1002A cho cụm phân hủy trung áp:
Để tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt trên phần mền Aspen Plus ta tiến hành các bước sau:
- Mô phỏng cô lập thiết bị trao đổi nhiệt 20-E-1002A:
Từ Menu nhấn vào Heat Exchangers\HeatX, sau đó ta điền thông số cho các dòng. Dòng Urea solution:
Nhấn vào biểu tượng Block trên thanh công cụ, từ mục Specifications chọn Detailed, ta nhập các thông số cơ bản: Exchanger Duty là 10.53 KW, Exchanger Area là 1069 sqm (theo số liệu từ PFD của nhà máy).
Chọn tiếp vào mục Geometry, xuất hiện bảng sau:
Ta nhập các thông số cho vỏ như: loại vỏ, số pass, bố trí vỏ, đường kính vỏ,… Riêng đường kính vỏ tham khảo số liệu thực tế.
Số ống ta có thể tính toán nhờ vào diện tích bề mặt truyền nhiệt:
Ta chọn cách bố trí ống, kích cỡ ống. Việc chọn này dựa vào tính toán ở bảng trên và sao cho kết quả cuối cùng gần đúng với thực tế.
Xem kết quả thiết kế và đối chiếu với thực tế:
BLOCK: E-1002A MODEL: HEATX ---
HOT SIDE: ---
INLET STREAM: UREA-SOL OUTLET STREAM: COLD
PROPERTY OPTION SET: SRK SOAVE-REDLICH-KWONG EQUATION OF STATE COLD SIDE:
---
INLET STREAM: WATER OUTLET STREAM: HOT
PROPERTY OPTION SET: SRK SOAVE-REDLICH-KWONG EQUATION OF STATE *** MASS AND ENERGY BALANCE ***
IN OUT RELATIVE DIFF. TOTAL BALANCE
MOLE(KMOL/HR ) 9480.17 9480.17 0.00000 MASS(KG/HR ) 246483. 246483. 0.00000 ENTHALPY(GCAL/HR ) -451.375 -451.375 0.00000 *** INPUT DATA ***
FLASH SPECS FOR HOT SIDE: TWO PHASE FLASH
MAXIMUM NO. ITERATIONS 30
CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000 FLASH SPECS FOR COLD SIDE:
TWO PHASE FLASH
MAXIMUM NO. ITERATIONS 30
FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION: COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER SPECIFIED EXCHANGER DUTY
SPECIFIED VALUE GCAL/HR 9.0543 MAXIMUM NO. ITERATIONS 20 PRESSURE SPECIFICATION:
HOT SIDE PRESSURE SCALE FACTOR 1.0000 HOT SIDE MAX FRACTIONAL DP 0.4000 COLD SIDE PRESSURE SCALE FACTOR 1.0000 COLD SIDE MAX FRACTIONAL DP 0.4000 HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:
HEAT TRANS. COEFF. SCALE FACTOR 1.0000 COLD SIDE FILM COEFFICIENT SPECIFICATION:
FILM COEFFICIENT SCALE FACTOR 1.0000 FOULING FACTOR SEC-SQCM-K/CAL 0.000 HOT SIDE FILM COEFFICIENT SPECIFICATION:
FILM COEFFICIENT KCAL/HR-SQM-K 394.1661
EQUIPMENT SPECIFICATIONS:
NUMBER OF SHELL PASSES 1 NUMBER OF TUBE PASSES 1 TEMA SHELL TYPE E
ORIENTATION VERTICAL
BAFFLE TYPE SEGMENTAL TUBE FLOW DIRECTION UP
SHELL INSIDE DIAMETER METER 2.0400 SHELL TO BUNDLE CLEARANCE METER 0.0800 NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1 NUMBER OF SHELLS IN PARALLEL 1 SPECIFICATIONS FOR TUBES:
TOTAL NUMBER OF TUBES 1780
TUBE TYPE BARE TUBE PATTERN TRIANGLE
TUBE MATERIAL CARBON-STEEL TUBE LENGTH METER 5.7900
TUBE NOMINAL SIZE INCHES 1-1/4 TUBE BWG 13
TUBE INSIDE DIAMETER METER 0.0269 TUBE OUTSIDE DIAMETER METER 0.0318 TUBE PITCH METER 0.0418 TUBE THERMAL CONDUCTIVITY KCAL-M/HR-SQM-K 41.4247 SPECIFICATIONS FOR SEGMENTAL BAFFLE SHELL:
NUMBER OF BAFFLES 5 NUMBER OF SEALING STRIP PAIRS 0 TUBES IN WINDOW YES BAFFLE CUT 0.2500 SHELL TO BAFFLE CLEARANCE METER 0.0095 TUBE TO BAFFLE CLEARANCE METER 0.0004
INLET BAFFLE SPACING METER 0.9650 OUTLET BAFFLE SPACING METER 0.9650 SPECIFICATIONS FOR NOZZLES:
SHELL INLET NOZZLE DIAMETER METER 0.2000 SHELL OUTLET NOZZLE DIAMETER METER 0.2000 TUBE INLET NOZZLE DIAMETER METER 0.2000 TUBE OUTLET NOZZLE DIAMETER METER 0.2000 *** OVERALL RESULTS ***
STREAMS:
--- | |
UREA-SOL --->| HOT (TUBE) |---> COLD T= 2.0400D+02 | | T= 1.7367D+02 P= 1.4800D+02 | | P= 1.4758D+02 V= 1.2592D-01 | | V= 0.0000D+00 | |
HOT <---| COLD (SHELL) |<--- WATER T= 1.5840D+02 | | T= 1.5800D+02 P= 5.8316D+00 | | P= 5.9000D+00 V= 9.9069D-01 | | V=
0.0000D+00
--- DUTY AND AREA:
CALCULATED HEAT DUTY GCAL/HR 9.0543 CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 1070.3964
ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 1070.3964
PER CENT OVER-DESIGN 0.0000
HEAT TRANSFER COEFFICIENT:
AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) KCAL/HR-SQM-K 308.5711 AVERAGE COEFFICIENT (CLEAN) KCAL/HR-SQM-K 308.5711 UA (DIRTY) CAL/SEC-K 91748.1528 LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:
NUMBER OF TRANSFER UNITS (NTU) 1.1065 LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000
LMTD (CORRECTED) C 27.4125
NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1 NUMBER OF SHELLS IN PARALLEL 1 STREAM VELOCITIES:
SHELLSIDE MAX. CROSSFLOW VEL. M/SEC 0.8436 SHELLSIDE MAX. CROSSFLOW REYNOLDS NO. 1802.7285 SHELLSIDE MAX. WINDOW VEL. M/SEC 1.3367 SHELLSIDE MAX. WINDOW REYNOLDS NO. 2856.4839 PRESSURE DROP:
SHELLSIDE, BAFFLED FLOW AREA BAR 0.0050 SHELLSIDE, NOZZLE BAR 0.0634 SHELLSIDE, TOTAL BAR 0.0683
TUBESIDE, NOZZLE BAR 0.0432 TUBESIDE, TOTAL BAR 0.4183 PRESSURE DROP PARAMETER:
SHELL SIDE: 1635.7495 TUBE SIDE: 4425.2673 *** ZONE RESULTS ***
TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:
HOT (TUBE)
--- | | |
UREA-SOL| COND | COND | COLD ---> | | |---> 204.0 | 173.7| | 173.7 | | |
HOT | BOIL | LIQ | WATER <--- | | |<--- 158.4 | 158.8| | 158.0 | | |
--- COLD (SHELL)
ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:
ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA
GCAL/HR SQM C KCAL/HR-SQM-K CAL/SEC-K 1 9.038 1064.7535 27.4512 309.2204 91456.5147 2 0.016 5.6429 15.2857 186.0552 291.6382
Chương 7
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN,
XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN CHO CỤM PHÂN HỦY TRUNG ÁP