Проект 02
ТЕРМОСИФОННЫЕ РЕБОЙЛЕРЫ УСТАНОВОК НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ.
Оптимизация параметров работы системы «ребойлер — колонна»
Рекомендуется внимательно изучить представленную ниже информацию, так как она имеет ключевое значение для корректного понимания задачи и эффективного планирования последующих шагов в рамках реализации Проекта.
Проект 02
ТЕРМОСИФОННЫЕ РЕБОЙЛЕРЫ УСТАНОВОК НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ.
Оптимизация параметров работы системы «ребойлер — колонна»
Рекомендуется внимательно изучить представленную ниже информацию, так как она имеет ключевое значение для корректного понимания задачи и эффективного планирования последующих шагов в рамках реализации Проекта.
Разработка эффективных систем передачи и трансформации тепловой энергии является одной из важнейших задач при проектировании технологического оборудования. Движущей силой процесса теплообмена в термосифонном ребойлере является разность плотностей рабочих сред при разных температурах. Это значит, что циркуляция происходит естественным путем, без применения насосов или другого дополнительного оборудования. Термосифонные ребойлеры имеют ряд преимуществ:
- наибольшая экономичность для большинства технологических процессов;
- высокий коэффициент теплопередачи;
- относительно малые габариты и масса;
- отсутствие затрат на контур принудительной циркуляции.
При этом имеется ряд ограничений для применения данного оборудования:
- жесткие гидравлические режимы;
- сложность чистки и ремонта;
- не используется при загрязненном теплоносителе.
ЭКСПРЕСС ВОПРОС
Какое оборудование предпочтительнее использовать в качестве термосифонного ребойлера?
Вариант «Б» — Пластинчатый теплообменник.
Пластинчатый теплообменник предназначен для переноса тепла между различными средами. Потоки нагреваемой и охлаждаемой сред движутся в каналах между гофрированными пластинами в перекрестном направлении, причем процесс теплообмена, как правило, идет в противотоке. Каждый ход среды отделен от соседнего разделителем, который направляет поток в соответствующие каналы. Теплопередающей поверхностью служат тонкие штампованные гофрированные пластины. Пластины имеют небольшое термическое сопротивление и, кроме того, обеспечивают турбулентность потоков рабочих сред.
Пластинчатые теплообменные аппараты обладают высокой эффективностью теплопередачи и незначительным гидравлическим сопротивлением. Это ключевые условия обеспечения необходимой движущей силы процесса теплообмена и, соответственно, стабильной работы термосифонного ребойлера.
На снимке «А» представлен кожухотрубчатый теплообменный аппарат, широко применяющийся в нефтегазовой промышленности. Его основными преимуществами являются ремонтопригодность, простота конструкции, широкий диапазон рабочих параметров.
Применение данного типа теплообменников в качестве термосифонных ребойлеров возможно (и реализовывалось ранее на практике), но не оптимально ввиду достаточно значительного гидравлического сопротивления, большей металлоемкости и меньшей эффективности теплопередачи по сравнению с пластинчатыми теплообменниками такой же производительности.
АКТУАЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Термосифонные ребойлеры являются наиболее экономичным типом ребойлеров для большинства технологических процессов, в том числе процессов низкотемпературной ректификации. Однако их применение ограничивается рядом факторов, поскольку гидравлика циркуляционных контуров термосифонных ребойлеров сложна, а методика теплового и гидравлического расчета системы «ребойлер — колонна» для случаев использования термосифонного оборудования недостаточно отработана.
ЧТО НУЖНО ДЕЛАТЬ
Решать Вам, но желательно:
- Систематизировать информацию о процессах проектирования, конструирования, изготовления и эксплуатации теплообменного оборудования, использующегося в качестве термосифонных ребойлеров.
- Определить имеющиеся «узкие» места, ограничивающие эффективность работы системы «ребойлер — колонна».
- Предложить возможные пути решения выявленных проблем — от новых методик расчетов до создания и применения новых конструкционных материалов, новых технологий производства теплообменников.
- Проект должен быть авторским, содержать ссылки на используемые при подготовке материалы и быть пригодным для реализации в современных условиях.
- Проект представить в удобной автору форме.
ИТОГОВЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
- Защита творческого проекта.
- Возможность победить в честной конкурентной борьбе.
- Новые решения, необходимые для развития нефтегазовой отрасли.
- А также: разработанные Вами расчетные модели, технологические карты процессов производства, результаты проведенных практических опытов и теоретических размышлений.
ЧТО ЖДЁТ ПОБЕДИТЕЛЕЙ
- представление результатов Вашей работы на сайте ВУЗа,
- экскурсия на действующий завод СПГ,
- приглашение на производственную практику,
- приглашение на итоговые мероприятия Чемпионата,
- презентация проекта в среде специалистов,
- возможность применения предлагаемых Вами решений в перспективных СПГ-проектах