Расчет кожухотрубчатого теплообменника
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
яной пар за счет использования тепла нефтепродуктов, дымовых газов или катализатора на установках каталитического крекинга; регенераторы холода и др.
Нагреватели, испарители, кипятильники, в которых нагрев или частичное испарение осуществляется за счёт использования высокотемпературных потоков нефтепродуктов или специальных теплоносителей (водяной пар, масло и др.).
В таких аппаратах нагрев или испарение одной среды является целевым процессом, тогда как охлаждение горячего потока является побочным и обусловливается необходимостью нагрева исходного холодного потока. Примером аппаратов этой группы могут служить нагреватели сырья, использующие тепло водяного пара, кипятильники, при помощи которых вниз ректификационной колоны подводится тепло, необходимое для ректификации, и т.д.
Кристаллизаторы, предназначенные для охлаждения соответствующих жидких потоков до температур, обеспечивающих образование кристаллов некоторых составляющих смесь веществ. В зависимости от температурного режима кристаллизации в этих аппаратах в качестве охлаждающего агента используются вода или специальные хладагенты в виде охлаждённых рассолов, испаряющихся аммиака, пропана и др. В нефтегазопереработке кристаллизаторы используются при депарафинизации масел, обезмасливании парафинов, разделении ксилолов, производстве серы и др.
Холодильники и конденсаторы, предназначенные для охлаждения потока или конденсации паров с использованием специального охлаждающего агента ( вода, воздух, испаряющийся аммиак, пропан и др.). Охлаждение и конденсация в этих аппаратах является целевыми процессами, а нагрев охлаждающего агента побочным. К таким аппаратам относится холодильники и конденсаторы любой нефтегазоперерабатывающей установки, предназначенные для охлаждения и конденсации получаемых продуктов.
Охлаждающие агенты: наиболее распространенным и дешевым охлаждающим агентом является вода, используемая для охлаждения до 30-350С. Для уменьшения количества вредных веществ, которые сбрасывается в водоем со сточными водами на нефтегазоперерабатывающих заводах, организуется проточное или так называемое оборотное водоснабжение.
Воду широко применяют в качестве охлаждающего агента вследствие её доступности и относительно высокого коэффициента теплоотдачи к поверхности. В аппаратах воздушного охлаждения (АВО) в качестве хладагента используется атмосферный воздух, обтекающий в поперечном направлении параллельные ряды оребрённых теплообменных труб, по которым движется охлаждённый продукт. Движение охлаждающего воздуха осуществляется посредством нагнетания его вентилятором, а зимой, в ряде случаев, за счёт естественной циркуляции.
Затраты энергии на привод вентиляторов во многих случаях меньше затрат энергии на водяное охлаждение, в которых входят затраты как на подъем воды из водоёмов, так и на перемещение воды при оборотном водоснабжении. Если учесть ещё затраты, связанные с созданием и эксплуатацией системы канализации, а также ущерб нанесённый вследствие загрязнения водоёмов, то , как это показано многих технико- экономическими расчетами, применение воздуха в качестве охлаждающего агента является важным мероприятием для развития российской промышленности.
Достоинством воздуха как охлаждающего агента, является его доступность. Он практически не приводит к загрязнению наружной поверхности охлаждения. К недостаткам этого агента по сравнению с водой можно отнести сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, который можно скомпенсировать значительным оребрением наружной поверхности теплообменных труб; [ 1,0 кДж/(кг*К)],вследствие чего массовый расход воздуха в 4 раза превышает расход воды; существенные колебания начальной температуры воздуха, обусловливаемые географическом местом расположения установки, временем года, а так же временем суток.
Характер процессов, протекающих в теплообменнике, определяет в значительной степени его конструкцию. Например, в испарителях необходимо обеспечить хороший отвод образующихся паров, если теплообмен сопровождается конденсацией паров, то следует предусматривать хороший отвод конденсата от теплообменных поверхностей.
В кожухотрубчатом теплообменнике обменивающаяся тепловая среда движется в трубном пространстве. Направляем туда нефть, т.к необходимо обеспечить удобную очистку поверхности от образующихся отложений. Нефть входит через патрубок в нижней распределительной камере, и, пройдя по трубам, выходит через патрубок в верхней распределительной камере. Другой поток теплоносителя движется в межтрубном пространстве, выводится через верхний патрубок на кожухе, омывает снаружи трубы и выводится через нижний патрубок. Направляем в межтрубное пространство горячий теплоноситель, т.к. он не образует загрязнений (предусмотрена теплоизоляция от потерь тепла в окружающую среду). Нагреваемую среду (нефть) направляем снизу вверх, а среду отдающую тепло - в противоположном направлении - т.к. такое направление движений каждой среды совпадает с направлением, в котором стремиться двигаться данная среда под влиянием изменения её плотности при нагревании и охлаждении. Кроме того, при указанных направлениях движения сред достигается более равномерное распределение скоростей и идентичные условия теплообмена по площади поперечного сечения аппарата, в противном случае, например, при подаче более холодной (нагреваемой) среды (нефти) сверху теплообменника, более нагретая ча