8.3.4. Аппараты воздушного охлаждения
Для охлаждения нефтепродуктов и их паров с целью конденсации, целесообразно применять холодильники-конденсаторы, в которых в качестве охлаждающего агента используется воздух – аппараты воздушного охлаждения (АВО). Поверхность теплообмена АВО достигает: внутренней поверхностей труб – 1200 м2, наружных поверхностей труб (по оребрению) – 25000 м2.
Предусматривается выпуск разнообразных конструкций аппаратов воздушного охлаждения (АВО), но по принципу своего устройства они могут быть сведены к двум разновидностям, показанным на рис. 8.3.11, – с горизонтальным (АВГ) и зигзагообразным (АВЗ) расположением пучков трубок. Отличие их в том, что у первых секции пучков труб располагаются горизонтально, а у АВЗ – под углом 60° друг к другу, что позволяет при тех же габаритах аппарата обеспечить большую поверхность охлаждения.
Трубки, из которых состоят секции пучков, оребрены снаружи (рис. 8.3.9) для того, чтобы компенсировать низкий коэффициент теплоотдачи от наружной стенки трубок к воздуху за счет увеличения поверхности теплоотдачи.
Секции устанавливают на опорах и соединяют друг с другом переточными двойниками. Под секциями трубок в кожухе 6 устанавливают осевой вентилятор 2, перегоняющий воздух через трубные пучки. Для снижения температуры воздуха в летнее время над вентилятором некоторых АВО предусмотрен впрыск распылённой свежей воды, увлажняющей нагнетаемый воздух и повышающей коэффициент теплоотдачи. Над секциями трубных пучков устанавливают жалюзи, которые позволяют регулировать количество пропускаемого через пучки воздуха и соответственно интенсивность охлаждения. Интенсивность охлаждения при сезонных колебаниях температуры осуществляют изменением частоты вращения и угла наклона лопастей вентилятора.
Все модификации аппаратов АВГ и АВЗ используют для конденсации паров и охлаждения нефтепродуктов с вязкостью на выходе из аппарата не более 50 мм2/с. Для более вязких продуктов (мазуты, масла, вакуумные газойли) выпускаются соответствующие модификации аппаратов:
АВГ-В – для вязких продуктов (с вязкостью не более 200 мм2/с), с тихоходными электродвигателями вентиляторов и с подогревом охлаждающего воздуха;
АВГ-ВВП – для охлаждения высоковязких нефтепродуктов (гудрон, битум, крекинг-остаток).
Рис. 8.3.11. Аппараты воздушного охлаждения с горизонтальным (а) и зигзагообразным (б) расположением пакетов труб:
1 – трубные секции; 2 – рабочее колесо (лопасти) вентилятора; 3 – электродвигатель; 4 – коллекторы впрыска очищенной воды; 5 – жалюзи; 6 – направляющие кожухи; 7 – опоры
8.4. Эксплуатация теплообменных аппаратов
Теплообменники, конденсаторы и холодильники составляют одну из важных групп оборудования технологических установок нефте- газоперерабатывающих заводов и занимают значительную часть их площади. Обслуживание их заключается в систематическом внешнем осмотре (на наличие течей), контроле работы электродвигателей АВО и соответствующих температур и давлений по приборам, которыми снабжена схема теплообменников и конденсаторов-холодильников.
От работы последних, в частности, существенно зависит нормальная работа ректификационных колонн, поскольку при неполной конденсации паров начинает расти давление в колонне и меняется ее температурный режим. Поэтому если давление в колонне начинает повышаться, в первую очередь изменяют режим конденсации паров: увеличивают расход воздуха через АВО и подают свежую воду на впрыск в поток воздуха. Если эти меры исчерпаны, а давление продолжает расти, то это свидетельствует о забивке трубок АВО отложениями и необходимости их очистки или замены. Для этого отключают поочередно отдельные части конденсатора по парам и производят соответствующие работы (очистку или замену секций).
В кожухотрубчатых холодильниках, используемых для конденсации и охлаждения паров легких углеводородов (колонна стабилизации) забивке подвержены трубки пучка изнутри (илом, накипью и механическими примесями, которые несет вода), и в результате значительная часть трубного пучка такого холодильника окажется закупоренной отложениями. Это настолько снижает теплоотдачу, что трубный пучок извлекается из кожуха для прочистки трубок или полностью заменяется новым.
В теплообменниках, где нагревается нефть, отложения в трубках могут быть обусловлены присутствием высокосмолистых веществ нефти и содержащихся в ней механических примесей. О загрязнении трубного пучка судят по снижению температуры нагрева нефти поводу ее в теплообменниках.