【技术实现步骤摘要】
一种煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法及系统
本专利技术涉及化工生产
，特别是涉及一种煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法及系统。
技术介绍
大型煤化工企业中，循环水系统承担着对工艺物料的冷却任务，是最重要的公用工程系统之一。通常情况下在循环水系统运行初期阶段，各个换热器都没有结垢，都能够完成冷却负荷。由于循环水的水质原因，随着运行时间增加，换热器内部就会产生结垢现象。换热器结垢之后，换热效果变差。特别是在夏季工况下，循环水给水温度较高，结垢之后的换热器无法完成冷却负荷要求。这时候，企业会降低生成负荷或者停工对换热器进行清洗，这些操作都会降低企业的经济效益，影响换热器的稳定、长周期运行。因此，如何设计一种能够准确的预测换热器结垢程度的方法及系统，成为本领域当前要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法及系统，通过对管程出口流体温度和壳程出口流体温度的实际测量，可以得出换热器结垢的情况，从而对换热器的运行参数进行改进，使换热器更加稳定、长周期地运行，提升企业经济效益。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，包括以下步骤：获取换热器的结构参数、换热器管程和壳程中的流体参数、预设结垢厚度以及流体在换热器管程进口和壳程进行的参数；根据所述换热器的结构参数、所述换热器管程和壳程中的流体参数、所述预设结垢厚度以及所述流体在换热器管程进口和壳程进口的参数，...
【技术保护点】
1.一种煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取换热器的结构参数、换热器管程和壳程中的流体参数、预设结垢厚度以及流体在换热器管程进口和壳程进行的参数；/n根据所述换热器的结构参数、所述换热器管程和壳程中的流体参数、所述预设结垢厚度以及所述流体在换热器管程进口和壳程进口的参数，计算换热器管程和壳程出口流体的预设温度；/n获取换热器管程和壳程出口流体的实际测量温度；/n将所述实际测量温度与所述预设温度进行对比，根据对比结果确定结垢厚度。/n
【技术特征摘要】
1.一种煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取换热器的结构参数、换热器管程和壳程中的流体参数、预设结垢厚度以及流体在换热器管程进口和壳程进行的参数；
根据所述换热器的结构参数、所述换热器管程和壳程中的流体参数、所述预设结垢厚度以及所述流体在换热器管程进口和壳程进口的参数，计算换热器管程和壳程出口流体的预设温度；
获取换热器管程和壳程出口流体的实际测量温度；
将所述实际测量温度与所述预设温度进行对比，根据对比结果确定结垢厚度。
2.根据权利要求1所述的煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，所述根据所述换热器的结构参数、所述换热器管程和壳程中的流体参数、所述预设结垢厚度以及所述流体在换热器管程进口和壳程进口的参数，计算换热器管程和壳程出口流体的预设温度具体包括：
计算换热器管程中的流体流速、换热器壳程中的流体流速、换热器管程传热系数、换热器壳程传热系数、换热器总传热系数以及换热器的传热量。
3.根据权利要求2所述的煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，所述换热器管程中的流体流速通过公式(1)计算：
式中：vT为换热器管程中的流体流速；GT为换热器管程入口流体的流量；dT为换热器的列管内径；NT为列管数；f为预设结垢厚度。
4.根据权利要求2所述的煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，所述换热器壳程中的流体流速通过公式(2)计算：
式中：vS为换热器壳程中的流体流速；GS为换热器壳程入口流体的流量；AS为换热器壳程的流通截面积；其中，换热器壳程的流通截面积AS用公式(3)计算：
式中：LB为折流板间距；DS为壳径；dW为列管外径；pT为列管间距；f为预设结垢厚度。
5.根据权利要求2所述的煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，所述换热器管程传热系数通过公式(4)计算：
式中：hT为换热器管程传热系数；dT为换热器的列管内径；ReT为管程雷诺准数；PrT为管程普兰特准数；λ1为管程中流体的导热系数；其中，管程雷诺准数ReT用公式(5)计算：
式中：dT为换热器的列管内径；f为预设结垢厚度；vT为换热器管程中的流体流速；ρ1为管程中流体的密度；μ1为管程中流体的粘度；
管程普兰特准数PrT用公式(6)计算：
式中：μ1为管程中流体的粘度；CPT为管程中流体的比热容；λ1为管程中流体的导热系数。
6.根据权利要求2所述的煤化工企业循环水系统建模与结垢分析方法，其特征在于，所述换热器壳程传热系数通过公式(7)计算：
式中：hS为换热器壳程传热系数；ReS为壳程雷诺准数；PrS为壳程普兰特准数；λ2为壳程中流体的导热系数；dS为壳程特征尺寸；其中，壳程雷诺准数ReS用公式(8)计算：
式中：dS为壳程特征尺寸；vS为换热器壳程中的流体流速；ρ2为壳程中流体的密度；μ2为壳程中流体的粘度；其中，所述壳程特征尺寸dS用公式(9)或公式(10)计算：
若列管是方形排列，则
若列管是方形排列，则
式中：pT为列管间距；dW为列管外径；f为预设结垢厚度；
壳程普兰特准数PrS用公式(11)计算：
式中：μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：王六，曹雁青，薛录召，谢立波，陈予东，马金祥，郭永伟，尹艳卫，黎曦，庄国梁，曹雁平，
申请(专利权)人：内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，北京清大五环节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15
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