НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Погружные теплообменники

Отличительной особенностью теплообменников этого типа является наличие емкости, в которой в объёме жидкости находятся теплообменные трубы. В ёмкости находится охлаждающая или нагреваемая среда, например вода или нефтепродукт соответственно. Теплообменника данного типа применяются в качестве холодильников, конденсаторов-холодильников или подогревателей.

Различаются секционные и змеевиковые погружные теплообменники. Принципиальная схема однопоточного погружного конденсатора-холодильника представлена на рисунке ниже.

Теплообменная поверхность сформирована трубами, которые соединяются посредством сварки или фланцевых пар; переход между трубамию реализован при помощи двойников. Охлаждаемая среда последовательно перемещается по трубам, находящимся в данном горизонтальном ряду, после чего перетекает в трубы следующего ряда и т. д.

При значительном расходе хладагента, чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление, используются коллекторные змеевиковые холодильники (рисунок ниже).

В подобных погружных теплообменниках охлаждаемый поток посредством специального коллектора делится на несколько параллельно протекающих потоков. Более низкое значение гидравлического сопротивления аппарата с коллектором в сравнении с однопоточным теплообменником достигается благодаря снижению скорости потока и протяженности пути.

При применении подобного погружного теплообменника в качестве холодильника-конденсатора, когда в результате полной или частичной конденсации объем среды резко сокращается, можно использовать коллекторные погружные теплообменники с вариативным числом потоков. В начале теплообменника, где перемещаются преимущественно пары, объем которых велик, количество параллельных потоков допустимо может быть более высоким, чем в той части теплообменника, где конденсация паров случилась и происходит снижение температуры конденсата. Подобное устройство эффективно в целях повышения теплового эффекта погружного теплообменника, так как сохраняя первоначальное число потоков по всему их маршруту, скорость течения конденсата в конечной части теплообменника может быть незначительной, а значит, коэффициент теплопередачи в данной части теплообменного аппарата будет невысоким.

Следует учитывать, что некорректный выбор места уменьшения числа потоков по маршруту конденсирующегося потока может стать причиной роста гидравлических сопротивлений, что было зафиксировано на некоторых эксплуатируемых установках.

К отрицательным особенностям погружных теплообменников относится их большие габариты и повышенная металлоёмкость. Кроме того, в ёмкости свободное пространство для прохода хладагента велико, из-за чего скорость течения воды невелика и незначительны коэффициенты теплоотдачи от стенок змеевика к хладагенту.

Подобные погружные теплообменники используются на некоторых действующих нефтеперерабатывающих предприятиях и при проектировании новых установок, как правило, не используются.

Устройства теплообменные внутренние для сосудов и аппаратов

Устройства теплообменные трубчатые из стали, которые работают при внутреннем давлении не превышающем 2,5 МПа, используются для повышения или снижения температуры технологических сред в жидком агрегатном состоянии в емкостных аппаратах теплоносителем с температурой в диапазоне от минус 40 до плюс 380 °С.

В промышленности выпускаются следующие теплообменные устройства для использования в качестве погружных теплообменниках:

• тип 1 - с U-образной конфигурацией для горизонтальных аппаратов:
  • исполнение 1 - с выводом нижнего штуцера через днище;
  • исполнение 2 - с выводом нижнего штуцера через стенку;
• тип 2 - змеевиковые для горизонтальных аппаратов;
• тип 3 - спиральные для вертикальных аппаратов;
• тип 4 - винтовые для вертикальных аппаратов:
  • исполнение 1 - с выводом нижнего штуцера через стенку;
  • исполнение 2 - с выводом нижнего штуцера через днище.