专利名称：间壁式换热器效能的评价方法
技术领域：
本发明涉及一种换间壁式热器效能的评价方法。
技术背景在工业生产中广泛使用着间壁式换热器，普遍存在随运行时间增加，污塘 热阻增大的现象，危害着生产过程的经济性和安全性。因此，在生产过程中需 要对换热器效能进行实时评价，掌握污垢热阻的变化情况，以便制定有效的技 术措施，及时地恢复换热器的工作效率和能力，达到维持生产经济性和安全性 的目的。目前普遍采用的效能评价方法是，基于传热机理和流动机理分析的换热过程评价方法。这种评价方法一般用表征换热过程强度的传热系数K或K的 衍生指标来评价换热器效能的优劣，在计算传热系数K的过程中，需要使用换 热工质的流量参数。但是在实际中，流量测量比较复杂而且费用昂贵，到目前 为止仍然存在一定的技术难度，使得准确计算传热系数K成为困难。在对传热 系数K进行分析的过程中，需要使用换热器的几何参数构造的经验公式，每个 公式都有比较严格的适用范围限制。由于无法在换热器的全工况范围内确定合 理的比较基准，导致性能评价结果没有比较的基准。 发明内容本发明的目的在于提供一种在某种工作条件下，判断在物理结构不变的换 热器内实现的换热过程是否能够满足生产工艺的要求和满足程度，不需要计算 和分析传热系数K，提供准确的比较基准的间壁式换热器效能的评价方法。为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是利用该评价方法的系统包括，数据处理模块，用于处理间壁式换热器的原始数据，输出的一个端口接传热强度运算模块输入端，另一个输出端口接评价指标选择模块输入端；传热 强度运算模块，用于运算运行时传热强度，输出端接焦点搜索模块和做功损失 运算模块输入端；做功损失运算模块，用于运算运行时做功能力损失，输出端 接焦点搜索模块输入端；焦点搜索模块，用于寻找上述传热强度运算模块和做 功损失运算模块的焦点数据；评价指标选择模块，用于比较基准传热强度和工 作时的特性，并输出评价结果。在该系统中，根据上述数据处理模块处理生成 的间壁式换热器原始设计压差值和基准传热强度，该设压差值用于上述传热强 度运算模块的计算，该设计基准强度值用于上述评价指标选择模块的判断依据； 且根据上述传热强度运算模块和做功损失运算模块计算出传热强度数值和做功 能力损失数值，通过上述焦点搜索模块得到该传热强度数值和做功能力损失数 值的焦点值。通过根据上述评价指标选择器比较基准传热强度值和焦点值，输 出得到换热器工作的性能状态。本发明的有益效果是，由于数据处理模块、传热强度运算模块和做功损失 运算模块的存在，可以利用容易测量的温度和压力来计算出流量，简化换热器 效能评价指标在工程应用中的计算方法，通过焦点搜索模块和评价指标选择模 块输出评价结果，提高评价结果的可信度，达到换热器性能评价结果在全工况 范围一致。
图1是实施本发明实施方式的间壁式换热器效能的评价方法的方块图； 图2是实施本发明实施方式的做功损失运算模块流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式进行具体说明。 如图1所示，数据处理器DESIGN DATA DEALING处理间壁式换热器原始 的设计数据DESIGN DATA,输出的热压差DP1、冷压差DP2端口接传热强度 运算模块EQUAL KA CALCULATTON输入端，输出的基准传热强度数据 K0信息输入评价指标选择模块EVALUATION;运行数据TP DATA (包括运 行时换热器入口、出口处工质的温度和压力)，分别输入给做功损失运算模块 EQUAL ETA CALCULATTON输入和传热强度运算模块EQUAL KA CALCULATTON输入；数据处理模块生成的热压差DPI 、冷压差DP2和运行数 据TP DATA通过传热强度运算模块EQUAL KA CALCULATTON生成等KA 空间数据[换热器的传热系数与换热器面积的乘积KA，等KA空间的ETA、流 量G和运行数据TP (i, j)]，其中等KA空间的TP (i， j)输入给做功损失运 算模块生成等ETA0数据；做功损失运算模块EQUAL ETA CALCULATTON输 出的等ETAO数据和传热强度运算模块EQUAL KA CALCULATTON输出的 等KA数据输入给焦点搜索模块FOCUS POINT,用于寻找传热强度数据和运行 做功能力损失数据的焦点值WORK POINT,焦点搜索模块FOCUS POINT输出 端接评价指标选择模块EVALUATION输入端;评价指标选择模块EVALUATION 用于比较原始的基准强度数据K0和运行时焦点搜索模块FOCUS POINT输出焦 点的数据WORK POINT,输出显示评价结果CONCLUSION (包括高温流体质 量流量G1、底温流体质量流量G2、换热过程的传热系数与面积的乘积KA、换 热器的洁净程度e-K/K0等)，搜索输出的焦点数据与基准强度数据越接近，得 到的结论间壁试换热器的工作性能越好，反之则越差。如图2所示，输入换热器等KA空间TP(i，j)或实时温度压力数据TP DATA, 通过Property calculation模块计算换热工质相应的焓值，在必要时还可以计算熵 值。计算公式根据国际热工协会公布的标准公式。图中用H表示工质的焓，T
表示工质的热力学温度，Exi =(hi-h0)*(l-T0/Ti)。质量流量比Beida的计算依据 是简单换热器模型定义的能量守恒和质量守恒，Beida-(h4-h2)/(h3-hl)。通过Exi 和Beida得到Eta- (ex3+beida*ex4) /(exl+beida*ex2)，输出等ETA空间。在实际使用过程中，整个装置的输入数据是换热工质的温度和压力数据， 通过数据处理模块、传热强度运算模块、做功损失运算模块、焦点搜索模块、 评价指标选择模块五部分模块处理，输出显示间壁式换热器性能的结果。
权利要求
1、一种间壁式换热器效能的评价方法，利用该评价方法的系统包括，数据处理模块，用于处理间壁式换热器原始的设计数据；传热强度运算模块，用于运算运行时的传热强度；做功损失运算模块，用于运算运行时做功能力损失；焦点搜索模块，用于寻找上述传热强度运算模块和做功损失运算模块的焦点数据；评价指标选择模块，用于比较原始设计特性和工作时特性，并输出评价结果，其特征在于包括下述步骤第一步骤，根据上述数据处理模块处理生成的间壁式换热器原始设计压差值和基准传热强度值，该设计压差值用于上述传热强度运算模块的计算，该基准传热强度值用于上述评价指标选择模块的判断依据；第二步骤，根据上述传热强度运算模块和做功损失运算模块计算出间壁式换热器工作时传热强度数值和做功能力损失数值，通过上述焦点搜索模块得到该传热强度数值和做功能力损失数值的焦点值；第三步骤，根据上述评价指标选择模块比较上述第一步骤基准强度值和上述第二步骤得到焦点值，输出得到换热器工作的性能状态。
全文摘要
本发明提供一种间壁式换热器效能的评价方法，在某种工作条件下，判断在物理结构不变的换热器内实现的换热过程是否能够满足生产工艺的要求和满足程度，不需要计算和分析传热系数K，提供准确的比较基准的。根据数据处理模块处理生成的间壁式换热器原始设计压差值和基准传热强度，根据传热强度运算模块和做功损失运算模块计算出传热强度数值和做功能力损失数值，通过焦点搜索模块得到传热强度数值和做功能力损失数值的焦点值。根据评价指标选择器比较基准传热强度值和焦点值，输出得到换热器工作的性能状态。
文档编号F28F13/00GK101118138SQ200610103760
公开日2008年2月6日 申请日期2006年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者平 刘, 张化巧, 勇 郭 申请人:郭 勇;张化巧;刘 平