文档介绍：水套炉加热盘管传热特性实验研究
水套炉加热盘管传热特性实验研究
摘要:近年来,随着社会经济的发展和科学技术的进步,石油开采的工程崛起,水套炉以其高度的安全可靠性在此工程中得到了较大范围的应用。但是,水套炉的加热盘管的传热特性目前还没有形成一定的规律,对于水套炉加热盘管的设计大体上都是基于以往所得的经验基础上进行的大致的计算,这就可能导致在对加热炉进行计算设计的时候,具有一定的盲目性和滞后性,特别是水套炉的加热盘管在同原油进行交换热量的时候,在一定程度上大大影响了水套炉加热盘管传热的能力。本文通过对水套炉加热盘管传热特性进行实验,从而分析出影响水套炉加热盘管传热特性的原因,从而提高加热盘管传热的能力,促进水套炉技术的改进和油田开采事业的发展。
关键词:水套炉加热盘管传热特性实验研究
水套炉技术在现今的油田事业中应用越来越重要,而直接用火筒进行加热以及用管状介质进行加热的技术使用的越来越少。虽然在最近几年中,水套炉设备中燃料燃烧时通过的烟管和加热盘管的材质都已经有了很大的提高,不再仅仅局限于普通的管道了,形式多种多样,但是因为没有对加热盘管的传热特性进行系统的探究,还仅仅依靠以往传统的经验进行设计,因而有的时候误差比较大,无法更好地对水套炉进行技术上的革新和改善,原油的类型对传热特性的影响也非常重要,在这些方面,现今都没有进行很深入的研究和探讨,总结出规律和计算公式,本文即对此类问题进行实验并加以探讨研究。
一、水套炉的结构和工作原理
水套炉的结构主要分为燃烧器、烟管、烟囱、加热盘管以及筒体等,烟管和筒体一般在整个水套炉的下方,加热盘管在其上方,一般呈蛇的形状,为了最大程度地增加加热盘管表面的面积,因而其直径比较小,另外两部分,即燃烧器和烟囱,一般置于水套炉的前方,用于有效地排烟。
水套炉加热盘管传热的工作流程是:首先,作为介质的液态水,其水面不可以太高,必须要使加热盘管在水面以上,受到燃料燃烧以后产生的烟气的非常高的温度的影响,通过吸收烟气的热量而汽化成水蒸气,并且是饱和状态下的水蒸气,而水蒸气因为密度比较低就会上升,高度达到了加热盘管,这时候水套炉加热盘管中有等待加热的介质,水蒸气使等待加热的介质的温度升高,而水蒸气本身因为接触到了温度较低的等待加热的介质,因而凝结成液态水,而返回到原处,按照这样的程序,循环往复地进行下去,由此可知,水套炉加热盘管传热的过程就分为两个阶段,第一个阶段是燃料燃烧产生的烟气影响液态水的温度和形态,另一个阶段是水蒸气影响了盘管中介质的温度,盘管中介质的温度也同时影响了水蒸气的温度和形态。当加热盘管被水蒸气所包围的时候,也即处于水套炉加热盘管传热过程的第二个阶段时,水蒸气提升了盘管的温度,此时盘管的外壁和内壁的导热性能以及盘管内壁对等待加热的介质的温度的传导的性能以及等待加热的介质的特性在传热特性中都起着非常关键的作用。
二、水套炉加热盘管传热特性的实验内容
此次实验包括了四个实验设备,分别是用于加热换热的器材,循环泵以及泵入口罐和出口时的缓冲器。将含水油选用为等待加热的介质。实验开始时,将含水油置于用于加热换热的器材中,使其温度有所提升,然后使用温度计和压力计测算用于加热换热的器材的出口地方的温度和压力,然后让加热过的含水油进入到泵入口罐,等待泵入口罐中的含水油的温度下降到一定程度后,放松