Файл: Курсовой проект по дисциплине Проектирование ремонтно технологических комплексов наименование дисциплины Проектирование комплекса мер ремонтнотехнологического обеспечения аппаратов воздушного охлаждения.docx

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нефти и газа

институт

Технологические машины и оборудование нефтегазового комплекса

кафедра

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине Проектирование ремонтно - технологических комплексов

наименование дисциплины
«Проектирование комплекса мер ремонтно-технологического обеспечения аппаратов воздушного охлаждения»

тема

Руководитель ________ К.А. Башмур

подпись, дата инициалы, фамилия


Студент НБ19-02Б, 08140934 ________ Р.В. Петров

номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия


Красноярск 2022

СОДЕРЖАНИЕ

---

ВВЕДЕНИЕ

Теплообменные аппараты предназначены для проведения процессов теплообмена при необходимости нагревания или охлаждения технологической среды с целью ее обработки или утилизации теплоты.

Теплообменная аппаратура составляет весьма значительную часть технологического оборудования в химической и смежных отраслях промышленности. Удельный вес на предприятиях химической промышленности теплообменного оборудования составляет в среднем 15- 18%, в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях – 50%. Значительный объем теплообменного оборудования на химических предприятиях объясняется тем, что почти все основные процессы химической технологии (выпаривание, ректификация, сушка и др.) связаны с необходимостью подвода или отвода теплоты. В химической и особенно нефтехимической промышленности, большую часть теплообменных аппаратов составляют конденсаторы и холодильники.

Использование для этих целей аппаратов водяного охлаждения, например, кожухотрубчатых или оросительных, связано со значительными расходами воды и, следовательно, с большими эксплуатационными затратами. Для этих целей применяются специальные теплообменные установки – аппараты воздушного охлаждения (АВО).

Абсолютно все проекты АВО состоят из следующих компонентов:

- Секционные теплообменники.

- Узел регулировки расходования воздушного охладительного потока.

- Опорные и заградительные приспособления.

Все устройства по конструктивным особенностям подразделяются на два типа:

- С горизонтальным расположением секций.

- С вертикально расположенными секциями.
Аппараты воздушного охлаждения изготавливаются с теплообменными секциями рабочим давлением от 0,6 до 10 МПа (от 6 до 100 кг/см2), от одноходовых до 8 - ходовых, 4, 6 и 8-рядными по расположению теплообменных труб в секциях.

Материальное исполнение частей, соприкасающихся с рабочей средой, углеродистые стали, коррозионностойкие стали, сплавы латуни. С ручной регулировкой разворота лопастей на ступице. Мощность приводов вентиляторов - 22, 30, 37 кВт. Вентиляторы для АВО могут быть изготовлены из композитных материалов. По материалу исполнению деталей, соприкасающихся с обрабатываемым продуктом, АВО выпускаются из углеродистых сталей

---

, коррозионностойких сталей 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т и сплавов латуни.

Следует отметить, что глубина охлаждения технологического газа здесь ограничена температурой наружного воздуха, что особенно сказывается в летний период эксплуатации. Естественно, что температура газа после охлаждения в АВО не может быть ниже температуры наружного воздуха.

Целью КП является проектирование комплекса мер ремонтно-технологического обеспечения АВО.

Данная цель достигается посредством выполнения следующих задач:

- сбор и анализ общих сведений об АВО;

- анализ интеллектуальной деятельности;

- анализ мероприятий технического обслуживания АВО;

- анализ мероприятий по текущему, среднему и капитальному ремонту для АВО;

- создание сборочного чертежа АВО, рабочих чертежей трех нетиповых и трех типовых деталей АВО.

---

1 Общие сведения

1.1 Определение

Аппараты воздушного охлаждения (АВО) — это система теплообменного устройства, специализирующаяся на охлаждении жидкостей и газа, применяющаяся в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, нефтехимической, химической, газодобывающей и др. промышленностях.

АВО в основном используются там, где применение других систем охлаждения технически невозможно или не целесообразно с экономической точки зрения. Крупные производственные предприятия различных отраслей промышленности, расположенные вдали от природных источников воды, нуждаются в охлаждении технологических жидкостей, паров и газов. Как правило, стоимость аппаратов воздушного охлаждения выше, чем у теплообменников, которые охлаждаются водой. Однако при охлаждении воздухом отсутствуют проблемы с коррозией и загрязнением, связанные с применением охлаждающей воды, а также отсутствует вероятность смешивания воды с охлаждаемой технологической жидкостью. Применение аппаратов воздушного охлаждения в качестве холодильников-конденсаторов имеет ряд преимуществ: исключаются затраты на подготовку и перекачку воды; снижаются трудоемкость и стоимость ремонтных работ; иногда требуется мойка труб от пыли; упрощается регулирование процесса охлаждения и т.п.

Компремирование (сжатие) попутного нефтяного газа (ПНГ) на компрессорной станции (КС) приводит к повышению его температуры на выходе станции. Численное значение этой температуры определяется ее начальным значением на входе КС и степенью сжатия газа.

Излишне высокая температура ПНГ на выходе станции, с одной стороны, может привести к разрушению изоляционного покрытия трубопровода, а с другой стороны - к снижению подачи технологического газа и увеличению энергозатрат на его компремирование (из-за увеличения его объемного расхода).

Наибольшее распространение на КС получили схемы с использованием аппаратов воздушного охлаждения (АВО). АВО общего назначения относятся к теплообменному оборудованию и предназначены для охлаждения газов и жидкостей, конденсирование паровых и парожидкостных средств в технологических процессах химической, нефтеперерабатывающей, нефтяной и газовой отраслей промышленности с давлением среды от 0,6 до 10 МПа или под вакуумом с остаточным давлением не ниже 665 Па, температурой не выше 400°С и вязкостью на выходе до 5∙10-5 м/с2. Аппараты воздушного охлаждения относятся к теплообменным поверхностным аппаратам. Охлаждаемый технологический продукт движется внутри биметаллических оребренных труб, передавая через их стенки теплоту охлаждающему агенту. В качестве охлаждающего агента используется атмосферный воздух.

---

1.2 Принцип действия АВО

АВО работает следующим образом: на опорных металлоконструкциях закреплены трубчатые теплообменные секции. По трубам теплообменной секции, которые имеют оребрение для повышения эффективности теплообмена между воздухом и газом, транспортируется природный газ, а через межтрубное пространство теплообменной секции с помощью вентиляторов, приводимых во вращение от электродвигателей, продувают наружный воздух. За счет теплообмена между нагретым при компремировании газом, движущимся в трубах, и наружным воздухом, движущимся по межтрубному пространству, происходит охлаждение попутного газа.

Работа АВО контролируется датчиками давления и температуры на входных и выходных коллекторах. Параметры температуры попутного газа на выходном коллекторе используются как входной сигнал для регулирования скорости вращения вентиляторов. При слишком высоком перепаде давления между входным и выходным коллекторами загорается предупреждающий сигнал. Это может указывать на то, что внутри трубок произошло засорение или гидратообразование. На каждом валу вентиляторов установлены датчики вибрации для контроля балансировки вентиляторов. Привод вентилятора будет остановлен в случае слишком высокого уровня вибрации.

При эксплуатации АВО в зависимости от технологических задач и температурных условий, охлаждение можно вести на различных режимах. Изменение режима достигается следующим способом:

- регулирование подачи охлаждаемого продукта;

- изменение угла атаки лопастей;

- изменением положения жалюзийных решеток;

- автоматической системой частотного регулирования оборотами электродвигателей вентиляторов.

1.3 Устройство АВО

1.3.1 Теплообменные секции

1 – трубная решетка; 2 – шпилька; 3 – ряд труб; 4 – каркас; 5 – дистанционная прокладка; 6 – крышка.

Рисунок 1.1 – Теплообменные секции АВО[8]

Аппарат воздушного охлаждения состоит из одной или нескольких теплообменных секций, установленных на металлоконструкции, вентиляторов, которые прокачивают потоки воздуха через теплообменник и приводов вентиляторов (электромоторов). Вентиляторы устанавливаются в специальных диффузорах, которые предназначены для повышения эффективности и направления воздушного потока. Диффузор вентилятора представляет собой обечайку цилиндрической формы, внутри которой размещен сам вентилятор. Теплообменная секция состоит из оребренных трубок, через которые протекает охлаждаемая среда, и коллекторов, к которым подключаются подающий и отводящий трубопроводы и которые распределяют охлаждаемую среду равномерно по трубкам теплообменника. Технологическая среда, которую требуется охладить, поступает в трубки теплообменника. Тепло передается от жидкости к трубкам, а от трубок к ребрам и далее к воздуху, который отводит тепло от теплообменника в окружающую среду.

---