換熱器傳熱與流體流動計算的準確性,取決于物性模擬的準確性,一直為傳熱界重點研究課題之一,特別是兩相流物性的模擬,兩相流的物性基礎。來源于實驗室實際工況的模擬,反映了與實際工況的差別,純組分基本上準確,但油氣的組成就與實際工況相差較大,特別是帶有固體顆粒的流體模擬更復雜,為此帶來的情況下準確率更高,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)濟技術水平。
分析設計是近代發(fā)展的一門新興科學,美國ANSYS軟件技術一直處于國際領先技術,通過分析設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帶來發(fā)展,同時也給常規(guī)強度計算帶來更準確、快捷、準確的手段。在常規(guī)強度計算仲,可模擬出應力的阿分布圖,是無法得到的計算結果能方便、快捷準確的得到,使換熱器更加安全可靠。這一技術隨著計算機應用的發(fā)展,將帶來技術水平的飛躍,將會逐步取代強度試驗,擺脫實驗室繁重的勞動強度。
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、可靠的換熱器結構將朝著結構簡單、制造方便、質量輕發(fā)展。隨著全球水資源的緊張,循環(huán)水將被新的冷卻介質取代,循環(huán)設備將被新型、高效的空冷器所取代。保溫絕熱技術的發(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)產品,電場動力效應強化傳熱技術、添加物強化沸騰傳熱技術、通入惰性氣體強化傳熱技術、滴狀冷凝技術、微生物傳熱技術、磁場動力傳熱技術將會在新的世紀得到研究和發(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)領域及其它領域得到研究和應用。
材料將朝著強度高、制造工藝簡單、防腐效果好、質量輕的方向發(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大,鋼材料將朝不預熱和后熱的方向發(fā)展。國內污垢數(shù)據(jù)基本上是20世紀60年代至70年代從國外照搬過來的,40年來污垢研究技術發(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理、生長速度、印象影響因素的研究,預測污垢曲線,從而控制結垢,這對傳熱效率的提高將帶來重大的突破,保證裝置低耗能、長周期的運行,超聲防垢技術將得到大力發(fā)展。
由于換熱器結構的復雜性和使用工況的多樣性,在生產運行過程中由于腐蝕、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備損壞中占的比例最大,為27.2%,遠高于罐、塔、釜的損壞率。因此換熱器的管理和維護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,但是無法確認大部分的設備潛在的損傷機理。解決這個問題,就是在確定檢驗策略前,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方案,這就是基于風險的檢測(RBI)技術的理念。由于目前RBI技術主要普遍適用于一整套裝置內的所有設備,當針對某一設備時,由于每種設備自身的特殊結構,用統(tǒng)一的方法去分析,不可避免導致在某些方面考慮不夠完全,不能準確的進行的評估。因此應該根據(jù)設備的特點進行分類分析和計算。這樣,將更能體現(xiàn)RBI技術的針對性檢驗的理念。
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