换热器在化肥工业中的应用实践和软件开发应用

点击：1968 日期：[ 2014-04-26 21:35:30 ]

换热器在化肥工业中的应用实践和软件开发应用王国营，左学明 (东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024) 摘要:列举了换热器在化肥工业应用实践中经常出现的一些问题，分析了其产生的原因并提出了相应的解决办法，最后以MicrosoftVisual Stdio．Net 2005为开发平台，采用Object ARX二次开发技术，在AutoCAD2007开发环境下，对热力系统换热设备CAD系统进行了开发实现。关键词:换热器;应用实践;二次开发中图分类号:TQ440．5;TK172．4文献标识码:B文章编号:1008－021X(2011)08－0052－03 换热设备广泛地应用于石油化工、炼油、动力、轻工、原子能、制药、食品、冶金及其它许多工业部门，换热设备在总投资中的份额也比较大，是一种重要的过程工业设备。换热器设计过程主要由工艺设计和机械设计两个过程组成，根据冷热流体交换的原理和方式，换热器可以分为三大类:间壁式、混合式和蓄热式。随着能源供应日趋紧张，制造技术、材料科学技术的不断进步、传热理论研究的不断完善，换热器的应用更加广泛。作为一种重要的过程设备，换热器在化肥项目应用的过程中，却经常出现很多大大小小的问题，这给项目的正常生产工作带来了很大的阻碍，并造成了很大的经济损失。其实设备中出现的很多问题是完全可以避免的，这就要求我们在换热器的生产安装和使用过程中，对生产工艺进行严格的质量控制，对安装和生产过程严格遵守相应制度和规范。 CAD技术与换热设备结合不仅能够达到节能降耗、减少设备投资、提高设计质量与设计效率的目的，还能够缩短新产品开发周期，避免人为因素在换热器生产过程中对设备质量造成损害，从而对整个国民经济的发展起到积极的推动作用［1］。以Microsoft Visual Stdio．Net 2005为开发平台，采用Object ARX二次开发技术，基于AutoCAD2007开发实现的热力系统换热设备CAD系统(简称HECAD系统)，在对新型高效纵流壳程换热器的设计过程中显现出了巨大的优越性［2－4］。本文首先结合化肥项目中的生产实践，列举了化肥项目中换热器出现问题的一些现象，强调了在换热器的生产和使用过程中，对其进行质量控制的重要性，这对化肥项目的正常生产具有重大的现实意义和指导意义。文章今一步指出为了节约成本控制质量，对热力系统换热设备进行二次开发具有很大的优越性，文章还列出了基于AutoCAD2007的热力系统换热设备开发成果。 1·换热器在化肥工业生产实践中常见的一些问题换热器正确的结构设计对换热器的正常使用具有很大的影响，在换热器的生产过程中，这方面需要认真落实。在某化肥厂试车运行的过程中，因为换热器结构设计没有做好，造成了换热器在使用的过程中出现了很多的问题。下面将出现的问题列举如下。有几台压缩机配套的气体冷却器，其管程介质为工艺气，其壳程介质为水，该换热器采用双管程一壳程，在设备运行的过程中，由于管箱内部的分层隔板没有安装支撑，当工艺气进入换热器的时候，便对隔板进行了冲击，结果由于分层隔板的来回摆动，换热器管箱便出现了裂纹，隔板也产生粉碎现象。该问题的出现给项目造成了很大的经济损失，后来设计人员在分层隔板上增加了支撑以后，该问题便迎刃而解。换热管在管板上的排列既是一项关键的技术，也对换热器的性能产生很大的影响。由于布管不合理，在化肥工业的实践中，也出现过换热器内部管板应力过大，换热管与管板连接处在运行的过程中泄露的现象。换热器严格的质检工作，是保证换热器质量的重要一环。换热器的质检工作包括换热器原材料的检验、工序间的检验及压力试验等。在某化肥企业中，与压缩机配套使用的几台浮头式换热器，其管程为工艺气，其壳程为水，由于设备制造厂没有严格按照质检流程对换热管进行复检，结果在换热设备运行的过程中，换热管出现了严重的泄露现象，操作现场为了维持项目的正常生产，只能暂时进行堵管处理，并最后不得不对换热器芯子进行更换。换热管与管板之间的连接方式主要有胀接、焊接、强度胀+密封焊和强度焊+贴胀。如果换热管与管板之间的连接质量不能控制好的话，就会出现泄露，该现象在化肥工业中也是多有发生。虽然换热设备作为一种静设备，在工业应用中操作简单，然而不正当的操作也容易造成设备的损坏。在化肥工业的应用实践中，有一台固定管板式换热器，其管程介质为水，其壳程介质为液体氨，在该换热器本身存在一些问题的情况下，由于操作人员没有正确的控制液氨和水进出换热器的先后顺序，结果加速了换热器的损坏，造成换热管破裂、换热器管板和封头发生严重的变形。由此可见，操作人员按照相关章程正确操作换热设备，也是保证换热器质量的重要一环。 2·热力系统换热设备软件开发郑州大学热能工程研究中心开发的热力系统换热设备CAD系统(简称HECAD系统)，实现了新型高效纵流壳程换热设备研究开发与工艺设计、机械设计、零部件设计的一体化和集成化。主要完成了热力系统换热设备的工艺设计、机械设计、零部件设计子系统;包含物性参数数据库、工程材料数据库等的工程数据库;参数化图形库;公共模块等。采用统一的开发平台和数据环境，加上严格的接口协议等，确保这些子系统或模块既可独立运行，又可集成运行。实现了热力系统换热设备从工艺、机械、零部件到设备总图的真正意义上的一体化设计。考虑到换热设备在化肥工业的应用实践中，经常出现一些本可以避免的人为因素造成的设备质量问题，为了减少设备投资，提高设计质量与设计效率，缩短产品开发周期，本文在HECAD系统的基础上，对其进行了升级开发。由于HECAD系统开发较早，所依附的AutoCAD版本比较低，在当今的环境下，不利于该软件的推广使用，文章以MicrosoftVisual Stdio．Net 2005为开发平台，采用面向对象的Object ARX二次开发技术，对换热设备CAD系统在AutoCAD2007下进行了升级实现。 HECAD系统总体组织结构如图1所示。文章利用Object ARX二次开发技术，通过在VC．Net 2005中对程序进行编译和调试，然后在AutoCAD2007中加载生成的后缀名为ARX的应用程序，便实现了HECAD系统的升级应用。下面以工艺设计子系统为例介绍HECAD系统在AutoCAD2007中实现的情况。通过点击嵌入到AutoCAD2007菜单中的HECAD选项，选择工艺设计子系统，即可进入图2所示的工艺设计总界面。分别点击界面上的不同的控件，就可以进入相对应换热器的工艺设计系统，从而进行计算机辅助设计。图2工艺设计总界面 4·结论首先介绍了换热器在工业生产中的应用情况，然后列举了一些换热器在化肥工业中经常出现的问题，分析了产生的原因，并提出了相应的解决方案，这对化肥项目的运作具有重要的现实意义和指导意义。为了提高工作效率，减少换热器在生产过程中不利的人为因素，文章最后在AutoCAD2007中对HECAD系统进行了开发实现。参考文献［1］董其伍，刘敏珊．换热设备CAD系统开发技术［M］．北京:化学工业出版社，2004．［2］李世国．AutoCAD高级开发技术ARX编程及应用［M］．北京:机械工业出版社，1999．［3］冯波，刘晓玲．AutoCAD二次开发工具之比较［J］．四川工业学院学报，2003，22(4):50－52．［4］王永辉，胡青泥，李红彩．AutoCAD二次开发方法的研究［J］．计算机系统应用，2007(3):94－96，100．(本文文献格式王国营，左学明．换热器在化肥工业中的应用实践和软件开发应用［J］．山东化工，2011，40(8):52－54．)

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