CC BY
258
УДК 66.045.1
Д.И. Ташева
Студент 2 курса магустратуры факультета трубопроводного транспорта Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Научный руководитель: Е.В. Бурдыгина к.т.н., доцент кафедры Промышленная теплоэнергетика Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
г.Уфа, Российская Федерация
ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ В ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТИ
Аннотация
Применение теплообменников на НПЗ способствует к серьезной экономии топлива. В настоящее время находят применения современные конструкции теплообменников. Использование спиральных теплообменников позволяет добиться высокой теплопередачи даже для вязких и загрязненных сред.
Ключевые слова
Теплообменник, спиральные теплообменники, теплообменники на НПЗ, конструкция теплообменника.
Теплообменные аппараты служат для передачи тепла от более нагретого теплоносителя менее нагретому. На нефтеперерабатывающих заводах в теплообменниках исходное сырье нагревается продуктами переработки и остатками, служащие теплоносителями. Применение теплообменников на НПЗ способствует к экономии топлива.
Распространенные теплообменники различаются: кожухотрубчатые теплообменные аппараты, теплообменники типа «труба в трубе» , спиральные теплообменники, пластинчатые ТОА.
Кожухотрубчатые теплообменники.
Самая простая конструкция такого типа ТОА - с неподвижным пучком труб. Он состоит из корпуса и вмонтированного в него пучка трубок малого диаметра, концы которых развальцованы в решетках. (Рисунок1) Недостатки такой конструкции : из-за малых скоростей, плохая передача тепла ; в связи с жестким креплением трубок и нагревом теплообменника, возможны нарушения целостности развольцовки.[2]
Наибольшее распространение для теплообмена получили кожухотрубчатые аппараты с «плавающей головкой» .
2
Рисунок 1 - Двухходовой теплообменник с «плавающей головкой»: 1 — распределительная камера; 2 — трубная решетка; 3 — «плавающая головка»
Особенностью данной конструкции является возможность свободного осевого перемещения пучка трубок. Тем самым обеспечивается компенсация темперетурных изменений длин. [4] Достоинства : высокая стойкость к гидроударам, не нуждаются в чистой среде, высокая эффективность. Недостатки : габариты аппарата, высокая металлоемкость .
В настоящее время находят применения современные конструкции кожухотрубчатых теплообменников с витыми трубами. Витые трубки позволяют создать завихряющийся поток в
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №02-1/2017 ISSN 2410-6070_
теплообменнике и прикреплять трубки друг к другу через каждый дюйм. Это позволяет увеличить число трубок по сравнению с обычным теплообменником на 40% при одинаковом размере кожуха и устранить механические вибрации.
Теплообменники типа «труба в трубе».
Такие теплообменники имеют меньшее распространение в нефтепереработке и применяются в основном для передачи тепла от продуктов с большой вязкостью и температурой застывания.(Рисунок 2) Для их транспортировки требуются повышенные скорости, обеспечивающие как хорошую теплоотдачу нагреваемому продукту, так и сокращающие возможность образования отложений (кокса) и повышения вязкости. [1, c.66]
Рисунок 2 - Схемы теплооблменных аппаратов: а — теплообменный аппарат типа «труба в трубе» жесткого типа; б — разборный теплообменный аппарат типа«труба в трубе»
Спиральные теплообменники.
Спиральный теплообменный аппарат оснащен центральной трубой вокруг которой закругены 2 или 4 полосы металла, сваренные между собой при помощи разделительных шпилек на определенной дистанции, создавая 2 или 4 канала равномерной ширины. Центральная труба разделена на 2 части, образуя входной и выходной коллектор. Вся конструкция помещается в цилиндрический корпус. Наружные концы листов привариваются вдоль коллекторов, образуя входной и выходной патрубки с боковой стороны корпуса. Эта конструкция позволяет добиться высокой теплопередачи даже для вязких и загрязненных сред. На практике замечано, что замена кожухотрубчатых теплообменников на спиральные приводит к эксплуатации оборудования в непрерывном режиме без внеплановых остановок.
Рисунок 3- Конструкция пластинчатого теплообменника
Пластинчатые теплообменники.
Состоит из гофрированных пластин с отверстиями для прохода сред. Каждая вторая пластина развернута на 1800 , образуя каналы по которым протекают среды. (Рисунок 3)Пластины зажимаются между неподвижной и прижимной плитами при помощи стяжных шпилек. Греющая и нагреваемая среды протекают в противотоке по одноходовой или многоходовой схеме теплообменника, обеспечивая максимальную теплопередачу.[3]
На НПЗ используются в основном для охлаждения невязких потоков, легких фракций. Так же применяются сварные конструкции таких теплообменников, так как они имеют ряд приемуществ: возможность их применения при высоких давлениях - до 40бар; возможность работы в широком диапозоне температур от -450С до +4500С; высокая коррозионная стойкость. Список использованной литературы:
1. Аппараты теплообменные кожухотрубчатые [Электронный доступ] 2005-2016.- Режим доступа: http://www.himmash-start.ru/ , свободный.
2. Пичугин. А.П. Переработка нефти.1960.-344с.
3. Принцип работы кожухотрубчатого теплообменника, его преимущества и недостатки[Электронный доступ]2008-2016.-Режим доступа: http://79w.ru/, свободный.
4. Устройство сварных пластинчатых теплообменников и их преимущества [Электронный доступ]2008-2016.-Режим доступа: http://bcoreanda.com/ , свободный.
© Ташева Д.И., 2017
УДК 51-74
А.В. Титов
к.т.н., профессор Б.М. Осипов
к.т.н., профессор
Казанский государственный энергетический университет
г. Казань, Российская Федерация
УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ЧИСЛА RE НА ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПРЕССОРА
Аннотация
В статье изложен учет потерь, использованы статистические зависимости поправочных коэффициентов на к.п.д. и пропускную способность компрессора.
Ключевые слова
Математическая модель, коррекция характеристик, влияния числа Re, газотурбинный двигатель.
Очень часто даже у нерегулируемых компрессоров на некоторых режимах работы может меняться характеристика [1], вследствие не автомодельности режимов течения в межлопаточных каналах. Не автомодельный режим течения сопровождается значительным ростом потерь [2,3]. Критерием автомодельности служит число Re. В данной модели для учета такого рода потерь использованы статистические зависимости поправочных коэффициентов на к.п.д. и пропускную способность компрессора, предложенные в работах [4-6].
Алгоритм расчета по учету влияния числа Re на к.п.д. и пропускную способность компрессора приведен ниже.
Рассчитываются окружная скорость на среднем диаметре первого рабочего колеса компрессора
