用于炼油装置封油水冷器传热与阻垢性能可视化测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于炼油装置的可视化测试系统。特别是涉及一种用于炼油 装置封油水冷器传热与阻垢性能可视化测试系统。
【背景技术】
[0002] 一般炼油装置中热油栗有封油，封油打入密封端面磨擦副间，从而降低机械密封 端面温度。封油的压力比栗内介质压力稍高，封油一般由专门的封油栗来升压，通过管线分 配到栗房的每台栗的密封腔内。
[0003] 封油有四个作用分别为冷却、冲洗、润滑、密封端面，使机械密封在一个良好的工 作环境里运转。焦化装置一般用蜡油（轻蜡油，重蜡油为备用封油）作封油，柴油太轻，容 易大量汽化，造成机栗汽阻，开工初期从装置外倒引封油，等装置转正常后，待分析合格后， 装置自身蜡油引入封油罐作封油。催化裂化装置中机栗用封油一般是柴油，常压装置的热 油栗所用封油一般是常三线（重柴），在开工时，常三线流出量不足的时候，也可用减一线 补封油，常减压装置常一线油也可以作为封油。所以封油对热油栗的安全运行至关重要。
[0004] 封油一般是出口引出经过冷却后注入机械密封，需要通过水冷器将封油的温度降 低。由于封油水冷器中封油的温度较高常常在水冷侧产生析晶污垢，影响传热效率。随着 封油水冷器的长期运行，污垢的积聚会严重恶化换热设备的传热性能，积聚的垢层不仅会 占据部分的流通面积，引起流体平均流速的增大，而且使得流道变得非常粗糙，导致整个水 冷侧流动阻力增大，增加了栗的功率消耗。此外，换热表面污垢也可能造成换热表面的局部 腐蚀乃至穿孔，严重威胁着封油水冷器的安全运行。随着强化传热技术的提高，出现了各式 各样的强化传热与阻垢技术，若在水冷器中实施改造，需要知道相关强化传热元件的传热 与阻垢性能，所以需要一种针对封油水冷器中换热元件的传热与阻垢性能的测试系统，从 而选取合适的强化传热技术。常规的液-液水冷器测试平台，以干净的介质进行试验，不能 模拟水冷器的结垢情况，所得到的换热性能及阻力性能参数与实际情况差别较大。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够对冷却水析晶结垢情况进行模 拟，预测水冷器测试组件的强化传热与阻垢性能，为封油水冷器选择出合适的高效化传热 元件的用于炼油装置封油水冷器传热与阻垢性能可视化测试系统。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是：一种用于炼油装置封油水冷器传热与阻垢性能 可视化测试系统，包括有测控及数据采集系统和封油水冷器，所述封油水冷器的冷侧进口 和冷侧出口之间通过管路设置有冷却水循环系统，所述封油水冷器的热侧进口和热侧出口 之间通过管路设置有热油循环系统，并且，在封油水冷器的冷侧进口端和冷侧出口端之间 设置有与所述的测控及数据采集系统相连用于测量两端压差的第一压差传感器，在封油水 冷器的热侧进口端和热侧出口端之间设置有与所述的测控及数据采集系统相连用于测量 两端压差的第二压差传感器，靠近封油水冷器的冷侧进口端的管路上分别设置有与所述 的测控及数据采集系统相连的第一压力传感器和第一温度传感器，靠近封油水冷器的热侧 进口端的管路上分别设置有与所述的测控及数据采集系统相连的第二压力传感器和第二 温度传感器，靠近封油水冷器的冷侧出口端的管路上设置有与所述的测控及数据采集系统 相连的第三温度传感器，靠近封油水冷器的热侧出口端的管路上设置有与所述的测控及数 据采集系统相连的第四温度传感器，所述封油水冷器的换热管与封油水冷器的壳体的连接 为能够根据不同测试要求方便拆卸更换换热管的连接结构。
[0007] 所述封油水冷器的壳体为能够看到内部情况的透明结构。
[0008] 所述的冷却水循环系统，包括有：由所述封油水冷器的冷侧出口到所述封油水冷 器的冷侧进口依次设置的第三单向阀、冷却塔、储水装置、第一过滤器、冷却水循环栗、第一 流量调节阀和第一流量计。
[0009] 所述的储水装置包括有并联设置的去离子水储水管路和盐水储水管路，其中，去 离子水储水管路有依次设置的第四单向阀、去离子水储罐、第一加热器和第一单向阀，所述 盐水储水管路有依次设置的第五单向阀、盐水储罐、第二加热器和第二单向阀，所述第四单 向阀和第五单向阀的进水口端均连接所述冷却塔的出水端，所述第一单向阀和第二单向阀 出水口端均连接所述第一过滤器的入水口端。
[0010] 所述的热油循环系统，包括有：由所述封油水冷器的热侧出口到所述封油水冷器 的热侧进口依次设置的第七单向阀、封油储罐、第三加热器、第六单向阀，第二过滤器、油循 环栗、第二流量调节阀和第二流量计。
[0011] 所述封油水冷器的壳体与封头之间的连接为法兰式连接结构，并通过螺栓固定连 接，所述壳体和封头在对接处分别各形成有一个凹台，所述壳体上的凹台和封头上的凹台 为对称形成，且对接后共同构成用于固定管板周边的定位槽，所述管板的中心开有贯通孔， 所述换热管的端部贯穿贯通孔并通过0型圈与所述管板密封连接。
[0012] 所述管板周边两侧的板面分别通过密封垫片与所述的壳体和封头密封连接。
[0013] 所述管板设置有两片，所述的0型圈设置在两片管板的对接处且与所述换热管相 交的位置处。
[0014] 所述换热管的管壁外侧开有1个以上的凹槽，所述每1个凹槽内安装有1个用于 测量换热管的管壁温度的热电偶的测量端，并且所述热电偶的测量端是通过嵌入在所述凹 槽内的压块进行固定，所述壳体的壳壁上开有用于贯穿热电偶信号输出端的热电偶引出 口，所述热电偶引出口的出口端为能够固定热电偶信号输出端的法兰结构。
[0015] 所述的管路设置有能够减少介质在输送过程中的热量损失的保温层。
[0016] 本实用新型的用于炼油装置封油水冷器传热与阻垢性能可视化测试系统，具有如 下积极效果：
[0017] 1、本实用新型的测试系统，首先解决的是提供一个用于测试封油水冷器的理想状 态下清洁无污垢的测试系统，其次本实用新型还可以实现测试组件在结垢状态下的热力与 水力性能的测试功能。
[0018] 2、本实用新型的测试系统与封油冷却器实际工况能够很好的吻合，且试验工况稳 定，测试数据可靠性高。
[0019] 3、本实用新型的测试系统使用两种测量管内传热系数方法，还可推广到各类强化 传热管包括光管和异型管强化传热元件的传热及阻垢性能测试，适用面广。
[0020] 4、本实用新型测试系统测试换热器外壳为可透光承压材料制作而成，便于对结垢 行为进行观察和研究。
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型测试系统整体结构示意图；
[0022] 图2是封油水冷器中换热管与热电偶安装示意图；
[0023] 图3是使用直接测量法测得的三种不同材料换热管在诱导期内的污垢曲线；
[0024] 图4是换热管米用光管与螺旋扁管在洁净状态下与结垢状态下运行360分钟后的 总传热系数与雷诺数对比图。
[0025] 图中
[0026] 1 :去离子水储罐 2 :盐水储罐
[0027] 3 :封油储罐 4 :封油水冷器测试组件
[0028] 5 :第一加热器 6 :第二加热器
[0029] 7:第三加热器 8:第一单向阀
[0030] 9:第二单向阀 10:第一流量调节阀
[0031] 11:第三单向阀 12:第四单向阀
[0032] 13:第五单向阀 14:第六单向阀
[0033] 15:第二流量调节阀 16:第七单向阀
[0034] 17 :第一过滤器 18 :第二过滤器
[0035] 19 :冷却水循环栗 20 :油循环栗
[0036] 21 :第一流量计 22 :第二流量计
[0037] 23 :第一压力传感器 24 :第二压力传感器
[0038] 25 :第一温度传感器 26 :第二温度传感器
[0039] 27 :第三温度传感器 28 :第四温度传感器
[0040] 29 :第一压差传感器 30 :第二压差传感器
[0041] 31 :冷却塔 32:储水装置
[0042] 33 :测控及数据采集系统 401 :换热管
[0043] 402 :管板 403 :封头
[0044] 404:0型圈 405 :密封垫片
[0045] 406:热电偶 407:压块
[0046] 408 :热电偶引出口 409 :壳体
[0047] 4010 :螺栓 4011:凹台
[0048] 4012:凹台 4013:凹槽
【具体实施方式】
[0049] 下面结合实施