GHA70A型罐車加熱卸車數(shù)值模擬及能耗分析.pdf

1、隨著我國聚酯產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)二甲苯的市場(chǎng)需求量不斷增加，為了滿足PX的運(yùn)輸及儲(chǔ)運(yùn)的高效運(yùn)作，GHA70A型罐車成為PX陸地輸運(yùn)的主要交通工具。在環(huán)境溫度較低時(shí)，PX粘度變大且產(chǎn)生結(jié)晶。到達(dá)倉儲(chǔ)公司卸車時(shí)，為了使 PX融化、降粘、加快卸車速率和罐車周轉(zhuǎn)使用率，必須對(duì) PX罐車進(jìn)行加熱以滿足卸車要求。本文以GHA70A型對(duì)二甲苯罐車加熱卸車為研究對(duì)象，對(duì)其加熱過程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬分析。
　　在傳統(tǒng)加熱計(jì)算理論中存在凝固層厚度

2、和質(zhì)量計(jì)算不準(zhǔn)確、卸車溫度較低等問題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)罐車實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行修正和完善，確定合理的加熱計(jì)算理論，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)加熱操作。
　　在蒸汽壓力為0.3MPa、蒸汽流量為476.5kg/h工況下，利用數(shù)值模擬軟件ANSYS對(duì)罐車加熱過程進(jìn)行模擬，并與現(xiàn)場(chǎng)加熱實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明：數(shù)值模擬平均溫度與實(shí)驗(yàn)平均溫度基本相等，最大相對(duì)誤差為2.87％，且平均溫度隨時(shí)間呈線性關(guān)系；二維與三維數(shù)值模擬在平均溫度上沒有差異，但由于加熱過程中任

3、意時(shí)刻罐車內(nèi)各點(diǎn)溫度、速度不同，因此要獲得加熱過程中PX流動(dòng)行為時(shí)需采用三維模型；實(shí)驗(yàn)測(cè)溫點(diǎn)溫度與模擬特征點(diǎn)溫度基本相等，最大溫差為3.84?C，說明模型選擇和計(jì)算方法的正確性；PX融化液體分?jǐn)?shù)隨加熱時(shí)間呈線性關(guān)系，利用該關(guān)系式可以預(yù)測(cè)不同厚度的PX凝固層融化所需的加熱時(shí)間。
　　研究了不同工況下罐內(nèi)PX溫升速率、溫度分布隨時(shí)間的變化規(guī)律以及能源利用效率。研究結(jié)果表明：沿罐車軸向溫度分布不均勻，靠近熱源處溫度較高，而罐體端頭處溫度

4、較低，說明PX導(dǎo)熱性能較差；加熱卸車過程中應(yīng)以最不利截面溫度為控制點(diǎn)，控制溫度超過PX的凝固點(diǎn)溫度且已完全融化后才可以停止加熱；罐內(nèi)PX平均溫度隨加熱時(shí)間呈線性變化，在相同加熱時(shí)間內(nèi)，工況1（蒸汽壓力0.25MPa，蒸汽流量420kg/h）至工況4（蒸汽壓力0.4 MPa，蒸汽流量580kg/h）的平均溫度逐漸增大；將罐內(nèi)PX平均溫度線性擬合后，獲得各工況下的溫升速率，從工況1至工況4的溫升速率逐漸增大。以上變量均與工況有關(guān)，蒸汽壓力和