可逆換熱器

可逆換熱器環(huán)流空氣

環(huán)流空氣對可逆式換熱器溫度工況的影響

1.環(huán)流量對板式熱端溫度工況的影響

板式熱端溫差反映了產(chǎn)品氣體復(fù)熱不足冷損的程度，由產(chǎn)冷系統(tǒng)分析可知，熱端溫差增大1℃，則復(fù)熱不足冷損增大約0.313大卡/標(biāo)米³加工，氧提取率減小3.17%。因此，在空分設(shè)備正常運行中，熱端溫差的控制對空分設(shè)備的氧產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性具有明顯的影響。當(dāng)環(huán)流量改變時,熱端溫度將會發(fā)生變化,其變化率可以由溫度工況參數(shù)方程式求得，即：當(dāng)環(huán)流量增大時,低壓氣體熱端平均溫度下降,熱端溫差擴(kuò)大。對于板式“6OOO”可逆式換熱器,若環(huán)流量偏離設(shè)計工況增大1%標(biāo)米³/標(biāo)米³正流,則低壓氣體熱端平均溫度T_f^h僅只降低0.0206℃,熱端溫差亦僅只擴(kuò)大0.0206℃,這樣小的溫度變化是溫度記錄器所反映不出的,可以認(rèn)為,環(huán)流量的微小變化對熱端溫度工況沒有什么影響。

2.環(huán)流量對可逆式換熱器冷端溫度工況的影響

根據(jù)自清除條件,要求冷端溫差不得高于自清除最大允許的冷端溫差,否則板式通道將被積聚的二氧化碳晶體所堵塞。因此,板式換熱器長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵是控制冷端溫差。運行實踐表明,環(huán)流量加大,則冷端溫差可以減少。但是,環(huán)流量過大,會造成冷端溫差過小,以致在冷端出現(xiàn)液體。這對可逆式換熱器的正常運行十分不利,應(yīng)盡量避免之,保證正流空氣出冷端有0.5~1℃的過熱度。環(huán)流量增大時,冷端溫差將減小,正流空氣冷端溫度孔也將下降。在環(huán)流量偏離設(shè)計工況而增大1%標(biāo)米³/標(biāo)米³正流時,冷端溫差將減小0.36℃,冷端正流空氣溫度將下降0.36℃。顯然,環(huán)流量改變時,冷端溫差的變化比熱端溫差的變化要大得多。但是,在環(huán)流量變化1%標(biāo)米³/標(biāo)米³正流的條件下,冷端正流空氣僅僅反映出變化了0.36℃,這樣小的溫度變化,對于溫度記錄器來說靈敏度太小了。

3.環(huán)流量對可逆式換熱器中部溫度工況的影響

環(huán)流量增大時,中部空氣溫度與返流氣體溫度隨之而降低。若環(huán)流量偏離設(shè)計工況而增大1%標(biāo)米³/標(biāo)米³正流時,中部空氣溫度要下降1.8℃,中部返流氣體溫度要下降1.96℃。若是與冷端溫度工況變化率相比較,當(dāng)環(huán)流量偏離設(shè)計工況而增大時,冷端空氣溫度下降1℃,則中部空氣溫度下降5.13℃,中部返流氣體溫度下降5.37℃。顯然,中部溫度的變化比冷端空氣溫度的變化明顯得多,即靈敏度高,所以中部溫度能夠反映出環(huán)流量的變化情況,可以作為操作中的調(diào)節(jié)信號?？梢?環(huán)流量增大時,中部溫差也將擴(kuò)大,這是由于中部返流氣體溫度下降比中部空氣溫度下降多而造成的,但是,由于二者變化率相當(dāng)接近,故中部溫差的變化很小。當(dāng)環(huán)流量偏離設(shè)計工況而增加1%標(biāo)米³/標(biāo)米³正流時,中部溫差僅僅擴(kuò)大了0.086℃,顯然在溫度記錄器上是反映不出來的。

綜上分析,當(dāng)環(huán)流量偏離設(shè)計工況時,環(huán)流量的改變將造成可逆式換熱器溫度工況的變化,其中以中部溫度變化最為明顯,故可以選擇中部溫度作為調(diào)節(jié)信號,而熱端的溫度工況卻幾乎不發(fā)生變化。

可逆換熱器低壓氣體量

1、低壓氣體量對可逆式換熱器熱端溫度工況的影響

若選取低壓氣體重量流量與正流空氣重量流量比例為低壓氣體相對流量(簡稱低壓氣休量),當(dāng)正流空氣量為確定值時,則低壓氣體重量流量的變化就可用其相對值的變化加以描述。低壓氣體總的流量基本不變,但是流過每個換熱器組的流量因通道阻力不一致而分布不均,將出現(xiàn)偏流,這時各個換熱器組的溫度工況也將發(fā)生變化。

2、低壓氣體量時可逆式換熱器冷端溫度工況的影響

低壓氣體量增大的換熱器組,其冷端溫差減小,冷端正流空氣溫度更接近低壓氣體平均溫度。假若低壓氣體量增大過多,就可能發(fā)生冷端正流空氣溫度過低而出現(xiàn)液體的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)蛪簹怏w量偏離設(shè)計工況而增大l%標(biāo)米³/標(biāo)米³正流時,冷端正流空氣溫度下降0.632℃,冷端溫差減小0.632℃?？梢?當(dāng)?shù)蛪簹怏w量發(fā)生偏流時,熱端溫度工況比冷端溫度工況的變化要明顯,且變化的幅度要大一倍左右。這與環(huán)流量改變時對熱端溫度工況幾乎不產(chǎn)生影響的規(guī)律形成鮮明的對照。

綜上分析可知,在低壓氣休量發(fā)生偏流時,造成可逆式換熱器組的溫度工況發(fā)生變化,以中部溫度變化為最烈,其次是熱端溫度工況。若與環(huán)流量改變引起溫度工況變化相比,最突出的是對熱端溫度工況變化的影響要大60倍左右。

空氣分離設(shè)備中的可逆式換熱器,是用來實現(xiàn)空氣與污氮及氧氮等產(chǎn)品氣體之間的熱交換,并使空氣中的水分、二氧化碳凍結(jié)清除,同時各通道之間存在著交變應(yīng)力。因此,為保證可逆式換熱器能長周期安全使用,在操作維護(hù)上應(yīng)注意以下幾點:

1、正常操作中要堅持定時排水,盡量減少正流空氣的帶入水量。

2、空冷塔液位工藝指標(biāo),要作為重要的監(jiān)控項目和巡檢內(nèi)容來抓。進(jìn)塔空氣壓力與空冷塔水泵聯(lián)鎖要投用完好,杜絕板式帶水操作。

3、對于空冷塔循環(huán)冷卻水中有菌藻類生長,需定期投放殺菌滅藻劑的單位,在投放過程中會產(chǎn)生大量泡沫,此時的安全辦法就是停止循環(huán)水使用(適用于空壓機(jī)有末段冷卻器的裝置)。

4、對于切換系統(tǒng)各切換閥,要定期檢修或更換,平衡閥不均壓故障,不能長時間的堅持運行。

5、對備用空分裝置在停車后,要用干燥氣體對可逆式換熱器內(nèi)的空氣和污氮通道進(jìn)行置換。有條件的單位要對全裝置進(jìn)行氮封處理。 2100433B

可逆式換熱器是鋁制和釬焊而成的。與通常的蓄冷器一樣,用作空分設(shè)備中的自清除主換熱器。加工空氣在壓縮機(jī)中壓縮到5、6個大氣壓左右,然后在換熱器中被空分產(chǎn)品氧氣和氮氣逆流冷卻,從室溫(約30K)降到接近空氣的露點(約100K)。降溫所需的冷量來自從精餾塔得到的產(chǎn)品氧、純氮和污氮?？諝夂臀鄣耐ǖ酪?0、20分鐘的周期進(jìn)行切換。通過切換,沉積在通道中的原含在空氣中的水份和二氧化碳等雜質(zhì)就可由污氮氣吸收,帶出換熱器。這就是這種型式的換熱器被稱為“自清除可逆式換熱器”的緣故。在大多數(shù)場合中,這種換熱器的布置是通過許多單元的并聯(lián)來加以組合的。放置在隔板之間的是約10毫米高的波紋形翅片,構(gòu)成尺寸約為1000X100X300。毫米的板束。由于翅片與隔板釬焊成一體,通過各通道的氣體之間就可以進(jìn)行良好的傳熱過程。一個單元約有10個通道。對不同氣流的分布,總是使一個空氣通道置于兩個空分產(chǎn)品氣體通道之間(見右圖1所示)。一個可逆式換熱器單元的最大尺寸可達(dá)120x120x6400毫米,這種單元稱為“超型板束”,它可處理12000標(biāo)米³/時左右的空氣量。多數(shù)場臺使用的是長度達(dá)到3600毫米的“單個板束”,在這種情況下往往將兩個單元串聯(lián)組成一個“熱”段和一個“冷”段。 如圖《可逆換熱器工藝流程圖》所示。

可逆換熱器換熱器堵塞

換熱器堵塞原因

一般說來,空分分離裝置運行周期是指兩次大加熱之間的裝置運行時間的總和?？辗址蛛x裝置周期的長短與設(shè)備狀況、操作水平和環(huán)境影響等因素有關(guān)。從操作角度來講,空分分離裝置的周期是長是短,就是要看可逆式換熱器的空氣通道何時被堵塞。即不被堵塞的時間長,則該周期為長;否則,為周期短?？赡媸綋Q熱器的空氣通道一旦被堵塞,首先是可逆式換熱器的熱效率下降,可逆式換熱器的熱端溫差擴(kuò)大,裝置的冷損增加,接著主冷液面下降,導(dǎo)致精鎦被破壞,產(chǎn)品不合格,最終裝置被返停車進(jìn)行大加熱,該周期便結(jié)束了。造成可逆式換熱器的空氣通道被堵塞的主要原因是工藝空氣中的H2O、CO2含量超標(biāo)[一般工藝空氣中的H2O、CO2含量要求是:小于-60℃時H2O的含量為0.01g/m3(可以認(rèn)為水分已基本凍結(jié))、CO2含量小于5×10-6]。工藝空氣是空分裝置的原料,它是由可逆式換熱器處理的,工藝空氣中H2O、CO2含量超標(biāo)的主要原因是可逆式換熱器系統(tǒng)操作不正常引起的,系統(tǒng)包括板翅式換熱器、噴淋冷卻塔等設(shè)備組成。H2O、CO2含量超標(biāo)的主要原因有,板翅式換熱器中部溫度工況破壞,噴淋冷卻塔帶水。

解決方式

1、利用改變空氣量的方法調(diào)整中部溫度

2、利用改變產(chǎn)品量來調(diào)整中部溫度

3、利用改變純氮量來調(diào)整中部溫度

4、利用改變環(huán)流量來調(diào)整中部溫度

可逆換熱器換熱器漏氣

處理辦法

首先，在確定了泄漏產(chǎn)品氧通道兩側(cè)通道的工藝介質(zhì)后,如果直接堵焊泄漏氧通道,那么該通道就與兩側(cè)相鄰的空氣或污氮通道聯(lián)通并形成死氣,在裝置運行或加熱中,很容易在堵焊氧通道底部積存水,留下進(jìn)一步凍裂通道隔板的隱患,最終會使堵焊氧通道兩側(cè)的空氣與污氮通道相連通,造成換熱器局部熱負(fù)荷不平衡,加工空氣量損失,以及返流阻力增加。為此,在堵焊氧通道以前,需要把泄漏的氧通道與空氣或污氮通道相連通,也就是再確認(rèn)氧通道是與左側(cè)還是右側(cè)通道發(fā)生泄漏。在試壓查漏后,補焊封頭和接管,開車后驗證,恢復(fù)了設(shè)計氧純度。

電池可分為可逆電池和不可逆電池兩種?？赡骐姵貪M足以下要求：

（1）在電池構(gòu)造方面，構(gòu)成電池的兩極必須是可逆的，即有相反方向的電流通過電極時所進(jìn)行的電極反應(yīng)必須恰好相反。

（2）在工作條件方面，電池?zé)o論是放電或充電時，都要在電流極微小的條件下進(jìn)行即同一電勢下進(jìn)行 。2100433B

電極-電解質(zhì)系統(tǒng)可分為可逆電池和不可逆電池兩種?？赡骐姵叵到y(tǒng)滿足以下要求：

（1）在電池構(gòu)造方面，構(gòu)成電池的兩極必須是可逆的，即有相反方向的電流通過電極時所進(jìn)行的電極反應(yīng)必須恰好相反。

（2）在工作條件方面，電池?zé)o論是放電或充電時，都要在電流極微小的條件下進(jìn)行即同一電勢下進(jìn)行 。2100433B

可逆熱機(jī)是可以進(jìn)行可逆循環(huán)的熱機(jī)，是一種理想模式，在外界沒有耗散的情況下熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的最大效率，根據(jù)熱力學(xué)原理，溫度是影響該效率的直接因素。

熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：