長(zhǎng)47井區(qū)扶余油層頂界面構(gòu)造解釋及年產(chǎn)3.7萬(wàn)噸酒精精餾換熱器設(shè)計(jì)

東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)課課程地震資料工作站解釋課程設(shè)計(jì)題目長(zhǎng)47井區(qū)扶余油層頂界面構(gòu)造解釋院系專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師20年7月18日東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程地震資料工作站解釋課程設(shè)計(jì)題目長(zhǎng)47井區(qū)扶余油層頂界面構(gòu)造解釋專業(yè)姓名學(xué)號(hào)主要內(nèi)容：工區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況；井工區(qū)、地震工區(qū)建立；地震數(shù)據(jù)、測(cè)井曲線、地質(zhì)分層加載；合成地震記錄制作，地震地質(zhì)層位標(biāo)定；地震地質(zhì)層位解釋（T2）；斷層解釋；基本要求：要求學(xué)生查閱相關(guān)文件，掌握地震資料構(gòu)造解釋方面的理論知識(shí)，了解工區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況，全面掌握地震資料構(gòu)造解釋的基本流程，能夠應(yīng)用landmark解釋軟件進(jìn)行基本操作，能夠進(jìn)行層位、斷層解釋。主要參考資料：[1]宋延杰，胡玉雙．地球物理資料綜合解釋[R],大慶石油學(xué)院，2005．[2]張明學(xué)，胡玉雙．層序地層學(xué)與油氣[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1999.[3]王秀明．應(yīng)用地球物理方法原理[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2000．[4]松遼盆地北部西區(qū)石油地質(zhì)特征研究[R].大慶石油學(xué)院，1991．完成期限：2013.7.9—2013.7.18指導(dǎo)教師：專業(yè)負(fù)責(zé)人：目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章區(qū)域地質(zhì)概況 11.1實(shí)驗(yàn)區(qū)位置及勘探概況 11.2松遼盆地地層特征 1第2章地震資料、井?dāng)?shù)據(jù)加載 62.1啟動(dòng)LandMark 62.2建立投影系統(tǒng) 62.3建立OpenWorks數(shù)據(jù)庫(kù) 62.4加載鉆井?dāng)?shù)據(jù) 6第3章制作合成地震記錄 113.1制作合成地震的任務(wù)及原理 113.2合成地震記錄制作步驟 113.3實(shí)驗(yàn)感想 16第4章層位解釋 174.1解釋層位的方法及操作步驟 174.2建立連井剖面 174.3層位追蹤解釋 194.4實(shí)驗(yàn)感想 20第5章斷層解釋 215.1斷層在地震剖面上的一般標(biāo)志 215.2斷層組合的一般規(guī)律 215.3解釋斷層的步驟及方法 215.4斷裂特征 235.5實(shí)驗(yàn)感想 24參考文獻(xiàn) 25第1章區(qū)域地質(zhì)概況1.1實(shí)驗(yàn)區(qū)位置及勘探概況肇源南地區(qū)處于松遼盆地東南部黑龍江省肇源縣境內(nèi)，跨越一級(jí)構(gòu)造單元中央坳陷區(qū)和東南隆起區(qū)，橫跨二級(jí)構(gòu)造單元三肇凹陷、朝陽(yáng)溝階地和長(zhǎng)春嶺背斜帶(圖1.1)，區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)三維地震滿覆蓋，工區(qū)面積547km2。目前肇源南地區(qū)主要開發(fā)層位為泉三四段扶余油層，已探明儲(chǔ)量和控制儲(chǔ)量區(qū)集中分布在西部裕民鼻狀構(gòu)造和東部薄荷臺(tái)鼻狀構(gòu)造兩個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，區(qū)內(nèi)已鉆探井、評(píng)價(jià)井125口，其中獲工業(yè)油氣流井49口、低產(chǎn)油氣流井16口，展示該區(qū)具有較大的勘探開發(fā)潛力；本次地震解釋實(shí)驗(yàn)工區(qū)為肇源南東南部的長(zhǎng)47井區(qū)(圖1.1)，面積約30km2。圖1.1實(shí)驗(yàn)區(qū)地理位置1.2松遼盆地地層特征1.2.1盆地構(gòu)造-地層充填關(guān)系松遼盆地地層系指變質(zhì)巖基底之上的中、新生代沉積組合，底界絕對(duì)年齡為135Ma。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景，結(jié)合地震反射構(gòu)造特點(diǎn)，可將中、新生代地層劃分為五個(gè)基本構(gòu)造單元層（圖1.2）：深部構(gòu)造單元層是夾于T5和T4反射界面之間的地層。T5波組為中生代沉積或火山巖與基底的區(qū)域不整合面，在全區(qū)普遍存在削截或上超的接觸關(guān)系。T4波組在全區(qū)普遍呈現(xiàn)為不整合接觸。在T4之上，具不同時(shí)代的地層，如登一段、泉一段和泉三段，分別由盆地東部向西部逐漸超覆于營(yíng)城組地層之上，即在盆地內(nèi)呈明顯的上超、削截等地層接觸關(guān)系。深部構(gòu)造單元層處于松遼盆地伸展的初期階段，由30多個(gè)相互分割的斷陷式盆地組成。在這些分割的盆地中充填了基性、中性、酸性火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖，與基底呈角度不整合接觸。深部構(gòu)造單元包括火石嶺組、沙河子組和營(yíng)城組等三套地層，總厚約3000米左右，個(gè)別斷陷盆地中可達(dá)5000米。下部構(gòu)造單元層（T4－T2）由白堊系登婁庫(kù)組和泉頭組地層組成。登婁庫(kù)組地層夾于T4和T3反射界面之間，T3為登婁庫(kù)組與泉頭組接觸的界面，在地震剖面上T3界面沒有明顯的波組特征，在全區(qū)都是弱反射。在長(zhǎng)嶺、乾安和古龍地區(qū)，T3界面之上發(fā)育地層上超現(xiàn)象。但是在盆地的大部分地區(qū)，T3界面上、下地層呈平行整合接觸關(guān)系。T2波組是全區(qū)穩(wěn)定的強(qiáng)反射層，為泉頭組和青山口組界線，在全盆地內(nèi)可以追蹤。中部構(gòu)造單元（T2－T03）包括早白堊世的青山口組、姚家組和嫩江組，為松遼盆地主要生油、儲(chǔ)油層位，最大厚度達(dá)3000米。姚家組與青山口組之間為區(qū)域性不整合，在地震剖面上可識(shí)別出T11界面，界面下的青山口組地層，中北部地區(qū)存在削截現(xiàn)象，而上面的姚家組地層有上超的接觸關(guān)系。青山口組晚期沉積顯示出湖水后退，水面下降的特征。T1為姚家組與嫩江組界線為一全區(qū)穩(wěn)定的強(qiáng)反射層，在盆地內(nèi)部表現(xiàn)為平行接觸關(guān)系，在盆地邊緣局部地區(qū)嫩江組地層與青山口組地層直接接觸，中間缺姚家組地層。上部構(gòu)造單元層是夾于T03和T01反射界面之間的地層，其分布范圍主要在盆地中西部。T03在地震反射上表現(xiàn)為明顯的不整合，是嫩江組與四方臺(tái)組的分界面，為一區(qū)域不整合面。在T03之下的嫩江組沉積晚期，地層遭受強(qiáng)烈削截，在盆地東部地區(qū)尤為明顯。T03之上見四方臺(tái)組地層向嫩江組地層上超現(xiàn)象。T01以上為盆地淺部構(gòu)造單元，包括第三系和第四系，其中第三系為一套膠結(jié)程度較差的雜色泥巖、粉砂巖、砂礫巖，主要分布在盆地北部。圖1.2松遼盆地地層劃分與含油氣組合（據(jù)任延廣，1995）1.2.2盆地地層發(fā)育特征松遼盆地自下而上各主要地層單元的巖性組合特征如下：1.2.2.1火石嶺組（T5－T42）以火山巖系為主，間夾正常沉積巖。其底部和中部為灰綠色、紫色安山巖、安山玄武巖及灰白色凝灰?guī)r和凝灰角礫巖，在西北部小斷陷盆地中見有玄武巖和安山巖。下部和上部以灰、灰黑色砂巖、粉砂巖、泥巖等為主，夾凝灰?guī)r和薄煤層。以火山巖相為主，局部發(fā)育沖積扇相和沼澤相沉積。1.2.2.2沙河子組（T42－T41）屬早白堊世，主要分布于盆地的東部和中部斷陷中，以灰黑色泥巖、粉砂巖為主，夾灰色砂巖和砂礫巖，底部夾有薄層酸性凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r和凝灰角礫巖，中部含五層具工業(yè)開采價(jià)值的煤層。在盆地西部齊齊哈爾和白城一帶的鉆井中鉆到的本組地層是以灰黑色細(xì)砂巖、粉砂巖夾灰白色粗砂巖為主，間夾少量凝灰質(zhì)砂巖。以湖泊相濱淺湖亞相為主，在地層中段出現(xiàn)松遼盆地第一次湖侵。1.2.2.3營(yíng)城組（T41－T4）屬早白堊世，主要分布在盆地的東部和中部斷陷中，西部缺失。全組可分二段，下段為灰綠色砂巖、砂礫巖、泥巖夾中基性火山熔巖、凝灰?guī)r和煤層；上段以酸性火山巖和火山碎屑巖為主，間夾灰綠色砂巖、泥巖和薄煤層。本組從盆地東緣向盆地中部火山巖明顯減少，逐漸過渡。以灰白、灰黑、灰綠色砂礫巖、砂質(zhì)泥巖為主的正常沉積巖，夾薄煤層。1.2.2.4登婁庫(kù)組（T4－T3）主要分布在盆地中部和東部地區(qū)，由灰綠、灰褐、雜色砂巖、砂礫巖、泥質(zhì)粉砂巖間夾紫色、黑色泥巖組成，局部夾厚煤層或煤線。根據(jù)巖性可劃分為四段，各段地層分布情況和發(fā)育程度有較大差別。登一段分布局限，主要分布在古中央隆起以西的中央坳陷附近，以雜色砂礫巖、灰黑色泥巖、灰白色砂巖為主；登二段除主要分布于古中央隆起以西地區(qū)外，沉積范圍也波及古隆起以東地區(qū)，由灰黑、灰褐、灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰白色砂巖互層組成；登三、登四段的沉積范圍明顯擴(kuò)大，而且覆蓋了古中央隆起，以灰綠色砂巖與褐棕色、深灰色、黑色泥巖互層組成。本組地層在斷陷中與下覆地層為連續(xù)沉積，在斷陷以外呈不整合接觸。從登婁庫(kù)組開始，松遼盆地東西分區(qū)、各凹陷間孤立分割的局部被打破，松遼盆地形成統(tǒng)一的古湖泊，故從盆地中心向外環(huán)形分布有半深湖亞相、濱淺湖亞相、三角洲亞相及河流泛濫平原亞相。1.2.2.5泉頭組（T3－T2）在區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)，泉頭組與青山口是連續(xù)沉積，粒度向上突然變細(xì)，反映出湖水快速上升的特點(diǎn)。泉頭組為一套紅色碎屑巖沉積，由棕紅、紫紅、紫褐色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰綠、灰白、紫灰色砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成。在盆地邊緣地區(qū)，底部的砂巖、礫巖較發(fā)育；在盆地中心，頂部層位中夾有灰黑色泥巖。根據(jù)巖性特征可以劃分為四段，組成兩個(gè)半粗→細(xì)→粗的沉積旋回。平面上由盆地邊緣向中心厚度增大，粒度變細(xì)，顏色由紫紅向灰綠、灰黑色變化。本組地層沉積范圍要比登婁庫(kù)組明顯擴(kuò)大，但由于氣候干燥，沖積扇相和河流河流泛濫平原亞相占有很大比例。1.2.2.6青山口組（T2－T11）為一套灰黑、深灰色頁(yè)巖為主，夾油頁(yè)巖和灰色砂巖和粉砂巖的層位。按巖性本組可劃分為三段。青一段在盆地中部以灰黑、深灰色頁(yè)巖夾油頁(yè)巖為主；在西部和北部地區(qū)，為灰色砂巖、粉砂巖間夾灰黑色、灰綠、棕紅色泥巖。青二、三段粒度明顯變粗，在盆地中部為灰黑色泥巖夾粉砂巖、介形蟲巖；在盆地東部則為雜色泥巖；盆地西部和西北部為灰白色砂巖、粉砂巖夾雜色泥巖和介形蟲巖；在盆地邊緣地區(qū)可見有砂礫巖。本組在盆地中心與泉頭組為連續(xù)過渡沉積，而且自上而下構(gòu)成一個(gè)粒度由細(xì)變粗的反旋回。1.2.2.7姚家組（T11－T1）姚家組根據(jù)巖性可三分，姚一段在盆地中部為灰白、灰綠色砂巖與灰綠、棕紅、紫紅色泥巖互層；在盆地邊緣出現(xiàn)了厚層砂礫巖夾磚紅色泥巖。姚二、三段在盆地中部為灰黑色泥巖、薄層油頁(yè)巖夾灰綠色泥巖和粉砂巖；在盆地西部和西北為灰綠、灰白色砂巖夾灰綠色泥巖和粉砂巖；在盆地南部和東部則以棕紅色泥巖為主，間夾灰綠色泥巖和薄層介形蟲巖。本組總的沉積特點(diǎn)是構(gòu)成粒度向上變細(xì)的正旋回，顏色向上變暗。1.2.2.8嫩江組（T1－T03）巖性上，由姚家組到嫩江組，粒度驟然變細(xì)，顏色也出現(xiàn)突變，表現(xiàn)出湖水面快速上升的特點(diǎn)。按巖性可劃分為五個(gè)段。嫩一、二段的巖性以灰黑、深灰色泥巖為主，夾薄層油頁(yè)巖、灰綠色粉砂質(zhì)泥巖和粉砂巖，是主要生油層。其分布面積很廣，沉積邊界已超出現(xiàn)今盆地邊界。嫩三、四、五段在盆地東部地區(qū)遭受剝蝕，巖性以灰綠、深灰、灰、棕色泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖互層。1.2.2.9四方臺(tái)組和明水組（T03－T02）四方臺(tái)組由棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂礫巖、灰綠色砂質(zhì)泥巖組成。明水組分為兩段：明一段為棕紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰綠色砂巖、砂礫巖互層，間夾兩層灰黑色泥巖；明二段為棕紅、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰綠色砂巖互層。1.2.2.10第三系和第四系第三系為一套膠結(jié)程度較差的雜色泥巖、粉砂巖、砂礫巖，主要分布在盆地北部。第四系由松散的黃灰色砂層、砂礫層組成，遍布整個(gè)盆地，尤以中西部地區(qū)較發(fā)育，在盆地北部有玄武巖出露。第2章地震資料、井?dāng)?shù)據(jù)加載2.1啟動(dòng)LandMark進(jìn)入LandMark用戶后即刻出現(xiàn)OpenWorks工作平臺(tái)，LandMark軟件各種功能的模塊（SynTool、SeisWorks、TDQ、ZmapPlus、PostStack/PAL。。。）都在Applications子菜單下。加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)的工作流程分三步：建立投影系統(tǒng)、建立OpenWorks數(shù)據(jù)庫(kù)和加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)。2.2建立投影系統(tǒng)定義投影系統(tǒng)一般需要三種參數(shù)：投影系統(tǒng)的坐標(biāo)類型、地質(zhì)坐標(biāo)系統(tǒng)的類型和對(duì)應(yīng)地質(zhì)坐標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)。以建立TM投影系統(tǒng)為例，其建立過程如下所述。1、進(jìn)入“建立投影系統(tǒng)”的菜單OpenWorks->Project->MapProjectionEditor建立TM投影系統(tǒng)（1）選擇投影系統(tǒng)的類型（2）選擇地質(zhì)坐標(biāo)系統(tǒng)（3）定義地質(zhì)坐標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)2.3建立OpenWorks數(shù)據(jù)庫(kù)LandMark地質(zhì)、測(cè)井、地震和繪圖等軟件的解釋成果均儲(chǔ)存在OpenWorks數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。它是各種軟件解釋成果互相通訊的媒介。在應(yīng)用LandMark軟件做任何工作之前，必須首先建立OpenWorks數(shù)據(jù)庫(kù)。1、進(jìn)入菜單OpenWorks->Project->ProjectCreate2、定義參數(shù)（1）定義數(shù)據(jù)庫(kù)名（2）選擇投影系統(tǒng)（3）選擇測(cè)量系統(tǒng)（4）定義探區(qū)的經(jīng)緯度坐標(biāo)（5）定義數(shù)據(jù)庫(kù)的空間大小3、設(shè)置解釋員OpenWorks->Project->Interpreters2.4加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)1、建立地震工區(qū)（1）建立一個(gè)Survey（工區(qū)的地理位置）OW->Data->Management->SeimicDataManager（2）建立地震工區(qū)OW->Data->Management->SeimicProjectManager->Project->SeismicProjectCreate（3）加載工區(qū)：在OW->Applications->PostStack/PAL中進(jìn)行2、加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作（1）鉆井?dāng)?shù)據(jù)的加載總是執(zhí)行“三步曲”，只要掌握這三步，加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)很容易。“三步曲”是編制ASCII鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件、編輯格式文件和加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)。關(guān)鍵是格式文件的定義。（2）對(duì)于地震數(shù)據(jù)解釋，我們至少需要加載下述幾種鉆井?dāng)?shù)據(jù)類型：鉆進(jìn)平面位置、地質(zhì)分層、時(shí)深表、鉆井的垂直位置、測(cè)井曲線和合成地震記錄。（3）加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，首先加載鉆井平面位置，然后加載其他鉆井?dāng)?shù)據(jù)，加載結(jié)束存入當(dāng)前的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，即我們?cè)O(shè)置的OpenWorks數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)之前，可以打開OW->Data->Management->WellCurveViewer和OW->Data->Management->WellDataManager窗口，這是加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)正確與否的兩個(gè)監(jiān)控窗，在WellCurveView窗內(nèi)將顯示鉆井名和測(cè)井曲線。在WellDataManager窗內(nèi)將顯示加載的各種鉆井?dāng)?shù)據(jù)信息，它是一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫(kù)的菜單。3、加載鉆井平面位置鉆井平面位置和地質(zhì)分層在OW->Data->Import->ASCIILoader中加載。首先介紹鉆井平面位置數(shù)據(jù)的加載流程。（1）編制ASCII文件。在Unix窗口下用Vi等命令編輯鉆井平面位置文件。鉆井平面位置文件一般包括鉆井名、鉆井標(biāo)識(shí)名、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、補(bǔ)心高類型、補(bǔ)心高高程數(shù)據(jù)、總深度等內(nèi)容。（2）進(jìn)入加載軟件，編輯格式文件。OW->Data->Import->ASCIILoadera．輸入鉆井平面位置的ASCII文件b．編輯格式文件①進(jìn)入菜單ASCIILoader->Edit->Format②輸入鉆井平面位置的文件名和定義格式文件名③編輯格式文件WellHeader（a）建鉆井標(biāo)識(shí)名的格式行－Uwi（b）建鉆井名格式行的圖片－CommonWellName（c）建補(bǔ)心高類型KB格式行的圖片－ElevType（d）建補(bǔ)心高高程數(shù)據(jù)域格式行的圖片－Elevation（e）建X坐標(biāo)格式行的圖片－OrigXorLonSf（f）建Y坐標(biāo)格式行的圖片－OrigYorLatSf（g）建鉆井總深度格式行的圖片－TotalDepth④儲(chǔ)存格式文件（3）加載鉆井平面位置4、加載地質(zhì)分層（1）先建立一個(gè)SurfaceOW->Data->Management->Surface/FaultDataManager（2）加載地質(zhì)分層數(shù)據(jù)OW->Data->Management->WellDataManager在Pick下出入地質(zhì)分層數(shù)據(jù)。地質(zhì)分層數(shù)據(jù)文件一般包括鉆井名、鉆井標(biāo)識(shí)名、地質(zhì)分層名、分層深度、分層順序號(hào)等內(nèi)容。注意：我們僅僅敘述了加載鉆井平面位置和地質(zhì)分層的方法，實(shí)際上“ASCIILoader”可以加載各種數(shù)據(jù)，例如：鉆頭信息、取心信息、泥漿信息、油氣產(chǎn)層分析和鉆井測(cè)試分析等。加載完鉆井平面位置后，可以建立一個(gè)鉆井列表OW->Data->Management->ListManagement->WellListManager活化期望的鉆井WellListManager->List->AllWells存儲(chǔ)鉆井列表WellListManager->List->SaveSelect5、加載鉆井垂直位置、時(shí)深表、測(cè)井曲線和合成地震記錄（1）常見的鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件LandMark可加載四種格式的鉆井?dāng)?shù)據(jù)，不同類型的數(shù)據(jù)文件應(yīng)用不同的格式文件。四種格式是：a．LAS格式：輸入有文件頭的ASCII鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件。b．LIS：輸入二進(jìn)制的鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件。c．BIT：輸入二進(jìn)制的鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件。d．ASCII：輸入ASCII鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件。常見的ASCII數(shù)據(jù)文件有：?jiǎn)尉嗲€－曲線名橫向排列；多井多曲線；單井多曲線－曲線名垂直排列；多井單曲線；單井單曲線－測(cè)井曲線值是橫向排列。ASCII文件的一般規(guī)律：①文件內(nèi)有Marker的有兩種情況：多井多曲線或多井單曲線的ASCII數(shù)據(jù)文件和曲線值是按行排列的ASCII數(shù)據(jù)文件。②文件內(nèi)沒有Marker的兩種情況：?jiǎn)尉嗲€或單井單曲線的ASCII數(shù)據(jù)文件；如果文件內(nèi)的第一列數(shù)據(jù)域是鉆井名，即使是多井多曲線或單井多曲線，ASCII數(shù)據(jù)文件也不需要加Marker（鉆井名相當(dāng)Marker）。由此，加載多井ASCII數(shù)據(jù)文件，第一列數(shù)據(jù)域又沒有鉆井名，格式文件必須設(shè)置Marker。Marker在編制格式文件時(shí)是一項(xiàng)重要參數(shù)。（2）編制格式文件的基本概念a．進(jìn)入加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)的菜單OW->Data->Import->CurveLoader輸入鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件可以是ASCII磁盤文件也可以是磁帶。磁盤文件：ASCII、LAS、BIT和LIS格式的輸入文件；磁帶文件：BIT和LIS格式的輸入文件。b．編制格式文件的菜單對(duì)LAS、LIS和BIT格式的輸入文件不必編制格式文件，LandMark已提供了蘊(yùn)含格式文件，而ASCII文件需要編制格式文件，并且不同類型的ASCII數(shù)據(jù)文件需要編制不同的格式文件。①定義格式參數(shù)（a）RecordIDType定義記錄ID（有Marker或沒有Marker）類型。（b）CurveDataRecordType標(biāo)識(shí)一張記錄內(nèi)有一條或多條曲線。②定義深度單位、水平距離單位和數(shù)據(jù)為零的標(biāo)記值。③DataType加載數(shù)據(jù)的類型：WellLogCurves測(cè)井曲線；PositionLogs鉆井的垂直位置；AngularDirectionalSurvery以方位角表示鉆井的垂直位置；SyntheticSeismograms合成地震記錄；TimeDepthTables時(shí)深表。（3）加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)的基本概念a．加載所有的鉆井?dāng)?shù)據(jù)LoadAll加載正確的鉆井?dāng)?shù)據(jù)。所謂正確的鉆井?dāng)?shù)據(jù)有三個(gè)條件：鉆井名必須在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)已定義；曲線名必須在曲線字典內(nèi)已定義；ASCII數(shù)據(jù)文件正確。另外，可以強(qiáng)迫加載不正確的數(shù)據(jù)（鉆井名在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)沒有定義或測(cè)井曲線名在曲線字典內(nèi)沒有定義），加載后鉆井名輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，曲線名將加入曲線字典內(nèi)。雖然鉆井名已加入數(shù)據(jù)庫(kù)，但它的WellHeader是不正常的，需要在WellDataManager菜單中修改。b．加載選擇的鉆井?dāng)?shù)據(jù)LoadSelect該種加載方法，必須首先掃描鉆井?dāng)?shù)據(jù)文件，然后選擇加載鉆井?dāng)?shù)據(jù)。只有兩種情形需要用該選件：加載ASCII數(shù)據(jù)文件時(shí)，鉆井名在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)沒有定義或曲線名在字典內(nèi)沒有定義；加載LIS或BIT格式數(shù)據(jù)。（4）以加載時(shí)深表為例，介紹加載鉆井垂直位置、時(shí)深表、測(cè)井曲線和合成地震記錄的方法。a．進(jìn)入菜單OW->Data->Import->CurveLoader定義數(shù)據(jù)文件名和路徑b．編輯格式文件①進(jìn)入菜單CurveLoader->Edit->ASCIIFormat->Format->New編制新的格式文件，選擇時(shí)深表數(shù)據(jù)文件。②編輯格式文件（a）定義格式參數(shù)（b）定義深度單位、水平距離單位和數(shù)據(jù)為零的標(biāo)記值（c）加載數(shù)據(jù)的類型：TimeDepthTables時(shí)深表（d）編制時(shí)深表數(shù)據(jù)域的格式行：井名、時(shí)深表名、基準(zhǔn)面、深度、雙程時(shí)。③儲(chǔ)存格式文件c．加載時(shí)深表第3章制作合成地震記錄3.1制作合成地震的任務(wù)及原理合成地震記錄是用聲波測(cè)井或垂直地震剖面資料經(jīng)過人工合成轉(zhuǎn)換成的地震記錄(地震道)。它是地震模型技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛的一種，也是層位標(biāo)定、油藏描述等工作的基礎(chǔ)，是把地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化為地震信息的中間媒介。是聯(lián)合高分辨率的測(cè)井信息與區(qū)域性的地震信息的橋梁,其精度直接影響到地質(zhì)層位的準(zhǔn)確標(biāo)定。目前油氣勘探工作越來(lái)越向隱蔽性油氣藏發(fā)展,目標(biāo)尺度越來(lái)越小,對(duì)合成地震記錄提出了更高的要求。合成地震記錄的制作原理合成記錄的制作是一個(gè)簡(jiǎn)化的一維正演的過程,合成記錄F(t)是地震子波S(t)與反射系數(shù)R(t)褶積的結(jié)果。合成地震記錄制作的一般流程是:由速度和密度測(cè)井曲線計(jì)算得到反射系數(shù),將反射系數(shù)與提取的地震子波進(jìn)行褶積得到初始合成地震記錄。根據(jù)較精確的速度場(chǎng)對(duì)初始合成地震記錄進(jìn)行校正,再與井旁地震道匹配調(diào)整,得到最終合成地震記錄。LandMark在OpenWorks->Applications->Syntool模塊中制作合成地震記錄。根據(jù)制作好的合成地震記錄得到的時(shí)深關(guān)系，可以將鉆井資料得到的深度域的層位標(biāo)定在時(shí)間域的地震剖面上，在SeisWorks中進(jìn)行層位追蹤；可以在TDQ中建立速度模型并進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換等工作。3.2合成地震記錄制作步驟3.2.1Syntool模塊的啟動(dòng)啟動(dòng)Syntool：在CommandMenu下選擇Applacations目錄下的Syntool；新建一個(gè)合成記錄：選擇file下的new；井工區(qū)選擇：在彈出的井工區(qū)選擇窗口中選擇allwells并點(diǎn)OK確認(rèn)。3.2.2井曲線的選擇在圖3.1所示窗口選擇allwells――OK；彈出井號(hào)列表窗口；從列表中選擇所要做合成地震記錄的井，彈出窗口選擇時(shí)深轉(zhuǎn)換關(guān)系OK后彈出TimeDatum窗口，此窗口的選擇可缺省不選，直接OK彈出Startup窗口。圖3.1井曲線的選擇窗口3.2.3合成紀(jì)錄的生成在Startup窗口選擇時(shí)差曲線；密度值的來(lái)源一般我們選擇FromRCP-WaveSenicTransform――后邊選擇公式（一般選擇GardnerEquation）；在Processing中點(diǎn)亮ApplyTVD和ApplyCheckshotsOK；合成地震記錄制作完成。結(jié)果如圖3.2所示。圖3.2合成紀(jì)錄的生成窗口3.2.4合成記錄的編輯在合成記錄上單擊鼠標(biāo)右鍵選擇editprocesslist，在彈出窗口中選1，OK確認(rèn)；選擇Ricker，change。在彈出窗口中輸入合適的主頻，例如35HZ，OK確認(rèn)。此時(shí)合成記錄的主頻將會(huì)變化；將井旁地震道加入編輯區(qū)：?jiǎn)螕魣D3.2中工具欄中的LGC，并在編輯區(qū)中的空白區(qū)單擊，OK確認(rèn)；單擊圖3.2左側(cè)工具欄中的ABC按鈕，并在空白區(qū)域單擊。在TVB欄單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Datuminfo，彈出3.3所示窗口。選擇將光標(biāo)移到彈出窗口藍(lán)色區(qū)域后單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊需要調(diào)整的波形的中心，單擊彈出窗口黃色部分后在井旁地震道點(diǎn)擊需要移動(dòng)到的位置，點(diǎn)擊APPLAY后會(huì)發(fā)現(xiàn)位置發(fā)生了變化。反復(fù)幾次調(diào)整使合成記錄道和井旁地震道吻合程度達(dá)到最佳。圖3.3合成記錄的編輯窗口6.調(diào)節(jié)時(shí)間漂移shifttime:totime，合成記錄道將會(huì)拉伸或壓縮，使之盡量與井旁地震道對(duì)應(yīng)，Ok確認(rèn)。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整，合成記錄的編輯完成。7．將合成記錄加入井旁地震道中：右鍵單擊Seis欄標(biāo)題選擇Addoverlay——Synthetic——ok確認(rèn)。結(jié)果如圖3.4、3.5所示。3.2.5合成紀(jì)錄的存儲(chǔ) 右鍵單擊井旁地震道路標(biāo)題白色部分，選則SaveSynthetic——todatabase,在name欄中輸入自己的命名；由于合成記錄制作成功與否的關(guān)鍵是合成記錄與井旁地震道的匹配程度，必須反復(fù)調(diào)整。 圖3.4地震合成記錄(ch47)圖3.5地震合成記錄（f198_134）3.2.6合成記錄的剖面顯示1．在地震剖面中選擇well菜單下的Synthetics，并選擇最后一個(gè)選項(xiàng)。在彈出窗口的幾口井列表選擇自己保存過的那口井。并點(diǎn)擊active。關(guān)閉窗口2．選擇well菜單下的Parameters，并在彈出窗口中點(diǎn)亮depth、hidedatebehindannotation、synthetic以及synthetic下的positive按鈕。3.合成記錄制作完成（如圖3.6）圖3.6過ch47井地震層位解釋剖面（左）過f198_134井地震層位解釋剖面（右）3.3實(shí)驗(yàn)感想通過這次試驗(yàn)我學(xué)會(huì)了制作合成地震記錄，將合成記錄加到井旁地震道中，以及合成記錄的存儲(chǔ)等知識(shí),有了ch47井合成記錄制作的基礎(chǔ)，再對(duì)f189-134井進(jìn)行合成記錄的制作過程中我不僅深化了syntool的操作，并且還學(xué)會(huì)了合成記錄的截取，也讓我了解合成地震記錄的制作是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，要制作精確的合成地震記錄，必須注意以下幾個(gè)方面：（1）分析地震資料的信噪比和分辨率情況（主頻、速度、波長(zhǎng)）；（2）測(cè)井曲線的準(zhǔn)確性分析和校正（對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行環(huán)境校正和奇異值編輯）；（3）用密度曲線和聲波曲線聯(lián)合提取反射系數(shù)；（4）提取精確的子波（子波時(shí)窗）；（5）在整體對(duì)應(yīng)的前提下對(duì)局部的時(shí)深關(guān)系進(jìn)行微調(diào)。這次實(shí)驗(yàn)讓我學(xué)會(huì)了很多知識(shí),并且會(huì)對(duì)我畢業(yè)以后的工作產(chǎn)生重要的影響。第4章層位解釋4.1解釋層位的方法及操作步驟層位解釋是landmark的最主要功能，其思路是：在斷層解釋完以后，先拉一條工區(qū)的連井剖面，找一條全區(qū)可追蹤的強(qiáng)反射軸（如T0）并進(jìn)行追蹤，從井上標(biāo)定的地層界面進(jìn)行連井的追蹤，并進(jìn)行大框架橫向和縱向的對(duì)比，建立大的地層格架。最后進(jìn)行逐步的細(xì)化閉合。以下是解釋曾為的方法及操作步驟。1.在SeismicView下選擇Horizons選項(xiàng)的Selection子菜單，并點(diǎn)擊Create。在彈出窗口輸入新建層位的名稱。2.在MapView下選擇View選項(xiàng)的Contents，在彈出窗口中選擇自己創(chuàng)建的地層，并點(diǎn)亮Horizon。此時(shí)在SeismicView中對(duì)層位的解釋會(huì)自動(dòng)顯示在MapView上。3.解釋層位：A.點(diǎn)擊SeismicView下左側(cè)工具欄中的彩虹按鈕即可開始層位解釋。對(duì)于解釋錯(cuò)誤、畫線過長(zhǎng)的層位可以進(jìn)行刪除，具體操作為在SeismicView下單擊鼠標(biāo)右鍵并保持不動(dòng)，單擊DeleteMode。B.同時(shí)landmark有自動(dòng)追蹤層位功能，其操作為：在SeismicView下單擊鼠標(biāo)右鍵并保持不動(dòng)，選擇Tracking下的AutoTracking。層位解釋是landmark的最主要功能，其思路是：合成記錄制作完成后，在工區(qū)內(nèi)選擇一條過井剖面，從井上標(biāo)定的地層界面進(jìn)行地震反射軸的追蹤，并進(jìn)行大框架橫向和縱向的對(duì)比，建立大的地層格架。最后進(jìn)行逐步的細(xì)化閉合。4.2建立連井剖面1.單擊Applications，選擇Seisworks下的3D按鈕出現(xiàn)即SeisWorks2003解釋窗口。點(diǎn)擊Session，選擇new按鈕，在彈出窗口中選擇選擇解釋員、井、斷層后OK確認(rèn)。2.待窗口中Interpret變?yōu)榭蛇x擇狀態(tài)時(shí)點(diǎn)擊Interpret，選擇Seismic彈出顯示窗口、選擇Map彈出底圖窗口3.點(diǎn)擊顯示窗口左側(cè)工具欄的橫線按鈕后在map上拉一條連井線，并點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵選中。按住鼠標(biāo)右鍵保持不動(dòng)并選擇display。此時(shí)在顯示窗口彈出的新窗口上點(diǎn)擊OK確認(rèn)后就會(huì)顯示剖面圖（如圖4.1所示）在剖面上，Ch47井扶余油層頂面在地震剖面上對(duì)應(yīng)一個(gè)強(qiáng)反射特征的同相軸，即為本次解釋的目的層T2。以Ch47井為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行T2反射軸的追蹤與解釋。圖4.1過ch47井地震層位解釋剖面（Line503）4.3層位追蹤解釋以過井地震剖面層位解釋為基礎(chǔ)，通過剖面投影，對(duì)其他剖面進(jìn)行層位解釋。T2反射軸特征明顯，表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、高連續(xù)、強(qiáng)連續(xù)的反射特征，地震反射時(shí)間在500-800ms，易于追蹤解釋（圖4.2）。為了保證解釋的精度，本次解釋采用放大比例尺解釋方法，即Time、Line、Trace采用“2,2,2”的比例。圖4.2層位解釋剖面圖Line520(左)層位解釋剖面圖Trace1906(右)按照上述方法，對(duì)T2反射軸進(jìn)行了4*4密度的閉合解釋（圖4.3）。圖4.3層位解釋底圖4.4實(shí)驗(yàn)感想在進(jìn)行層位解釋實(shí)驗(yàn)過程中，層位解釋有l(wèi)ine和trace兩個(gè)方向。每在line方向做一次解釋就會(huì)在trace上看到一個(gè)投影，反之也可以，根據(jù)投影的位置可以確定層位的大體位置。進(jìn)行初步層位解釋后發(fā)現(xiàn)解釋的層位有很多的跳點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)修整，直到所解釋的層位接近一條平滑曲線。這次實(shí)驗(yàn)讓我了解到了層位解釋操作的全過程，也了解到了許多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，也讓我對(duì)層位解釋方面知識(shí)有了更深一步的了解。5章斷層解釋5.1斷層在地震剖面上的一般標(biāo)志1）同相軸錯(cuò)斷，波組波系錯(cuò)斷（中小斷層）2）同相軸數(shù)目突然增減或消失（同生斷層）3）地層產(chǎn)狀突變，地震相特征突變(邊界斷層）4）同相軸分叉、合并、扭曲及強(qiáng)相位轉(zhuǎn)換（小斷層）5）斷面波、繞射波5.2斷層組合的一般規(guī)律1）先主后次2）先簡(jiǎn)單后復(fù)雜3）同一斷層在平行的時(shí)間剖面上性質(zhì)相同，斷層面，斷盤產(chǎn)狀相似，斷開的地層層位一致，或有規(guī)律地變化；靠近確定的斷點(diǎn)位置，相鄰剖面斷距相近，或沿?cái)鄬幼呦蛴幸?guī)律地增加或減少。4）同一斷塊內(nèi)，地層產(chǎn)狀的變化應(yīng)有規(guī)律。5）斷層兩側(cè)波組具明顯特征，且在平行測(cè)線方向數(shù)十千米范圍內(nèi)特點(diǎn)相似。6）斷點(diǎn)組合要遵循斷裂力學(xué)機(jī)制的規(guī)律，對(duì)巖石的力學(xué)性質(zhì)，受力方式所產(chǎn)生的斷裂系統(tǒng)要充分理解。7）要盡可能弄清控制斷層的構(gòu)造性質(zhì)和成因機(jī)制。8）斷點(diǎn)的組合有一個(gè)認(rèn)識(shí)-修改-再認(rèn)識(shí)的過程。5.3解釋斷層的步驟及方法1．同地層解釋相同，首先需要打開Seismic及Map，并在Map上選擇適當(dāng)?shù)姆秶栽赟eismic上顯示剖面圖。2．在SeismicView下選擇Faults目錄下的Select菜單，在彈出窗口中選擇Create以創(chuàng)建一個(gè)新的斷層。3.點(diǎn)擊SeismicView左側(cè)地層解釋按鈕下方的斷層解釋即可開始斷層解釋。如果解釋多條斷層，需要通過指定加以區(qū)別。具體操作為：選中一條斷層，單擊鼠標(biāo)右鍵并保持不動(dòng)，選擇Correlate，在彈出窗口中選擇需要制定的斷層名即可。4．計(jì)算斷層斷距在MapView選擇View菜單下的Contents并在彈出窗口中點(diǎn)亮Heaves即可顯示斷層頭。計(jì)算斷層頭：選擇SeismicFaults下的CalculateHeaves，并選擇“Lines”。5.編輯斷層多邊形（Polygen）在MapView選擇View菜單下的Contents，并在彈出窗口中點(diǎn)亮FaultPolygens即可顯示斷層多邊形。在編輯斷層多邊形之前要選在Mapping下的MappingFiles并點(diǎn)擊New以創(chuàng)建一個(gè)新的斷層多邊形。創(chuàng)建完成后點(diǎn)擊MapView左側(cè)工具欄中的畫圖按鈕以繪制斷層多邊形。圖5.1層位解釋剖面圖Line406(左)層位解釋剖面圖Trace1954(右)圖5.2斷層Polygen平面圖5.4斷裂特征長(zhǎng)47井區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，呈現(xiàn)為東南向西北下傾的單斜形態(tài)，東南部T2反射時(shí)間達(dá)490ms，西北部T2反射時(shí)間為810ms。該井區(qū)斷裂不發(fā)育，共識(shí)別出2條斷裂，斷層走向主要為南北向，其中偏西方向的那一條斷層延伸距離較長(zhǎng)，東邊那一條延伸長(zhǎng)度短。5.5實(shí)驗(yàn)感想進(jìn)行斷層解釋需要一個(gè)復(fù)雜的過程，在實(shí)驗(yàn)過程中我也遇到了很多的問題，初步畫斷層解釋曲線有很大的偏差，圖像中有很多的點(diǎn)不在曲線上，調(diào)整過程中操作不熟練，層為曲線與斷層曲線有交點(diǎn)使斷層解釋剖面解釋的不是很好，斷層Polygen平面圖中有很多的斷層標(biāo)記沒有顯示。這次實(shí)驗(yàn)讓我了解到了斷層解釋操作的全過程，也了解到了許多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，也讓我對(duì)斷層解釋方面知識(shí)有了更深一步的了解。參考文獻(xiàn)[1]宋延杰，胡玉雙．地球物理資料綜合解釋[R],大慶石油學(xué)院，2005．[2]張明學(xué)，胡玉雙．層序地層學(xué)與油氣[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1999.[3]王秀明．應(yīng)用地球物理方法原理[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2000．[4]傅承義，陳運(yùn)泰，祁貴仲.地球物理學(xué)基礎(chǔ)[M]科學(xué)出版社.[5]衛(wèi)管一，張長(zhǎng)俊編．巖石學(xué)簡(jiǎn)明教程（第二版）[M].北京：地質(zhì)出版社，1995.[6]歐陽(yáng)健，王貴文等.測(cè)井地質(zhì)分析與油氣藏定量評(píng)價(jià)[M].石油工業(yè)出版社，1999.[7]陸基孟.地震勘探原理[M].石油工業(yè)出版社,1993.[8]周緒文.反射波地震勘探方法[M].北京：石油工業(yè)出版社,1989.[9]李正文.地震勘探資料解釋[M].地質(zhì)出版社,1988.[10]張守謙，張占緘.石油地球物理測(cè)井[M].北京：石油工業(yè)出版社，1981.東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表課程名稱地震資料工作站解釋課程設(shè)計(jì)題目名稱長(zhǎng)47井區(qū)三維地震資料綜合解釋學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師姓名職稱序號(hào)評(píng)價(jià)項(xiàng)目指標(biāo)滿分評(píng)分1工作量、工作態(tài)度和出勤率按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。202課程設(shè)計(jì)質(zhì)量課程設(shè)計(jì)選題合理，計(jì)算過程簡(jiǎn)練準(zhǔn)確，分析問題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文理通順，撰寫規(guī)范，圖表完備正確。453創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有一定應(yīng)用價(jià)值。54答辯能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問題。30總分評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師：年月日學(xué)校代碼：學(xué)學(xué)校代碼：學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)說明書題目：年產(chǎn)3.7萬(wàn)噸酒精精餾換熱器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)院：化工學(xué)院班級(jí)：指導(dǎo)教師：20年7月8日內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)摘要在石油、食品加工、輕工、制藥、重工業(yè)等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，換熱器是必用工藝設(shè)備，可用作加熱器、冷卻器、冷凝器、全凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，換熱器類型，性能不同，但設(shè)計(jì)所依據(jù)的傳熱基本原理相同，不同之處是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要根據(jù)各自設(shè)備特點(diǎn)采用不同的計(jì)算方法。由于生產(chǎn)的規(guī)模、物料的性質(zhì)、傳熱的要求等各不相同，故換熱器的類型很多，特點(diǎn)不一，可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行選擇。換熱器伴隨工業(yè)生產(chǎn)的始終，其效果的好壞直接影響工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和生產(chǎn)效益，為了完成年產(chǎn)3.7噸酒精的生產(chǎn)任務(wù)并節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境的污染，本次換熱器設(shè)計(jì)的思路為用塔底釜?dú)堃旱臒崃縼?lái)先加熱原料液，是原料液加熱到一定溫度，然后再用高溫蒸汽來(lái)加熱原料液達(dá)到酒精泡點(diǎn)溫度再進(jìn)精餾塔。塔頂酒精蒸汽經(jīng)過全凝器，用冷卻水將酒精蒸汽冷卻至液體，再經(jīng)過冷卻器是產(chǎn)品冷卻至35度。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)3.7萬(wàn)噸酒精精餾系統(tǒng)換熱器設(shè)計(jì)，其中包括了生產(chǎn)工藝流程中四個(gè)換熱器：原料預(yù)熱器、塔頂全凝器、塔頂冷卻器、塔底冷卻器。對(duì)每個(gè)換熱器進(jìn)行了精算，經(jīng)反復(fù)選擇與核算之后，選取了合適的換熱器類型及其結(jié)構(gòu)尺寸等其他工藝指標(biāo)要求。此次設(shè)計(jì)參考了較多的文獻(xiàn)資料，結(jié)合實(shí)際生成需求采用了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算方法和精確嚴(yán)密的計(jì)算步驟，設(shè)計(jì)出了較符合生成需求，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，安全可靠，操作簡(jiǎn)便，易于清洗、維修的列管換熱器。關(guān)鍵字：換熱器、設(shè)計(jì)、加工內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)前言課程設(shè)計(jì)是化工原理課程中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是進(jìn)行體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的初次嘗試。工業(yè)生產(chǎn)中過程中，兩種物流之間熱的交換通過換熱器實(shí)現(xiàn)。在石油、化工、食品加工、輕工、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，換熱器是通用的工藝設(shè)備，可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，換熱器的類型性能各異，但設(shè)計(jì)所依據(jù)的傳熱基本原理相同，不同之處是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要根據(jù)各自設(shè)備特點(diǎn)采用不同的計(jì)算方法，本次設(shè)計(jì)采用應(yīng)用廣泛的列管換熱器。列管換熱器的應(yīng)用已有悠久的歷史，在很多工業(yè)部門中，列管換熱器仍處于主導(dǎo)地位。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)，換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型的換熱器相繼問世。符號(hào)說明Q——傳熱速率(即熱負(fù)荷)，W；K——總傳熱系數(shù)，W／(m2．℃)；S——與K值對(duì)應(yīng)的換熱器傳熱面積，m2；Δtm——平均溫度差，℃。W——流體的質(zhì)量流量，kg／h；Cp——流體的平均定壓比熱容，J／(kg·℃)；T——熱流體的溫度，℃；t——冷流體的溫度，℃；r——飽和蒸汽的冷凝潛熱，kJ／kg。K?！趽Q熱器外表面積的總傳熱系數(shù)，w／((m2．℃)；——基于管內(nèi)及管外的對(duì)流傳熱系數(shù)，w／(m2·℃)；Rso、Rsi——分別為管外側(cè)及管內(nèi)側(cè)表面上的污垢熱阻，(m2．℃)／w;do、di、dm——分別為換熱器列管的外徑、內(nèi)徑及平均直徑,m；b——列管管壁厚度,m；k一列管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，w／(m·℃)Δt——蒸汽的飽和溫度與壁溫之差，nc——水平管束在垂直列上的管數(shù)；——直管中因摩擦阻力引起的壓力降Pa；——回彎管中因摩擦阻力引起的壓力降，Pa；——結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次，φ25×2.5mm的換熱管取1.4；φ19×2mm的換熱管取1.5；——串聯(lián)的殼程數(shù)；——管程數(shù)。ξ——阻力系數(shù)，列管換熱器管內(nèi)ξ=3——折流擋板數(shù)目；——按殼程流通面積So計(jì)算的流速，m/s第1章確定設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)設(shè)備在生產(chǎn)中的作用換熱器是化工、石油、動(dòng)力、食品及其他許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，是必不可少的單元設(shè)備，在生產(chǎn)中占有很重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換熱器投資約占裝備建設(shè)總投資的30%-40%；在合成氨廠中，換熱器占全部設(shè)備臺(tái)數(shù)的10%，由此可見，換熱器對(duì)整個(gè)企業(yè)的建設(shè)投資及經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響。1.2換熱系統(tǒng)流程方案的設(shè)計(jì)原料液原料液原料液預(yù)熱器再沸器精餾塔分配器釡液貯罐冷卻器塔頂冷凝器預(yù)熱器器產(chǎn)品貯罐進(jìn)行換熱器的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求確定換熱系統(tǒng)的流程方框圖并選用適當(dāng)類型的換熱器，確定所選換熱器中流體的流動(dòng)空間及流速等參數(shù)，同時(shí)計(jì)算完成給定生產(chǎn)任務(wù)所在地需的傳熱面積，并確定換熱器的工藝尺寸。流程方案圖的初步設(shè)計(jì)中，考慮使用塔底殘液的廢熱來(lái)預(yù)熱原料液，達(dá)到廢熱再利用的效果，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，資源的綜合利用。本次換熱系統(tǒng)為精餾系統(tǒng)的換熱設(shè)備，包括原料預(yù)熱器，塔頂全凝器，塔頂產(chǎn)品冷卻器，塔底再沸器，塔底殘液冷卻器。對(duì)原料預(yù)熱器和塔頂產(chǎn)品冷凝器進(jìn)行精算，塔頂冷卻器和塔底殘液冷卻器只作初算，而塔底再沸器不作要求。1.3換熱器設(shè)計(jì)方案的確定1.3.1換熱器的類型列管式換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，操作彈性大，應(yīng)用材料廣，歷史悠久，設(shè)計(jì)資料完善，并已有系列化標(biāo)準(zhǔn)，特別是在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。不同形式的列管換熱器主要針對(duì)換熱器管程與殼程流體的溫度差的不同設(shè)計(jì)。由于列管式換熱器管束與殼體內(nèi)通過流體的溫度不同，會(huì)引起管束與殼體熱膨脹程度的差異，若兩側(cè)流體的溫度差較大時(shí)，就可能由于熱應(yīng)力二引起管子彎曲或使管子從管板上拉托，因此，必須考慮熱補(bǔ)償。根據(jù)熱補(bǔ)償方法的不同，列管換熱器有以下幾種形式。固定管板式換熱器這類換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)便宜，但管外不能機(jī)械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進(jìn)出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時(shí)管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此，當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時(shí)，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，為安全起見，換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置。但補(bǔ)償裝置(膨脹節(jié))只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。一般殼程壓強(qiáng)超過0.6Mpa時(shí)由于補(bǔ)償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔茫蛻?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。2、浮頭式換熱器浮頭式換熱器的管板有一個(gè)不與外殼連接，該端被稱為浮頭，管束連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無(wú)關(guān)。浮頭式換熱器的管束可以拉出，便于清晰和維修，適用于兩流體溫差較大的各種物料的換熱器，應(yīng)用極為普遍，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。3、填料涵式換熱器這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，造價(jià)也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。1.3.2換熱器類型的選擇對(duì)于所選擇的換熱器，應(yīng)盡量滿足以下要求：具有較高的傳熱效率、較低的壓力降；重量輕且能承受操作壓力；可靠長(zhǎng)的使用壽命；產(chǎn)品質(zhì)量高，操作安全可靠；所使用的材料與過程流體相容；設(shè)計(jì)計(jì)算方便，制造簡(jiǎn)單，安裝容易，易于維護(hù)與維修。在實(shí)際選型中，這些選擇原則往往是相互矛盾、相互制約的。在具體選型時(shí)，我們需要抓住實(shí)際工況下最重要的影響因素或者說是所需換熱器要滿足的最主要目的，解決主要矛盾。本文中兩流體溫差介于50℃和70℃之間的選擇帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器，小于50℃的選擇不帶補(bǔ)償圈固定管板式換熱器。根據(jù)制定的流程方案，可選擇帶補(bǔ)償圈的和不帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器，此類換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，宜處理兩流體溫差50℃到70℃且殼方流體較清潔及不宜結(jié)垢的物料，流體壓強(qiáng)不高于600Kpa的情況。1.3.3固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)的確定固定管板式換熱器由管板、殼體、封頭等組成。固定管板式換熱器最容易出現(xiàn)的故障就是管子和管板連接部分泄漏、串液、壓降大。所以必須注意固定管板式換熱器的連接方法和質(zhì)量。固定管板式換熱器主要分為管程和殼程兩大部分。1.3.3.1管程結(jié)構(gòu)換熱器管程由換熱管、管板、封頭。1、換熱管布置和排列間距管束的多少和長(zhǎng)短由傳熱面積的大小和換熱器結(jié)構(gòu)來(lái)決定，它的材質(zhì)選擇主要考慮傳熱效果、耐腐蝕性能、可焊性等。常用管徑和壁厚有￠19×2，￠25×2.5等；管長(zhǎng)有1500mm、2000mm和3000mm；材料有普碳鋼或不銹鋼等。在管程結(jié)垢不很嚴(yán)重以及允許壓力降較高的情況下，采用ф19mm×2mm直徑的管子更為合理。這次用到的換熱器的壓力不大，換熱器中流體沒有腐蝕性，所以選擇ф25×2.5mm碳鋼管。本次設(shè)計(jì)采用ф25×2.5mm碳鋼管。換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正三角形排列、同心圓排列，正三角形排列比較緊湊，管板利用率高，管外流體湍動(dòng)程度高，對(duì)流傳熱系數(shù)大，但管外清洗較困難；正方形排列便于機(jī)械清洗；同心圓排列用于小殼徑換熱器，外圓管布管均勻，結(jié)構(gòu)更為緊湊。ABCDE(A)正方形直列

（B）正方形錯(cuò)列

(C)三角形直列

（D）三角形錯(cuò)列

（E）同心圓排列正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊；正方形排列便于機(jī)械清洗；同心圓排列用于小殼徑換熱器，外圓管布管均勻，結(jié)構(gòu)更為緊湊。我國(guó)換熱器系列中，固定管板式多采用正三角形排列；浮頭式則以正方形錯(cuò)列排列居多，也有正三角形排列。本次設(shè)計(jì)選擇正三角形的排列方式。2、管子與管板及其連接方式的選擇管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分隔開。列管式換熱器管板是用來(lái)固定管束連接殼體和端蓋的一個(gè)圓形厚板，它的受力關(guān)系比較復(fù)雜。厚度計(jì)算應(yīng)根據(jù)我國(guó)“鋼制壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定”進(jìn)行，一般采用20到30個(gè)毫米的。管板與管子的連接可脹接，焊接和脹焊并用。焊接法應(yīng)用廣泛，這次用到的換熱器內(nèi)流體溫度不高，壓力不大，所以選擇焊接的方式連接管子和管板。3、封頭、管箱的確定列管式換熱器管箱即換熱器的端蓋，也叫分配室。用以分配液體和起封頭的作用。壓力較低時(shí)可采用平蓋，壓力較高時(shí)則采用凸形蓋，用法蘭與管板連接。檢修時(shí)可拆下管箱對(duì)管子進(jìn)行清洗或更換。1.3.3.2殼程結(jié)構(gòu)殼程內(nèi)的結(jié)構(gòu)，主要由折流板、支承板、縱向隔板及緩沖板等元件組成。1、換熱體的確定根據(jù)管間壓力、直徑大小和溫差力決定它的壁厚；由介質(zhì)的腐蝕情況決定它的材質(zhì)。直徑小于400mm的殼體通常用鋼管制成，大于400mm的用鋼板卷焊而成。根據(jù)工作溫度選擇殼體材料，有防腐要求時(shí)，大多考慮使用復(fù)合金屬板。2、列管式換熱器折流板的作用是；增強(qiáng)流體在管間流動(dòng)的湍流程度；增大傳熱系數(shù)；提高傳熱效率。同時(shí)它還起支撐管束的作用。這次設(shè)計(jì)中的原料預(yù)熱器和塔頂全凝器的殼程走的是蒸汽所以不安裝折流板。1.3.4流體流動(dòng)空間的選擇在列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，需要預(yù)先確定哪一種流體走管程，那種流體走殼程，成為流體流動(dòng)空間的選擇。影響選擇結(jié)果的因素很多，主要從以下三方面考慮：1、傳熱效果（1）粘度大的流體或流量小的流體宜走管程。將兩流體中熱阻較大的一方安排在殼程，可提高對(duì)流傳熱系數(shù)，強(qiáng)化傳熱。（2）待冷卻的流體宜走殼程，便于傳熱。2、設(shè)備結(jié)構(gòu)高壓的流體、腐蝕性的流體宜在管內(nèi)流過。3、清洗方便不潔凈的或易結(jié)垢的流體宜走管程，便于清洗管子。飽和蒸汽一般通入殼程以便于及時(shí)排除冷凝液，且蒸汽較潔凈，殼程可不必清洗。1.3.5流體流速的選擇提高流體在換熱器中的流速，將增大對(duì)流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，即降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增加，所需傳熱面積減小，設(shè)備費(fèi)用降低。但是流速增加，又使流體阻力增大，動(dòng)力消耗就增多，操作費(fèi)用增加。因此，應(yīng)選擇適當(dāng)流速。下表列出工業(yè)一般采用的流體流速范圍。表1工業(yè)列管式換熱器常用的流體流速范圍液體的種類一般液體易結(jié)垢液體氣體流速m／s管程0.5－3＞15－30殼程0.2－1.5＞0.53－151.3.6流體出口溫度的確定在換熱器的設(shè)計(jì)中，被處理物料的進(jìn)出口溫度由工藝要求確定；加熱劑或冷卻劑的進(jìn)口溫度，一般由來(lái)源而定，但它的出口溫度則應(yīng)由社記者根據(jù)經(jīng)濟(jì)核算來(lái)確定，例如：用冷卻水作某物料冷卻劑時(shí)，在一定熱符合條件下，選用較高的冷水出口溫度，可節(jié)省材料，但傳熱的平均溫差減小，傳熱面積加大。反之，若選用較低的冷水出口溫度，冷水量增加，而傳熱面積可減少。最適宜的冷卻水出口溫度應(yīng)根據(jù)操作費(fèi)與設(shè)備費(fèi)之和最少來(lái)確定。一般來(lái)說，設(shè)計(jì)時(shí)所采取的冷卻水進(jìn)出口溫度差應(yīng)不低于5℃，對(duì)于缺水地區(qū)，應(yīng)選用較大的溫度差。當(dāng)采用河水做冷卻水時(shí)，出口溫度一般不超過50℃，以防止管壁過多結(jié)垢。1.3.7管程和殼程數(shù)的確定當(dāng)換熱器的換熱面積較大而管子又不能很長(zhǎng)時(shí)，就得排列較多的管子，為了提高流體在管內(nèi)的流速，需將管束分程。但是程數(shù)過多，導(dǎo)致管程流動(dòng)阻力加大，動(dòng)力能耗增大，同時(shí)多程會(huì)使平均溫差下降，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)權(quán)衡考慮。管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)中管程數(shù)有1、2、4、6四種。采用多程時(shí)，通常應(yīng)使每程的管子數(shù)相等。管程數(shù)N按下式計(jì)算： N=u/v式中u——管程內(nèi)流體的適宜流速； V——管程內(nèi)流體的實(shí)際流速。第2章列管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)計(jì)算步驟2.1.1系統(tǒng)物料衡算根據(jù)產(chǎn)量要求，計(jì)算換熱系統(tǒng)的原料量、產(chǎn)品量，再進(jìn)一步確定所需計(jì)算的換熱器，逐步進(jìn)行換熱器的選用。2.1.2選用換熱器1、熱負(fù)荷的計(jì)算，冷卻介質(zhì)用量的計(jì)算或加熱介質(zhì)用量的計(jì)算；2、平均溫度差的計(jì)算，當(dāng)兩側(cè)流體均為變溫傳熱時(shí)，應(yīng)進(jìn)行溫度差的校正；3、流動(dòng)空間的選擇；4、初估總傳熱系數(shù)，計(jì)算換熱面積，初選換熱器。2.1.3核算總傳熱系數(shù)計(jì)算管程、殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻，在計(jì)算總傳熱系數(shù)K計(jì)。比較K計(jì)和K選，若K計(jì)/K選=1.1-1.25,則初選的設(shè)備合格。否則需另設(shè)K選值，重復(fù)以上計(jì)算步驟。2.1.4計(jì)算管、殼程壓強(qiáng)降計(jì)算出設(shè)備的管、殼程流體的壓強(qiáng)降，如超過工藝允許的范圍，要調(diào)整流速，再確定管程數(shù)，或選擇另一規(guī)格的換熱器，重新計(jì)算壓強(qiáng)降直至滿足要求為止。2.1.5接管尺寸計(jì)算為所選用的換熱器選擇接管。接管尺寸由管內(nèi)流體的體積流量和流速?zèng)Q定。流體的體積流量與爐體的狀態(tài)密切相關(guān)。2.2傳熱計(jì)算的主要公式2.2.1傳熱速率方程式及相關(guān)計(jì)算公式Q=KSΔtm式中Q——傳熱速率(即熱負(fù)荷)，W；K——總傳熱系數(shù)，W／(m2．℃)；S——與K值對(duì)應(yīng)的換熱器傳熱面積，m2；Δtm——平均溫度差，℃。1.熱負(fù)荷(傳熱速率)Q無(wú)相變傳熱Q＝WhCph(T1-T2)＝WcCpc(t2-t1)相變傳熱(蒸汽冷凝且冷凝液在飽和溫度下離開換熱器)Q＝Whr＝WcCpc(t2一t1)式中W——流體的質(zhì)量流量，kg／h；Cp——流體的平均定壓比熱容，J／(kg·℃)；T——熱流體的溫度，℃；t——冷流體的溫度，℃；r——飽和蒸氣的冷凝潛熱，kJ／kg。下標(biāo)h和c分別表示熱流體和冷流體，下標(biāo)1和2分別表示換熱器的進(jìn)口和出口。2.平均溫度差Δtm一側(cè)恒溫,逆流與并流的平均溫差相等兩側(cè)變溫，平均溫差用逆流平均溫差校正-溫差校正系數(shù)，,其中3.總傳熱系數(shù)K初選換熱器時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要設(shè)計(jì)的換熱器的具體操作物流選取K的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，選定的K的經(jīng)驗(yàn)值為K選。確定了選用的換熱器后，需要對(duì)換熱器的總傳熱系數(shù)K進(jìn)行核算，總傳熱系數(shù)K的計(jì)算按下列公式：式中K0——基于換熱器外表面積的總傳熱系數(shù)，w／(m2．℃)；ho、hi——分別為管外及管內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)，w／(m2·℃)；Rso、Rsi—一分別為管外側(cè)及管內(nèi)側(cè)表面上的污垢熱阻，(m2．℃)／w;do、di、dm——分別為換熱器列管的外徑、內(nèi)徑及平均直徑,m；b——列管管壁厚度,m；k一列管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，w／(m·℃)。4.對(duì)流傳熱系數(shù)(1)對(duì)于低粘度流體(μ小于或等于2倍常溫水的粘度)當(dāng)流體被加熱時(shí)，n＝0.4當(dāng)流體被冷卻時(shí)，n＝0.3式中：ρ、μ——分別為流體的密度和粘度，kg／m3、Pa·s；、Cp——分別為流體的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容,w/(m·℃)、J/kg?℃;u——管內(nèi)流速．m／s；d——列管內(nèi)徑，m。應(yīng)用范圍：Re＞l0000，Pr＝0.7-160，管長(zhǎng)與管徑之比L/d＞60，若L/d＜60可將上式算出的α乘以（1+（d/L）0.7）特征尺寸：管內(nèi)徑d定性溫度：取流體進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值。(2)蒸汽在水平管束上冷凝時(shí)的冷凝傳熱系數(shù)若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù)：式中：—冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)，w／(m·℃)；ρ——冷凝液的密度，kg／m3。；μ——冷凝液的粘度，Pa·s；γ——飽和蒸汽的冷凝潛熱，kJ/kg；Δt——蒸汽的飽和溫度與壁溫之差，Δt＝ts-tw此處取Δt=5nc——水平管束在垂直列上的管數(shù)；5．換熱器實(shí)際傳熱面積根據(jù)選定換熱器的管徑、管長(zhǎng)和管數(shù)可計(jì)算所選換熱器的實(shí)際傳熱面積Sp。實(shí)際傳熱面積應(yīng)該比所需傳熱面積大一些，稱為面積裕度，一般面積裕度控制在10%-30%比較合適。2.2.2計(jì)算流體壓降的主要公式一般說來(lái)，流經(jīng)列管式換熱器允許的壓強(qiáng)降，液體為10—100，氣體為1—10左右。（1）管程壓力降直管中因摩擦阻力引起的壓力降Pa；回彎管中因摩擦阻力引起的壓力降Pa；結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次，φ25×2.5mm的換熱管取1.4；φ19×2mm的換熱管取1.5；串聯(lián)的殼程數(shù)；管程數(shù)。ξ——阻力系數(shù)，列管換熱器管內(nèi)ξ=3（2）殼程壓力降流體橫過管束的壓力降Pa；流體流過折流擋板缺口的壓力降Pa；結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次，對(duì)液體，取1.15；對(duì)氣體，取1.0；F——管子排列方式對(duì)壓力降的校正系數(shù)：三角形排列F=0.5；正方形排列F=0.3；正方形錯(cuò)列F=0.4；殼程流體的摩擦系數(shù)；橫過管束中心線的管數(shù)B——折流擋板間距，m；D——?dú)んw直徑，m；折流擋板數(shù)目；按殼程流通面積So計(jì)算的流速，m/s。第3章設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算3.1全塔的物料衡算根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知：塔頂產(chǎn)品乙醇的質(zhì)量D=2.7萬(wàn)噸，乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)XD=0.92,精餾原料粗乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)XF=0.5,塔底殘液乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)XW=0.005由求得：F=9499.15W=4320.26回流比：R=2所以V=L+D=3D=3×3375=15416.673.2原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)3.2.1確定設(shè)計(jì)方案1．選擇換熱器的類型換熱器中兩流體溫度差不大，殼程壓力較小，故可選擇固定管板式換熱器。2．流動(dòng)空間和管材的選用設(shè)計(jì)任務(wù)的熱流體為水蒸汽，冷流體為原料液乙醇。由于蒸汽比較干凈不易結(jié)垢，所以蒸汽走殼程以便于及時(shí)排除冷凝液，原料液中可能含有雜質(zhì)、易結(jié)垢，而粘度大、流量較小的原料液中的水為易結(jié)垢液體，所以原料液走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對(duì)流傳熱系數(shù)。蒸汽的溫度大于原料液的溫度，蒸汽走殼程，原料液走管程，有利于減小管子和殼體因受熱不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，為使原料液出口溫度達(dá)到泡點(diǎn)，令蒸汽走殼程，原料液走管程。因碳鋼管價(jià)格低強(qiáng)度好，預(yù)熱器中的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管3.2.2根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)熱流體：120→120定性溫度為（絕對(duì)壓力0.2MPa）冷流體：81.9←56.3定性溫度為。根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：表1預(yù)熱器內(nèi)原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg·℃)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·℃)粘度μPa·s汽化熱rkJ/kg原料液（69.1℃）8693.6340.4024.57×10-4水(120℃)943.14.180.68622.375×10-4水蒸汽(120℃)1.12212.10.02922.4×10-52205.23.2.3換熱器的衡算原料預(yù)熱器的工藝計(jì)算備注1.估算傳熱面積，初換熱器(1)塔底熱負(fù)荷的計(jì)算℃,===（2）試差法計(jì)算塔底余熱升高原料液的溫度①假設(shè)升高到50℃℃,===②假設(shè)升高到60℃℃,===③假設(shè)升高到55℃℃,===④假設(shè)升高到56.2℃℃,===⑤假設(shè)升高到56.3℃℃,===故塔底余熱將原料液升高到56.3℃(3)計(jì)算平均溫度差一側(cè)恒溫，求逆流時(shí)的平均溫度差：塔底得熱量回用到進(jìn)料口，設(shè)換熱器2得熱負(fù)荷蒸汽T120℃←120℃原料液t56.3℃→81.9℃△t63.7℃38.1℃0℃（4）計(jì)算R初選K估算傳熱面積，參照《換熱器》，取=700W/(m2·℃)傳熱面積S：(5)初選換熱器型號(hào)由于兩流體溫差大于50℃，小于70℃，可選用帶有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。根據(jù)固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器主要參數(shù)如下：表2列管參數(shù)公稱直徑d325mm管子尺寸d0Φ25×2.5管子數(shù)n40管長(zhǎng)L/mm2管中心距mm32管程數(shù)Np4管子排列方式正三角形管程流通面積/0.0031實(shí)際換熱面積SO采用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為：℃）2.核算壓降(1)管程壓降其中,,，管程流速雷諾數(shù)>10000(湍流)對(duì)于碳鋼管,取管壁粗糙度ε=0.3mm，所以由《食品工程原理》書的λ-Re關(guān)系圖中可查得λ=0.045。(2)殼程壓降,其中Fs=1.15（氣體），Ns=1。因管子排列方式為正三角形，所以F=0.5。殼程流通面積殼程流速雷諾數(shù)3.核算總傳熱系數(shù)(1)管程對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)于低粘度流體，所以(2)殼程對(duì)流傳熱系數(shù)若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù)：式中、μ、ρ均為水在120℃時(shí)液體的物性參數(shù)。為水在120℃下的汽化熱。[](3)污垢熱阻根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》書中的附錄二十查得管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為：(4)總傳熱系數(shù)K實(shí)際換熱面積K值校正故所選擇的換熱器是合適的。4.接管的選擇(1)管程流體進(jìn)出口接管的選擇根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇原料液進(jìn)出接管的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工原理教材上冊(cè)》附錄375頁(yè)的熱軋無(wú)縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ68mm×2.5mm,di=63mm=0.063mm核算流速故選擇的接管規(guī)格合適。(2)殼程流體進(jìn)口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進(jìn)入接管時(shí)的蒸汽的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ325mm×14mm,核算流速故選擇的接管規(guī)格合適。（3）殼程流體出口接管的選擇根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇冷凝液流出接管時(shí)的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工原理教材上冊(cè)》附錄358頁(yè)的冷軋無(wú)縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ13mm×0.25mm，di=12.5mm=0.0125m核算流速故選擇的接管規(guī)格合適定性溫度67.15℃下原料液的平均比熱容：假設(shè)升高到60℃，則放熱360.12KW假設(shè)原料液被升溫到：56.2℃原料液最終被升溫到：56.3℃=245.47KW=0.1113kg/s=6.4m2冷熱流體溫度差為63.52℃，介于50℃和70℃，可選用帶有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。℃）λ=0.045原料液的密度管程流體進(jìn)出口接管選擇規(guī)格為φ68mm×2.5mm的熱軋無(wú)縫鋼管殼程流體進(jìn)口接管選擇規(guī)格為φ325mm×14mm的熱軋無(wú)縫鋼管殼程流體出口接管選擇規(guī)格為φ13mm×0.25mm的冷軋無(wú)縫鋼管3.3塔底冷卻器的設(shè)計(jì)3.3.11．選擇換熱器的類型冷卻器是把99.3℃的含乙醇0.5%的釜底液冷卻儲(chǔ)存，熱流體的進(jìn)口溫度是99.3℃，熱流體的出口溫度是35℃,為了節(jié)約熱量選擇用原料液來(lái)冷卻釜底液體.冷流體的進(jìn)口溫度是15℃,出口溫度25℃。2．確定流體的流經(jīng)由于原料液可能含有渣滓,走管程利于清洗，且原料液可通過熱流體的傳熱提高溫度，在進(jìn)入原料預(yù)熱器時(shí)可節(jié)省蒸汽用量；熱流體走殼程可通過殼壁面向空氣中散熱，有利于冷卻。所以原料液走管程，釜底液走殼程。換熱器內(nèi)的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管，可降低設(shè)備費(fèi)。3.3.2蒸汽T99.3℃→35℃原料液t25℃←15℃△t74.3℃20℃熱流體的定性溫度為。冷流體的定性溫度為。根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：表3塔底冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg·℃)導(dǎo)熱系數(shù)k，W/(m·℃)粘度μPa·s0.5%乙醇液（67.15℃）979.374.1690.66530.4188×10-3冷卻水（20℃）998.24.1830.59851.0042×10-33.3.3塔底冷卻器的計(jì)算備注熱量衡算(1)熱負(fù)荷的計(jì)算(2)冷卻水消耗量(2)計(jì)算平均溫度差按單殼程、雙管程考慮，一側(cè)恒溫，求逆流時(shí)的平均溫度差：熱流體溫度T99.3℃→35℃冷流體溫度t25℃←15℃74.3℃20℃(3)初選K值，估算傳熱面積由表3，取℃）傳熱面積S：根據(jù)固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器型號(hào)為主要參數(shù)如下：表4列管參數(shù)公稱直徑273mm管子尺寸Φ25×2.5管子數(shù)n32管長(zhǎng)L/mm3000管中心距mm32管程數(shù)2管子排列方式正三角形管程流通面積/0.0050實(shí)際換熱面積SO℃）2.核算壓降(1)管程壓降其中,,管程流速雷諾數(shù)>10000（湍流）對(duì)于碳鋼管,取管壁粗糙度ε=0.3mm，所以由《食品工程原理》書的λ-Re關(guān)系圖中可查得λ=0.045。λ=0.0453.4離心泵的選型與計(jì)算設(shè)計(jì)任務(wù)要求離心泵用于原料液的輸送，是原料泵，根據(jù)流程圖，該離心泵需要完成從儲(chǔ)罐輸送原料液流經(jīng)塔底冷卻器管程、100m長(zhǎng)的直管管路、管路中各部件（包括2個(gè)截止閥、1個(gè)調(diào)節(jié)閥、5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭）、預(yù)熱器管程，再到精餾塔進(jìn)料口。3.4.1物性參數(shù)的獲取原料液物性參數(shù)表5預(yù)熱器內(nèi)原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg·℃)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·℃)粘度μPa·s汽化熱rkJ/kg原料液（69.1℃）8693.6340.4024.57×10-4水(120℃)943.14.180.68622.375×10-4水蒸汽(120℃)1.12212.10.02922.4×10-52205.2則：3.4.2離心泵的選型⑴體積流量⑵設(shè)計(jì)輸送高度（儲(chǔ)罐液面與精餾塔進(jìn)料口高度差）為Z1=20m，根據(jù)預(yù)熱器接管的計(jì)算，已知輸送管道為令儲(chǔ)罐液面保持恒定，并且設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐液面上方維持常壓并以此為基準(zhǔn)面，設(shè)液面絕對(duì)壓力為101.3kPa，設(shè)計(jì)精餾塔進(jìn)料口處的塔內(nèi)絕對(duì)壓力為121.0kPa.（3）泵的選擇選取儲(chǔ)液槽上方液面為1-1’,進(jìn)料口為2-2’，列伯努利方程：因?yàn)檎羝龤こ坦剩孩茸枇侯^損失的計(jì)算直管阻力壓頭損失的計(jì)算>10000湍流取碳鋼管的粗糙度為，則由圖，查得λ=0.054直管長(zhǎng)L=100m，則直管壓降直管管路中各部件包括2個(gè)截止閥、1個(gè)調(diào)節(jié)閥、5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭：截止閥：調(diào)節(jié)閥（全開）：標(biāo)準(zhǔn)彎頭：出口阻力系數(shù)：進(jìn)口阻力系數(shù)：共有進(jìn)口4個(gè)，出口3個(gè)所以局部阻力壓降為（5）塔底冷卻器壓強(qiáng)降的計(jì)算表6塔底冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg·℃)導(dǎo)熱系數(shù)k，W/(m·℃)粘度μPa·s0.5%乙醇液（67.15℃）979.374.1690.66530.4188×10-3冷卻水（20℃）998.24.1830.59851.0042×10-3由冷凝器的計(jì)算得壓降：又預(yù)熱的管程壓降：換熱器的總壓降為;管路的壓頭m又因?yàn)檩斔偷囊后w為有機(jī)溶劑，屬于易燃物品，所以要求必須有較高的密封性能，故選用油泵（Y型）。根據(jù)，從Y型離心油泵系列中選取50Y-60型離心泵。50Y-60型離心泵主要參數(shù)體積流量揚(yáng)程m功率KW轉(zhuǎn)速r/min汽蝕余量效率軸電機(jī)12.5605.951129502.345%由于原料液的密度小于水的密度，所以不需核算泵所需的軸功率，而從上面有關(guān)數(shù)據(jù)科看出，泵所提供的流量Q和揚(yáng)程H均稍大于管路系統(tǒng)要求值，實(shí)際生產(chǎn)操作中流量可通過泵出口閥開度來(lái)調(diào)節(jié)。3.5塔頂冷凝器的設(shè)計(jì)3.5.1確定設(shè)計(jì)方案1、選擇換熱器的類型。冷凝器是把78.3℃的含乙醇92%的液體冷凝為35℃的的飽和液體，冷卻水的進(jìn)口溫度是15℃，由于呼和浩特地區(qū)是缺水地區(qū)，所以選擇冷卻水的出口溫度為25℃。全凝器中兩種流體溫度變化不大（50℃--70℃），選擇帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。2、流動(dòng)空間和管材的選用。由于蒸汽是熱流體且比較干凈不易結(jié)垢，蒸汽走殼程便于散熱，可提高冷卻效果，不必清洗管子而且便于及時(shí)排除冷凝液。粘度大，流量較小的冷卻水易結(jié)垢走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對(duì)流傳熱系數(shù)。所以，蒸汽走殼程，冷卻水走管程。因碳鋼管價(jià)格低強(qiáng)度好，全凝器中的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管。3.5.2根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)熱流體T35℃←78.3℃冷流體t15℃→25℃△t20℃53.3℃冷流體的定性溫度為℃熱流體的定性溫度為℃根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：表8塔頂全凝器內(nèi)原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg·℃)導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)粘度μPa·s乙醇（53.3℃）777.033.00.1720.7355×10-3冷卻水(20℃)984.64.1830.59851.0042×10-33.5.3換熱器的衡算塔頂全凝器的工藝計(jì)算備注1.估算傳熱面積，初選換熱器。 (1)熱負(fù)荷的計(jì)算冷卻水的消耗量(3)計(jì)算平均溫度差按單殼程、雙管程考慮，一側(cè)恒溫，求逆流時(shí)的平均溫度差：熱流體T35℃←78.3℃冷流體t15℃