散热管冷凝特性实验设备和实验方法技术

本发明专利技术涉及石油化工加氢裂化领域，具体地涉及一种散热管冷凝特性实验设备和实验方法。散热管冷凝特性实验设备包括原料气输送装置、水汽输送装置、风冷装置和依次连通的混合器、散热管、用于测量冷凝水量的冷凝水测量装置，用于输送设定温度、设定流量含氢油气的原料气输送装置和用于输送设定流量水蒸气的水汽输送装置均与混合器相连，使得含氢油气和水蒸气经过混合器混合形成混合气并通过散热管导出混合气，风冷装置设置为用于产生与散热管换热的气流，混合气中冷凝的水蒸气排至冷凝水测量装置。本设备可以探测通入混合器的含氢油气的流量、通入混合器的含氢油气的温度、通入混合器的水蒸气量或者风冷装置的气流流速对冷凝特性的影响。

【技术实现步骤摘要】
散热管冷凝特性实验设备和实验方法
本专利技术涉及石油化工加氢裂化领域，具体地涉及一种散热管冷凝特性实验设备和实验方法。
技术介绍
石油化工行业是我国的命脉行业，因此其设备生产安全至关重要。在石油炼制中，加氢裂化装置是重要组成部分，但是加氢空冷设备普遍存在流动腐蚀失效风险，严重制约加氢装置的稳定安全运行。随着我国加工原油的高硫高酸化趋势加剧，空冷器中铵盐结晶风险随之增高，伴随而来的是空冷器管束频繁发生堵塞、爆管、腐蚀等事故。为了防止铵盐结晶颗粒的沉积导致的事故，空冷器应确保注入混合点的液态水含量不低于25％，液态水含量一方面促进结晶组分在水相介质的溶解，降低气相介质中结晶组分的分压乘积，另一方面可有效溶解已经生成的铵盐结晶，降低垢下腐蚀风险。同时也有学者指出过大的液态水含量会导致水溶液溶解过多的腐蚀性介质导致管束产生电化学腐蚀。因此空冷器管束内液态水含量对于预防空冷器管束的失效具有关键作用。在注水时液态水大量蒸发为水蒸气，而后在空冷器的热交换中又大量冷凝为液态水。这一冷凝过程对于空冷器内液态水含量具有较大影响，许多学者对空冷器管束的液态水含量进行了数值仿真研究，取得了一定成效。但是由于实际工况的复杂性，仿真结果的准确性无法得到准确验证。目前针对翅片管管束内部冷凝特性的研究大多为数值仿真研究，实验研究几乎空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的现在并未有一种可靠的实验设备测定散热管冷凝特性问题，提供一种散热管冷凝特性实验设备。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种散热管冷凝特性实验设备，包括原料气输送装置、水汽输送装置、风冷装置和依次连通的混合器、散热管、用于测量冷凝水量的冷凝水测量装置，用于输送设定温度、设定流量含氢油气的所述原料气输送装置和用于输送设定流量水蒸气的所述水汽输送装置均与所述混合器相连，使得含氢油气和水蒸气经过所述混合器混合形成混合气并通过所述散热管导出所述混合气，所述风冷装置设置为用于产生与所述散热管换热的气流，所述混合气中冷凝的所述水蒸气排至所述冷凝水测量装置。优选的，所述原料气输送装置包括原料气输送管线和在所述原料气输送管线上依次设置的鼓风机、油气加热器、油气温度传感器、油气流量控制阀。优选的，所述水汽输送装置包括水汽输送管线和依次设置在所述水汽输送管线上的蒸汽发生器、气泵、水汽流量控制阀。优选的，所述混合器通过混气加热器、混气温度器与所述散热管相连。优选的，所述散热管冷凝特性实验设备包括控制器，所述油气加热器、所述油气流量控制阀、所述水汽流量控制阀和所述混气加热器均与所述控制器相连以通过所述控制器控制。优选的，所述散热管冷凝特性实验设备包括供水装置，所述供水装置包括依次连接的水箱和水泵，所述水泵通过截止阀与所述蒸汽发生器相连，所述蒸汽发生器上设置有液位计。优选的，所述风冷装置包括串接形成回路的风扇组、直流电源和电子调速器，所述风扇组设置在所述散热管侧面，所述风扇组与所述散热管之间设置有风压测量仪，所述散热管出口端设置有出口温度传感器。优选的，冷凝水测量装置包括电子秤和设置在所述电子秤上的玻璃罐，所述玻璃罐通过所述出口温度传感器与散热管相连。优选的，所述散热管包括输料管和设置在所述输料管外侧的散热翅片。本专利技术第二方面提供一种使用本专利技术所述的散热管冷凝特性实验设备进行散热管冷凝特性实验的方法，包括：S1、打开所述风冷装置使其输出第一设定风速的气流；S2、打开所述原料气输送装置，向所述混合器输送第一设定温度和第一设定流量的含氢油气；S3、打开所述水汽输送装置，向所述混合器输送第二设定流量的水蒸气；S4、改变所述第一设定风速、第一设定温度、第一设定流量和第二设定流量中任意一者的设定值而保持其余三者的设定值不变，打开所述冷凝水测量装置测定冷凝水量。本申请所述的散热管冷凝特性实验设备，水蒸气和含氢油气在混合器内混合形成混合气通入散热管，风冷装置产生的气流与散热管换热，以模拟加氢空冷设备，原料气输送装置可以向混合器输送设定流量和温度的含氢油气，水汽输送装置可以向混合器输送设定流量的水蒸气，根据水蒸气输送量和冷凝水测量装置可以得出散热管内的液态水含量；通入混合器的含氢油气的流量、通入混合器的含氢油气的温度、通入混合器的水蒸气量或者风冷装置的气流流速，其中三者为设定值，改变另外一者的含量既可观测该变量对散热管冷凝特性的影响。附图说明图1是本专利技术一种实施方式散热管冷凝特性实验设备的结构示意图。附图标记说明1-鼓风机，2-油气加热器，3-油气温度传感器，4-油气流量控制阀，5-第一止回阀，6-混合器，7-混气加热器，8-混气温度器，9-第二止回阀，10-水汽流量控制阀，11-气泵，12-蒸汽发生器，13-液位计，14-截止阀，15-水泵，16-水箱，17-散热翅片，18-输料管，19-风压测量仪，20-风扇组，21-直流电源，22-电子调速器，23-出口温度传感器，24-玻璃罐，25-电子秤，26-气体输出管线。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。本专利技术一方面提供一种散热管冷凝特性实验设备，包括原料气输送装置、水汽输送装置、风冷装置和依次连通的混合器6、散热管、用于测量冷凝水量的冷凝水测量装置，用于输送设定温度、设定流量含氢油气的所述原料气输送装置和用于输送设定流量水蒸气的所述水汽输送装置均与所述混合器6相连，使得含氢油气和水蒸气经过所述混合器6混合形成混合气并通过所述散热管导出所述混合气，所述风冷装置设置为用于产生与所述散热管换热的气流，所述混合气中冷凝的所述水蒸气排至所述冷凝水测量装置。本申请所述的散热管冷凝特性实验设备，水蒸气和含氢油气在混合器内混合形成混合气通入散热管，风冷装置产生的气流与散热管换热，以模拟加氢空冷设备，原料气输送装置可以向混合器输送设定流量和温度的含氢油气，水汽输送装置可以向混合器输送设定流量的水蒸气，根据水蒸气输送量和冷凝水测量装置可以得出散热管内的液态水含量；通入混合器的含氢油气的流量、通入混合器的含氢油气的温度、通入混合器的水蒸气量或者风冷装置的气流流速，其中三者为设定值，改变另外一者的含量既可观测该变量对散热管冷凝特性的影响。如图1所示，散热管后连通有气体输出管线26，气态物质运输至气体输出管线26，冷凝的水蒸气输出至冷凝水测量装置。优选的，本申请提供一种原料气输送装置的具体实施方式，所述原料气输送装置包括原料气输送管线和在所述原料气输送管线上依次设置的鼓风机1、油气加热器2、油气温度传感器3、油气流量控制阀4。鼓风机1作为动力源用于将含氢油气通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，包括原料气输送装置、水汽输送装置、风冷装置和依次连通的混合器(6)、散热管、用于测量冷凝水量的冷凝水测量装置，用于输送设定温度、设定流量含氢油气的所述原料气输送装置和用于输送设定流量水蒸气的所述水汽输送装置均与所述混合器(6)相连，使得含氢油气和水蒸气经过所述混合器(6)混合形成混合气并通过所述散热管导出所述混合气，所述风冷装置设置为用于产生与所述散热管换热的气流，所述混合气中冷凝的所述水蒸气排至所述冷凝水测量装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，包括原料气输送装置、水汽输送装置、风冷装置和依次连通的混合器(6)、散热管、用于测量冷凝水量的冷凝水测量装置，用于输送设定温度、设定流量含氢油气的所述原料气输送装置和用于输送设定流量水蒸气的所述水汽输送装置均与所述混合器(6)相连，使得含氢油气和水蒸气经过所述混合器(6)混合形成混合气并通过所述散热管导出所述混合气，所述风冷装置设置为用于产生与所述散热管换热的气流，所述混合气中冷凝的所述水蒸气排至所述冷凝水测量装置。


2.根据权利要求1所述的散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，所述原料气输送装置包括原料气输送管线和在所述原料气输送管线上依次设置的鼓风机(1)、油气加热器(2)、油气温度传感器(3)、油气流量控制阀(4)。


3.根据权利要求2所述的散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，所述水汽输送装置包括水汽输送管线和依次设置在所述水汽输送管线上的蒸汽发生器(12)、气泵(11)、水汽流量控制阀(10)。


4.根据权利要求3所述的散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，所述混合器(6)通过混气加热器(7)、混气温度器(8)与所述散热管相连。


5.根据权利要求4所述的散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，所述散热管冷凝特性实验设备包括控制器，所述油气加热器(2)、所述油气流量控制阀(4)、所述水汽流量控制阀(10)和所述混气加热器(7)均与所述控制器相连以通过所述控制器控制。


6.根据权利要求3所述的散热管冷凝特性实验设备，其特征在于，所述散热管冷凝特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍良，李强，杨杰，李保良，邓成泳，艾志斌，陈炜，孔韦海，
申请(专利权)人：中海油惠州石化有限公司，合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44