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问答题切换式换热器流程在启动时为什么要缩短切换时间？

题目
问答题
切换式换热器流程在启动时为什么要缩短切换时间？
参考答案和解析
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。
解析： 暂无解析
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第1题：

开车过程为什么要缩短程控切换时间？


正确答案: 开车过程切换板式要渡过水份和CO2二个冻结区，才能使板式建立起正常的自清除工况，开车过程板式冷端温差大，缩短切换时间能缩小冷端温差，减少每次切换所析出的水份和CO2量，有利于返流气体对水份和CO2的清除。

第2题：

要提高切换效率，必须减少切换次数、缩短每次切换时间，从而减少切换造成的停线时间。


正确答案:正确

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：

切换式换热器的切换时间是根据什么确定的？


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。

第5题：

为什么在积液阶段往住会出现切换式换热器过冷，膨胀机后温度过低，如何防止？


正确答案: 在积液阶段，为了加速液体的积累，需要发挥膨胀机的最大制冷潜力，将几台膨胀机全量运转。为了不使膨胀机温度过低，采用加大中抽或环流的办法来提高机前温度。但往往事与愿违，随着中抽或环流量的不断增加，环流温度越来越低，切换式换热器冷端越来越冷，膨胀机前温度仍无法提高，最后失去了调节手段，造成了被动的局面。
产生这种情况的原因是：在积液前没有对中抽或环流量进行适当限制；液化器接通过晚，或液化器的液化效果不良；主冷没有预先冷透，从而造成在积液阶段无法将冷量转移到塔内，而切换式换热器显得冷量过剩，出现过冷。在此阶段，如果空气的液化量越大，就越有利于膨胀机制冷能力的发挥，才可加快液体的积累。其操作要领是：
1）在液空出现之前，中抽或环流量要适当，需留有相当的调节余地。一般中抽温度以不低于-100℃为宜。
2）液空出现前后要尽快把主冷冷透，以便液空出现后能尽快出现液氧。不致因液空节流到上塔又很快蒸发。
3）在切换式换热器的温度工况基本建立，其他设备也基本上冷却完毕的情况下，要及时接通液化器，回收冷量，防止冷端过冷，热端温差扩大。
4）在液氧出现后，应设法减少液体的蒸发。例如适当关小氧流量，提高上塔压力；提高液氮、液氧纯度，以缩小主冷温差。
当出现切换式换热器过冷，膨胀机温度过低时，可停一台膨胀机，减少产冷量。这时中抽或环流量会自动减少，从而使中部温度提高。待冷好主冷，中部温度提高后，再将膨胀机开动起来。
如果中抽或环流温度比规定值不是低很多，也可采取机前节流的方法来减少制冷量，提高机后温度。或将一部分冷量用来冷却吸附器等。

第6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7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。

第8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9题：

为什么蓄冷器（或切换式换热器）在切换时需要均压？


正确答案: 切换式换热器（或蓄冷器）中的空气与污氮通道是周期性地进行切换的。切换前原来走空气的通道压力为0.56～0.6MPa，而走污氮的通道压力为0.12～0.13MPa。均压就是通过均压阀，使两条通道在交换前压力均衡，平均为0.33～0.36MPa。
均压是为了使切换后空气进入原先走污氮的通道时的冲击减轻，以免损坏设备。并且可使升压速度加快，能很快达到0.56～0.6MPa就向下塔送气。此外，切换前走空气的通道排出一部分空气，可以减少切换后的放空损失和消减放空噪声。
均压时间（均压阀开启持续时间的长短）与换热器的容积大小及管道、阀门的阻力有关，一般在1s左右。对较小的空分装置也可不均压。

第10题：

采用分子筛净化流程与切换式换热器净化流程相比，有什么特点？


正确答案: 分子筛净化流程是压缩空气进入冷箱以前，先经过分子筛纯化器，清除空气中的水分、二氧化碳等杂质，不会出现空气在冷却过程中再析出、冻结这些杂质，可保证空分装置的正常工作。与原先采用的切换式换热器净化流程相比，有以下优点：
1）在清除水分、二氧化碳等杂质的同时，吸附乙炔等碳氢化合物，在冷箱内一般不需再设置乙炔吸附器及相应的液氧泵等，使流程大大简化，管道阀门、法兰的数目也可减少；
2）用单纯换热的主热交换器替代切换式换热器，省去频繁工作的切换阀，减少设备故障率，降低了切换噪声。并且，换热器通道不受交变应力，可延长设备寿命；
3）简化了设备操作。特别是在启动阶段，切换式换热器，为了安全度过水分和二氧化碳析出阶段，在操作上有严格的要求，需要有丰富经验的操作工进行操作，以免膨胀机出现堵塞现象。而分子筛净化流程不用担心水分、二氧化碳在设备内冻结，使启动操作大大简化；
4）不需要专门的加热解冻系统。加热干燥可直接利用净化后的低温原料空气，简化了加热操作，减少了设备，也减轻了加热带来的热影响；
5）返流污氮没有从换热器通道带走冻结的水分和二氧化碳的任务，所以对它的数量没有要求，因此，可以增大纯氮的产量。切换式流程氧与纯氮产量比为1：1.1，而分子筛净化流程二者之比可达1：（2.5～3.5）；
6）由于切换式换热器的切换时间约为4~8min，而吸附器的切换时间可延长到2～4h， 因此大大减少了空气的切换损失，从而可降低能耗，提高氧的提取率；
7）延长设备的运转周期。在正常情况下，分子筛净化的效果优于冻结法自清除的效果，设备连续运转的周期可从1年延长到2年。
由于以上的这些优点，新的空分装置均采用分子筛吸附净化流程。

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