项目名称：化工用蒸发式冷却冷凝器设计计算软件

负责人：何雅玲

联系电话：029-82665930

Email：yalinghe@mail.xjtu.edu.cn

所在学院： 能动学院

项目简介：

n 我国万元GDP用水量是世界平均水平的4倍，为发达国家的8倍到20倍;耗电比发达国家高4到5倍

n 化学工业是我国重要的原材料工业和支柱产业，与钢铁、建材形成高能耗工业前三位，其能耗占全国工业总能耗的15%以上

n 节能减排，企业的巨大作用

n 化工产品生产工艺中许多环节都需要进行冷却/凝处理，冷却/凝机组是主要耗能耗水设备，因此开发先进、节能、高效的化工换热设备，对降低成本、提高产品竞争力起着重要作用。

整个系统还需配有冷却塔以及循环水管路等辅助设备，系统复杂，占地面积大

循环系统需水量大，且损失严重，造成水资源浪费

需配备大功率水泵、风机，能源消耗大

利用水的显热热量进行换热，单位换热能力弱

无需配备额外设备，系统紧凑、占地面积小

系统需水量大大减少，且损失量极低

水泵、风机功率减小，能源消耗降低

利用水的汽化潜热热量进行换热，单位换热能力大大增强

l 甲醇作为消费量巨大的基础有机化工原料和性能优良且环保的车用替代燃料，有着广阔的市场前景。

l 近年来，甲醇需求量急剧增长，国内众多化工生产厂家纷纷新建或改造现有设备，建立节能环保的工业甲醇生产线。

在化工产品的冷却/凝处理中，由于被冷却/凝物多为混合气体，因而在进行热力计算时，就要预先根据每一工段进出口条件判断混合气体各成分发生冷却或者冷凝过程，然后采用相应的计算公式进行热力计算。

对于结构设计，由于被冷却/凝物为混合气体，使得换热管内部换热系数发生很大变化，直接影响管排计算结果的精确性。所以，需要采用分段计算得到沿程换热量分布，进而计算管内换热系数，并根据相应的计算公式进行结构参数的迭代计算，同时保证压损要求。

冷却/冷凝对象涵盖面广，包含了常见的25种化工产品及其自由组合成的混合物 。

计算灵活，可采用质量、体积两套常用的工程单位进行计算 。

智能化程度高，可根据输入参数自动判断混合物中各组分所发生的冷却/冷凝过程并进行相应处理 。

使用方便，集成化程度高，该软件可实现根据热力参数计算排热量、并根据该排热量及基本设计参数完成设计计算及校核的全部功能

计算结果详细全面，计算可按进出口温差分段进行计算与整体计算两种方式进行并输出计算过程结果及最终详细结果，结果采用excel电子表格形式呈现。

计算工质涵盖面广，所建立数据库包含了常见的25种化工产品及其自由组合成的混合物。包括：氩气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、水蒸汽、氮气、氨气、氧气、甲醇、乙醇、二甲醚、空气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、葵烷、乙烯、丙烯等共计25种并具备可扩充性。

(2) 计算灵活，可采用质量（kg）、体积(Nm3)两套常用的工程单位进行计算 。计算中可自动补充压力参数

(3) 采用自定义工段模式，过程名称可自由输入，可选工质成分范围大大增加，可有效覆盖合成氨、甲醇或其他化工领域的换热过程。

(4) 具有“分段热力计算”功能，可实现热量的分段计算和输出，便于了解盘管内沿程换热量分布情况。

(5) 智能化程度高，可根据输入参数自动判断混合物中各组分所发生的冷却/冷凝过程并进行相应处理。同时也提供了手动判定功能，从而保证了计算结果的正确性。

(6)具备海拔高度修正，以保证结构设计结果的准确性

(7)根据换热管材料建立可扩充热物性数据库，目前种类包括：铝、不锈钢、黄铜、青铜、10#碳钢、20#碳钢等6种常见管材。可通过修改外部数据文件的方式进行数据升级与扩充。

(8) 结构设计计算采用内外嵌套迭代计算方式分别针对显热、潜热部分进行计算，可保证在换热能力满足要求的同时压力损失低于允许压降，计算结果可靠。

(9) Excel电子表格输出，方便进行核算、画图等后期数据处理。具备中间计算过程输出，方便过程参数调整。

随着化学工业的蓬勃发展，化工领域中的能耗问题必将越来越突出，对于环保高效的蒸发式冷却/凝器设备而言，其市场前景更为看好。为此，我们计划在将来投入更多的精力进行有关研究。

软件方面：丰富现有的物性与材料数据库；增加AutoCAD电子图纸直接输出功能；增加网络功能，实现远程计算等，进一步提高软件的功能性。

硬件方面：建立蒸发式冷却/凝设备基准试验台，对不同工况条件下换热器的换热能力进行测试，为提高设计计算软件准确性和适用性提供实验数据支持。