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提示：对本系统，由于改造吸水池的工程量较大，周期长，会影响到
生产，应优先采用其他的方法。
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案例四、小水酿大灾的原因
2003年8月,陕西省渭河流域连续降雨,造成严重的洪涝灾害，全省有1080万亩农作物受灾，225万亩绝收，受灾人口515万，直接经济损失达82.9亿元，是渭河流域50多年来最为严重的洪水灾害。然而当年渭河洪峰量最高流量3700m3/s，只相当于五年一遇的洪水，为何如此小水却酿成大灾？
水量不大却出现了高水位，以至发生洪灾，其原因只能是河床升高了，说明渭河流道内泥沙淤积很严重。但是渭河在历史上并不是一条易淤积的河流。渭河水虽然带有泥沙，但可通过水流经潼关带入黄河，即渭河对其河床高度应有自衡能力。根据陕西省水利志记载：从春秋战国到1960年的2500年间，河床淤积厚度仅为16m，平均每100年才淤积0.6m。但自从三门峡水库1960年建成投运后，加快了上游地区河床升高的速度。
原因：三门峡蓄水造成潼关高程长时间居高不下（“潼关高程”为水利名词，是指黄河在陕西潼关的水位高度）。据数据记载三门峡常年蓄水平均水位比三门峡河段自然水位高30多米，必然导致潼关高程的升高。而潼关高程长时间居高不下，破坏了自衡能力，导致渭河泥沙淤积速度加快，河床迅速升高。据水利部资料记载，1960年至1962年蓄水两年后，水库淤积了15亿吨泥沙，到1964年总计淤积了50亿吨。
由流体流动原理可知，下游（潼关）水位升高导致上上游（渭河）水流减速，水在渭河内的停留时间因此增加。由沉降槽工作原理知，流体停留时间越长，沉降的颗粒就越多。
据此不难理解，渭
河水流速度放慢是其河床升高的直接
图3 渭河、潼关、三门峡地理位置图
原因，而导致这一结果的最初原因，则是三门峡库区的长年高位蓄水。
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案例五、换热器以小替大改善换热效果
在某化工产品的生产装置中，混合液在分解塔中进行反应时，放出大量的热量，若不及时移走，塔内温度将持续上升，导致过量焦油的产生，使产品质量下降，也易堵塞管道造成事故。国内该类生产装置大都采用蒸发冷却的方法来移走反应热（即塔内温度靠液体自身的蒸发来维持）。
但北方某厂采用外循环冷却的方式，即将塔内液体用泵抽出，经塔外一双管程列管换热器用水冷却后循环回流至分解塔。
所用换热器R1的主要参数为：壳径1m，双管程，换热管φ38×2.5mm，管长2.5m，管数370根，总传热面积100m2。
现该厂欲将塔内温度由88℃降至60℃，这一改变要求冷却器热负荷增至4×105kJ/h。该厂技术人员采取了两种技改方法。
技改方案1：采用增大循环量（即提高传热系数的方法），更换大泵，将混合液循环量提高至原来的3倍。但换热效果并未得到明显改善。
技改方案2：将一个传热面积比原来大的换热器R2取代R1，R2的主要参数：壳径1m，双管程，换热管φ25×2.5mm，管长3m，管数1200根，总传热面积215m2。结果发现，采用该换热器的传热效果还不如原换热器。
两种方案都失败，于是厂方专门聘请有关专家寻求解决方案。专家通过现场收集数据，并进行技术指标的核算，终于找到了问题的症结所在，并提出了如下的方案：改用换热面积更小的换热器。厂方抱着试试看的心态，从该项厂车库内找来壳径为270mm，内装48根φ25×2.5mm换热管，总传热面积仅为37.5m2的换热器二台。实际结果果然如专家预测，传热效果反而比R1、R2都要好，生产能力相应提高了75%，完全达到了改造的目标。 请分析换热器以小代大而传热效果反而更好的原因？
提示：
? 影响换热器传热速率的因素有哪些？ ? 传热面积过大对传热系数的影响如何？ ? 如何综合评价一台换热器的传热效果？
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案例六、采用侧线出料降低精馏塔能耗
日本山阳石化公司水岛化工厂有一套制苯装置，该装置以乙烯装置联产的裂解汽油为原料，经加氢脱烷基制苯。原料需要在前处理工序中经蒸馏分离为轻质馏分（从脱戊烷塔塔顶馏出的C5-馏分）和重质馏分（从预分离塔塔底采出的C9+馏分）以及制苯原料（称为苯料，从预分离塔塔项馏出的C6-C8芳烃馏分）。改造前的前处理工序工艺流程如图4所示。
图4 改造前制苯装置图
图5 改造后制苯装置图
1） 节能方案： 以装置节能为目标，水岛化工厂对上述前处理工艺进行了改造，从脱戊烷塔侧线引出物料，经两台过程换热器降温，送往预分馏塔回流液贮槽。改造方案如图5所示。 2）节能方案的依据：
a. 脱戊烷塔采用侧线出料减小了预分馏塔的进料量，使该塔的热负荷降低； b. 虽然使用两台过程换热器需要耗能，但这并没有额外增加整个蒸馏系统
的能耗，因为在改造前与该侧线相当的物料是被加入脱戊烷塔塔内，这部分物料同样需要消耗能量；
c. 该股侧线是降温后直接送往回流液贮槽，事实上是利用过程换热器将冷
量加在了塔顶，这种做法符合“有热量从塔底加入，有冷量从塔顶加入”这一精馏系统能量使用原则。
3）侧线出料的位置：由于接受侧线出料的贮槽排出的即是制苯原料，故侧
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