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化工原理实验室 一、实验目的 二、工艺及控制说明 三、开车操作法 四、停车操作法 五、事故设置及排除 六、开车评分信息 七、开车评分标准 八、思考题 实验目的 掌握对流传热系数α及总传热系数K0的测定方法； 加深对对流传热系数α及总传热系数K0的概念及其影响因素的理解； 掌握强化传热是提高传热系数α的方法，并了解其在工业上的适用场合； 应用多元非线性回归分析方法，确定关联式 中常数A、m、n； 学习并掌握热交换器温度控制方案心脏控制原理； 掌握热交换单元操作的开车、停车的一般步骤和操作概念。 工艺及控制说明 本热交换器为双程列管式结构，起冷却作用，管程走冷却水(冷流)。含量30％的磷酸钾溶液走壳程(热流)。 工艺要求：流量为18441 kg/h的冷却水，从20℃上升到30.8℃，将65℃流量为8849 kg/h的磷酸钾溶液冷却到32℃。管程压力0.3MPa，壳程压力0.5MPa。 流程图详见图2-1。 流程图画面“Gl”中(图2-1)：阀门V4是高点排气阀。阀门V3和V7是低点排液阀。 P2A为冷却水泵。P2B为冷却水备用泵。阀门V5和V6分别为泵P2A和P2B的出口阀。 P1A为磷酸钾溶液泵。P1B为磷酸钾溶液备用泵。阀门V1和V2分别为泵P1A和P1B的出口阀。 FIC-1是磷酸钾溶液的流量定值控制。采用PID单回路调节。 工艺及控制说明 图2-1 流程图画面 工艺及控制说明 TIC-1是磷酸钾溶液壳程出口温度控制，控制手段为管程冷却水的用量(间接关系)。采用PID单回路调节。 检测及控制点正常工况值如下： TI-1 壳程热流入口温度为65℃ TI-2 管程冷流入口温度为20℃ T1-3 管程冷流出口温度为30.8℃左右 TIC-1 壳程热流出口温度为32℃ FR-1 冷却水流量18441 kg/h FIC-1 磷酸钾流量8849 kg/h 报警限说明(H为报警上限，L为报警下限): TIC-135.0℃ (H) TIC 128。0℃(L) FIC-19500 kg/g(H) FIC-17000 kg/h(L) 控制组画面“C1”组合了全部操作、控制及指示器，详见图2-2。 工艺及控制说明 图2-2 控制组画面 开车前设备检验。冷却器试压，特别要检验壳程和管程是否有内漏现象，各阀门、管路、泵是否好用，大检修后盲板是否拆除，法兰连接处是否耐压不漏，是否完成吹扫等项工作(本项内容不包括在仿真软件中)。 检查各开关、手动阀门是否处于关闭状态。各调节器应处于手动且输出为零。 开冷却水泵P2A开关。 开泵P2A的出口阀V5。 调节器TIC-1置手动状态，逐渐开启冷却水调节阀至50％开度。 开磷酸钾溶液泵P1A开关。 开泵P1A的出口阀V1。 开车操作法 调节器FIC-1置手动状态，逐渐开启磷酸钾溶液调节阀至10％。 壳程高点排气。开阀V4，直到V4阀出口显示蓝色色点，指示排气完成，关V4阀。 手动调整冷却水量。当壳程出口温度手动调节至(32±0.5)℃且稳定不变后打自动。 缓慢提升负荷。逐渐手动将磷 酸钾溶液的流量增加至8800 kg/h左右投自动。开车达正常工况的设计值见工艺说明。 开车操作法 将调节器FIC-1打手动，关闭调节阀。 关泵P1A及出口阀V1。 将调节器TIC-1打手动，关闭调节阀。 关泵P2A及出口阀V5。 开低点排液阀V3及V7，等待蓝色色点消失。排液完成。停车完成 停车操作法 换热效率下降(F2) 事故现象 事故初期壳程出口温度上升，冷却水出口温度上升。由于自控作用将冷却水流量开大，使壳程出口温度和冷却水出口温度回落。 处理方法 开高点放气阀V4。等气排净后，恢复正常。 P1A泵坏(F3) 事故现象 热流流量和冷却水流量同时下降至零。温度下降报警。 处理方法 启用备用泵P1B，按开车步骤重新开车。 P2A泵坏(F4) 事故现象 冷却水流量下降至零。热流出口温度上升报警。 处理方法 开备用泵P2B，然后开泵出口阀V6。关泵P2A及出口阀V5。 事故设置及排除 4. 冷却器内漏(F5) 事故现象 冷却水出口温度上升，导致冷却水流量增加。开排气阀V4试验无效。 处理方法 停车。 5. TIC-1调节器工作不正常(F6) 事故现象 TIC-1的测量值指示达上限，输出达100％。热流出口温度下降，无法自控。 处理方法 将TIC-1打手动。通过现场温度指示，手动调整到正常。 事故设置及排除