[發明專利]一種多種烴混合冷劑換熱器傳熱與流動特性測試系統

有效

• 申請號: 201710223836.1
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107063726B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 陳永東;閆永超;吳曉紅;程沛;王嚴冬;夏春杰;李雪;于改革
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N25/20;G01N11/08
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明涉及一種多種烴混合冷劑換熱器傳熱與流動特性測試系統，該系統包括混合冷劑配比單元以及混合冷劑、熱水、冷卻水循環回路，主要包括烴物料罐、混合冷劑汽化器、配比罐、氣體組分分析儀、壓縮機、真空泵、冷熱水箱、冷熱水循環泵、冷卻塔、測量儀表等。本發明根據試驗工況要求按配比將烴物料汽化升溫后送入配比罐，通過氣體組分分析儀對配比罐出口混合冷劑組分進行分析，修正初始充裝的烴物料劑量，滿足試驗工況的混合冷劑經壓縮機增壓后構成測試樣機的混合冷劑，與來自冷水箱的循環冷卻水完成換熱。本試驗系統實現混合冷劑精確配比，再現混合冷劑換熱器的真實操作工況，同時具有流量調節功能可以滿足不同流量及壓力條件下的試驗工況。

技術領域

本發明涉及換熱器熱工性能測試系統，具體是涉及一種多種烴混合冷劑換熱器傳熱與流動特性測試系統。

背景技術

近年來，隨著能源需求的快速增長，煤和石油短缺以及所帶來的環境污染和生態破壞問題，控制污染物排放，保護生態環境，實現可持續發展，已成為全世界各國必然的選擇。天然氣作為一種優質清潔能源，在能源、交通等領域具有廣闊應用前景，已經成為世界各國優化能源結構的首選產品。目前，南海油氣田開發已成為我國重要的能源線路，由于天然氣的產地遠離能源消費區，特別是海上天然氣的開發，必須解決運輸問題，而低溫液化后的天然氣體積僅為原體積的1/625，十分有利于運輸和儲存，因此開展天然氣液化技術研究對發展我國國民經濟具有重要意義。天然氣液化主要通過制冷實現，大致分為級聯式、氮膨脹循環和混合冷劑循環3種方式。與前兩者相比，混合冷劑循環具有流程簡單、機組設備少、投資少、能耗低等特點，目前世界上80％的基本負荷型天然氣液化裝置都采用了混合冷劑液化流程。

換熱器又稱熱交換器，是冷熱流體間進行熱量交換的熱備，是實現石油、化工、天然氣生產過程中熱量交換和傳遞不可缺少的設備。在基本負荷型的LNG工廠中，熱交換是重要的工藝過程，在冷卻、冷凝和液化流程中，混合冷換熱器是最重要的換熱設備。

混合冷劑換熱器作為天然氣液化流程中的關鍵設備，主要用于冷卻/冷凝多級壓縮介質(混合冷劑)，具有負荷大、能耗影響大等特點，由于換熱過程混合冷劑部分冷凝與全部冷凝的過程和機理尚未明晰、可靠性高效換熱元件尚未實現國產化等問題，該產品研發在國內尚屬空白，且由于涉及敏感的能源安全主題，西方發達國家一直對我國進行技術封鎖，因此相關混合冷劑換熱器傳熱流動特性、設計、制造等關鍵技術研究工作亟待開展。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種多種烴混合冷劑換熱器傳熱與流動特性測試系統。

為了實現本發明的目的，本發明采用了以下技術方案：

一種多種烴混合冷劑換熱器傳熱與流動特性測試系統，包括混合冷劑配比單元、混合冷劑循環回路、熱水循環回路以及冷卻水循環回路；

所述混合冷劑配比單元包括多個與配料管路連接的烴物料罐，所述烴物料罐內的烴物料分別通過所述配料管路按比例輸送至所述混合冷劑循環回路中；

所述混合冷劑循環回路包括順次連接的混合冷劑汽化器、混合冷劑配比罐、壓縮機以及試驗樣機，所述配料管路出口以及試驗樣機出口均與所述混合冷劑汽化器進口連接，所述試驗樣機進出口管路上設有用于測量混合冷劑溫度與壓力的測量儀表A；所述混合冷劑配比罐出口管路連接有用于測量混合冷劑組成的氣體組分分析儀；

所述熱水循環回路包括順次安裝的電加熱水箱、熱水循環泵以及所述混合冷劑汽化器、混合冷劑配比罐，其中所述混合冷劑汽化器殼程、混合冷劑配比罐管程并連在所述熱水循環回路上；

所述冷卻水循環回路包括順次連接的冷卻塔、冷水箱、冷水循環泵、所述混合冷劑配比罐、壓縮機以及試驗樣機，其中所述混合冷劑配比罐管程、試驗樣機管程及壓縮機冷卻系統并連在所述冷卻水循環回路上，所述試驗樣機管程進出口管路上設有用于測量冷卻水溫度與壓力的測量儀表B。