Александр Георгиевич Сарданашвили , Антонина Ильинична Львова - Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов

«труба в трубе»; конденса­
торы смешения с перфорированными полками, с насадкой; воздуш­
ного охлаждения горизонтального, шатрового, зигзагообразного,
замкнутого типа; рибойлеры с паровым пространством с плава­
ющей головкой, с U-образными трубками). Погружные и ороси­
тельные теплообменные аппараты применяют в качестве конденса­
торов и холодильников. Кожухотрубные аппараты можно исполь­
зовать как конденсаторы, холодильники, теплообменники; по кон­
струкции они мало различаются. Такие теплообменные аппараты
обеспечивают более интенсивный теплообмен при меньшем рас­
ходе металла на единицу теплопередающей поверхности, чем ап­
параты погружного типа, что обусловило широкое их использова­
ние. В последнее время в качестве конденсаторов и холодильников
широко используют аппараты воздушного охлаждения.
70

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

При проектировании технологических установок для нефтеперера­
батывающих заводов чаще всего проводят поверочный расчет
стандартных (нормализованных) теплообменных аппаратов, т. е.
определяют необходимое число стандартных аппаратов с поверх­
ностью, полученной при расчете. Теплообменные аппараты можно
рассчитывать по следующей схеме.
1. Выбирают тип теплообменника и направление движения
тепловых потоков.
2. Выбирают конечную температуру одного из теплоносителей,
которая должна обеспечить достаточно высокий средний темпе­
ратурный напор в аппарате.
3. Составляют тепловую нагрузку теплообменника и определя­
ют энтальпию, а затем температуру теплоносителя, для которого
эти величины были неизвестны.
4. Определяют средний температурный напор в теплообменни­
ке.
5. Определяют или подбирают по практическим данным коэф­
фициент теплопередачи.
6. Определяют поверхность теплообмена и необходимое число
стандартных теплообменных аппаратов по нормам Гипронефтемаша.
Тип теплообменного аппарата следует выбирать так, чтобы
скорость потоков была достаточно большой, что обеспечит высо­
кий коэффициент теплопередачи. Однако при этом следует пом­
нить, что с увеличением скорости потоков резко растет сопротив­
ление. Максимальная скорость потока по трубам в кожухотрубных
теплообменниках допускается до 2 м/с. Так, оптимальная скорость
для легких бензиновых фракций 1,5 м/с, для светлых нефтепродук­
тов 1 —1,2 м/с, для холодной нефти 0,8—0,95 м/с. В теплообменни­
ках типа «труба в трубе» скорость движения потоков 1 —1,5 м/с,
в межтрубном пространстве этих теплообменников она несколько
меньше.
При выборе схемы использования тепла на установке необхо­
димо учесть следующее.
1. С усилением степени использования тепла отходящих с ус­
тановки продуктов увеличивается необходимая поверхность теп­
лообменников, причем она возрастает не пропорционально коли­
честву использованного тепла, а более резко. В основном это объ­
ясняется падением средней разности температур
.*
2. У теплообменников 1 м2 поверхности в 6—8 раз дешевле, чем
1 м2 огневой поверхности нагрева. Однако установка теплообмен­
ника практически выгодна, только если теплонапряженность его
будет не менее 8380 кДж/(м2-ч), или 2326 Вт/м2.
* Во избежание чрезмерного увеличения поверхности нагрева необходимо,
чтобы низшая средняя разность температур была не менее 20—30 °C.
71

Использование тепла потока горячих продуктов зависит от за­
паса у него тепла, т. е. от его массы и температуры.
3. Регенерация тепла паров нефтепродуктов не всегда рекомен­
дуется, так как обычно при работе на нефтях, содержащих серу,
наблюдается коррозия пародистиллятных теплообменников.
4. При выборе направления движения потока следует учиты­
вать, что более загрязненный поток целесообразно направлять по
трубам, так как их легче чистить во время ремонта теплообмен­
ника.
5. Коррозионно-активные среды рекомендуется направлять по
трубам, так как замена части труб или всего пуска экономически
выгоднее, чем замена корпуса аппарата.
Тепловую нагрузку аппарата определяют, составляя тепловой
баланс
Q= ^

Ц^ - Л 2) ц = 02 (Л3 - Zf --">