換熱器傳熱與流體流動計算的準(zhǔn)確性,取決于物性模擬的準(zhǔn)確性,一直為傳熱界重點(diǎn)研究課題之一,特別是兩相流物性的模擬,兩相流的物性基礎(chǔ)。來源于實(shí)驗(yàn)室實(shí)際工況的模擬,反映了與實(shí)際工況的差別,純組分基本上準(zhǔn)確,但油氣的組成就與實(shí)際工況相差較大,特別是帶有固體顆粒的流體模擬更復(fù)雜,為此帶來的情況下準(zhǔn)確率更高,為此換熱器計算更精、材料更節(jié)省,物性模擬將代表換熱器的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平。
分析設(shè)計是近代發(fā)展的一門新興科學(xué),美國ANSYS軟件技術(shù)一直處于國際領(lǐng)先技術(shù),通過分析設(shè)計可以得到流體的流動分布場,也可以將溫度場模擬出來,這無疑給流路分析法技術(shù)帶來發(fā)展,同時也給常規(guī)強(qiáng)度計算帶來更準(zhǔn)確、快捷、準(zhǔn)確的手段。在常規(guī)強(qiáng)度計算仲,可模擬出應(yīng)力的阿分布圖,是無法得到的計算結(jié)果能方便、快捷準(zhǔn)確的得到,使換熱器更加安全可靠。這一技術(shù)隨著計算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展,將帶來技術(shù)水平的飛躍,將會逐步取代強(qiáng)度試驗(yàn),擺脫實(shí)驗(yàn)室繁重的勞動強(qiáng)度。
換熱器將隨裝置的大型化而大型化,直徑將超過5m,傳熱面積將達(dá)到10000m2,緊湊型換熱器將受歡迎,板殼式換熱器、折流桿換熱器、板翅式換熱器、板式空冷器將得到發(fā)展,振動損失將逐漸克服,高溫、高壓、安全、可靠的換熱器結(jié)構(gòu)將朝著結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、質(zhì)量輕發(fā)展。隨著全球水資源的緊張,循環(huán)水將被新的冷卻介質(zhì)取代,循環(huán)設(shè)備將被新型、高效的空冷器所取代。保溫絕熱技術(shù)的發(fā)展使熱量損失將減少到目前的50%以下。
各種新型、高效換熱器將逐步取代現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品,電場動力效應(yīng)強(qiáng)化傳熱技術(shù)、添加物強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)、通入惰性氣體強(qiáng)化傳熱技術(shù)、滴狀冷凝技術(shù)、微生物傳熱技術(shù)、磁場動力傳熱技術(shù)將會在新的世紀(jì)得到研究和發(fā)展,同心管換熱器、高溫噴流式換熱器、印刷線路板換熱器、穿孔板換熱器、微尺度換熱器、微通道換熱器、流化床換熱器、新能源換熱器將在工業(yè)領(lǐng)域及其它領(lǐng)域得到研究和應(yīng)用。
材料將朝著強(qiáng)度高、制造工藝簡單、防腐效果好、質(zhì)量輕的方向發(fā)展,隨著稀有金屬價格的下降,鈦、鉭等稀有金屬使用量將擴(kuò)大,鋼材料將朝不預(yù)熱和后熱的方向發(fā)展。國內(nèi)污垢數(shù)據(jù)基本上是20世紀(jì)60年代至70年代從國外照搬過來的,40年來污垢研究技術(shù)發(fā)展緩慢,隨著節(jié)能、增效要求的提高,污垢研究將會受到國家的重視和投入,通過對污垢形成的機(jī)理、生長速度、印象影響因素的研究,預(yù)測污垢曲線,從而控制結(jié)垢,這對傳熱效率的提高將帶來重大的突破,保證裝置低耗能、長周期的運(yùn)行,超聲防垢技術(shù)將得到大力發(fā)展。
由于換熱器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用工況的多樣性,在生產(chǎn)運(yùn)行過程中由于腐蝕、沖刷、振動等作用,使換熱器遭到破壞,使用壽命縮短,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計,在化工行業(yè),換熱器的故障率在所有化工設(shè)備損壞中占的比例最大,為27.2%,遠(yuǎn)高于罐、塔、釜的損壞率。因此換熱器的管理和維護(hù)都要得到足夠的重視。
傳統(tǒng)檢測程序是以定期檢測為基礎(chǔ)的視情檢測,檢測范圍通常比較固定。雖然能找出一部分的破損,但是無法確認(rèn)大部分的設(shè)備潛在的損傷機(jī)理。解決這個問題,就是在確定檢驗(yàn)策略前,先分析其可能存在的損傷類型,比如腐蝕類型和可能損傷部位,在制定針對性的檢驗(yàn)方案,這就是基于風(fēng)險的檢測(RBI)技術(shù)的理念。由于目前RBI技術(shù)主要普遍適用于一整套裝置內(nèi)的所有設(shè)備,當(dāng)針對某一設(shè)備時,由于每種設(shè)備自身的特殊結(jié)構(gòu),用統(tǒng)一的方法去分析,不可避免導(dǎo)致在某些方面考慮不夠完全,不能準(zhǔn)確的進(jìn)行的評估。因此應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行分類分析和計算。這樣,將更能體現(xiàn)RBI技術(shù)的針對性檢驗(yàn)的理念。
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