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切换式换热器的切换时间是根据什么确定的？

题目

切换式换热器的切换时间是根据什么确定的？

参考答案和解析
正确答案: 切换式换热器的切换时间是根据保证通道不被冻结来决定的。空气经过切换式换热器时，随着温度的降低，水分和二氧化碳不断析出、沉积在通道翅片上，时间长了就会使阻力增加，甚至堵塞通道。因此，空气和污氮通道要定期切换，以便让污氮把沉积下来的水分和二氧化碳带出装置。
一般规定，在空气通道截面积堵塞20%～30%时即需进行切换。考虑到空气带入的水蒸气量远比二氧化碳量大，所以决定切换时间的主要因素是通道中水分的冻结量。水分在0℃以上时呈液体状态析出，在冰点以下时则以雪花状析出。雪花的体积是冰的体积的20倍，所以从冰点以下开始计算，找到雪花沉积量最大的位置，这就是可能被堵塞的最危险断面。只要该断面上的通道被堵塞25%（设计值）就应该进行切换。切换时间就是根据雪花沉积量最大的截面上，通道被堵塞25%时所需的时间来确定的。
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第1题：

切换式换热器流程在启动时为什么要缩短切换时间？


正确答案: 在空分装置的启动操作中，切换式换热器的温度随着时间不断降低，正返流气体流过该通道的温度的自清除，温差远远大于测得的冷端温差，并且随着切换时间的延长及温降速度的增加，冷端自清除温差将扩大，所以为了在空分装置启动时，随着切换式换热器的冷却，确保自清除必须缩短切换时间。

第2题：

蓄冷器（或切换式换热器）冷端空气液化有什么危容，是什么原因造成的，如何避免？


正确答案: 从蓄冷器（或切换式换热器）自动阀箱吹出液体或冷端返流污氮温度低到-180℃左右，这都是蓄冷器（或切换式换热器）冷端空气被液化的标志。冷端空气液化的危害是很大的，主要有：
1）液化的空气有一部分在自动阀箱（或蓄冷器底部）沉积下来，一部分随空气带入塔内，使进塔空气含湿量增大，液空纯度（含氧量）将降低。下塔的上升蒸气量和冷凝蒸发器中的冷凝量减少了，对塔的精馏工况也有一定影响；
2）在蓄冷器（或切换式换热器）切换后，返流污氮由于压力降低，将沉积下来的液态空气汽化。液空的大量蒸发，要吸收汽化潜热，使得返流污氮温度降低，这就扩大了冷端温差，不利于自清除；
3）冷端返流污氮温度降低，热端温差也要扩大，使复热不足冷损增大，膨胀量要增大，产品量减少；
4）可能产生液击，易损坏自动阀。
总之，冷端空气液化有百害而无一利，其中以扩大冷端温差危害最大。
造成蓄冷器（或切换式换热器）冷端空气液化的原因是比较多的，主要原因之一是操作不当，中抽量（或环流量）过多和纯氧、纯氮进蓄冷器（或切换式换热器）的温度偏低引起的。例如某厂板式6000m3/h空分设备，空气量只有33000m3/h，而环流量有5200m3/h，造成切换式换热器冷端出现空气液化。当环流量减少到3400m3/h时，各单元气量分配合理，液化现象就消失了。此外，它还与液空过冷器、液氮过冷器、液化器的工作好坏有关。例如某厂因液空过冷器堵塞，液空量减少，使得污氮的温度偏低，造成切换式换热器冷端空气液化。在启动过程积累液体阶段，几台膨胀机同时运转，膨胀机制冷量过大，液化器无法全部回收时，蓄冷器（或切换式换热器）冷端也可能出现空气液化。
为了避免冷端空气被液化，操作中就要注意掌握好环流量（或中抽量）。环流量（成中抽量）的大小要根据蓄冷器（或切换式换热器）的热端温差、冷端温差和中部温差来调节，不能机械地定死，因为空气量和塔的工况在不断地变化中。此外要注意过冷器、液化器的工作状况，发现伺题及时处理。启动过程积累液体时，如果是膨胀量过大，则应适当减量。

第3题：

什么是切换式换热器?


参考答案：是指冷热流体按一定的时间间隔周期性的进行交替工作的换热器。

第4题：

如何切换换热器？管壳式换热器内冷热流体的流向是如何选择的？


正确答案:先投用备用换热器。备用换热器运行正常后，停止在用换热器。投用备用换热器时，先开冷流，后开热流。先开出口阀，后开入口阀。切除在用换热器时，先关热流，后停冷流。一般情况下，不论是管程或壳程，当流体被加热时，其流向应由下向上，而当流体被冷凝（或冷却）时，其流向应由上而下。

第5题：

主热交换器(非切换式板栩换热器)与切换式换热器相比有什么优点? 


正确答案: 非切换式板翅换热器就是指该换热器的所有通道，包括空气、氧、氮和污氮的通道都是不随时间改变，且稳定流动的多股流的换热设备。一般用在分子筛的低压流程上，也有用在中压流程上。它是空分设备中最主要的换热器，也通称为主热交换器。
通道内的气体不切换，因此在设计上可以取较高的流速，使传热系数提高，而且截面的传热温差也不受自清除条件的限制。为了减少热端冷量不完全回收损失，因此热端温差仍取得较小值（2～3℃）。而冷端温差因不受自清除限制，可取得比切换式换热器的冷端温差大得多。所以在这种流程中可不设置液化器，而是尽量使上塔出来的纯氮和污氮用过冷器来回收冷量。液化器的任务由该换热器的冷段来完成。入塔空气的含湿量由精馏系统根据塔的热平衡来确定的。
由于主热交换器的传热温差比切换式换热器大，传递同样的热量所需的传热面积可以减小，所以非切换式板翅换热器的长度一般要比切换式换热器短。板式单元的长度约为5.4m，而切换式换热器长度需要6m。
由于装置内设备简单，冷损较小，换热器的中抽温度一般可以取得较高，或与长板式切换式换热器的环流温度差不多。
板翅式换热器单元的截面积因流速提高而可以比切换式换热器小。所以对同样的设备，非切换式板翅换热器的质量要轻，而且它的配管简单，操作方便，设备启动快，获得越来越广泛地应用。

第6题：

切换式换热器的冷端温差的控制值与什么因素有关？


正确答案: 冷端温差的控制值（保证自清除的最大允许温差）与正.返流气体的压力比，正.返流气体的流量比有关。

第7题：

切换式换热器冷端温差由（）决定。


正确答案:不冻结性

第8题：

切换式换热器冷端空气液化有什么危害？


正确答案: 1）液化的空气有一部分在自动阀箱沉积下来，一部分随空气带入塔内，使进塔空气含湿量增大，液空纯度（含氧量）将降低.下塔的上升蒸汽量和冷凝蒸发器中的冷凝量减少了，对塔的精馏工况也有一定的影响.
2）在切换式换热器切换后，返流污氮由于压力降低，将沉积下来的液态空气汽化.液空的大量蒸发，要吸收汽化潜热，使得返流污氮温度降低，这就扩大了冷端温差，不利于自清除；
3）冷端返流污氮温度降低，热端温差也要扩大，使复热不足冷损增大，膨胀量要增大，产品量减少；
4）可能产生液击，易损坏自动阀

第9题：

切换式换热器靠化学药剂清除杂质的。


正确答案:错误

第10题：

简述切换式换热器切换原理？


正确答案: 切换是通过装在切换式换热器管道上的切换阀及装在冷端管道上的自动阀组来实现的。切换阀的切换严格按照一定顺序进行。

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