章 Nhomakorabea13.7
失流图 — 适用于二次侧流量恒定和入口温度恒定、出口温度变化的状况
前面的内容都是在假设二次侧流体出口温度不变的情况下加以讨论的。在某些应用中，二次侧出口温 度随时间不同可能会需要变化，这同样也会影响换热器的负荷并造成换热器失流。
这种二次侧出口温度变化的情况通常会发生在制程应用中，同时也有一些容积式换热器根据环境温度 的改变也会改变其二次侧出口温度。
于不同的位置。热负荷较高时（设定温度为70℃）失流点约为33%（点F1）；当负荷较低时（设定温度为
60℃）失流点约为55%（点F2）。
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温度(℃)
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负荷百分比
图13.7.5 失流点的变化
必须注意的是以上所对应的负荷百分数是基于不同的负荷的。在例13.7.1中，当二次侧出口设定温度
314 kW × 3600 s/h
0.3333 ×
= 167 kg/h (计算法为168kg/h)
2257 kJ/kg
当二次侧出口设定温度为60℃时： 满负荷时的换热量为251kW，失流发生时的负荷约为满负荷的55.55%。
251 kW × 3600 s/h
0.5555 ×
= 220 kg/h (计算法为223kg/h)
T1 = Ts - [ TDC (Ts - T2) ]
在较高的设定温度时, T2 = 70℃ T1 = 100 - [1.555 (100 - 70)] T1 = 100 - [1.555 (30)] T1 = 100 - 46.7 T1 = 53.3℃ 较低的设定温度, T2 = 60℃ T1 = 100 - [1.555 (100 - 60)] T1 = 100 - [1.555 (40)] T1 = 100 - 62.2 T1 = 37.8℃
2257 kJ/kg
从上面的计算我们很容易可以发现，当设定温度降低时，换热器发生失流时的负荷反而增加了。 从图13.7.6所示的失流图上可以看出两种不同设定温度下失流发生的二次侧流体入口温度，这对诊断 换热器是否发生失流很有帮助。
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温度(℃)
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使用失流图说明设定温度降低造成的影响。 图13.7.1的失流图给出了设定温度为70℃时，二次侧的温度线CB和对应的蒸汽温度线AB。 ���
温度(℃)
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热负荷百分比
图13.7.1 满负荷工况 — 设定温度为70℃
13.7.4
蒸汽和冷凝水系统手册
13.7.5
第13章 冷凝水的排除
失流图—适用于二次侧流体流量和入口温度恒定，出口温度发生变化的状况
章节13.7
在图13.7.4上绘出背压所对应的温度线HJ（100℃），这样就可能得出当设定温度为60℃下换热器发生 失流时对应的二次侧流体入口温度。
失流发生时的负荷约占满负荷的55%（点F），此时二次侧流体的入口温度约为38℃（点G）。
章节13.7
式中: A = 设定温度为60℃下，满负荷时的蒸汽温度(TS)； B = 二次侧流体的出口温度 (T2)； D = 背压所对应的饱和蒸汽温度 (T(背压))。
D-B
失流负荷百分比 =
×100
A-B
100 -60
失流负荷百分比 =
×100
132 -60
40
失流负荷百分比 =
×100
72
失流负荷百分比 = 55.55(失流系数 0.5555)
失流负荷百分比 = 失流负荷百分比 = 失流负荷百分比 = 失流负荷百分比 =
D-B ×100
A-B 100 -70
×100 160 -70 30
×100 90 33.33 (失流系数 0.3333)
设定温度为70℃时
满负荷时（Q） = m cp ∆T (kW) 满负荷时（Q） = 1.5 kg / s x 4.19 kJ/kg℃ x (70 - 20) ℃ 满负荷时（Q） = 314 kW
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负荷百分比
图13.7.6 两种失流工况下不同的介质温度入口
当设定温度为70℃时，二次侧入口温度上升为53℃时(点G1)，换热器会发生失流； 当设定温度为60℃时，二次侧入口温度上升为38℃时(点G2)，换热器会发生失流； 当然，可以通过公式13.2.4验证以上结果。
设定温度为60℃时
满负荷时（Q） = m cp ∆T (kW) 满负荷时（Q） = 1.5 kg / s x 4.19 kJ/kg℃ x (60 - 20) ℃ 满负荷时（Q） = 251 kW
失流时热负荷 = 0.5555 x 251 kW 失流时热负荷 = 140 kW
冷凝水排向大气环境，大气压力下饱和蒸汽的蒸发焓hfg为2257 kJ/kg. 140 kW×3600 s/h
第13章 冷凝水的排除
失流图—适用于二次侧流体流量和入口温度恒定，出口温度发生变化的状况
章节13.7
13.7
失流图 — 适用于二次侧流体 流量和入口温度恒定、 出口温度发生变化的状况
蒸汽和冷凝水系统手册
13.7.1
第13章 冷凝水的排除
失流图—适用于二次侧流体流量和入口温度恒定，出口温度发生变化的状况
的压力表显示此时换热器内蒸汽空间的压力为5.2 bar g（Ts=160℃）。设备后冷凝水管向下排放到一个 开式的冷凝水集水罐（T(back)=100℃）。
如果二次侧出口的设定点降低到60℃，失流点会发生何种变化，失流时的蒸汽负荷是多少？ 计算设定点降低所造成的影响
首先根据满负荷时的工作条件采用公式13.2.2计算换热器的温度设计常数（TDC）：
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温度(℃)
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负荷百分比
图13.7.2 确定蒸汽温度 — 设定点改为60℃ 线DE与左侧纵轴的交点为132℃（点E）， 这就是二次侧流体流量不变，设定温度降低至60℃时需要的
蒸汽温度。线DE代表设定温度为60℃时，换热器内的蒸汽温度。 一旦确定此时的蒸汽温度为132℃，就可以在新的失流图上重新画出蒸汽温度线DE，代表温度从132℃降低
如果换热器二次侧的出口温度（设定温度）最高时所需的热负荷最大，则当设定点温度降低时，热负 荷也会随之降低。
从以下的计算可以看出，设定点的降低会增加失流的可能性。一旦知道设计条件，我们不仅可以通过 计算，还可以通过失流图来得出设定点降低所造成的影响。
例 13.7.1 最初，换热器二次侧的水流量为1.5L/s，经过换热器后从20℃加热至70℃，换热器蒸汽侧入口处安装
公式13.2.4
蒸汽和冷凝水系统手册
13.7.7
第13章 冷凝水的排除
失流图—适用于二次侧流体流量和入口温度恒定，出口温度发生变化的状况
章节13.7
总结 从以上的信息可以得知，设定点温度降低时失流负荷反而增大。事实上，随着设定温度的不断降
低，失流负荷会逐渐增大，直至换热器内的压力降低到和冷凝水管道内的背压相同。我们同样可以利 用图13.7.7所示的失流图预测当设定温度降低到何种程度时，换热器内会一直发生失流。在此例中，当换 热器内的蒸汽压力降低与冷凝水管道背压相同时，也就是换热器内温度降低到100℃（点K）时，换热器内 会一直发生失流。
失流负荷百分比
=
D-B A-B
公式13.5.1
13.7.2
蒸汽和冷凝水系统手册
第13章 冷凝水的排除
失流图—适用于二次侧流体流量和入口温度恒定，出口温度发生变化的状况
章节13.7
式中: A = 设定温度为70℃下满负荷时的蒸汽温度(TS)； B = 二次侧流体的出口温度(T2)； D = 背压所对应的饱和蒸汽温度 (T(背压))。
到60℃；以及二次侧温度线CD，代表温度从20℃上升到60℃。新失流图13.7.3示出了当设定温度降低到60℃时
的温度变化情况，当二次侧入口温度上升到60℃时，换热器的负荷就降低为零。
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温度(℃)
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负荷百分比
图13.7.3 蒸汽和二次侧曲线 — 设定点为60℃
可以使用公式13.2.3可以计算任何负荷下的蒸汽温度：
Ts
=
(T2 x TDC) - T1 TDC - 1
式中： TS = 蒸汽温度 (℃)； T2 = 二次侧流体出口温度(60℃)； TDC = 温度设计常数(1.555)； T1 = 二次侧流体的入口温度(20℃)。
Ts =
Ts =
Ts =
(60×1.555)-20 1.555-1
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温度(℃)
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