凝析油去除

之前的计算(模块13.2)假设换热器的尺寸已经达到了完美的加热面积，以满足规格要求。这将意味着热交换器的大小与任务完全匹配。

这在实际操作中是不太可能的，因为设计人员或技术人员通常会添加其他因素，包括污垢和最大运行负荷的不确定性。制造商也不太可能提供完全符合规格的热交换器。由于尺寸过小的热交换器不实用，所以通常购买尺寸过大的热交换器。

例13.2.1 C部分规定的操作条件已在例13.3.1中重新考虑，将所需加热面积增加15%，以考虑意外情况。

所需的加热面积计算为1.09 m²(例13.2.1,Part ' C ')，因此例13.3.1的指定加热面积为1.09 + 15% = 1.254 m²。

制造商所能提供的最小加热面积为1.31平方米，实际加热面积比所需面积高出20%左右。在相同的传热速率下，较大的加热面积需要更小的蒸汽压力，因此，在同样的热负荷下，超大的热交换器的蒸汽压力会更低。

蒸汽压力越小，蒸汽温度越低，换热器LMTD(对数平均温差)也越小。

要确定设计工况的蒸汽温度，首先需要找到新的LMTD (ΔT_LM)为较大的加热区域(见例13.3.1)。

13.3.1例子
ΔT_LM将式13.2.1重新排列为式13.3.1

例13.2.2，满负荷时:

二次入口温度(T₁) = 10°C
二次出口温度(T₂) = 60°C
新的蒸汽设计温度现在可以用公式2.5.5来确定:

该温度对应的蒸汽压力为1.95 bar g。当模块13.2中的热交换器尺寸完美时，蒸汽压力为4 bar g。在本例中，如果热交换器尺寸超大20%，蒸汽压力将减少51%。
现在已经预测了满载状态下的蒸汽压力，就可以计算满载状态下的蒸汽流量了。

由式2.8.1求出314.25 kW全热负荷时的蒸汽流量。在1.95 bar g时，蒸汽表表明蒸发焓为2 164.6 kJ/kg。

在尺寸理想的热交换器(例13.2.1)中，蒸汽流量为536.6 kg/h，因此可以看出，质量流量略有下降(2.5%)。这是由于在较大的热交换器中，由于压力较低，蒸汽的蒸发焓略大。

确定较大的热交换器的上止点

现在已经确定了超大型换热器的蒸汽温度(使用LMTD方程[公式2.5.5])，现在可以使用公式13.2.2求出它的上止点。

最小热负荷:

在例13.2.1中，当热交换器尺寸完美时，蒸汽温度为115.2℃，最小热负荷为188.5 kW。

因为本例中超大的热交换器要大20%左右，所以在最小热负荷时，蒸汽温度也会更低。最小热负荷与例13.2.1相同，且发生在二次入口温度上升到30°C时。

13.2.3方程:

比较最小负荷下的两个热交换器，完美尺寸的热交换器的蒸汽温度从115.2°C下降到超大尺寸的热交换器的103.8°C。

从蒸汽表可知，该蒸汽温度对应的蒸汽压力约为0.15 bar g, hfg = 2 247 kJ/kg。在尺寸合适的换热器(115.2°C)中的蒸汽压力为0.7 bar g。

利用式2.8.1，可以求出最小热负荷为188.5 kW时的蒸汽流量。

在尺寸完美的热交换器(例3.2.1)中，最小蒸汽流量为306 kg/h，因此可以看出，在最小热负荷时，超大的热交换器的质量流量有一个临界值下降。这是由于在较大的热交换器中，由于压力较低，蒸汽的蒸发焓略大。

蒸汽压力、疏水阀和有效的冷凝水清除
当蒸汽通过传热表面向二次流体释放热量时，它在蒸汽空间中冷凝。冷凝水通过热交换器的出口，并通过蒸汽疏水阀，蒸汽疏水阀将蒸汽困在蒸汽空间，同时允许冷凝水自由排放。

如果热交换器没有被专门设计成使凝结水充满蒸汽空间，则需要仔细考虑蒸汽压力，以确保热交换器的凝结水被适当排出。蒸汽空间的任何积水都会减少有效的加热表面积，只有当换热器足够大(也许是偶然的)时，传热要求才能得到满足。

疏水阀的容量取决于它的类型、节流孔的大小和通过它的压差。压差提供推动凝结水通过疏水阀的能量，压差是换热器中的蒸汽压力与凝结水系统施加在疏水阀出口的背压之间的差值。

如果疏水阀通过适当尺寸的管道通过重力排放到已排气的冷凝液接收器或开口端，则反压应非常接近大气压。在这些条件下，尺寸表上的压差可以简单地读作热交换器中的压力表压力。

但是，如果疏水阀之后有一个提升(疏水阀排放管道上升)，或者疏水阀排放管道尺寸过小，或者由于任何其他原因对管道加压，则有时反压可能大于蒸汽空间的压力。在这种情况下，通过疏水阀的压差被逆转，并被认为是“负压差”。陷阱的容量现在是零。

从上面的计算可以看出，任何热交换器的蒸汽压力都是由它的尺寸和二次条件决定的。由于疏水阀的容量取决于压差，因此蒸汽压力和反压力的变化会一直影响疏水阀的容量。当压差减小时，疏水阀的容量就会下降。如果压差是正的，并且蒸汽疏水阀的选择和尺寸都考虑到了这一点，那么就不会发生水浸和相关问题。

为超大的热交换器确定蒸汽疏水阀的尺寸

需要考虑的条件是:

• 满载:在蒸汽空间1.95 bar g时，523 kg/h
• 最小负荷:在蒸汽空间0.15 bar g时，302 kg/h
• 背压:大气压(0bar g)

在浮子疏水阀容量图13.3.2中，考虑一个DN25(1”)FT14-4.5浮球蒸汽疏水阀。可以看出，在差压1.95 bar下，它将通过850 kg / h。还可以看到，在差压0.15 bar时，它将通过大约370 kg/h。在这个例子中，考虑将疏水阀安装在超大的热交换器上，并通过重力将其排放到一个排气的冷凝液接收器上，如图13.3.1所示。

为了确保适当的排水，疏水阀必须能够应付全负荷和最小负荷之间的所有负荷。

由于在本例中冷凝物的背压是大气压，最小蒸汽空间压力0.15 bar g总是高于背压。从容量图(图13.3.2)可以看出，该疏水阀在最小和最大负载下都有足够的容量，因此DN25(1”)FT14-4.5浮球式疏水阀足够大。

然而，在这个例子中，如果反压高于最小蒸汽压力0.15 bar g，系统就会在正常运行范围内的某个地方停止工作。(这只需要在陷阱之后升起1.5米多就可以了)。因此，必须根据反压的大小来选择疏水阀和大小。当反压力较大时，可能需要安装一个泵疏水阀。

关于如何为热交换器选择正确的疏水阀的建议在模块13.4中给出。