换热器单元仿真培训系统

实训内容介绍

换热设备是化工、炼油、食品、制药及其他许多工业部门经常使用的一种设备,按 照换热原理的不同,可将换热设备分为三类:混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器。

其中管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。 壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种 流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提 高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度, 迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等 边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大; 正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。

管壳式换热器由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。 如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板 上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减 少热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:固定管板 式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、涡流热膜换热器。

工艺原理及流程

工艺原理

下图为浮头式换热器的结构。管子一端固定在一块固定管板上,管板夹持在壳 体法兰与管箱法兰之间,用螺栓连接;管子另一端固定在浮头管板上,浮头管 板与浮头盖用螺栓连接,形成可在壳体内自由移动的浮头。由于壳体和管束间 没有相互约束,即使两流体温差再大,也不会在管子、壳体和管板中产生温差应 力。对于图a中的结构,拆下管箱可将整个管束直接从壳体内抽出。为减小壳体 与管束之间的间隙,以便在相同直径的壳体内排列较多的管子,常采用图b的结构, 即把浮头管板夹持在用螺栓连接的浮头盖与钩圈之间。但这种结构装拆较麻烦。浮 头式换热器适用于温度波动和温差大的场合:管束可从壳体内抽出用机械方法清洗管 间或更换管束。但与固定管板式换热器相比,它的结构比较复杂,造价较高。

工艺流程

本换热器是催化裂化装置的一部分,换热器的热侧是汽油,冷侧是循环水, 高温的汽油通过换热器时被温度较低的循环水冷却。汽油的冷后温度TIC102 是一个分程控制,当冷后温度比设定值低时,关小TV101A,开大TV101B;当 温度过高时,开大TV101A,关小TV101B。循环水的流量由手阀控制,一般情 况下很少去调节循环水手阀的开度。

工艺流程图如下:

功能介绍

DCS站画面

DCS站提供DCS自动控制和控制操作。模拟操作员级别的操作,以操作员级别进入DCS站。

过滤系统操作单元标准工艺流程仿真模型DCS站画面如下图:


现场站画面

现场站:提供装置现场的交互就地操作。

(1)二维现场站

换热器操作单元标准工艺流程仿真模型现场站画面如下图:


(2) 三维现场站

三维现场站可作为OTS(OperatorTrainingSimulator,操作仿真培训系统)现场选择方案,可实现3D环境漫游、交互操作、声色效果等功能。

主要包括3DFOD(FieldOperateDevices,现场操作站)的运行环境要求、界面与功能、操作说明等内容。 具体包括:3DFOD运行环境要求、界面、查找、连接、定位、协同、分数、设置、地图以及操作说明。

运行环境要求

3DFOD作为OTS的组成之一,提高了对计算机显卡的要求。为了获得最佳的用户体验,建议在如下环境中运行:

内存:8GB

显卡配置:NvidiaGeForce8600GTS或更高

操作系统:Windows7/10

有线网卡:10/100/1000M

显示器:最佳效果1366*768