Теплообменник труба в трубе

   Ведение

1.Принцип работы аппарата  и конструкция

2.Выбор конструкционных  материалов для деталей и элементов  аппарата

3.Техническая обслуживания и ремонт аппарата

4.Промышленная безопасность

5.Охрана труда

6.Зашита окружающи среды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                 Ведение

ТОО "АтырауНефтеМаш" является уникальным предприятием в Республике Казахстан,которое специализируется на производстве оборудования для строительства и ремонта скважин, переработки, добычи и сбора нефти и теплоэнергетического оборудования востребованного в нефтяной отрасли.

Предприятие имеет свыше 90 лет истории становления и развития в машиностроительной отрасли страны.

В начале 20 века, после установления в г. Гурьеве советской власти в конце 1918 года для обслуживания водного и железнодорожного транспорта была создана механическая мастерская, с которой начинается история машиностроительного завода ТОО «АтырауНефтеМаш».

На данной площади размещены: 
1) административное здание; 
2) общежитие на 50 мест и столовая; 
3) технический узел площадью 430 м² (котельная, участок РСУ, ЭМУ); 
4) заготовительное отделение, площадью 750 м², два пролета, оснащенные 2 кран-балками грузоподъемностью по 5 тонн с установленным оборудованием: 
- ленточноотрезной станок МП6-1920-00, наиб. Ø разрезаемого материала -400 мм – 2 шт; 
- станок плазменной резки Ванад с ЧПУ – максимальная толщина вырезаемых деталей – 24 мм; 
5) сварочно-монтажный цех площадью 7000 м², три пролета, с мостовыми кранами грузоподъемностью 50 и 16 (2 крана) тонн с установленным оборудованием:

1 пролет: - токарно-винторезные  станки (максимально обрабатываемый  диаметр 1600 мм. макс. длина – 3800 мм., макс. масса – 10000 кг.)

2 пролет: ножницы гильотинные кривошипные;

- пресс листогибочный  гидравлический

6) складское помещение 810 м²; 
7) железнодорожный тупик с двумя ветками по 150 метров каждая и грузоподъемным краном 30 тонн;

 

 

 

 

 

   

С 2008 года велось строительство механосборочного цеха площадью 3654 м², грузоподъемностью 5 т. Срок окончания строительства – декабрь 2010г. 
В течение 2010 года выполнено строительство транспортного цеха площадью 1200 м².

Максимальные размеры изготавливаемых металлоконструкций и единичных монтажных блоков выпускаемого оборудования: 15х4х4 м, вес 50 тн. Для выполнения монтажных работ завод имеет тягачи и трал грузоподъёмностью 30 и 60 тонн и автокраны грузоподъёмностью 20 и 63 тонны. Так же имеется специализированный автомобиль автономной сварочно-монтажной бригады оснащённый краном манипулятором, дизель генератором, сварочным и всем необходимым вспомогательным оборудованием, в том числе и окрасочным фирмы GRACO.

Завод специализируется на производстве: 
- печей подогрева нефти промысловых и трубчатых; 
- емкостного и сепарационного оборудования; 
- теплообменного оборудования; 
- элементов трубопроводов; 
- факельного оборудования; 
- групповых замерных установок для учета дебита добывающих скважин для высоковязкой, тяжелой нефти; 
- блоков гребенок БГ-5СМ, БГ-8СМ; 
- блочно-модульных насосных станций перекачивания нефти; 
- котлов отопительных водогрейных ВКО/АНМ;  
-системы автоматического пожаротушения САП/ППНП-АНМ-3; 
- теплогенераторов для нагрева воздуха модельного ряда ГНВТ, мощностью 80, 120, 150, 200, 250, 320 кВт, на газовом топливе; 
- блочно-модульных котельных установок; 
- станков-качалок типа СКД; 
- капремонте редукторов станков-качалок и нефтепромыслового оборудования; 
- изготовлении металлоконструкций.

Основными заказчиками предприятия являются нефтяные компании: ТОО «ТенгизШеврОйл», ТОО «ПетроКазахстан», ТОО "ЖигермунайСервис", ТОО "АРНАОЙЛ", ЗАО СП "МАТИН", ТОО "ЗАМАНЭНЕРГО", АО "АНАКО", ЗАО СП "СазанКурак", ТОО "КазахТуркМунай", ТОО "ГЮРАЛ", АО "КаспийНефть", ЗАО "АтырауМунай", ОАО "КаражанбасМунай", АО "КазтрансОйл".

Предприятие возглавляет команда энергичных и опытных руководителей, проработавшие в крупных промышленных предприятиях Казахстана, России и получившие бесценный опыт работы в машиностроительной отрасли.

 

 

 

 

1.Принцип работы  аппарата и конструкция.

Теплообменники труба в трубе предназначаются для обеспечения нагрева или охлаждения (в зависимости от расположения теплообменника) теплоносителя в системах отопления, а также – в промышленных системах. Теплообменные устройства подобного типа используются также в нефтегазовой, химической и других отраслях.

В данном материале мы попробуем рассмотреть конструкцию теплообменников данного типа, а также – осветить, как производится расчет теплообменника труба в трубе.

Теплообменники типа «труба в трубе»

Общие сведения о теплообменниках

Теплообменные аппараты (также их называют теплообменниками) используют для обеспечения обмена теплотой между двумя теплоносителями. При этом один теплоноситель нагревается, а второй, соответственно, охлаждается.

В зависимости от назначения, теплообменники на тепловых трубах разделяют на:

Нагреватели

Холодильники

По способу теплопередачи теплообменники разделяют на:

Поверхностные – теплоносители в них разделены стенкой, через поверхность которой и происходит теплообмен

Регенеративные – процесс теплопередачи разделяется на два периода, и происходит при попеременном нагревании-охлаждении специальной насадки

Смесительные – теплообмен в таких устройствах происходит при непосредственном контакте и перемешивании теплоносителей.

Конструкция теплообменника труба в трубе

Теплообменники типа труба в трубе относятся к тепловым аппаратам поверхностного типа.

Как устроен теплообменник типа труба в трубе?

Конструкция его довольно проста:

Чаще всего такой теплообменник состоит из нескольких звеньев, расположенных друг над другом и соединенных между собой. Чертеж теплообменника труба в трубе приводится ниже.

Схема теплообменника

Каждое звено такого теплообменника представляет собой конструкцию из вставленных друг в друга труб, между которыми и происходит теплообмен.

Наружная труба имеет больший диаметр и соединена с наружными трубами других звеньев, проложенные внутри нее трубы меньшего диаметра также последовательно соединяются между собой.

Обратите внимание!

Чтобы обеспечить возможность очистки теплообменника, необходимо соединения всех труб делать разъемными.

Чаще всего  для соединения внутренних труб применяются съемные калачи.

Небольшое поперечное сечение теплообменника позволят добиться высокой скорости движения теплоносителя в трубах, и в межтрубном пространстве.

Если теплообмена требует значительное количество теплоносителя, в конструкцию теплообменника включается несколько секций, которые объединяются между собой общими коллекторами.

Преимущества теплообменников «труба в трубе»

Несмотря на простоту конструкции труба в трубе теплообменники такого типа являются достаточно популярными.

Обусловлено это прежде всего очевидными преимуществами таких теплообменных устройств:

Во-первых, теплообменники, сконструированные по принципу «труба в трубе» позволяют обеспечить оптимальную скорость движения теплоносителя путем подборатруб водопровода соответствующего диаметра

Во-вторых, подобные теплообменники достаточно просты в изготовлении и уходе. Чистка таких теплообменников также достаточно несложна, что обеспечивает существенное продление срока и службы.

Кроме того, теплообменники «труба в трубе» обладают достаточной универсальностью: в качестве теплоносителя в такой системе может выступать не только жидкость, но и пар.

Недостатки теплообменников «труба в трубе»

К недостаткам теплообменников труба в трубе относятся:

Значительные габариты

Высокая стоимость (наружные трубы, не участвующие в теплообмене, а также — трубы для грунтового теплообменника, если таковые включаются в общую конструкцию, стоят довольно дорого)

Сложность в проектировке (расчет теплообменника труба в труба будет описан ниже)

Впрочем, данные недостатки уравновешиваются указанными выше достоинствами, потому такие теплообменники достаточно широко используются.

2.Выбор конструкционных материалов для деталей и элементов аппарата

   Проектировка  теплообменников труба в трубе

Расчет труба в трубе теплообменника включает в себя выбор материала для его изготовления, а также – определение ключевых параметров конструкции.

Ниже мы рассмотрим основные моменты, связанные с проектировкой теплообменников данного типа, однако следует отметить, что целесообразно доверить выполнение расчетных работ профессионалам в области теплотехники.

Принимая во внимание коррозионную активность ряда теплоносителей, а также – необходимость в обеспечении максимально длительного срока службы теплообменника, чаще всего для изготовления основных его элементов используют нержавеющую сталь (трубы стальные для отопления). Возможно изготовление теплообменника и из  другого материала, однако в этом случае необходим тщательный анализ условий его использования.

Что же касается расчетов габаритов основных элементов теплообменника труба в трубе, то здесь учитываются такие величины:

• Средняя разность температур теплоносителя
• Тепловая нагрузка аппарата
• Коэффициент теплоотдачи от стенки теплообменника к раствору
• Тепловое сопротивление стенки теплообменника
• Коэффициент теплопередачи
• Расчетная поверхность теплообмена
• Кроме теплотехнических характеристик, проводя расчет теплообменника трубе в трубе, обязательно вычисляются гидравлические характеристики системы, а также – проводится конструкционный расчет для выяснения механической нагрузки на трубы металлические для отопления теплообменника.
• Таблица коэффициентов теплообмена
• Ниже приводится таблица коэффициентов теплообмена труб для теплообменника «труба в трубе» с различными рабочими средами. Данные из этой таблицы вы можете использовать, проводя самостоятельны расчет теплообменной системы.

Тип теплообменника	Рабочая среда	Коэффициент теплообмена, Вт/м2К
Труба в трубе	Газ внутри и снаружи трубы (атмосферное давление)	5 — 35
	Газ внутри и снаружи трубы (высокое давление)	150 — 500
	Жидкость снаружи /внутри и газ внутри /снаружи(атмосферное давление)	15 — 70
	Газ внутри (высокое давление) — жидкость снаружи труб.	200 — 400
	Жидкости внутри/снаружи труб.	150 — 1200
	Пар снаружи/ жидкость внутри труб.	300 — 1200

 

 

• Благодаря несложной конструкции типа труба в трубе теплообменник подобного типа может использоваться очень широко. И если вас не пугают его значительные габариты, то конструкция «труба в трубе» — это отличный вариант!

3.Техническое обслуживания и ремонт аппарата

Наиболее распространенными последствиями отказов теплообменных аппаратов ПТУ являются отключение турбины, ограничение отпуска теплоты, снижение коэффициента готовности оборудования, снижение экономичности турбоустановки и, как следствие, увеличение удельных расходов топлива. В связи с этим большое значение имеет оперативное устранение неисправностей аппаратов и профилактика отказов, которые производятся в системе технического обслуживания и ремонта.Способность оборудования к эффективной работе в соответствии с требованиями нормативно-технической документации в течение всего срока эксплуатации зависит от качества технического обслуживания и ремонта по каждому узлу оборудования.

Приведем определения некоторых понятий, используемых в настоящей главе

.Система технического обслуживания и ремонта оборудования —совокупность взаимосвязанных элементов, документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества оборудования станций и сетей, входящего в эту систему.Техническое обслуживание—комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании его по назначению, ожидании, хранении и транспортировке (ГОСТ 18322―78).

Ремонт—комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их составных частей (ГОСТ 18322―78).

Ремонтопригодность—свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта .

Техническое обслуживание и ремонт предусматривают выполнение комплекса работ, направленных на обеспечение исправного состояния оборудования, надежной и экономичной его эксплуатации, проводимых с определенной периодичностью и последовательностью при оптимальных трудовых и материальных затратах.

Модернизация действующего оборудования (модернизация)—изменение конструкции действующего оборудования, обеспечивающее улучшение его показателей назначения, повышение надежности, уменьшение энергетических, материальных затрат и трудовых ресурсов при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте, а также возможности применения при эксплуатации более дешевых (недефицитных) видов топлива, сырья, материалов.

К основным видам работ, которые проводятся на станциях для восстановления работоспособности теплообменных аппаратов, относятся очистка и антикоррозионная обработка трубных досок и водяных камер; очистка внутренней и наружной поверхностей теплообменных трубок; восстановление герметичности соединений трубок с трубными досками; заглушка вышедших из строя трубок, а также их замена при капитальных ремонтах аппаратов. Ресурс между капитальными ремонтами должен быть не менее 40 000 ч.