凝析油去除

示例13.4.1选择陷阱

一家工厂需要在标称4巴G处操作的蒸汽/水热交换器在10°C至80°C以1升（1 kg / s）循环的加热工艺水，提供293 kW的设计负荷。该方法使得最小热负荷在全热负荷的60％以上发生。这是一个永久运行的流程线，没有未来负载增加。要求两家供应商提供热交换器。以下信息对选择很重要：

• 供应商' X '可以提供一个加热面积为2米的热交换器²，“U”值为2 500 W/m²当蒸汽在4 bar g和水流为1 L/s时，工作温度为°C，负荷为350 kW。
• 供应商' Y '能够提供一个更小的加热区域的热交换器，更适合于293千瓦的设计热负荷，当运行蒸汽在4 bar g和1 L/s的水流量。
  “U”值是2500 W/m2°C。
• 热交换器冷凝物管线将升力5米到冷凝水返回管道，该冷凝水返回管道落入通风接收器的途径，并且具有0.5巴G的总背压。注意：一个米列
  的水在大气压力下会产生一个压力大约10 kPa的底部的列或0.1条g。阿凡提的冷凝水排出管线将施加静态提升由于列的冷凝,冷凝系统除了任何压力。

有必要确定系统的运行条件，选择和确定疏水阀的大小，以便在任何运行负荷条件下从两个热交换器中适当地清除冷凝水。
为了正确清除冷凝水，需要回答以下问题:
（a）将在正常运行期间停滞？
（b）在什么负荷会出现？
检查设计条件下的涂抹热负荷。
从传热流量方程（等式2.6.5）：

考虑供应商'x'

一个350千瓦的热交换器，2米²加热区。

在这种设计热负荷下，该加热器中的蒸汽空间压力将是什么？

首先需要确定LMTD (ΔT._LM）2米²加热区。
13.2.1方程:

现在可以通过公式2.5.5计算出蒸汽设计温度:

该饱和温度相当于蒸汽压力为0.45巴g。该压力小于0.5巴的B背压，系统将永久停滞。
在这种情况下，如果安装一个浮球蒸汽疏水阀，冷凝液将永久淹没热交换器，其液位相对于负载的变化进行调节。由于二次出口温度趋于波动，操作性能可能不理想，换热器可能因腐蚀而过早失效。
如果系统在失速状态下长期运行，那么浮球蒸汽疏水阀是错误的选择，应该安装泵疏水阀。

考虑供应商'y'

对于制造商来说，尺寸最佳符合设计条件的加热区，有必要找到最小的加热区域，以满足运行的全负载。首先是有必要确定热交换器的额定LMTD，其蒸汽空间压力为4巴G（TS = 152℃）。
从等式2.5.5：

从他的标准范围内，供应商的供应商'Y'可以提供符合符合1.198米的规格的板式换热器²．这是过大的(约5%)，因此蒸汽压力将小于4巴克在满负荷运行条件。
在实践中，热交换器的规定可能至少超过容量的10%。正是由于这个原因，在选择和确定蒸汽捕获装置的尺寸之前，应该始终确定操作蒸汽压力(而不是报价的正常工作压力)。有信誉的制造商应该愿意提供这些信息，或者至少提供加热区域、“U”值和热输出。从这个数据，可以计算额定LMTD，从中可以找到工作压力。
求加热面积为1.198 m²的换热器的LMTD:

这种饱和温度相当于设计条件下的3.4巴g的蒸汽压力。由于该压力大于恒定的0.5棒G背压，系统不会在满载时停滞。
满载时的蒸汽流量(ṁs)是多少?
蒸汽质量流量将取决于蒸汽空间压力，该蒸汽空间压力为3.4巴g以满载，蒸发焓为2122kJ / kg。
从等式。2.8.1：

什么是贸发局?

现在有必要找到系统将失速的热负荷。为此，有必要从设计条件计算该热交换器的TDC。
13.2.2方程:

失速条件

在失速时，蒸汽空间中的压力将等于0.5 bar g反压力。
蒸汽在0.5 bar g时的饱和温度为111.6℃。
由式13.2.4可得入口温度:

摊位是什么热量？

从传热流量方程（等式2.6.5）：

陷阱装置的选择将取决于最小热负荷是否高于或低于失速负荷。

最小负荷报价为满载293 kW的60%，因此:

最小负载= 0.6 x 293 kW = 176 kW

Stall Load = 138 kW

当最小负载大于失速负载时，系统永远不会失速。因此，安装浮球式疏水阀是非常实用的，因为在疏水阀上总是存在正压差。

然而，球浮法蒸汽疏水阀必须尺寸尺寸以承载满载和最小负载，因此必须计算蒸汽流量和两个条件的相应蒸汽空间压力。

首先需要在最小载荷下计算次级入口温度。这可以通过使用等式13.4.1来预测：

最小负载条件
13.2.3方程:

这是在最低负荷176千瓦蒸汽温度,蒸汽压力,相当于1.0酒吧g。冷凝压力是0.5条g。浮球疏水阀的压差在最低负荷因此= 1.0 g - 0.5条g = 0.5酒吧。
什么是蒸汽流量（ṁ（min））在176 kW的最小热负荷下？
最小蒸汽流量取决于蒸汽空间压力，即1.0 bar g，蒸发焓为2201.1 kJ/kg。

从等式2.8.1：

由于已经确定该系统不会失速，因此使用浮球蒸汽疏水阀是合适的。现在有必要确定浮球蒸汽疏水阀的大小，使其运行到最大系统压差3.5 bar，并通过。

A)满载498 kg/h，压差3.4 bar g - 0.5 bar g = 2.9 bar g。

B)最小负载288kg /h，压差1.0 bar g - 0.5 bar g = 0.5 bar g。

从球浮法陷阱尺寸图表（图13.4.1）可以看出，DN25（1“）FT14-4.5将满足这些条件，并且可以选择。但是，如果最小热负荷小于失速载荷，则必须选择泵阱。


捕集装置的选择方法在模块13.8“防止失速的实用方法”中进一步讨论。