000m3 操作周期 100 h 36 tyz – ty s 25 ℃ 油罐容積等于大于 5000m3 操作周期 150 h 48 20 表 2338 石蠟融解潛熱 230。 kj/kg 油品凝固點(diǎn) ℃ 230。 G] + FK（ tY – ti） （ 2343） τ 100 如果未冷卻到凝固點(diǎn)， Q2 = 0 又可表示為： Q = 1 Gc（ tyz – tys） + FK（ tY – ti） （ 2344） τ 如果油品加熱只是為了維溫，則所需的熱量為： Q = FK（ tY – ti） （ 2345） 4）油艙或油罐總傳熱系數(shù) K 值的計(jì)算 ⑴ 油艙總傳熱系數(shù) K 值的計(jì)算 K = Ka Fa + Kb Fb + KcFc + KdFd （ 2346） Fa + Fb + Fc + Fd 按經(jīng)驗(yàn)對不同的傳熱表面（艙的前、后、頂、底、側(cè)等）， K 取不同的數(shù)值，一般范圍在~ 之間。℃ 左右側(cè)面 Kb W/m2℃ 艙底面 Kd W/m2其計(jì)算方法與油艙一樣?！? 罐頂 Kc ~ W/m2℃ 海上油罐需對罐底傳熱系數(shù)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整?！妫姳?2341； δ：保溫層厚， m； 表 2341 常用保溫 材料的密度和導(dǎo)熱系數(shù) 材料名稱 密度， kg/m3 導(dǎo)熱系數(shù)， W/m2℃； 四、冷換設(shè)備計(jì)算實(shí)例 1．管殼式換熱器計(jì)算實(shí)例 1）已知設(shè)計(jì)參數(shù) 熱負(fù)荷： 3280 kW 體積流量： 380 m3/h 介質(zhì)密度： 813 kg/m3 (65 ℃ ) 介質(zhì)粘度： 原油 cp (65 ℃ ), cp (82 ℃ ) 操作壓力： MPa 操作溫度： 82 ℃ 管程介質(zhì)： 熱介質(zhì) 熱介質(zhì)溫度： T1 = 150 ℃； T2 = 100 ℃ 殼程介質(zhì)： 原油 原油溫度： t1 = 65 ℃； t2 = 82 ℃ 2）計(jì)算步驟 ⑴ 平均溫差Δ T： 選擇單殼程雙管程 換熱器，則有： Δ Tm = (T1 t2) (T2 t1) = 50 ℃ ln (T1 t2) (T2 t1) P = t2 t1 = T1 t1 22 R = T1 T2 = t2 t1 由 P 和 R 得： F = 則Δ T = F Δ Tm = 47 ℃ ⑵ 總傳 熱系數(shù)?。? K = 200 W/m2由表 2333 估計(jì) K = 350 kcal/m2℃ 。已知流率為42 m3/h，查圖 2375 得當(dāng)流體在管內(nèi)流速在 1 m/s 時(shí)，可采用 PD–92–6（ VI）的管束， 6管程。 ② 光管傳熱面積 106 104 = m2。 ③ 迎風(fēng)面積 查表 2335 得光管面積 /迎風(fēng)面積為 ，則迎風(fēng)面積 = 145/= m2。 ⑤ 核算光管熱強(qiáng)度 查表 2335，單位光管面積空氣每升高 1℃ 帶走熱量 372W/m2?℃ ，現(xiàn) 145m2，溫升 47℃ ，帶走熱量 = 372 145 47 = 2535180 W，大于熱負(fù)荷 106 W，光管熱強(qiáng)度為2535180/145 = 17484 W/m2，與由 圖 2376 查的光管熱強(qiáng)度 104 W/m2接近，可以 。h℃ ）一點(diǎn)相聯(lián)并延長交于 ΔTm 線，再水平引線與接近溫度 20℃ 曲線相交，引垂直線向下得 Δ = 64℃ 。 ⑦ 計(jì)算平均溫差 ΔT ΔTm = (T1 t2) (T2 t1) = 45 ℃ ln (T1 t2) (T2 t1) P = t2 t1 = T1 t1 R = T1 T2 = t2 t1 由 P 和 R 查圖 2377得： F = 6 管程時(shí) F =（ ） 1/6 = 則 ΔT = F ΔTm = 40 ℃ ⑷ 換熱面積： A = Q/(KΔT) = m2 ⑸ 含 設(shè)備選型： 按以上換熱面積即可選擇空冷器的型
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