Проект 01

КРИОГЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
Оптимизация теплообменных процессов

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 01

КРИОГЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
Оптимизация теплообменных процессов

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.

Ключевым оборудованием на заводах сжижения природного газа являются криогенные теплообменники, характеризующиеся следующими особенностями:

  • эксплуатацией при низких рабочих температурах (до минус 162 °С);
  • высокой эффективностью теплообмена при низком температурном перепаде между потоками (около 2-3 °С на холодном конце) для максимального снижения энергопотребления процесса;
  • многопоточностью — отвод тепла от одного (или нескольких) потоков высокого давления к одному или нескольким потокам хладагента низкого давления;
  • вероятностью высоких термических напряжений, возникновения термического удара в связи с большой разностью входных и выходных температур потоков;
  • фазовыми переходами потоков, риском сепарации фаз и нарушения распределения потоков по сечению теплообменника;
  • высоким риском утечек взрывоопасных веществ в атмосферу;
  • высоким риском закупоривания проходного сечения при недостаточной степени очистки от высококипящих компонентов, углекислого газа.

ЭКСПРЕСС ВОПРОС

На каком снимке представлен спиральновитой теплообменный аппарат?

Вариант «Б». Спиральновитой теплообменный аппарат.

Спиральновитой теплообменник – сложное высокотехнологичное оборудование, предназначенное для блоков сжижения и переработки газа.

Внутри спиральновитого теплообменника (СВТО) несколько слоев труб наматываются вокруг центральной трубки — сердечника. Трубки разного размера позволяют работать с различными средами, а их концы приварены к трубным решеткам. Прочная «пружинная» конструкция обеспечивает работу при температурах от -269 до +650 °C и выдерживает большие перепады температур и давления, предотвращая провисание трубного пучка. СВТО идеально подходят для криогенных и высокотемпературных процессов с быстрой сменой условий, особенно в чистых средах, где не требуется механическая очистка.

На снимке А представлен блок пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов. Теплообменники данного типа используются в составе установок низкотемпературной ректификации, сжижения природного газа, на газохимических и химических производствах. Плоские разделительные листы и гофрированные ребра образуют параллельные проточные каналы для различных потоков сред. Для получения двух- или многоходовых аппаратов каналы соединяют между собой различными способами. Теплообменной поверхностью является поверхность разделительных листов между двумя потоками. Соединение разделительных листов с гофрированными листами и перегородками в единый герметичный монолитный пакет осуществляется бесфлюсовой пайкой в вакуумных печах.

АКТУАЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Криогенное теплообменное оборудование является, без преувеличения, «сердцем» технологических линий сжижения природного газа (СПГ). Оптимизация теплообменных процессов позволяет снизить затраты энергии на получение СПГ, обеспечить конкурентные преимущества для новых российских СПГ-проектов.

ЧТО НУЖНО ДЕЛАТЬ

Решать Вам, но желательно:

  • Систематизировать информацию о процессах проектирования, конструирования, изготовления и эксплуатации криогенного теплообменного оборудования.
  • Определить имеющиеся «узкие» места, ограничивающие энергоэффективность оборудования.
  • Предложить возможные пути решения выявленных проблем — от новых методик расчетов до создания и применения новых конструкционных и сварочных 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 производство криогенных теплообменников,
  • интересные и познавательные встречи с разработчиками данного типа оборудования,
  • приглашение на производственную практику,
  • приглашение на итоговые мероприятия Чемпионата,
  • презентация проекта в среде специалистов,
  • возможность применения предлагаемых Вами решений в перспективных СПГ-проектах.