КРАВЧЕНКО Є. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ТЕПЛООБМІННИК ОХОЛОДЖЕННЯ КОНДЕНСАТУ ДІЛЯНКИ ДЕСОРБЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ

    Водень є одним із найважливіших вихідних компонентів великої кількості хіміко-технологічних процесів. Проте його виробництво потребує значних затрат енергії, вартість якої протягом останніх 10 років зросла більше ніж у 10 разів [1]. Отже розроблення нового і модернізація діючого зокрема, теплообмінного, обладнання є актуальною задачею. Оскільки водень є екологічним видом палива, його використання у якості пального не викликає парникового ефекту (при згорянні виділяється вода, а не вуглекислий газ). Даний вид палива є практично невичерпним. Водень можна одержувати і без застосування вуглецевих джерел, або генерувати із вуглецево нейтральних джерел або з викопного палива з уловлюванням нейтрального двоокису вуглецю. Саме тому використання водню може усунути парниковий ефект від енергетичного сектору. Одержання водню із конвертованого газу є досить поширеним процесом. Цей метод застосовується також на Казенному заводі порошкової металургії в м. Бровари. Схема лінії виробництва водню наведена на рисунку 1.1. Принципова технологічна послідовність процесу отримання водню наступна. Виготовлення водню з конвертованого газу проходить перетворенням конвертованого газу в двоокис вуглецю (СО_2) шляхом конверсії з водяною парою по реакції: СО + Н_2О = СО_2 + Н_2 Конверсія СО прийнята по двоступінчатій схемі: 1 ступінь – на середньотемпературному каталізаторі (СТК); 2 ступінь – на низькотемпературному каталізаторі (НТК). Подача пари перед конвертором І ступеня проходить в дві точки – перед підігрівачем конверторного газу і після нього та підтримується регулятором. Після конвертора СО ΙΙ – ступеня газ із температурою 495 К направляється в скрубер 1. Гарячий конденсат із температурою 343 К поступає на насоси. Насосом конденсат подається на холодильник 2, де охолоджується до температури 313 К. Для повернення газового конденсату в котельню для повторного використання проходить його очистка від розчинених в ньому газів у відпарній колоні 3. Конденсат на очистку поступає у дві точки відпарної колони – у верхню частину холодний конденсат після холодильника 2, в середню частину – гарячий конденсат після збірника газового конденсату. Попадаючи на глуху тарілку, конденсат зливається в кип'ятильник 4, де при температурі 402 К утворюється паро-газоводяна суміш, яка потрапляє під глуху тарілку. При цьому для забезпечення якісної роботи необхідно дотримуватись вказаних температурних режимів. Тому розробка холодильника є важливою задачею для організації ефективної роботи технологічної схеми. Основними вимогами при конструюванні теплообмінного апарата є: забезпечення інтенсивного теплообміну при оптимальних гідравлічних режимах; мала металоємність; надійність у поєднанні з доступністю поверхні теплообміну для механічного очищення від забруднень [2].

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ХОЛОДИЛЬНИКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ

    Теплообмінні апарати є великогабаритним, металоємким, дорогим і наукоємким устаткуванням, що в значній мірі визначає компоновку, ефективність і надійність роботи лінії виробництва водню в цілому. Більшість теплообмінних апаратів в схемі синтезу водню мають кожухотрубну конструкцію. Критеріями оцінки сучасного рівня розробок теплообмінних апаратів з точки зору їх надійності і довговічності прийнято рахувати наступні показники : - встановлений термін служби - не менше 30 років; - міжремонтний період (між капітальними ремонтами) - не менше 50 000 ч.; - середнє напрацювання на відмову - не менше 16 000 ч.; - коефіцієнт готовності - не менше 0,99; - високий ККД. В основу модернізації покладено завдання підвищення ефективності роботи холодильника, за допомогою підвищення ККД , шляхом модернізації холодильника, або підбору апарата іншої конструкції, що дозволить збільшити коефіцієнт теплопередачі і, відповідно, підвищує інтенсивність тепловіддачі [2]. Пластинчасті теплообмінні апарати, як правило, мають наступні переваги (порівняно з кожухотрубними): 1. Вищий (у 3-5 разів) коефіцієнт теплопередачі, що, природно, повинно зумовлювати менші массогабаритні характеристики апаратів. 2. Вищу надійність апаратів. 3. Простоту експлуатації і обслуговування. Нижче представлений аналіз цих чинників, у тому числі з позицій можливості вживання пластинчастих теплообмінних апаратів в схемах. Досягнення високих значень коефіцієнтів теплопередачі в пластинчастих теплообміних апаратах цілком можливо. Це визначається особливостями їх (апаратів) конструкцією, зокрема - малими розмірами каналів (1,5 - 5,0 мм), а також їх профілізацією (гофрируванням), що в сукупності зумовлює високу міру турбулізації теплоносіїв. Але гідравлічні втрати в пластинчастих апаратах, які за даними [3] істотно (у рази) вище, ніж в аналогічних кожухотрубних апаратів. Це цілком природно у вузьких каналах з штучною шорсткістю при високій мірі турбулізації теплоносіїв. Надійність роботи устаткування є в даний час однією з основних вимог як при розробці (проектуванні), так і при його експлуатації (в т.ч. при модернізації устаткування). Пластинчасті апарати, як правило, в порівнянні з кожухотрубними, мають вищу корозійну стійкість, бо виготовляються з корозійностійких матеріалів: неіржавіюча сталь, титан, нікелеві сплави і тому подібне. Між тим відомо [1], що сучасні кожухотрубні теплообмінні апарати, трубні системи яких(в окремих випадках і корпуси) виготовляються з аналогічних матеріалів (сплавів), мають показники надійності що значно перевищують показники надійності апаратів, що раніше виготовляються. Порівнюючи показники надійності пластинчатих і кожухотрубних апаратів необхідно також мати на увазі, що за даними [4] пластинчаті теплообмінники дуже чутливі до гідро- і термоударам, а також до механічних дій із з боку приєднувальних трубопроводів. Кожухотрубні ж апарати сучасних конструкцій цього недоліку не мають. Враховуючи все переваги і недоліки даних апаратів приймаємо, що доцільніше модернізувати даний кожухотрубний холодильник .

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ХОЛОДИЛЬНИКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ

    Теплообмінні апарати є великогабаритним, металоємким, дорогим і наукоємким устаткуванням, що в значній мірі визначає компоновку, ефективність і надійність роботи лінії виробництва водню в цілому. Більшість теплообмінних апаратів в схемі синтезу водню мають кожухотрубну конструкцію. Критеріями оцінки сучасного рівня розробок теплообмінних апаратів з точки зору їх надійності і довговічності прийнято рахувати наступні показники : - встановлений термін служби - не менше 30 років; - міжремонтний період (між капітальними ремонтами) - не менше 50 000 ч.; - середнє напрацювання на відмову - не менше 16 000 ч.; - коефіцієнт готовності - не менше 0,99; -високий ККД [1]. В основу модернізації покладено завдання підвищення ефективності роботи холодильника, за допомогою підвищення ККД , шляхом модернізації холодильника, або підбору апарата іншої конструкції, що дозволить збільшити коефіцієнт теплопередачі і, відповідно, підвищує інтенсивність тепловіддачі [2]. Пластинчасті теплообмінні апарати, як правило, мають наступні переваги (порівняно з кожухотрубними): 1. Вищий (у 3-5 разів) коефіцієнт теплопередачі, що, природно, повинно зумовлювати менші массогабаритні характеристики апаратів. 2. Вищу надійність апаратів. 3. Простоту експлуатації і обслуговування. Нижче представлений аналіз цих чинників, у тому числі з позицій можливості вживання пластинчастих теплообмінних апаратів в схемах. Досягнення високих значень коефіцієнтів теплопередачі в пластинчастих теплообміних апаратах цілком можливо. Це визначається особливостями їх (апаратів) конструкцією, зокрема - малими розмірами каналів (1,5 - 5,0 мм), а також їх профілізацією (гофрируванням), що в сукупності зумовлює високу міру турбулізації теплоносіїв. Але гідравлічні втрати в пластинчастих апаратах, які за даними [2] істотно (у рази) вище, ніж в аналогічних кожухотрубних апаратів. Допустимий тиск у вузьких каналах з штучною шорсткістю при високій мірі турбулізації теплоносіїв. Надійність роботи устаткування є в даний час однією з основних вимог як при розробці (проектуванні), так і при його експлуатації (в т.ч. при модернізації устаткування). Пластинчасті апарати, як правило, в порівнянні з кожухотрубними, мають вищу корозійну стійкість, бо виготовляються з корозійностійких матеріалів: неіржавіюча сталь, титан, нікелеві сплави і тому подібне. Технічна характеристику холодильника : продуктивність по технічній воді 9,49 кг/с; початкова температура технічної води 295 К; кінцева температура технічної води 323 К; тиск технічної води 0,3 МПа; витрата конденсату 8,68 кг/с;початкова температура конденсату 343 К;кінцева температура конденсату313 К;тиск 0,3 МПа, Враховуючи переваги і недоліки даних апаратів, а також технічну характеристику холодильника, приймаємо, що доцільніше модернізувати даний кожухотрубний холодильник .

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ХОЛОДИЛЬНИКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ

    Теплообмінні апарати є великогабаритним, металоємким, дорогим і наукоємким устаткуванням, що в значній мірі визначає компоновку, ефективність і надійність роботи лінії виробництва водню в цілому. Більшість теплообмінних апаратів в схемі синтезу водню мають кожухотрубну конструкцію. Критеріями оцінки сучасного рівня розробок теплообмінних апаратів з точки зору їх надійності і довговічності прийнято рахувати наступні показники : - встановлений термін служби - не менше 30 років; - міжремонтний період (між капітальними ремонтами) - не менше 50 000 год.; - середнє напрацювання на відмову - не менше 16 000 год.; - коефіцієнт готовності - не менше 0,99; -високий ККД [1]. В основу модернізації покладено завдання підвищення ефективності роботи кип’ятильника, за допомогою підвищення ККД, шляхом модернізації конструкції, або підбору апарата іншого типу, що дозволить збільшити коефіцієнт теплопередачі і, відповідно, підвищує інтенсивність тепловіддачі [2]. Умові цього проекту підходить кожухотрубний кип’ятильник з паровим простором з трубним пучком з U- подібних труб чи з плаваючою головкою ГОСТ 14248-79. Ці апарати завжди розташовані горизонтально, гарячий носій рухається по трубному просторі. Виберемо кожухотрубний кип’ятильник з плаваючою головкою, який має менше конструкційних недоліків (апарати з U- подібними трубами мають складність очищення труб та міжтрубного простору, відносно погане заповнення трубами кожуха, неможливість заміни труб окрім труб з краю та складність розміщення труб) порівняно з апаратом з плаваючою головкою. Теплообмінний апарат вибраного типу зображений на рисунку 1. Надійність роботи устаткування є в даний час однією з основних вимог як при розробці (проектуванні), так і при його експлуатації (в т.ч. при модернізації устаткування). Апарат доцільно виконувати зі сталі марки Ст.3. Такій вибір матеріалу зумовлений тим, що речовини хімічно не агресивні, у такому випадку вибирається найбільш доступна сталь. Тиск у апараті також порівняно невеликий, у кожусі 0,2 МПа, а у трубах 0,25 МПа, тому сталь Ст.3 цілком підходить для виготовлення усіх основних елементів та вузлів апарату. Технічна характеристику кип’ятильника : масова витрата конденсату 0,321 кг/с; початкова температура конденсату 399 К; кінцева температура конденсату 402 К; тиск гріючої пари 0,5 МПа.

    Переглянути
  • СТУПІНЬ НЕСТАЦІОНАРНОСТІ ПРОЦЕСІВ ФОРМУВАННЯ РУКАВНИХ ДВОВІСНООРІЄНТОВАНИХ ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВОК

    Ступінь нестаціонарності процесів формування рукавних двовісноорієнтованих полімерних плівок оцінюють числом Дебори. Показано зв’язок числа Дебори й числа Вейссенберга, яке характеризує величину накопиченої високоеластичної деформації.

    Переглянути