Схема спирального теплообменного аппарата

Рис.5

1,2 - листы, свёрнутые в спираль; 3 - перегородка; 4 - крышки; 5 - прокладка.

Аппараты типа «труба в трубе».

Жесткая конструкция представлена на рис. 6, а разборная на рис.7.

Схема теплообменного аппарата типа «труба в трубе» жесткого типа.

Рис.6.

Схема разборного теплообменного аппарата типа «труба в трубе»

Рис. 7

В таких аппаратах теплообмен происходит между средами, двигающимися по трубкам и кольцевому пространству, которое образуется между трубами большого и малого диаметров. В таких аппаратах легко обеспечиваются высокие скорости движения, что позволяет достигать высоких коэффициентов теплопередачи. Также легко организуется противоток. Рабочие поверхности подобных теплообменников в меньшей степени подвержены загрязнению. В таких теплообменниках так же легко обеспечивается оребрение поверхности теплообмена, что позволяет в 4 - 5 раз увеличить поверхность контактирования фаз. Такое мероприятие оказывается особенно полезным в том случае, когда со стороны одной из сред трудно обеспечить высокий коэффициент теплоотдачи (движется газ, вязкая жидкость, поток имеет ламинарный характер и т.п.).

На рис.8. приведены варианты оребрения трубы.

Схема оребрения труб.

Рис.8

а) рёбра закреплены в канавках; б) корытообразные рёбра; в) оребрение накаткой.

Недостатками теплообменных аппаратов типа «труба в трубе» по сравнению с кожухотрубчатыми являются большие габариты и высокая металлоёмкость на единицу поверхности теплообмена.

Теплообменники данной конструкции используются при сравнительно небольшой разности температур теплообменивающихся сред.

При жестком варианте в кольцевое пространство подаётся среда не способная загрязнить его. При разборном варианте данное ограничение снимается.

Кожухотрубчатые аппараты.

Схема теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками.

Рис. 9.

1. Кожух; 2. Трубки; 3. Трубная решетка; 4. Крышки; 5. Штуцеры.

Существенное различие между температурами трубок и кожуха приводит к большему удлинению первых по сравнению со вторыми, что нарушает герметичность развальцовки трубок в решетке и ведёт к смешению сред.

Поэтому теплообменники этого типа применяют при разнице температур теплообменивающихся сред не более 50⁰С да ещё и при сравнительно небольшой длине аппарата.

Очистка межтрубного пространства подобных аппаратов сложна, поэтому в него должна направляться среда не вызывающая отложений.

Достоинством аппаратов этого типа является простота конструкции и малая стоимость.

б) теплообменные аппараты с температурным компенсатором (рис.10) имеют неподвижные трубные решетки и снабжены устройством в виде линз для компенсации различия их температур.

Схема теплообменного аппарата с линзовым (температурным) компенсатором.

Рис.10.

в) теплообменные аппараты с плавающей головкой (с подвижной трубной решеткой) - рис.11. являются наиболее распространённым типом поверхностных аппаратов.

Схема теплообменного аппарата с плавающей головкой.

Рис.11

Подвижная трубная решетка позволяет трубному пучку свободно перемещаться независимо от корпуса. В аппаратах этой конструкции температурные напряжения могут возникать лишь при существенном различии температур трубок. В теплообменных аппаратах подобного типа трубные пучки сравнительно легко могут быть удалены из корпуса. Что облегчает их ремонт, чистку или замену.

г) Теплообменники с U - образными трубками (рис.62) имеют одну трубную решетку, в которую ввальцованы оба конца U- образных трубок, что обеспечивает свободное удлинение трубок при изменении их температуры.

Схема теплообменного аппарата с U - образными трубками

Рис.12

Недостатком таких аппаратов является трудность чистки внутренней поверхности труб.

д) Теплообменные аппараты с двойными трубками (рис.13) имеют две трубные решетки, размещенные с одной стороны аппарата.

Схема теплообменного аппарата с двойными трубками.

Рис.13

1. Корпус; 2. Трубки; 3.Трубные решетки; 4. Штуцеры.

В одной трубной решетке развальцованы трубы меньшего диаметра, верхние концы которых открыты, в другой - трубы большего диаметра, нижние концы которых заглушены. Такая конструкция обеспечивает независимое удлинение труб. В аппаратах этого типа одна из теплообменивающихся сред поступает через штуцер в пространство между крышкой и верхней трубной решеткой, откуда направляется вниз по трубкам малого диаметра. По выходе из них поток возвращается по кольцевому пространству между трубками, собирается в пространстве между трубными решетками, а затем выводится из аппарата.

е) многоходовые теплообменные аппараты (рис.14) могут быть созданы с любым числом ходов по трубному и межтрубному пространству.

Схема многоходового теплообменного аппарата

Рис.14

Однако, продольные перегородки с помощью которых можно изменять число ходов в межтрубном пространстве, распространения не получили, ибо очень трудно обеспечить герметичность между этими перегородками и корпусом.

Поперечные перегородки различных типов показаны на рис.15.

Таким образом, перегородки повышают скорости потоков теплообменивающихся сред, улучшают обтекаемость поверхности теплообмена и создают большую турбулентность потоков.

 Схема поперечных перегородок трубного пучка.

Рис.15

а) сегментные; б) секторные с продольной перегородкой; в) и г) варианты кольцевых перегородок

Наибольшее распространение получили сегментные перегородки. Важно, чтобы зазор между внутренной поверхностью кожуха и перегородкой был минимальным, что позволяет сократить утечку жидкости, проходящей через межтрубное пространство и не участвующей в теплообмене. Вместе с тем, зазор должен быть достаточным для удобства извлечения пучка труб при его ремонте.

13. Патентный обзор на тему: «Уравнительные системы»

Патент №1. Комбинированный комплекс обеспечения взрывопожароопасной и экологической безопасности резервуарных парков и складов нефти и нефтепродуктов

(57) Реферат:

Комплекс содержит резервуар 1, соединенный с устройством 2 слива-налива нефти, газоуравнительную систему 15 с трубопроводом «свечи рассеивания» 16, газоанализатором 22, связанным с атмосферой и с газоуравнительным трубопроводом, сообщающимся с резервуаром 1 и состоящим из ветвей 18 и 20, соединенных в узле 17 с трубопроводом 16 и трубопроводом 21 подачи безопасной смеси нефти и инертной среды; систему поддержания инертной газовой среды 3, компрессор 4 которой соединен с газоуравнительным трубопроводом и с конденсатором-охладителем 6, сообщающимся через выходной тракт 7 компрессора с ресивером 9, соединенным с устройством возврата конденсата 10 в резервуар 1; байпасную линию 13 с клапаном 14, осуществляющую циркуляцию безопасной смеси для недопущения прохождения по трубопроводу 16 недопустимой концентрации кислорода к резервуару; систему получения инертной среды 26, содержащую азотодобывающую станцию 27, соединенную через трубопровод 28 подачи азота с регулятором давления 30 с ресивером 29 и с узлом 25, соединенным с ресивером 9, сбросным трактом 23, используемым в нештатном режиме исчерпания объема ресивера 9, и выходным трактом 7; систему контроля и управления 32, связанную с системами 3, 15, 26, а также с клапаном 33 трубопровода подачи безопасной смеси и инертной среды 21. Повышает эффективность и надежность противопожарных мер с одновременным обеспечением повышения экологической безопасности за счет исключения выбросов в атмосферу углеводородов, остающихся в пределах конструкции комплекса, а также снижает стоимость устройства.

Патент №2. Система хранения нефтепродуктов

(57) Реферат:

Предложение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам хранения нефти и нефтепродуктов в резервуарах пунктов сбора нефти и нефтеперекачивающих станций, и может быть использовано при хранении углеводородных жидкостей на нефте- и газоперерабатывающих заводах и нефтебазах. Технически достижимый результат - сокращение потерь углеводородов за счет повышения надежности системы хранения нефтепродуктов. Это достигается тем, что в системе хранения нефтепродуктов, включающей резервуары, газоуравнительную обвязку, имеющую общий коллектор, блок утилизации углеводородов, предусмотрена система пожаротушения, состоящая из пожарного насоса, водопроводов, пеногенераторов с запорным элементом и датчиков пожарной опасности, размещенных на каждом резервуаре, при этом один из пеногенераторов и запорный элемент установлены на общем коллекторе газоуравнительной обвязки, причем запорный элемент функционально связан с датчиками пожарной опасности каждого резервуара.

Патент №3. Способ для улавливания легких фракций из резервуаров с углеводородной жидкостью и система для его осуществления

(57) Реферат:

Использование: в нефтегазовой промышленности, в частности в сборе, подготовке и транспорте продукции скважин, а именно при переработке нефти, распределении и использовании нефтепродуктов и других испаряющихся жидкостей. Сущность: газовую смесь после естественного охлаждения и конденсации подвергают принудительному, а при отрицательных значениях температуры наружного воздуха - также дополнительному естественному охлаждению и конденсации, после чего отделившийся охлажденный воздух подают на рециркуляцию в газоуравнительную обвязку. Система включает резервуары 1 с приемными 2 и выкидными 3 нефтепроводами, уравнительную обвязку 4, газопровод 5, соединяющий последнюю с емкостью - сепаратором 6, подземную емкость - холодильник 7 с естественной системой охлаждения, контур в составе приемного газопровода 8, наземную емкость - холодильник 9 естественного охлаждения, холодильник 10 принудительного охлаждения, выкидной газопровод 11, вентилятор 12, обратный клапан 13, электроприводной клапан 14, датчик давлений 15, линий контроля и управления 16 и 17, соединенные соответственно с вентилятором 12 и клапаном 14, конденсатный насос 18 с приемными 19 и выкидными 20 конденсатопроводами, механический предохранительный клапан 21

14. Сведения по технике безопасности Сологаевского месторождения

Выполнение следующих правил безопасного ведения процесса и связанных с ним работ исключает возможные аварии, взрывы, пожары, травмирование людей, нарушение режима работы.

1.Пуск в эксплуатацию новых, а также подвергшихся реконструкции установок, агрегатов и оборудования без приема их соответствующей комиссией ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

2.Лица, допускающиеся к производству работ должны быть проинструктированы и обучены безопасным приемам работ: при введении новых технологических процессов и методов труда, оборудования, механизмов, а также правил и инструкций должны проходить дополнительный инструктаж.

3.Средства индивидуальной защиты, выдаваемые рабочим, должны отвечать требованиям ГОСТа и техническим условиям и применяться при выполнении работ.

4.Не допускать загромождение и загрязнение производственных площадок, помещений, оборудования и т.п.

5.Систематически производить осмотр и проверку производственного оборудования и своевременный его ремонт согласно графика ППР. Каждое действующее оборудование, аппарат, насос и т.п. должны быть оснащены полным комплектом соответствующих приспособлений, предусмотренных проектом на сооружение.

6.Не допускается работа производственного оборудования с нарушением параметров, установленных технологической картой или технологическими условиями или инструкциями. Изменения в технологическую карту (регламент) разрешается вносить только после письменного разрешения главного инженера, причем они не должны быть выше технологических параметров, указанных в паспорте оборудования.

7.Эксплуатация трубопроводов, оборудования, аппаратов и т.д. при наличии неплотностей в соединениях запрещается, а также не допустимо проведение в них огневых ремонтных работ при нахождении их в рабочем состоянии.

8.Здание ДНС должно быть оборудовано промышленной канализацией для отвода промышленных стоков. Объединение хозяйственно-факельной канализации с промышленной ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

9.Приборы контроля и автоматики могут применяться лишь те, которые допущены комитетом стандартов к применению. Их проверка, регулировка и ремонт должны осуществляться в соответствии с «Правилами организации и проведения проверки измерительных приборов и контроля состояния измерительной техники, и соблюдением стандартов и технических условий: за КИПиА должен быть обеспечен надзор. Приборы все время находятся в состоянии, гарантирующем их безотказную и правильную работу.

10.Производство газоопасных, огневых, земляных работ без наличия оформленного наряда разрешения не допускается. Курить разрешается только в специально отведенных местах.

11.Во время работы объекта необходимо обеспечить контроль за давлением, температурой. Уровень их изменения должен производиться медленно во избежание возможных деформаций. Показания КИП на щите должны периодически проверяться дублирующими приборами, установленными непосредственно на источнике замера.

12.Электрическая часть объектов должна обслуживаться электротехническим персоналом, имеющим на то право. Напряжение должно подаваться дежурным персоналом по указанию ответственного за эксплуатацию оборудования или старшего смены. При возникновении пожара на электрооборудовании напряжение должно быть снято.

Список используемой литературы

1. Лекционный материал, Борисевич Ю.П.

2. Лутошкин Г.С., Дунюшкин И.И. Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа и воды на промыслах. - М.: Недра, 1985.- 135 с.

3. Технологический регламент на эксплуатацию системы сбора и транспорта нефти и газа с Боголюбовского, Сосновского, Дерюжевского, Садового, Чеховского, Ново-Аманакского, Кротково-Алешкинского, Саврухинского, Сологаевского, Сарбайско-Мочалеевского месторождений, ОАО «Самаранефтегаз», 2011 г.

4. Технологический режим работы нефтяных и нагнетательных скважин ОАО «Самаранефтегаз» на 01.01.13 г.

5. ВНТП 3-85 - Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений

Приложения

Размещено на Allbest.ru