蒸发冷凝器服务至上

换热器是油田化工和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，其中管壳式换热器在石油化工行业中应用尤为广泛。而管壳式换热器成本较高，其热工性能决定着后期运行成本。为此，国内外众多学者对其流动传热进行了大量的研究。大庆油田拥有大量的管壳式换热器，其性能直接影响的处理过程和油田节能减排的落实程度，而随着含水率增加，换热器结据率明显，易造成其壁面的结塘甚至堵塞，并且由于污拒会对换热器材料腐蚀，容易导致壁面穿孔造成物料泄漏和损失，甚至产生隐患。为消除换热器结据和泄漏造成的损失，油田管理部门每年都对换热器进行清洗、堵漏作业，但目前尚无有效手段快速地评价换热器的结塘和泄漏情况，导致需要针对每一台换热器进行处理，造成管理成本的增加。而管壳式换热器的流动传热特性是评价其结塘、池漏的关键，也是进行有效预测的前提条件。介质内漏：换热设备内的两种介质由于某种原因造成高压侧介质向低压侧渗漏。

潍坊誉金机械对原稳站油行山管壳式换热器实体模型进行简化建模，同时兼顾课题研究的准确性和经济性。

(1)建模时保留了折流板，考虑折流板对壳程流体流动和传热的影响。

(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了FLUEN丁中的薄壁模型，在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚，这样减少了网格数量。

(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动，不影响数值计算的结果，因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。

在对换热器结构进行建模时，考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体，网格划分需要采用分块划分的方法，将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分，进行网格划分。网格为非结构化网格，采用划分的四面体和金字塔网格。以实验装置中的3处壁温、污管的出入口温度、污管中流体的流速和污管热阻为输入，建立基于径向基神经网络的污垢预测模型，对筛选出的160组数据进行预测，与BP网络相比，该网络预测污垢热阻的收敛速度和精度都优于BP网络。

单弓形折流板管壳式换热器物理模型复杂，因此选用适应性强的正四面体和金字塔形非结构化网格，使用GAMBIT划分网格。网格的数量直接决定了计算速度和精度。网格过少，将不到流场的流动特性;网格过多，一方面会严重消耗计算机资源，另一方面大量的数值耗散积累会影响计算结果的正确性。所以进行网格的独立性验证时十分必要的。以一个单弓形折流板管壳式换热器模型为例进行网格独立性验证。共三套网格:换热器整体均为四面体，终网格数量为1,521,014个;壳程为四面体网格，管程及壳程进出口管为六面体网格，终网格数量为I ,952,621个;由面到体依次画网格，终网格数量为2,175,849个。后面两套网格计算结果相差小于60%综合考虑计算精度与计算花费，选取第二套网格:终网格数量为1,952,621个。当换热器传热进行一段时间后换热器内的壳侧温度会达到饱和出现沸腾，沸腾产生的大量蒸汽在换热器的“尖角”处聚，会对换热器内流体的传热和流动特性产生影响。