ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Снижение затрат энергии на перекачку нефтепродуктов из "Снижение потребления энергии в процессах переработки нефти" При проведении процессов нефтепереработки при повышенных температурах особенно высокие требования предъявляются, как правило, к системам теплообмена, позволяющим регенерировать тепло, затраченное на достижение необходимых температур, и свести к минимуму затраты на охлаждение продуктов, направляемых на хранение. [c.76] Анализ показал, что рациональная обвязка многих систем теплообмена может существенно интенсифицировать их работу. [c.77] Наиболее существенную роль теплообмен играет на установках АТ и АВТ, блоки теплообмена которых из-за большого количества теплоносителей представляют собой наиболее сложные системы. Рассмотрим на примере такой установки влияние изменения схемы теплообмена на использование тепла нагретых потоков. [c.77] На рис. 48 теплообменный блок установки АТ показан в виде схемы, а на рис. 49-в виде сети, которая дает возможность наглядно представить работу блока. Из рис. 49, а следует, что при такой схеме нефть можно нагреть до 268 °С и снять в холодильниках 50,2 МДж/ч тепла для обеспечения необходимых температур продуктов. На рис. 49, б показана схема этого же теплообменного блока после реконструкции. Поверхность теплообмена не изменена, а температура подогрева нефти повышена до 282 °С соответственно на 22,4 МДж/ч сокращена нагрузка на холодильники. Холодильник Х-3 исключен. Таким образом, только в результате переобвязки существующих теплообменных аппаратов можно снизить энергопотребление установки АТ на 10-15% (нагрузка на печь уменьшена на 13,8%). [c.77] Для оптимизации существующих систем теплообмена действующих установок и объединения теплообменных блоков проектируемых установок разработан пакет прикладных программ, позволяющий решать эту задачу на ЭВМ [32]. Для его реализации требуются данные для расчета физических свойств потоков задание на расчет отдельных аппаратов схемы варианты типоразмеров и параметры конструкции аппаратов сведения о технологических потоках. [c.77] Принимаемые на каждом этапе синтеза решения могут оказаться неоднозначными пары потоков, выбранные по правилам Лий, могут не совпадать для каждой пары потоков возможно применение аппаратов нескольких типоразмеров. Для нахождения оптимального решения реализуют алгоритм оценки, сущность которого сводится к следующему для каждого возможного решения синтез схемы проводят вплоть до достижения нагреваемыми потоками требуемых начальных температур, при этом пары взаимодействующих потоков выбирают только по правилу А, а в качестве типоразмера выбирают приоритетный вариант (наиболее целесообразный, по мнению разработчика схемы, типоразмер аппарата является приоритетным и задается первым среди прочих при подготовке исходных данных). [c.79] Критерии, полученные для каждого возможного решения, сравнивают, после чего выбирают оптимальное решение, соответствующее минимальному критерию. Процедуру нахождения оптимального решения повторяют на каждом шаге синтеза до достижения требуемых температур потоков. [c.79] С помощью описанного алгоритма разработаны рекомендации по реконструкции блоков теплообмена нескольких промышленных установок. Однако при использовании данного алгоритма в расчетах теплообменников не учитывается изменение агрегатного состояния нефти при нагревании. Поэтому конечная температура нефти является условной, рассчитанной без учета доли отгона в теплообменном блоке. [c.79] Описанные методы дают возможность оптимизировать с применением ЭВМ многопоточные системы теплообмена, в которых число вариантов обвязки достигает огромных значений. Для однопоточных систем теплообмена разработан метод [34], базирующийся на графоаналитическом подходе. Применение его рассмотрим на примере разработки теплообменного блока для установки АТ, схема которой показана на рис. 51. Исходные данные для расчета приведены в табл. 13. Расчет ведут в следующем порядке. [c.80] Затем выбирают конкретный теплообменник в зависимости от вязкости или линейной скорости потоков, которые должны быть в пределах 1-2 м/с определяют необходимую поверхность теплообмена из y JЮ-вия, что теплонапряженность теплообменной поверхности должна быть не ниже теплонапряженности, достигаемой в конвекционной части печи или воздушных холодильниках, т. е. не ниже 41 900 кДж/(м ч) рассчитывают количество тепла в выбранном теплообменнике. При этом обычно принятое количество тепла и рассчитанное по формуле не совпадают. Тогда принимают промежуточное количество тепла между принятым и рассчитанным и повторяют расчет в прежней последовательности до совпадения принятою и расчетного значений. [c.83] Таким путем расчет доводят до первого по ходу сырья теплообменника. Если абсциссы точек начала нагрева сырья и окончания охлаждения горячего потока совпадают или близки, то указанная в первом приближении в начале расчета конечная температура нагрева сырья выбрана верно. В противном случае ею задаются вновь и производят пересче потоков во втором и т. д. приближении до получения совпадающих результатов. [c.83] Следовательно, при построении системы теплообмена видно количество тепла, приобретаемого сырьем в каждом теплообменнике. [c.83] Как видно из рис. 53, очистка поверхности позволяет постоянно регенерировать тепло нагретых потоков с высокой эффективностью. [c.84] Энергетические затраты на перекачку нефтепродуктов составляют от 10% для установок АВТ до 15% для установок каталитического риформинга и гидроочистки. С целью снижения этих затрат разработаны алгоритмы и программы для расчета и оптимизации на ЭВМ важнейших параметров транспортных трубопроводов [35]. Так, программа BPDJM позволяет определить оптимальные диаметры трубопроводов и параметры нагнетательных машин с учетом капитальных затрат на трубы, арматуру, теплоизоляцию, опоры, нагнетательные машины, расходов на электроэнергию, амортизацию и текущий ремонт. Программа BPJZ3M дает возможность выбрать материал теплоизоляции, рассчитать ее толщину, объем и поверхность, выбрать размеры обогревающих спутников для трубопроводов с высокозастывающими или высоковязкими продуктами и определить расход теплоносителя (пара или горячей воды) через них. [c.84] Такие расчеты позволяют определить точно гидравлическое сопротивление трубопроводов, обвязок насосов, компрессоров и аппаратов, местные сопротивления, их взаимное влияние друг на друга и зависимость от расстановки аппаратов и трасс трубопроводов. В частности, выявлено, что установка диафрагмы в нагнетательном трубопроводе поршневого компрессора не только не увеличивает его гидравлическое сопротивление, но даже уменьшает, так как происходит гашение пульсации потока. [c.84] Значительный резерв экономии энергии на перекачку заключается в тщательном выборе насосов, их напора и производительности. Обычно насосы выбирают с запасом по названным параметрам. Поэтому при эксплуатации прибегают к дросселированию давления, что обусловливает непроизводительный расход энергии на привод насоса. Как видно из рис. 54, расход электроэнергии на перекачку нефтепродукта насосом, выбранным с запасом по производительности, увеличивается на 10%. [c.84] Требуемый напор-30 м (точка I), выбранный насос создает напор 33 м (точка 2). При полностью открытой выкидной задвижке рабочей будет точка 3. Потребляемая мощность в этих точках составит 177, 195 и 236 кВт соответственно. [c.85] Доведение размеров рабочих колес насосов до оптимальных значений позволяет уменьшить расход электроэнергии на 10-20%. [c.85] Снижению затрат электроэнергии на перекачку нефтепродуктов способствует создание благоприятной гидравлической обстановки в трубопроводе - устранение вибраций и пульсаций путем изменения конфигурации трубопровода, крепления его подвижными и неподвижными опорами, применения гасящих емкостей, оптимизации диаметров трубопроводов и т.д. [c.85] Изменение скорости вращения двигателя позволяет существенно снизить расход энергии на привод насоса. [c.86] Вернуться к основной статье