ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппараты установок с кипящим (псевдоожиженным) слоем пылевидного катализатора из "Эксплуатация оборудования нефтеперерабатывающих заводов" Классификация аппаратов. Значительная часть теплообменников, эксплуатируемых в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, относится к группе кожухотрубных. Эти теплообменники состоят из цилиндрического кожуха и помещенного в нем трубного пучка, но отличаются один от другого различным конструктивным оформлением, что обусловливается режимом их работы, характером и скоростями движения теплообменивающихся потоков, необходимыми поверхностями теплообмена, пространственным расположением по отношению к другим аппаратам установки и др. [c.159] ТУ — с одной трубной решеткой пучка, свободный конец которого образуется U-образно гнутыми теплообменными трубами. [c.159] Очень редко встречаются и другие конструкции (например, с сальниковой компенсацией температурных деформаций труб или с трубным пучком, где каждая труба собрана по винтовой линии), но они неудобны в эксплуатации, поэтому по мере возможности их следует заменять на типовые. [c.159] Крепление труб в трубных решетках. Общей конструктивной особенностью для всех кожухотрубных теплообменников, оказывающей существенное влияние на эксплуатационные особенности аппаратов, является закрепление труб в трубных решетках. Способ крепления должен быть таким, чтобы обеспечить прочность и плотность соединения с учетом работы в условиях больших температурных колебаний. При изготовлении аппаратов способ крепления труб выбирает завод-изготовитель, а в процессе эксплуатации, если необходимо заменять дефектные трубы, способ их крепления определяют для каждого аппарата в отдельности, но чаще всего стараются конструктивное решение завода не изменять. [c.159] На рис. 1У-2 приведены схемы крепления труб путем развальцовки в монометаллической и биметаллической решетках. В гнездах трубной решетки сделано по две выточки-канавки, которые заполняются в процессе развальцовки металлом трубы и обеспечивают прочность соединения. В особых случаях, когда теплообменники работают при высоких температурах и давлениях, число канавок должно быть больше. [c.160] Концы труб в процессе развальцовки отбортовыва-ют, для чего при сборке их выставляют над поверхностью решетки на длину, равную толщине стенок труб. Состояние отбортованного конца во многом определяет прочность и плотность соединения нельзя допускать к эксплуатации трубу с разорванным в процессе отбортовки концом. [c.160] Качество развальцовки оценивают визуально по развальцованной поверхности, которая должна быть равномерно деформирована, и по результатам замеров внутреннего диаметра развальцованного конца трубы, который необходимо увеличить по сравнению с исходным значением на 15—30% от толщины стенки трубы. [c.160] На рис. 1У-3 показаны схемы крепления труб в трубных решетках посредством сварки. Сварное крепление давно применяют в теплообменниках жестких конструкций. Иногда сварку комбинируют с развальцовкой. На рис. 1У-3, в приведен случай, когда для улучшения условий сварки толщину свариваемого участка решетки уменьшают неглубокими выточками вокруг ее развальцовочных гнезд. Использование сварки для всех конструкций ограничивается тем, что очень часто решетки и трубы изготовлены из плохо свариваемых металлов. [c.160] Трубы располагают на решетках по вершинам квадратов или равносторонних треугольников. В последнем случае поверхность труб на 10% больше, чем при размещении их по вершинам прямоугольников, что предпочтительнее. Однако наружную поверхность легче очищать при расположении труб по вершинам треугольников. [c.161] К теплообменникам жесткой конструкции относятся аппараты типов ТН и ТЛ, трубные решетки которых жестко соединены с корпусами и не имеют самостоятельной компенсации температурных деформаций. Благодаря простоте конструкции эти теплообменники при одинаковом весе обладают большей поверхностью теплообмена, чем другие кожухотрубные аппараты. Вместе с тем основной недостаток жестких теплообменников — плохая восприимчивость к температурным напряжениям — ограничивает их применение. Другим недостатком является невозможность механической чистки внутренних поверхностей корпусов и наружных поверхностей труб аппаратов от грязи. Замена вышедших из строя труб — весьма кропотливая операция, которая в ряде случаев во-обш,е не представляется возможной. Затруднено и наблюдение за состоянием внутренних перегородок, служащих для удлинения пути движения жидкости в межтрубном пространстве. [c.162] Жесткие теплообменники обычно имеют малую длину, чтобы разность абсолютных удлинений не превышала допускаемых величин. В этих условиях процесс теплообмена можно интенсифицировать, увеличивая число поперечных перегородок в корпусе данного аппарата и число ходов потока, движущегося в трубах. [c.162] Поперечные перегородки способствуют удлинению пути газа или жидкости в межтрубном пространстве. Направление движения среды обеспечивается соответствующими формами этих перегородок, однако их число ограничено трудностью сборки аппарата. Легче удлинить путь среды в межтрубном пространстве, для чего в крышках размещают необходимое число перегородок. [c.162] Температурные напряжения. Усилия, возникающие в корпусе и трубах жесткого теплообменника под действием температурных деформаций, зависят от разности температур стенок труб и корпуса, материала, из которого они изготовлены, а также от их поперечных сечений. Так как крепление корпуса и труб жесткое, они будут подвержены одинаковым по величине и противоположным по направлению усилиям. [c.162] Необходимо помнить, что наибольшие температурные усилия трубы и корпус данного теплообменника испытывают при максимальной абсолютной разности между температурами их стенок. Это может происходить при пуске и остановке аппарата, если теплообмениваюш,иеся среды поступают в него не одновременно. Поэтому компенсируюш,ие свойства жестких теплообменников определяют для самых тяжелых условий их работы в момент пуска или учитывая возможные колебания температур потоков при эксплуатации. Для указанных теплообменников желательно предусмотреть специальный режим в технологической схеме, исключающий хотя бы кратковременную их работу в условиях, отличных от предписанных. [c.163] На практике наблюдаются случаи, когда герметичность теплообменников жесткой конструкции нарушается при эксплуатации их в заданных пределах температур потоков в межтрубном пространстве и в трубах. Особенно часто такие неполадки происходят в теплообменниках с большим числом ходов по трубному пространству и с значительным изменением температуры среды в одном аппарате. Причина этого заключается в том, что вследствие большого изменения температуры по ходу потоков деформации всех труб и кожуха неравномерны. [c.163] Если принять для металла труб и корпуса теплообменника а= = 11,5- 10 и = 2,1 10 , то при разности температур между стенками ГС величина а=12,1 кгс1см . [c.163] Теплообменник необходимо проверять на суммарное напряжение от температурного усилия (растягивающего или сжимающего) и внутреннего давления (только растягивающего). По суммарному напряжению судят о прочности всей конструкции, включая соединения труб с трубными рещетками. Когда в процессе эксплуатации появляется необходимость в существенном изменении параметров работы аппарата, следует выполнить подробный проверочный расчет по формулам, приведенным в литературе . [c.164] При разности между температурами стенок корпуса и труб выше 40°С температурные напряжения в них настолько возрастают, что применение теплообменника без компенсации становится невозможным. В таких случаях корпус аппарата снабжают линзовыми компенсаторами, которые воспринимают деформации. Компенсирующая способность корпуса определяется числом и размерами компенсаторов на нем. Как правило, линзовые компенсаторы устанавливают на корпусах малых диаметров, работающих при не очень высоких давлениях, иначе линзы должны быть толстостенными, что уменьшает их компенсирующую способность. [c.164] Особенность эксплуатации. В нефтепереработке теплообменники жесткой конструкции применяют чаще всего для охлаждения сжатых газов и потоков с высокими энтальпиями, но не высокими температурами. [c.164] Пуск конденсатора следует начинать с подачи некоторого количества воды в трубное пространство. В дальнейшем, по мере поступления пропана в корпус аппарата, расход воды увеличивают до тех пор, пока температура отводимого пропана не снизится до значения, установленного технологической картой. [c.164] Вернуться к основной статье