автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Использование тепловых ВЭР нефтеперерабатывающих предприятий для обогрева продуктопроводов

3-1

киевский ордена трудового красного знамени инженерно - строительный институт

на правах рукописи

богомолов сергея петрович

использование тепловых вэр нефтеперерабатывающих предприятия для обогрева продуктопроводов

03.23.03. - теплоснабжение, газоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха и освещение

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата "технических наук

КИЕВ - 1Й91 г.

Работа выполнена в Харьковском гнаэнеино-строительном

_институте _

Научный руководитель: заслуяввшй деятель науки и техники УССР доктор технически* иаук. дра^ессор КОЛОБКОВ П.С._

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор _ИВАНОВ В.В.._

_шшпот тенздтеош.нздк. додэнт_

_______гягщрко _;_

Ведущая организация: институт "ГрозгшгронеФтехям"

Защита состоится щ 08 <* января 199 ^ года в час,

на заседании специализированного совета К.068.05.08_

Киевского отдана Трудового Красного Знамени шшэнерно-строител! B°VQ ЗДСГРТУха:_252037. Киев. Воздтао&лотскиЙ проспект, 31

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке . Киевского инжанерно-отроутельного института

Автореферат разослан ■ Об ■ 1991 г.

Учаний секретарь Специализированного

/

совета K.068.05.0Ö, «// /

к.т.н., додеяг '^-уп t -_Накорчввская В.Ф.

з

. -лш. • | ОВДЛЯ 1АРАШРЙСГШ РАБОТУ

Актуальность гпюблемя. Рост нефтодарерабатцвапаей про-мшшнности, дальнейшее углубление процессов го ре работки я увеличение объемов производства, выпуск новых видов нефтехн-мичеохоЯ

продукции обуславливают устойчивую тенденции повышения энергоемкости отрасли. Процессы нефтепереработки сопровождается значительным выходом тепловых вторичных энергетических ресурсов (ТВВР), полное использование которых вюяэт обеспечить до 70...ВО % обивЗ лотрвбнооти отрасли в тепловой аззргин. Основными потерями теплоты на гофтеперерабятаважщях заводах (ЕГО) являются потеря при охлахданяи а конденсации товарных и прсмэхуточвдх нефтепродуктов, ооставляягиэ 35...60 % от общего количества подведенной теплота. Совроиенши методы кспользования сбросной теплоты нефтепродуктов а технологическая цикле установок при всех своих положительных качествах услохняют технологи"), трвбуот значительных капитальных затрат ори низкой степени утилизация ТВЭР. Использование геолога, вефтепродуктов цея теплосвайвнзя залах районов города эагрудавво вследствие значительной удаленности потребителей теплоты. Осуществима зпоообоя использоваата ТВЭР является попутный обогрев технологических трубопроводов, однако пргменяемае конструкции обогре-заемых продуктегрезодов и методы их теплового расчета ве отвэ-1аот задаче вешиьзоваяня яизкопотвнциальной вторичной теплоты, «о обуславливает необходимость проведения соответствующих исследований.

ЦалЬю работа является исследование различных конструкций эбогреваешх яефтепродуктопроводов и разработка, оптимальной три аффективном использовании низкокотенциальной вторичной геплоун.

Научная новизна состоят в внявлашш в всестороннем ис следовании характера теплопередачи в различных конструкцию о ¿огревавшие продукгопроаодов и в получении графических в еаширичвехнх зависимостей, ошкшваодах данные процессы.

Практическая пенносуь работа заключается в разработка оптишдъпой конструкции аффективного обогроза нэфтепродуктс проводрэ, оаоооба ее наготовлена« в нсвоД штодаки тошшм расчет разработанной конструкции.

Рааяйззпш'и ЫМякгатаость габотн. Розультаты поелда ванай в разработок выздрэкн на Гроаыанскои шфтэшрврабааш вдвм завода шиш Д.Ша$еш>ва (ПСГГрознэфгэоргспЕтоз*) о esc шгчэскзд &ф$октш 31 тао.ру<3. в год. ЭковошчэегзЗ айэк» с шгруоиого вшдрезая ш ГНПЗ ем. Д.Иорипова сцзщтаатся & I, шш.руб. (а ценах IS20 года). Результата швлвдогавай еопы аувтея пЕотитугш Трозпшронефтехид" при проектировании ас к-з^топарорайатьтаггзтт установок.

Стотрттоа роДотн. Дассертацал оостшт па ВБэдэнаа, чз pes глав, заключения, опаска литературы в пралогэнай.

Апробация. Материала работы доклэддеалгоь ва:

- Всесоюзной научно-щшетичаceqs ионферэшда "Проблэаа л кореннл НГП в оовврвенвтвоваыю управления отраалвмз жшзче кого комплекса", в г.Волжский, 1583г.;

- ХХШ каучно-тежгачесхой ховфэревдва Грозненского нафгш то института, г.ГрозннЯ, 1989г.;

- Шадуиародшоа сикпозауда по "Эдаргин, Экономии, 3kojoi в г.Баку, 19Э1г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Современная нофтеперерабатывающач промышленность харак-ризуагся углублением процессов, расширением ассортимента фтепродуктов и, как следствие, ростом потребления топливно-нергетических ресурсов. Вместо о тем, процессы нефтеперера-тки сопровождаются значительными потерями теплота, закланной в технологических потоках - отходящих газах печей, ох-здаемых промежуточных продуктах и реагентах, в товарных нэф-продуктах. Как показал проведенный анализ топливно-энаргэтк-ских балансов технологических установок, оснознш видом плоцотерь на ВПЗ являются потери при охлаждении нофтэпро-ктовых потоков, составдяюцзе для различных установок от 35 I 60 % от общего количества подведенной теплоты.

Использование ТВЭР нефтепродуктов идет по известным двум правлениям:

1. Непосредственное использование в технологическом цикла;

2. Внешнее теплоэнергетическое использование.

новныма методами использования ТВЭР в технологическом цикла лшэтся:

- регенеративный подогрев более холодных нефтепродуктов, уществляемый путем совершенствования схем передачи теплоты, учиения конструкций и увеличения поверхностей теплообыен-

х аппаратов;

- комбинирование технологически связанных процессов, харак-ризуэдезся исключением промеау точных операции по охлзаданип повторному нагреву продуктов, внедрением так называемых естких связей" и др. К этому методу относится также интогри-вание и каскадирование вторичной теплоты;

- применение тзилонасосншс установок прн раздало шш смесей блнзкоквшадих нефтепродуктов: пропая-пропиленовой, бутан-про-пановой, сиеои коалолов и др.;

- выработка холода в абсорбционных машинах для технологических целэй: охлавдения коьшршгруаиого газа, кондансации отгоняемых паров, увеличения мублш вакуума в колоннах в др.

- снловыэ цшиы о выработкой электроэнергии дуй нукд та хне логической установка.

Указанные мэтоды использования ТШР креш спецпфэтаскдх оообошостей и на достатков их при® нения характеризуются значительными капитальными затратами прн низкой степени утилиза-шш вторичной теплота.

Внешнее те илоэнерге тэте скоо использование ТЮР обеспечивается за очег выработки пара и горячей вода в котлах-утилизаторах ц водяных экономайзерах для систем тешюснабзэвия различных потребителэй. Наиболее эф^ектившаш является охеш кошмэконого использования вторичной теплоты. В указанных ох£ тж. К1сор.опотенциальны0 ТВЭР использувтся на технологические нуди, а отработанные потоки низкого потенциала иогут быть направлэнн ва вшшнев теплопотрвблениа. К одним иэ перспективных потребителей низкопотенциалышх ТЮР нефтепродуктовых потоков относятся обогреваемые технологические трубопровода.

Нормами технологического проектированЕЯ гредусмотрены двухтрубные системы теплоснабжения для обогреваемых продукте-проводов о подключением обогревающих спутников по прямоточное ярогетогочной и скатанной с хамам, о одним в двумя спутниками Б качестве 1реюдах теплоносителей рекомендуется применять водяной пар и горячую воду различных параметров. Выбор схеш тэплосяабгеиия, шд и параметры теплоносителя определяются

ребуемой температурой и уоловшши транспортировки вефтепро-уята. Обопэ давание продуктспроводов, проведанное на ряда ПЗ (КЬрнпюкоа, Ново-Половдссы, Креиенчугскоы, ГОТрознефте-ргоинтез"), вшхшиго оудаственные отличия прцданявшх иа рактакэ конструкций обо1роЕазшх грубопрозодоэ от проектных егоний. Наибольшее применение находят располодеша одного до двух тепловых спутников радш о пролуктопроводсм на его орязонтальной оса во значительными контдгтимд зазораггк (до О ш) иваду трубопроводами. Пршетошш в качества тепловой вошда обхдадоз (70...75 %) а катов (20...25 %) аз минара-ъной вата практически ксштчаот калэтгз кяутра тошкшзодчци-аного 2ЮЩ7Л вырааввшх воздушных прослоек. Мзгвду тем, што-¡зяа теплового расчета. о<5сгроваэшх трубопроводов основана из гаю ш Еопользогашш интенсивно!! конвективной передачи юллоты а разватнх воздушных полостях мэзду тешюасй пзоля-рей а станкаги продуктопрсЕОда, Считается, что вся теплота 4 спутника передается о воздувдоэ пространство,. ограниченна тепловой изоляцией, а распространяется в нам прэимуцэот-:энно путем конвекции и таплолроэодноста. Из воздушного про-¡транотва теплота спутника частично передается к трубопровода, а таит рассеивается через тепловую изоляцию в окруза»-среде. Зона эффективного обогрева продуктопроаода харак-мразуотся углом обогрева . /30 , определяемым лишь гесмэт-ачесаши размерами воздушной прослойка.

Такой подход к реиенго задача теплового расчета продук-.-опровода достаточно условен по олэдущам причинам:

- не учптазаэтся теплообмен в зоне контакта продужтопро-¡ода и обогревающих спутников; - не учитывается передача гепяота внутри стенки продукголровода, тогда как теплопровод-

ность стальной стенки на два порядка выше теплопроводности изоляции и воздуха; - представляется сомнительным совпадение зоны эффективного обогрева с зоной воздушной прослойки, а такта наличие выраженных конвективных потоков воздуха, вследствие малых размеров воздушных зон. Очевидно, что при меняемые конструкции обогреваемых нефтепродуктопроводов и м тодака их теплового расчета недостаточно эффективны для использования ниэколотенциальиых тепловых БЭР. Это обуславливает необходимость экспериментального исследования тепловых процессов в конструкциях обогреваемых продуктопроводов с це лью выявления действительной картины теплопередачи и разработки оптимальной конструкция дан использования вторичной теплоты.

Решение поставленной задачи заключается в исследовании плоско-параллельных тепловых полей по длине трубопровода, так как в любом поперечном сечении исследуемой конструкция процесс теплопередачи является стационарным при "tcr)~Const и tffp - Const . Для построения аналитической модели потел циадыюго поля был проведан анализ передачи теплоты в а ламе тах исследуемой конструкции. Шредача теплота от нагретой стенки трубы к нефтепродукту характеризуется неоднородность значений коэффициента теплоотдачи по периметру трубы. При стабилизированном режиме течения и теплообмена в трубояровс де теплоотдача от станки трубы к нефтепродукту задается на .модели. граничт&я условиями третьего рода при средней темпе ратуре продукта ( ) и среднем по периметру коэ®ициэнтс •шплоогдатл (л^). Лналогичннм образом, теплоотдача с по-••'м>хя^с?к изоляции-.* о-фухэтацому воздуху была зимла гранда

шми условиями третьего рода при средней температуре наружного воздуха ) и среднем по периметру коэффициенте тепло->тдачи ( ). Сложная передача та плоти через воздушную Прослойку была представлена как элементарный яродасо теплопроводности , используя понятие элективного коэффициента теп-юпроводности ^зф • учитывающего передачу теплоты конвек-рзей а излучением.

Таким образсм исследуемая конструкция была сведена к асчетной аналитической модели в айда двух соосных цилшщра-еских сред различной проводимости с граничными условиями ретьего рода на внутренней и наружной поверхности. Тепловой путник диаметра« 01^ и мощностью рассматривался

ак сосредоточенный линейный источник мощностьи .

эстныЗ подогрев трубопровода обуславливает наличие области температурой стенки трубопровода выше температуры продукта тепловым потоком, направленным внутрь трубопровода. По-это-г расчетная «одаль конструкции была разбита на даа сектора, шсывааиых центральным углами сС и _/3 . В секторе без ¡точника потенциала (. О < сС < 2-Я ) температурное поле опи-юаотся диффереидеальным уравнением Лапласа в щшшдричэс-IX координатах и решение уравнения было» найдено методом удаления переменных при конкретных граничных условиях. Дву-рное поле второго сектора { О < ^ < сЛ. ) о точечным ис-чником потенциала описывается уравнением Пуассона, решаа-м методом конечных интегральных преобразований. Сложность громоздкость полученных аналитических репиний указанных авнений привели к выводу о целесообразности эксперишнталь-го решения поставленной задачи.

Для экспериментального исследования был использован м тод элактро-тепловой аналогии. Модели конструкций изготавл

вались из олэктроггроводвой бумага в масштабе 2:1 о соблвд

нием проводимости зон в соответствупдос граничных уодови

Полученные ыодела подключались к интегратору ЗГД4-9/60 а и

олв установления соответствующих потенциалов ва них опред

лялось расположение потенциальных линий о шагсм з 0,1. Из

потенциала, полученные на моделях "прямой" в "обратной" э

дачи про их совмещения образовывали полнув еэтку изолиний

температуры и теплового потока в после дуемых конструкциях

Была исследованы конструкции продуктопрозодов с одним и дв

ыя (расположенными под углом 120 и 180°) тепловыми спутник

ыи; при точечном контакте трубопроводов и при монтажных а

зорах различной величины; при всех воажшшх сочетаниях ра

мвров трубопроводов и температур нефтепродукта, спутника

окрувахщэй среда.

Полученные в результате елактро-теплового иодэларован данные подтверждают качественное отлнчеэ картины теплогор дачи в конструкциях обогреваемых нефтещюдуктопроводов о схеиы, принятой в практике проектирования и расчета трубоп] водов. Величина угла обот^ева /3« , ограничивающего на стенке трубопровода зону аффективного обогрева (t^w > t^д практически ке зависит от геоштрическах размеров воздушны прослоек, а определяется соотношениями потенциалов и диааге ров груб спутника и продукгоировода, условиями теплоотдачи па поверхностях трубопроводов, теплопроводностью материала стенки я оред. По результатам моделирования построены гра$ чэ с кие зависимости JSC ■ f(%np«^с/r) для конструкций с « аераловатной изоляцией и условий транспортирования пефтепр

ктов. По полученным результатам моделирования в традицион-х конструкциях обогреваемых продуктопроводов передача теп-ты от спутника к продуктопроводу прекращается при высоких мпературах спутника,( ■ 0,5...0,65), из чего следует вод о низкой эффективности указанных конструкций и невоз-жности использования для пх обогрева низкопотенциальних ЭР.

Далее была $ассыот1>вны конструкция, обеспечивающие ин-нсивный обогрев продуктопроводов. На основании анализа фекетвпости различных, конструкций отечественных и. зарубе к-х авторов была предложена новая конструкция трубопровода спутниками прокатного продля. В предложэнном рапюнял со-таатся наличие развитых поверхностей контакта трубопрозо-ь, относительная простота изготовления н економичность кон-рукцаи. Результаты исследования моделей пуедлованной конст-кциа па интеграторо ЭГД1-9/60 подтвердили высокую еффектив-сть теплопередачи в такой конструкции и возмоетость исполь-вания низкопоувицаалыюЗ теплоты для обогрева продуктояро-дов. При ширине зоны контакта трубопровода и спутника в 5 с£сг} величина угла обогрева в предложенной конст-кщш в 2...2,5 раза ваш, чей в традиционной конструкции спутниками круглого профиля пра точечном контакте трубо-оводов. Наиболее аффективная передача теплоты была отмече-в конструкции о расположением двух спутников прокатного офаля на горизонтальной оси трубопровода, где достигались ксиыалышэ размеры зоны обогрева при минимальных температу-х опугникоз. В результате исследования моделей с различной риной зоны контакта трубопроводов была определена оптималь-I ширина вогнутой прокатной области на поверхности теплового

о путника в 0,4.. .0,5 . При этом внутреннее сечение трубы спутника уменьшается лишь на 8...10 что благоприятно для гидравлического режима движения теплоносителя. Получены вмшрические зависимости ' ^с/г) трех типов

конструкций продуктопровода со спутниками прокатного профиля:

- с одним тепловым спутником:

Д « 1,57* - г,611 + - 1,02ч ~

-пай * 1,1бЯ* -игяй* (1)

- с двумя спутниками, расположенными под углом 120°: А* -0,517 * -9.5й$1г +3,53£3 +

1о\

-1,57в1 + 2,07&*

- с двумя спутниками, расположенными под углом 180° : Д, - 4,¿54 ~ 17.53? +

-0,12 Я + 0.8бс[г (3)

Проверка результатов алектро-теплового моделирования проводилась на девствующих продуктопроводах нефтеперерабатывающего завода. В качестве объекта исследования были приняты два параллельных обогреваемых нефгепродуктопровода, вксплуа-тируемых на Грозненском ШЗ им. А.Шэрипова. По продуктопрово-даы периодически транспортируются петролатум (смеоь парафинов а церезинов, ¿пр » 90. ..100°С) и депарафщнфованное масло ( « 60...70°С). Тепловые спутники продуктопроводов подключена к трубопроводу пара 0,9 Ш1а (на входе) и к конденса-топроводу 0,6...0,4 ЫПа (на выходе). Длина обогреваемого учас тка составляет 130 м. На каждом продуктопроводе были выделены по три исследуемых участка длиной 12 м : I- продуктопровод и

утники проложены с монтажным зазором в 5 юл; II- точечный нтакт трубопроводов; III - трубопроводы спутников имеют окатное сечение с вогнутой поверхностью шириной 0,5 den • середине каидого исследуемого участка были размещены изме-:тельные сечения в виде расположенных на поверхности продук-|провода с шагом 10 ш термопар ХК. Термопары через блок пз-клотатэлей были подключены к самошшущему потенциометру Я-4. В начата и конце каждого исследуемого участка в гиль-ix установлены термометры для измерения температуры продук-i на оси потока. Трубы прокатного профиля для тепловых спут-[ков были изготовлены методом холодной прокатки стандартных iyd на специально изготовленном прокатном устройстве. Схемой ;спаришнтальной установки предусматривается возможность ¡следования теплопередачи в различных конструкциях обогрэва-шх продуктопроводов в пироком диапазоне сочетаний темпзра-ры продукта, спутников и окру хающего воздуха; при неподвиж-*i а транспортируемом продукте.

В результате исследования процессов теплопередачи на |йствутацих нефтепродуктопроводах были получены результаты, •адаственные результатам электро-теплового моделирования, ¡которые различия в полученных картинах обусловлены реаль-ыи условиями протекания процессов теплопередачи.

Так, для неподвижных нефтепродуктов во всех исследуемых »нотрукциях температура в нитей части трубы была нигв, а а 'рхней - выше значений, полученных при моделировании. Это юхождение объясняется наличием в неподвижной массе нефте-юдукта устойчивой поперечной циркуляции, вследствие кон-жтивного переноса теплоты. В случае транспортирования фгепродукта, реальные картины распределения температур по

стенка груби во всех доследуемых конструкциях очень близки к идеальным, полученным при злектршодолировашш. Это происходит вследствие того, что при транспортировании вязкого нефтепродукта в трубопровода наблюдается ламинарный 'реши течения, конвективные потоки при этой растягиваются по ддиш трубопровода, и вертикальная скорость потока в поперечном сечении близка к нулю. В конструкциях продуктопровода со спутниками прокатного профиля температура стенки труба по всему периметру была ваша температура ядра потока на входе в всслэ-дуешй участок. В результате оштно-промышвиного исследования подтверждены слодущке положительные качества предложенной конструкции продуктопровода:

- высокая вффектквность передачи теплоты от спутника к трубопроводу, обеспечивающая возможность применения низкопотенциальных грекдах теплоносителей, в том чеслэи ТБЗР, без с нага пня надежности обогрева;

- полный прогрев продукта в неподвигноа состоянии, улучшающий условия запуска в работу насосного оборудования;

- высокая температура сте$ши по всему периштру трубопровода при транспортировании нефтепродуктов, обеопэчпваиаая низкое гидравлическое сопротивление трубопровода.

С целы) практического применения результатов проведанных исследований в работе дано подробное описание разработанной конструкции обогреваемого трубопровода, состоящей из продуктопровода и двух тепловых спутников, расположенных на наружной поверхности трубы ,на ее горизонтальной оси. Трубопровода спутников имеют в сечении прокатный профиль с вогнутой поверхностью, радиус кривизны которой равен наружному радиусу продуктопровода, а ширина вогнутой поверхности составляет 0,4...

0,5 dg/t • Трубопроводы плотно прижага друг к другу о помощью бандажного ооеданения. Зоны контакта трубопроводов' заполнены высокогеплопроводным веществом, например порошкообразным алюминием, снижающим термическое сопротивление контакта. Продук-топровод со спутниками заюючен в общий теплоизоляционной .ко-яух. Требуемый прокатный профиль труб тепловых спутников модно легко получить путам холодной прокатки стандартных бесшовных труб на прокатном станке разработанной автором конструкции, описание которой приводится в тексте диссертации. Для подтверждения полной технологачности и относительной простоты разработанной конструкции сродукгопровода приведено описание последовательности ее изготовления.

Значительные отличия реальных процессов теплопередачи, протекающих в конструкциях обогреваемых продуктопроводов, от схемы, принятой в практике проектирования, обусловили необходимость составления новой методики их теплового расчета.

При составлении методики были приняты следущие положения:

1. Количество теплоты, заключенной в нефтепродукте, должно оставаться неизменным: wCOHst , следовательно, все тепловые потери продуктопровода должны обеспечиваться теплотой о путников: ^vw™

2. Продуктопровод со спутниками прокатного профиля представляет собой единую поверхность сложной формы, которую можно условно разделить на две зоны. В первой зоне, где температура стенки выше температуры продукта (tp^f t^p), происходит передача теплоты от спутников к продукту и к тепловой изоляции. Во второй зоне (^vn^ происходит отток теплоты, переданной продукту, в окружающую среду.

Из принятых положений следует, что удельные потери теп лоты обогреваемого трубопровода складываются из теплопотерь через первую и вторую зоны:

* тЛ(*а-*о) (4)

где: "iz , ZB , /fj , Рд - относительные размеры и термические сопротивления теплопередаче от указанных зон в окружающую среду; ¿j , tff, tQ - средние температуры поверхности зон и окружаадей среды. Считая, что изменение теплопотерь щ остывании теплоносителя по длине трубопровода происходит по закону, близкому к линейному, для расчета принимаем среднее арифметическое значение удельных тепловых потерь на расчетном участке:

ЦсР = 0.5(zq^ * (5)

Длина расчетного участка определяется из условия:Q^^Qea:

= = Go ~ (6>

где GCn, ¿^¡.¿м - соответственно расход, начальная а конечная температуры греющего теплоносителя.

Размеры I и II зон поверхности трубопровода определяются относительной величиной угла обогрева: ¿д - /-Д ; F2 в fib и находятся по соответствующим акспериментальным графикам mf(fmf>.> <&п)ш приведенным во второй главе. Средние температуры повержостей зон определяются по формулам: _

£ = ^npfio * tM ¿СП

inpfio + £сл ttt « ic <7>

'да , 1сп - длины окружностей соответственно продуктопро-юда и тепловых спутников, за вычетом ширины контактной по-»ерхности:

?сп = 0,5птс1с/,(2я-1) ; (8)

¿еп, ¿од,^- средние температуры поверхностей соответственно ¡путника и трубопровода. Величина t■ífЯCp определяется по 1кспериментальным графическим зависимостям при-

>е данным в четвертой главе.

Суиларные термические сопротивления теплопередаче от I : II зон поверхности трубопровода:

\де » А из ~ соответственно наружный и внутренний

дааметры и коэффициент теплопроводности изоляции; -

юэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного трубо-гров'ода в окружащую среду.

В работе приводится пример теплового расчета обогревае-юго продуктопровода по изложенной методике. Расчет ведется !е то дом последовательных приближений расчетного значения

к вэличине нормативных удельных теплопотерь ^НОрА/) . шределяемых по справочной литературе. Окончательно принимается минимальное значение длины обогреваемого участка из ре~ ультатов теплового и гидравлического расчета.

Для возможности применения ЭШ в тепловом расчете по сложенной методике графические зависимости /3„ и '¿■ст.ср ¡ыли описаны эмпирическими выражениями. Величина р>0 , кп;с ¡ложная функция двух перемемшх била представлена ур'шноиг./«-

ын параболы третьего порядка (сы. выражения (I)...(3)). Зависимость ^ffiJpfC^/tp) представляет собой ураввэние линей ного вида: ysCLX +S . Значения коэффициентов а и $ определены по экспериментальным данным для кавдого типа кон отрукциа продуктопровода:

- с одним тепловым спутником: tcn^O,iZZ't/i^+Oi2 (iq

- с двумя спутниками, расположенными под углом 120°:

+ 0,315 (И

- с двумя спутниками, располовдннымд под углом 180°:

О,SS (к

Погрешность расчета по приведенным формулам не про-

висает 0,5 %. С использованием выражений (1)...(3) и (10)., (12) разработана программа на языке БЕЙСИК для выполнения теплового расчета продуктопроводов на ГОШ.

ОЩИЕ тавпда - '

1. Технологические трубопровода, обогреваемые тепловые спутниками, являются перспективными потребителями низкопото циальныж тепловых ВЭР нефтеперерабатывающих предприятий. Ол нако, традиционные конструкции обогреваемых трубопроводов а растеризуются низкой эффективностью обогрева продукта при £ вьшешшх параметрах греющих теплоносителей, и на обеспечива юг возможности использования низкопотенциальной вторичной теплоты.

2. Впервые детально изучена картина передачи теплоты I конструкциях теплоизолированных продуктопроводов при разлад

ш коеттаогЕО 2 расзсждании тепловых спутников, в широком дапазоне пака нения размеров трубопроводов и температур проекта, греющего теплоносителя в окружающая ореды. Получена отки иэолиний температуры и теплового потока о шагом ОД i поперечных сечениях различив .конструкций, обогреваемых родуктопроводов•

3. Установлено, что картины передачи теплоты в исследуе-нх. конструкциях качественно отличаотся от схемы теплопереда-и, принятой при проектировании и расчете обогреваемых трубо-роводов. Доказано, что величина угла обогрева fio нэ зависит т геометрических размеров воздушных прослоек в конструкции,

, определяется соотношениями потенциалов и диаметров труб путника и продуктопровода, условиями теплоотдачи на поверх-остях трубопроводов, теплопроводностью материала станки и ред.

4. Разработана конструкция обогреваемого продуктопрово-д оо спутниками прокатного профиля, обеспечивавдая высокую ^активность теплопередачи при низких параметрах теплоноси-еяя, хорошие зксплуатациошше качества при относительной ростоте и 8КОНОМИЧНОСТИ изготовления.

5. Получены экспэримонтальныа выражения Д,52/^tmp, сЕсп) i&nq^f (для трех типов продуктопроводов оо спут-

HKajjflt прокатного профиля: 1-е одним спутником; II - о дву-я спутниками, расположенными под утлом 120°; III - о двумя путниками,, располояэшгами под утлом 180°.

6. Разработана новая методика теплового расчета обогре-аэмых трубопроводов со спутниками прокатного профиля, осно-анная на результатах проведенного экспериментального исслэ-ования. Составлена программа теплового-расчета обогреваемых .

продуктопроводов на ПЭШ.

7. Разработанная конструкция продуктопровода внедрена на Грозненском НПЗ им. А.Шврипова с экономическим эффектом 20 тыс.руб. на I км трубопровода. Внедрение данной конструкции на всех обогреваемых продуктопроводах завода предусмотрено перспективным планом экономии ТЭР и технического перевооружения предприятия. Экономический эффект для НПЗ оцеживается в 1,2 млн руб. (в ценах 1990 года). Результаты исследований оценены специалистами отраслевого института "Гроз-гипронефтехим" и рекомендованы для внедрения в практику проектирования.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кемзвр В.Г., Богомолов С.П., Шамсудинов Т.Ф. Использование вторичных тепловых эноргоросурсов нефтеперерабатывающего завода для теплоснабжения. - В меквуз.сборнике: Комплексное использование тепла при проектировании и строительстве промышленных предприятий. - Ростов-на-Дону: РИСИ, 1987. - с. 10-12.

2. Богомолов С.П., Немзер В.Г. Эффективность использования вторичных тепловых эдаргоресурсов нефтепереработки. Дрп< нировано в ДШИТЗнефтехим. БУ ВИНИТИ "клонированные научны! работы" « 104нх-86 Дэп. - 1987. - 10с.

3. Богомолов С.П., Сафронов Г.А., Немзер В.Г. К вопросу снидания энергоемкости технологической системы продуктопро-вод-пяроспутннк нефтеперерабатывающего завода. - В меквуз. сборнике: Теплоснабжение и ионтильция аграрно-нроьшыленного

комплекса. - Ростов-на-Дону: РЙСИ, 1988. - с.142-146.

4. Богомолов О.П., Еамзер В.Г. Процессы теплопередачи в технологической системе "продуктопровод-пароспутник" /Доклад на Всесовзной научно-практической конференции "Проблемы ускорения ЯШ а совершенствования управления отраслями химического комплекса" в г.Волжский 12-13 ноября 1987 года. - LI. : Ишшашроы: 1988.

5. A.C. & 1571352.(СССР). Обогреваемый трубопровод /Гроз-пзпзкеЗ ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. апад. М.Д.Ышыношдакова; авторы: С.П.Богомолов, В.Г.&И-вер, А.А.Амаанов, В.В.Еучошо. - Эаявл. 16.03.88 г. £ 4392427/31-29; опубл. в БИ й 22, 1990.

6. Вэызвр В.Г./Богомолов С.П., Сафронов Г.А. Эффективность использования теплота в системах таплоопабгания нефто-продуктопроводов. - в Сб. трудов международного симпозиума "Энорзия.Экологая,Экономия" (20-23 августа 3991 г.) - Баку: шцгтша". 1991.- с.145-146.

7. Богомолов С.П., Взмзер В.Г., Сафроноэ Г.А. Использования тепловых БЭР нефгеперерабатшавдих предприятий для обогрева технологических трубопроводов. - в Сб. трудов международного сянпозиума "Энергоя,Экология,Экономия" (20-23 августа 1991 г.) - Баку: ЫНШГПШИП*, 1991. - O.I44-I45.