автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Повышение энергоэффективности теплотехнического оборудования установок первичной переработки нефти

На правах рукописи

БУРДЫГИНА ЕКАТЕРИНА ВАЛЕРЬЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ УСТАНОВОК ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы» (Машиностроение в нефтеперерабатывающей отрасли)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 2003

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Байков Игорь Равильевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Абдеев Ринат Газизьянович:

кандидат технических наук Курочкин Александр Кириллович.

Ведущая организация ГУЛ «Башкирский научно-исследовательский и

проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения»

Защита состоится " 2 " июля 2003 года в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан "ЗР " мая 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Ибрагимов И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) являются крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов, в том числе котельно-печного топлива. тепловой и электрической энергии. Эффективность, рациональность их использования в процессах переработки нефти во многом определяется эффективностью работы технологического оборудования завода. Однако технологические установки действующих НПЗ - это, в основном, крупнотоннажные мощности, построенные в большинстве случаев много лет назад и не отвечающие современным требованиям по качеству продукции, безопасности, уровню автоматизации управления процессами и т.д.

Для удовлетворения современным требованиям существующие установки подвергаются реконструкции. В ходе такой реконструкции капиталовложение в новое оборудование должно быть сведено к минимуму путем наиболее полного использования уже имеющегося. Оптимизация работы оборудования необходима и по другой причине. Существующие заводы были спроектированы и построены во времена значительно более дешевой, чем сейчас, энергии, поэтому актуальной является необходимость предусмотреть меры по ее экономии.

Особенностью процессов переработки углеводородного сырья является то, что сами технологические процессы несовершенны. Так, процессы первичной переработки нефти потребляют 1,91 т у.т. на переработку 100 т нефти при теоретически необходимом 1,016. В то же время на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах вся получаемая тепловая энергия используется лишь на 30-35%, а остальная часть (с ¡гозкопотенциальной тепловой энергией) становится нерекуперативноспособной. Например, около 36% энергии, поступающей на завод, уходит с охлаждающей водой или воздухом, до 16% вместе с дымовыми газами технологических печей выделяется в атмосферу, 12-14% энергии рассеивается в окружающую среду в виде тепла, отдаваемого горячи-

ми поверхностями оборудования.

Поэтому одним из приоритетных направлений повышения эффективности энергосбережения нефтеперерабатывающих производств является увеличение использования вторичных топливно-энергетических ресурсов, максимальное использование рекуперации теплоты и оптимизация режимов работы технологических установок.

Зачастую существующее технологическое оборудование на установках НПЗ не обеспечивает необходимые рабочие параметры даже после оптимизации, и экономически целесообразным становится внедрение высокоэффективного ресурсосберегающего оборудования

Во многих случаях наряду с повышением тепловой эффективности такого оборудования решаются и другие не менее важные задачи: снижение металлоемкости, повышение эксплуатационной надежности и ремонтопригодности.

Цель работы

Уменьшение удельных энергозатрат при эксплуатации теплотехнического оборудования установок первичной переработки нефти.

Основные задачи исследования

1. Экспериментальное определение степени энергоэффекгавности работы теплотехнического оборудования установки первичной переработки нефти.

2. Разработка энергосберегающих теплообменных систем, позволяющих использовать уже задействованные в технологической цепочке теплооб-менные аппараты с минимизацией капитальных затрат

3. Определение влияния степени регенерации тепла технологических потоков в нагревательной теплообменной аппаратуре на режим работы технологических печей к захолаживающего оборудования установки первичной переработки нефти.

4. Разработка экспериментальной установки для определения степени ва-куумирования и проверки работоспособности термосифонных трубок, предназначенных для эксплуатации в трубном пучке термосифонов

5. Разработка методики расчета теплообменных устройств, работающих на базе замкнутых двухфазных термосифонов, когда одним из теплоносителей является поток прямогонного бензина, состоящий из жидкой, паровой и газообразной фаз.

6. Создание термосифонного теплообменного аппарата для конденсации и охлаждения паров прямогонного бензина установки первичной переработки нефти.

Методы исследований. В качестве методологической базы исследований в работе используются методы теории тепломассопереноса, основные принципы технической термодинамики, математическое моделирование, элементы математической статистики. Научная новизна

1. Предложен новый метод, позволяющий оценить степень энергоэффективности регенерирующих теплообменных систем установок первичной переработки нефти.

2. Получены эмпирические уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи змеевиковых и секционных погружных холодильников со стороны охлаждающей воды, справедливые для чисел Рейнольдса в интервале 120-1800.

3. Установлено, что при расчете и проектировании теплообменных аппаратов, предназначенных для охлаждения и конденсации парогазовой смеси прямогонного бензина, необходимо учитывать дифференциальный дроссельный эффект, влияние которого наблюдается до окончания конденсации паровой фазы потока. Учет этого эффекта позволит сократить поверхность теплообмена при проектировании теплообменных аппаратов на 20-30%.

4. Установлено, что при расчете коэффициента теплоотдачи теплообменного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов, когда горячим теплоносителем является парогазовая смесь прямогонного бензина,

необходимо учитывать влияние конвективного массообмена, который приводит к интенсификации процесса теплообмена до 15%.

. На защиту выносятся теоретические выводы и обобщения, разработанные конструкции, модели, эмпирические зависимости и практические рекомендации по повышению эффективности работы теплотехнического оборудования установок первичной переработки нефти.

Практическая ценность Применение полученных в работе результатов дает возможность:

- проводить оптимизацию работы нагревательного блока теплообменных аппаратов установки первичной переработки нефти;

- рассчитывать тепловые и конструктивные параметры термосифонного теплообменного аппарата, когда горячим теплоносителем является смесь паров углеводородов и неконденсируемого углеводородного газа потока прямогонного бензина;

- использовать разработанный теплообменный аппарат (на базе замкнутых двухфазных термосифонов) для конденсации и охлаждения паров прямогонного бензина установок первичной переработки нефти.

Реализация работы

1. Разработанные мероприятия по снижению потребления топливно-энергетических ресурсов установок первичной переработки нефти приняты к внедрению на установках АВТМ-1,2,9 ОАО «Ново-Уфимский НПЗ» (НУНПЗ).

2. Изготовлен промышленный образец разработанного теплообменного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов на ОАО «Сала-ватнефтемаш» для конденсации и охлаждения паров прямогонного бензина с верха колонны К-1 установки первичной переработки нефти А8ТМ-9 ОАО «НУНПЗ».

3. Разработанные методики расчета термосифонного теплообменного аппарата используются в учебном процессе при чтении лекций по дисциплине «Тепломассообменные процессы и установки»

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены:

- на 49-й и 50-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 1998 и 1999гг.);

- V Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов (КХТП -У-99)» (г. Уфа, 1999 г.);

- Международном симпозиуме «Наука и технология углеводородных дисперсных систем» (г. Уфа, 2000 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, а также получен 1 патент.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций; содержит 190 страниц машинописного текста, в том числе 19 таблиц, 32 рисунка, библиографический список использованной литературы из 141 наименования и 4 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи исследований, приведено краткое содержание работы, а также даны сведения о научной новизне и практической ценности.

В первой главе диссертации проведен анализ использования теплооб-менных аппаратов различной конструкции в области нефтепереработки. Представлена принципиальная схема действующей установки атмосферной перегонки нефти, из которой следует, что в качестве основной теплообменной аппаратуры используются теплообменники, холодильники, аппараты воздушного охлаждения.

Вводятся понятая нагревательного и захолаживающего блоков

Нагревательный блок представляет собой группу теплообменных аппаратов, задачей которых является нагрев нефти, поступающей на установку теплотой-циркулирующих и отходящих технологических потоков Теплообмен-ные аппараты в основном кожухотрубчатые, с применением всех известных типов Используются также и теплообменники типа «труба в трубе». В последнее время в нефтепереработке нашли свое применение пластинчатые, спиральные и витые теплообменные аппараты.

Аппаратура, обеспечивающая охлаждение технологических потоков после теплообменных аппаратов нагревательного блока, представляет собой блок захолаживающей аппаратуры. Отходящие потоки используются в качестве эффективных теплоносителей для нагрева сырья. Продукты, полученные из него на АВТ, выводятся из ректификационных колонн при температурах от 100 до 400 °С. Эти продукты также необходимо охлаждать. Температура охлаждения диктуется условиями безопасности и хранения, обеспечением транспортабельности продукта с сохранением его текучести, а также максимальным уменьшением потерь от испарения. При рациональном использовании тепла отходящих потоков для нагрева сырья в нагревательном блоке значительно уменьшаются расходы топлива (в печах) и охлаждающей воды.

Аппаратурное оформление захолаживаюшего блока - это холодильники погружного типа, аппараты воздушного охлаждения. кож\трубпатые теплообменные аппараты. Применение последних предпочтительнее из-за меньшего расхода металла на единицу поверхности охлаждения, объема сточных вод и затрат на организацию оборотного водоснабжения предприятия. Погружные холодильники, а также конденсаторы имеют ряд существенных недостатков: значительный расход металла, большая площадь, малый коэффициент теплопередачи вследствие небольшой скорости воды в коробе, необходимость частого ремонта и чистки. Несмотря на то, что эти аппараты уже физически и морально устарели, их широко используют на действующих нефтеперерабатывающих заводах.

Холодильники и конденсаторы воздушного охлаждения (ABO) по сравнению с погружными имеют ряд преимуществ: экономия охлаждающей воды и "уменьшение объема сточных вод на технологической установке, значительное сокращение затрат труда на очистку аппарата ввиду отсутствия отложений накипи солей. Аппараты воздушного охлаждения наиболее эффективны в тех случаях, когда они предназначены для снижения температуры потока до 60°С.

Представлена таблица сравнительной характеристики теплообменных аппаратов, задействованных на установках первичной переработки нефти.

Все теплообменные аппараты, перечисленные выше, основаны на принципе конвективного теплообмена через разделяющую поверхность и эффективны при сравнительно больших градиентах .температур охлаждаемых сред. При необходимости снятия низкопотенциального тепла их применение становится практически нереальным ввиду необходимости чрезмерного увеличения поверхности теплообмена и соответственно металлоемкости аппарата.

Сравнение значений коэффициентов теплопередачи различных типов теплообменных аппаратов показывает, что наибольшее значение принадлежит теплопередающему устройству, использующему теплоту парообразования промежуточного теплоносителя на базе замкнутых двухфазных термосифонов.

Выполнен литературный обзор развития и использования термосифонных теплообменных аппаратов на предприятиях нефтепереработки. Замкнутые двухфазные термосифоны характеризуются высокой интенсивностью внутренних процессов тепломассопереноса, возможностью применения различных промежуточных теплоносителей, не требуют применения сложных капиллярных структур (в отличие от тепловых труб) и поэтому отличаются простотой в изготовлении, надежностью в эксплуатации, обладают высокими показателями максимальной теплопередающей способности. Теплообменные аппараты на базе термосифонных труб предназначены для утилизации низкопотенциального тепла.

Результаты анализа, проведенного в первой главе, позволили сформулировать цель работы и задачи исследований.

Вторая глава посвящена определению энергоэффективности работы теплообменного оборудования установок первичной переработки нефти.

Все теплотехнологическое оборудование установки АВТ связано между собой. Их взаимосвязь представлена на рис.1.

Для определения эффективности функционирования того или иного теп-лотехнологического оборудования установки первичной переработки нефти необходимо получить исходные данные, которые бы позволили в полной мере отобразить протекающие теплообменные процессы

на

установку

-J ' _ _ j

^ в парк или на другую установку

Рис. 1. Взаимное влияние теплообменного технологического оборудования установки АВТ: 1- нагревательный блок; 2- нагревательная печь; 3- захолаживающий блок; 4 -ректификационные колонны, -отходящие с установки технологические потоки,— нефть, поступающая на установку после ЭЛОУ

Описана методика проведения экспериментального исследования тепловых характеристик технологического оборудования установки первичной переработки нефти НПЗ Цель этих экспериментов - получение необходимых исходных данных для дальнейших расчетов

Следующий раздел второй главы посвящен исследованию термодинамических характеристик нагревательного блока установки первичной переработ-

ки нефти и разработке оптимальных энергосберегающих теплообменных систем.

Одним из приоритетных направлений повышения эффективности энергосбережения нефтеперерабатывающих производств является увеличение использования вторичных энергетических ресурсов, максимальное использование рекуперации теплоты и оптимизация режимов работы технологических установок.

Оценку эффективности функционирования теплообменных систем проводят по критерию качества или критерию оптимальности. Поиск критерия оптимальности для конкретных условий представляет собой достаточно сложную комплексную задачу.

Для оптимизации работы существующей схемы нагревательного блока предлагается использовать следующий критерий оптимальности - коэффициент эффективности КЭ.

(1.15+1,2)1^ ЯЭ—^- . -, (1)

.'•31 1=1 •

я _

где 2 Рф,^,- фактически необходимая площадь теплопередающей по-

1 п

верхности теплообменной системы, м , У] установленная площадь теп-

(»1

лопередающей поверхности теплообменной системы, м2; К2 - коэффициент запаса поверхности теплообмена.

При оптимизации нагревательного блока коэффициент КЭ должен стремиться к единице, таким образом:

КЭ^1, когда

1=1 .»I

Использование коэффициента КЭ при разработке оптимальных энергосберегающих теплообменных систем позволяет учитывать не только термоди-

намические характеристики теплообменной системы, такие, как количество передаваемого тепла (тепловой поток), скорости потоков, коэффициент загрязнения поверхности теплообмена, но и конструктивные характеристики те-плообменного аппарата. Выбранный коэффициент эффективности также позволяет судить, насколько полезно используется поверхность теплообмена аппаратов. Неэффективное использование поверхности теплообмена приводит фактически к простою аппаратов, а значит, к излишним капитальным затратам и амортизационным отчислениям.

С помощью выбранного критерия в качестве примера были оптимизированы схемы нагревательных блоков АВТМ-1,9 ОАО «НУЫТЗ». На сегодняшний день степень регенерации тепла на этих установках составляет 37,105 и 49,369 % соответственно, после оптимизации расчетная степень регенерации тепла отходящих технологических потоков 42,613 % для АВТМ-1 и 59,624 % для АВТМ-9. Температура нагрева сырья в теплообменных аппаратах повысилась, что приводит к уменьшению расхода топливного газа в печах более чем 3000 т у .т.

Определению влияния степени регенерации тепла в нагревательном блоке на работу технологических печей установок первичной переработки нефти посвящен третий раздел второй главы.

Как уже было отмечено выше, в печах происходит дополнительный нагрев обессоленной нефти после нагревательного блока перед подачей ее в ректификационную колонну. В результате расход топливного газа увеличивается и ощущается нехватка в сухом газе с установок АГФУ. В этом случае в печь направляется жирный газ первичной переработки, теплотворная способность жирного газа более чем на 35 % превосходит сухой газ, кроме того, температуры их горения отличаются на 600 °С. В диссертационной работе теоретически доказано, что периодическая замена одного вида газа на другой отрицательно влияет на работу трубчатых змеевиков печей.

При недостаточной регенерации тепла технологических потоков в теплообменных аппаратах подогрева нефти эти потоки поступают в холодильни-

ки с повышенной температурой. Это приводит не только к потере тепла, которое можно дополнительно использовать в нагревательном блоке и сократить расход топлива, но и к напряженной работе самих холодильников. Не обеспечивается необходимая температура потоков на выходе из холодильников в парк. Технологические продукты направляются с повышенной температурой. Увеличивается температура оборотной воды на выходе из погружных аппаратов Это приводит к потерям последней от испарения и требует дополнительных затрат на охлаждение. Проведенные промышленные эксперименты на холодильниках установок первичной переработки нефти подтверждают все вышеизложенное.

В третьей главе подробно рассмотрена работа холодильников и конденсаторов погружного типа, а также проведены экспериментальные исследования процесса теплоотдачи при охлаждении жидкого и конденсации многокомпонентного технологических потоков. Приведена методика поверочного расчета поверхностных теплообменных аппаратов с введением уточнений и дополнений при расчете холодильников погружного типа. По рассмотренной методике проведен тепловой расчет аппаратов и произведено сравнение экспериментальных коэффициентов теплоотдачи и расчетных. Выявлено, что коэффициент теплоотдачи со стороны охлаждающей воды, рассчитанный по формуле Скобло А.И., значительно превышает экспериментальный. Так, расчетный коэффициент теплоотдачи по этой формуле достигает значения 7000 тогда как фактический в среднем находится в пределе 70-130

Вт/(м2-°С).

Формулы для расчета коэффициента теплоотдачи со стороны воды для холодильников погружников, несмотря на малую скорость воды, учитывают лишь вынужденную, конвекцию В то же время критерий вт-Рт, характеризующий наличие естественной (свободной) конвекции, указывает на значительное влияние последней. Поэтому в третьей главе подробно рассмотрены уравнения, определяющие коэффициент теплоотдачи для случаев вынужденной, ее-

тественной конвекции и их взаимного влияния. Произведен сравнительный анализ экспериментального коэффициента теплоотдачи и полученного по различным эмпирическим уравнениям для всех вышеописанных видов конвекции Результаты анализа показали, что экспериментальные значения лежат в области взаимного влияния вынужденной и естественной конвекции. На рис. 2 представлена графическая иллюстрация различия между экспериментальными и расчетными значениями.

100 -,

о--,----

О 300 600 900 1200 1500 1800 Яежх

Рис. 2. Экспериментальные и расчетные зависимости числа Нуссельта различных видов теплоотдачи для змеевиковых погружных холодильников: 1-естественная конвекция, 2-взаимное влияние естественной и вынужденной конвекции; 3- вынужденная конвекция

Для расчета коэффициента/теплоотдачи холодильников погружного типа на основании экспериментальных данных были получены следующие эмпирические уравнения:

- для змеевиковых холодильников

а=Ц46К^Я (2)

- для секционных холодильников

где Яе^ьи, ЯеЖщ, - число Рейнольдса, за определяющий диаметр которого принят эквивалентный и наружный диаметр труб соответственно; с!экв, с1н -эквивалентный диаметр межтрубного пространства и наружный диаметр труб соответственно, м; К - коэффициент теплопроводности при средней температуре воды, Вт/(м-°С).

Кроме холодильников, рассмотрены также и коденсаторы-холодилыгаки погружного типа, предназначенные для охлаждения и конденсации парогазовой смеси прямогонного бензина, поступающей с верха ректификационных колонн.

Проведенные экспериментальные исследования процесса охлаждения потока прямогонного бензина показали, что общее падение температуры потока происходит от 140 до 65,8°С. Холодильный аппарат поверхностью теплообмена 1200 м2 обеспечивает охлаждение в среднем лишь на 10 °С Остальное падение температуры объясняется тепловыми потерями в окружающую среду, а также присутствием эффекта дросселирования при прохождении потоком парогазовой смеси углеводородов технологической аппаратуры и арматуры

В работе доказано, что присутствие дифференциального дросселирования, характеризующегося изменением температуры при незначительном изменении давления, приводит к снижению температуры рассматриваемого потока. Поток состоит из трех фаз: паровой, газовой и жидкой. Эффект дифференциального дросселирования приводит к охлаждению только паровой фазы пря-могонного бензина.

Температура потока прямогонного бензина на выходе из холодильника-конденсатора составляет 65,8 "С. Эта температура является температурой поверхности трубопровода, в самом потоке температура будет несколько выше. При такой температуре около 52 % (по объему) потока находится в газообразном состоянии. В несконденсировавшемся парогазовом потоке содержится значительное количество ценных углеводородов (СзНц), которые при использовании жирного газа в качестве топлива подлежат сжиганию в печах. При обеспечении конденсации паров прямогонного бензина до 35 °С дополнительно может быть получено более 10 тыс. т бензина.

В качестве решения проблемы конденсации и охлаждения прямогонного бензина на установке первичной переработки нефти в работе предлагается для этих целей использовать теплообменный аппарат на базе замкнутых двухфазных термосифонов.

Четвертая глава посвящена разработке расчетно-теорегаческой и методологической базы для проектирования промышленного образца теплооб-менного аппарата на базе двухфазных термосифонов, предназначенного для конденсации и охлаждения потока прямогонного бензина. Особенностью расчета является тот факт, что один из теплоносителей - смесь паров углеводородов и неконденсируемого углеводородного газа, при данных рабочих условиях.

Основным затруднением при решении поставленной задачи являлась сложность характера теплообмена в аппарате, а именно - определение коэффициента теплоотдачи при конденсации смеси паров в присутствии неконден-

сируемого газа. В этом случае наблюдается не только конвективный теплообмен, но и массообмен.

В работе для определения совместного влияния тепло- и массообмена использовалась модель Колборна и Хоугена. Создана методика теплового расчета термосифонного теплообменного аппарата для конденсации парогазового потока углеводородов с учетом влияния массоотдачи на процесс теплопередачи.

Разработана конструкция промышленного образца термосифонного аппарата для осуществления конденсации паров прямогонного бензина применительно к установке первичной переработки нефти (рис. 3).

Термосифонный аппарат состоит из корпуса 1 и закрепленного в его разделительной перегородке 5 пакета термосифонных труб 2 с зонами испарения и конденсации. Испарительная зона аппарата 3 снабжена сегментными перегородками 6. Конденсационная зона 4 - поперечными перегородками. Штуцера А и Б предназначены для входа и выхода потока бензина соответственно. Штуцера В и Г - для входа и выхода охлаждающей воды соответственно. Для установки манометров - патрубки термометров - 3^,3,4.

Эффективность теплообменника достигается поперечными сегментными перегородками, которые обеспечивают интенсивный теплообмен в испарительной зоне аппарата. В конденсационной зоне установлены поперечные перегородки, которые предотвращают образование застойных зон при омывании пучка термосифонных труб.

Разъемная конструкция теплообменного аппарата позволяет осуществлять внутренний осмотр корпуса, наружной поверхности термосифонных труб, производить очистку и обеспечивать эксплуатационную надежность. Использование резьбового соединения в трубной решетке позволяет обеспечить герметичность соединения термосифонов с трубной решеткой.

Конструктивные и теплотехнические характеристики разработанного теплообменного аппарата для охлаждения и конденсации паров прямогонного бензина представлены в таблице.

Рис. 3 Конструкция разработанного промышленного образца теплооб-менного аппарата на базе двухфазных термосифонов для конденсации паров

прямогонного бензина

Характеристика промышленного образца термосифонного аппарата

№ п/п Параметр Показатель

1 Расчетная производительность термосифонного аппарата в = 27675 кг/ч V = 3002 м'/ч (0,834 м3/с)

2 Давление рабочее охлаждаемого потока Р = 0.28 МПа

3 Расчетное давление в термосифонном аппарате Ррасч = 1,6 МПа I

4 Температура охлаждаемого потока на входе в термосифонный аппарат(рабочая) 1 Ъх = 160-150 °С

5 Температура охлаждаемого потока на выходе из аппарата ~ 35 С

б Тепловая мощность потока = 4,1 МВт

7 Количество теплоты, воспринятое охлаждающей во- СЬ = <3г П = 4,1-0,95 =

дой =3.895 МВт

8 Расход охлаждающей воды в» = 246,48 кг/с V, = 0,247 м3/с

9 Температура охлаждаюшей воды на входе в термосифонный аппарат и*' = 25 °С

10 Температура охлаждающей воды на выходе из термосифонного аппарата =35 С

11 Давление охлаждающей воды Р„ = 0,2 МПа

12 Диаметр входного и выходного патрубка для воды а, = 350 мм

13 Скорость воды на входе в аппарат ш, = 1 м/с

14 Количество термосифонных трубок в аппарате при диаметре аппарата 2400 мм и общей высоте 6000 мм 1560 шт.

25 Высота термосифонных трубок в конденсационной 850 мм

части аппарата (по воде)

16 Высота термосифонных трубок в испарительной части аппарата (по бензину) 3000 мм

17 Диаметр термосифонных трубок 25x2,5 мм

18 Шаг между термосифонными трубкам 55 мм

19 Количество перегородок в испарительной части термосифонного ТОА 12 шт

20 Количество перегородок в конденсационной части термосифонного ТОА 8 шт.

21 Диаметр входного патрубка для парогазовой смеси 061Х = 350 мм

22 Диаметр выходного патрубка для жидкого бензина и

смеси углеводородных газов Об"™ = 200 мм

23 Тепловая мощность (потенциальная), снимаемая термосифонным аппаратом 0 = 4,75 МВт

24 Коэффициент запаса термосифонного аппарата К= 0/01 = 4,75/4,1 = 1.2

25 Гидравлические потери при прохождении охлаждаемого потока испарительной части термосифонного аппарата ДРига часть = 0,037 МПа

26 Гидравлические потери при прохождении охлаждающего потока (вода) конденсационной части термосифонного аппарата ДРкощ «СП. = 0,02 МПа

27 Вес аппарата 40 т

Предлагаемая схема охлаждения потока прямогонного бензина с верха колонны К-1 (рис.4) предполагает охлаждение его до температуры конденсации изопентана - 35°С.

газ

оборотная 1 об°Р°тная

Рис. 4. Принципиальная схема обвязки промышленного образца термосифонного аппарата для охлаждения и конденсации прямогонного бензина с верха колонны К-1 АВТМ-9 ОАО «НУНПЗ»:

К-1 - колонна ABT; Х-1 - погружной конденсатор-холодильник; Т-1 -термосифонный конденсатор; Е- разделительная емкость; С- газосепаратор

Разработана экспериментальная установка для исследования теплопере-даюпшх характеристик термосифонов. Основными элементами установки являются: термосифонные трубы, кожух, контрольно-измерительная и запорная арматура. В качестве горячего теплоносителя используется вода водопроводная открытой системы теплоснабжения, а в качестве холодного - холодная водопроводная вода. Разработана методика проведения экспериментов.

Особую благодарность автор выражает канд. техн. наук Евтюхину H.A. за оказанную помощь при работе над диссертацией.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Промышленные эксперименты на теплотехническом оборудовании установок первичной переработки нефти показали, что применяемые аппараты не в полной мере решают проблему охлаждения технологических потоков, обладающих низкопотеншальным теплом, а также охлаждения многофазных технологических потоков при малом температурном напоре. Показано, что для утилизации низкопотенциального тепла наиболее эффективным является использование устройства на базе двухфазных термосифонов, которое снижает удельные энергозатраты при эксплуатации теплотехнического оборудования рассматриваемых установок.

2. Создана методика оценки энергоэффекгивности регенерирующих тештооб-менных систем установок первичной переработки нефти с введением коэффициента эффективности КЭ, позволяющего учитывать не только термодинамические характеристики теплообменной системы, но и конструктивные характеристики теплообменного аппарата. Использование предлагаемой методики на установках АВТМ-1,9 ОАО «НУНПЗ», при разработке оптимальных энергосберегающих регенеративных систем, сократит энергопотребление более чем на 3000 т у.т. в год.

3. Доказано влияние степени регенерации тепла технологических потоков установки первичной переработки нефти на работу технологических печей. Внедрение предложенных рекомендаций на установке АВТМ-9 ОАО «НУНПЗ» увеличит степень регенерации на 8-И 4 % и приведет к снижению расхода топливного газа на 15-г20%.

4. Получены эмпирические уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи змеевиковых и секционных погружных холодильников со стороны оборотной воды, справедливые для чисел Рейнольдса в интервале 120-1800 Использование этих уравнений повысит точность расчетов при проектировании рассматриваемых аппаратов до 15%

5. Разработана методика расчета теплообменного аппарата на базе двухфазных термосифонов, когда одним из теплоносителей является поток прямогонного бензина, с учетом влияния конвективного массообмена на процесс теплопередачи, протекающий в нем.

6. Разработана конструкция промышленного образца теплообменного аппарата на базе двухфазных термосифонов для охлаждения и конденсации парогазовой смеси прямогонного бензина установки первичной переработки нефти. Дополнительная конденсация потока прямогонного бензина увеличит выпуск нефтепродукта более чем на 10 тыс. т в год.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

1. Бакиев Т.А., Бурдыгина Е.В., Евтюхин H.A. Экономический расчет потерь существующих схем охлаждения легкого бензина после АВТ // Проблемы эффективного использования энергоносителей и низкосортных тошшв в промышленности: Материалы Междунар. конф. - Саратов, 1998,- С. 80-82.

2. Бакиев Т.А., Бурдыгина Е.В., Евтюхин H.A. Анализ процесса теплопередачи системы «газожидкостная фаза - жидкость» // Проблемы эффективного использования энергоносителей и низкосортных топлив в промышленности: Материалы Междунар. конф..- Саратов, 1998,- С. 75-78.

3. Бакиев Т.А., Бурдыгина Е.В., Евтюхин H.A. Теплообменник на базе двухфазных термосифонных труб для охлаждения легкого бензина // Материалы 49-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Уфа, 1999.-С. 230.

4. Евпохин H.A., Бурдыгина Е.В. Энергоаудит установки первичной переработки нефти // Методы кибернетики химико-технологических процессов (КХТП-У-99): Тез. докл. V Междунар. науч. конф,- Уфа, 1999.-С.246.

5. Евтюхин H.A., Бурдыгина Е.В.. Промышленные тепломассообменные процессы и установки в примерах и задачах.: Учеб. пособие.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000,- 4.1.-203 с.

6. Бурдыгина Е.В., Евтюхин H.A. Анализ работы оборудования установки первичной переработки нефти при конденсации паров прямогонного бензина// Наука и технология углеводородных дисперсных систем: Материалы II Междунар. симп.-Уфа: Реактив, 2000.-Т.2.- С. 373.

7. Бурдыгина Е.В., Евтюхин H.A. Влиянйе коррозионности сред на надежность оборудования НП и НХП// Наука и технология углеводородных дисперсных систем: Материалы П междунар. симп. - Уфа: Реактив, 2000,-Т.2.- С. 374.

8. Бадретдинов И.М., Евтюхин H.A., Бурдыгина Е.В. и др. Анализ установки первичной переработки нефти // Материалы 50-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Уфа, 2000.-С. 203.

9. Бурдыгина Е.В. Применение эффективной теплообменной аппаратуры при производстве строительных материалов и в нефтеперерабатывающей промышленности как пуль снижения их металлоемкости // Проблемы строительного комплекса России: Материалы VI Междунар. науч.-техн. конф.-Уфа, Изд-во УГНТУ, 2002,- С. 195-196.

10. Евтюхин H.A., Бурдыгина Е.В. Результаты проведенного энергоаудита установок первичной переработки нефти Ново-Уфимского НПЗ, получающих масляные фракции // Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения: Тез. докл. VI Всерос. конф. - Нижний Новгород: НГТУ, 2002. - С. 20.

11. Пат. 2194936 РФ, F 28 D 15/02. Термосифонный теплообменник / H.A. Евтюхин, Е.В. Бурдыгина, Т.А. Бакиев, A.B. Бакиев, М.М. Бикбулатов, Б.Е. Сельский. -№ 2001109476/06; Заявлено 09.04.2001; Опубл. 20 12.2002 // Открытия. Изобретения. - 2002 .- №35. - С. 373.

е|694

Подписано к печати 28.05.03. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Печ. листов 1,5. Тираж 90 эю. Заказ 142.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ РАЗЛИЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ В '> ОБЛАСТИ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ.

1.1. Краткое описание процесса и схемы действующей установки атмосферной перегонки нефти НПЗ.

1.2. Анализ конструкций теплообменных аппаратов, применяемых в нефтепереработке.

1.3. Теплообменные устройства на базе двухфазных термосифонов и их применение на предприятиях нефтепереработки.

1.4. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ

ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.1. Методика проведения экспериментального исследования тепловых характеристик теплотехнического оборудования установок первичной переработки нефти НПЗ.

2.2. Исследование термодинамических характеристик нагревательного блока установок первичной переработки нефти и разработка энергосберегающих теплообменных систем.

2.3 Влияние недостаточной регенерации тепла в нагревательном блоке на работу технологических печей установок первичф ной переработки нефти.

2.4. Влияние недостаточной регенерации тепла в нагревательном блоке на работу захолаживающего блока установок первичной переработки нефти.

2.5. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ И КОНДЕНСАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ПОТОКА В

ХОЛОДИЛЬНИКАХ ПОГРУЖНОГО ТИПА.

3.1 К расчету конвективного теплообмена в ограниченном пространстве.

3.2. Методика поверочного расчета поверхностных теплообменных аппаратов.

3.3 Внешняя теплоотдача промышленных аппаратов погружного типа для охлаждения жидких нефтепродуктов.

3.4. Внешняя и внутренняя теплоотдача промышленных аппаратов погружного типа для конденсации многокомпонентных углеводородных паров прямогонного бензина.

3.5. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

РЕШЕНИЙ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТОКОВ УСТАНОВКИ

ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ.

4.1. Совершенствование блока захолаживающей аппаратуры установки атмосферной перегонки нефти.

4.2. Разработка конструкции промышленного образца теплооб-менного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов для осуществления конденсации паров прямогонного бензина.

4.3. Разработка методики теплового расчета теплообменного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов.

4.4. Экономическая целесообразность применения промышленного образца термосифонного аппарата для охлаждения потока прямогонного бензина.

4.5. Выводы по главе 4.

Нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) являются крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов, в том числе котельно-печного топлива, тепловой и электрической энергии. Эффективность, рациональность их использования в процессах переработки нефти во многом определяется эффективностью работы технологического оборудования завода. Однако технологические установки действующих IГПЗ - это, в основном, крупнотоннажные мощности, построенные в большинстве случаев много лет назад и не отвечающие современным требованиям по качеству продукции, безопасности, уровню автоматизации управления процессами и т.д.

Для удовлетворения современным требованиям существующие установки подвергаются реконструкции. В ходе такой реконструкции капиталовложение в новое оборудование должно быть сведено к минимуму путем наиболее полного использования уже имеющегося. Оптимизация работы оборудования необходима и по другой причине. Существующие заводы были спроектированы и построены во времена значительно более дешевой, чем сейчас, энергии, поэтому актуальной является необходимость предусмотреть меры по ее экономии.

Особенностью процессов переработки углеводородного сырья является то, что сами технологические процессы несовершенны. Так, процессы первичной переработки нефти потребляют 1,91 т у.т. на переработку 100 т нефти при теоретически необходимом 1,016. На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах вся получаемая тепловая энергия используется лишь на 30-35%, а остальная часть (с низкопотенциальной тепловой энергией) становится нерекуперативноспособ-ной. Так, около 36% энергии, поступающей на завод, уходит с охлаждающей водой или воздухом, до 16% вместе с дымовыми газами технологических печей выделяется в атмосферу, 12-14% энергии рассеивается в окружающую среду в виде тепла, отдаваемого горячими поверхностями оборудования.

Поэтому одним из приоритетных направлений повышения эффективности энергосбережения нефтеперерабатывающих производств является увеличение использования вторичных топливно-энергетических ресурсов, максимальное использование рекуперации теплоты и оптимизация режимов работы технологических установок.

Зачастую существующее технологическое оборудование на установках НПЗ не обеспечивает необходимые рабочие параметры даже после оптимизации, и экономически целесообразным становится внедрение высокоэффективного ресурсосберегающего оборудования.

Во многих случаях наряду с повышением тепловой эффективности такого оборудования необходимо решать и другие не менее важные задачи: снижение металлоемкости, повышение эксплуатационной надежности и ремонтопригодности.

Цель работы

Уменьшение удельных энергозатрат при эксплуатации теплотехнического оборудования установок первичной переработки нефти.

Основные задачи исследования

1. Экспериментальное определение степени энергоэффективности работы теплотехнического оборудования установки первичной переработки нефти.

2. Разработка энергосберегающих теплообменных систем, позволяющих использовать уже задействованные в технологической цепочке теплообмен-ные аппараты с минимизацией капитальных затрат.

3. Определение влияния степени регенерации тепла технологических потоков в нагревательной теплообменной аппаратуре на режим работы технологических печей и захолаживающего оборудования установки первичной переработки нефти.

4. Разработка экспериментальной установки для определения степени вакуу-мирования и проверки работоспособности термосифонных трубок, предназначенных для эксплуатации в трубном пучке термосифонов.

5. Разработка методики расчета теплообменных устройств, работающих на базе замкнутых двухфазных термосифонов, когда одним из теплоносителей является поток прямогонного бензина, состоящий из жидкой, паровой и газообразной фаз.

6. Создание термосифонного теплообменного аппарата для конденсации и охлаждения паров прямогонного бензина установки первичной переработки нефти.

Методы исследований. В качестве методологической базы исследований в работе используются методы теории тепломассопереноса, основные принципы технической термодинамики, математическое моделирование, элементы математической статистики.

Научная новизна

1. Предложен новый метод, позволяющий оценить степень энергоэффективности регенерирующих теплообменных систем установок первичной переработки нефти.

2. Получены эмпирические уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи змеевиковых и секционных погружных холодильников со стороны охлаждающей воды, справедливые для чисел Рейнольдса в интервале 120-1800.

3. Установлено, что при расчете и проектировании теплообменных аппаратов, предназначенных для охлаждения и конденсации парогазовой смеси прямогонного бензина, необходимо учитывать дифференциальный дроссельный эффект, влияние которого наблюдается до окончания конденсации паровой фазы потока. Учет этого эффекта позволит сократить поверхность теплообмена при проектировании теплообменных аппаратов на 20-30%.

4. Установлено, что при расчете коэффициента теплоотдачи теплообменного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов, когда горячим теплоносителем является парогазовая смесь прямогонного бензина, необходимо учитывать влияние конвективного массообмена, который приводит к интенсификации процесса теплообмена до 15%.

На защиту выносятся теоретические выводы и обобщения, разработанные конструкции, модели, эмпирические зависимости и практические рекомендации по повышению эффективности работы теплотехнического оборудования установок первичной переработки нефти.

Практическая ценность

Применение полученных в работе результатов дает возможность:

- проводить оптимизацию работы нагревательного блока теплообменных аппаратов установки первичной переработки нефти;

- рассчитывать тепловые и конструктивные параметры термосифонного теп-лообменного аппарата, когда горячим теплоносителем является смесь паров углеводородов и неконденсируемого углеводородного газа потока прямогонного бензина;

- использовать разработанный теплообменный аппарат (на базе замкнутых двухфазных термосифонов) для конденсации и охлаждения паров прямогонного бензина установок первичной переработки нефти.

Реализация работы

1. Разработанные мероприятия по снижению потребления топливно-энергетических ресурсов установок первичной переработки нефти приняты к внедрению на установках АВТМ-1,2,9 ОАО «Ново-Уфимский НПЗ» (НУНПЗ).

2. Изготовлен промышленный образец разработанного теплообменного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов на ОАО «Салаватнеф-темаш» для конденсации и охлаждения паров прямогонного бензина с верха колонны К-1 установки первичной переработки нефти АВТМ-9 ОАО «НУНПЗ».

3. Разработанные методики расчета термосифонного теплообменного аппарата используются в учебном процессе при чтении лекций по дисциплине «Промышленные тепломассообменные процессы и установки».

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены:

- на 49-й и 50-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 1998 и 1999гг.);

- V Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов (КХТП -V-99)» (г. Уфа, 1999 г.);

- Международном симпозиуме «Наука и технология углеводородных дисперсных систем» (г. Уфа, 2000 г.).

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи исследований, приведено краткое содержание работы, а также сведения о научной новизне и практической ценности.

В первой главе диссертации проведен анализ использования теплообмен-ных аппаратов различной конструкции в области нефтепереработки. Представлена принципиальная схема действующей установки атмосферной перегонки нефти, из которой следует, что в качестве основной теплообменной аппаратуры используются теплообменники, холодильники, аппараты воздушного охлаждения.

Вводятся понятия нагревательного и захолаживающего блоков. Нагревательный блок представляет собой группу теплообменных аппаратов, задачей которого является нагрев нефти, поступающей на установку теплотой циркулирующих и отходящих технологических потоков. Аппаратура, обеспечивающая охлаждение технологических потоков после теплообменных аппаратов нагревательного блока, представляет собой блок захолаживающей аппаратуры.

Рассмотрено аппаратурное оформление как нагревательного, так и захола-живающего блоков.

Представлена таблица сравнительной характеристики теплообменных аппаратов, задействованных на установках первичной переработки нефти.

Выявлено, что теплообменные аппараты, применяемые на установках первичной переработки нефти основаны на принципе конвективного теплообмена через разделяющую поверхность и эффективны при сравнительно больших градиентах температур охлаждаемых сред. При необходимости снятия низкопотенциального тепла (когда разница между начальной и конечной температурами исчисляется лишь несколькими десятками градусов и меньше), их применение становится практически нереальным, ввиду необходимости чрезмерного увеличения поверхности теплообмена и соответственно металлоемкости аппарата.

Сравнение значений коэффициентов теплопередачи различных типов теплообменных аппаратов показывает, что наибольшее значение принадлежит теп-лопередающему устройству, использующему теплоту парообразования промежуточного теплоносителя на базе замкнутых двухфазных термосифонов. Кроме того теплообменные аппараты на базе термосифонных труб предназначены для утилизации низкопотенциального тепла.

Результаты анализа, проведенного в первой главе, позволили сформулировать цель работы и задачи исследований.

Вторая глава посвящена определению энергоэффективности работы теп-лообменного оборудования установок первичной переработки нефти. Рассмотрена взаимосвязь теплотехнологического оборудования установки АВТ.

Предложена методика проведения экспериментального исследования тепловых характеристик технологического оборудования установки первичной переработки нефти НПЗ. Цель этих экспериментов - получение необходимых исходных данных для дальнейших расчетов.

Второй раздел главы посвящен исследованию термодинамических характеристик нагревательного блока установки первичной переработки нефти и разработке оптимальных энергосберегающих теплообменных систем.

Для оптимизации работы существующей схемы нагревательного блока предлагается использовать новый критерий оптимальности - коэффициент эффективности (КЭ).

Использование коэффициента КЭ при разработке оптимальных энергосберегающих теплообменных систем позволяет учитывать не только термодинамические характеристики теплообменной системы, такие как количество передаваемого тепла (тепловой поток), скорости потоков, коэффициент загрязнения поверхности теплообмена, но и конструктивные характеристики теплообменного аппарата. Выбранный коэффициент эффективности также позволяет судить, на сколько полезно используется поверхность теплообмена аппаратов.

С помощью выбранного критерия были в качестве примера оптимизированы схемы нагревательных блоков АВТМ-1,9 ОАО «НУНПЗ» и приведены результаты проведенной работы.

Определено влияние недостаточной регенерации тепла в нагревательном блоке на работу технологических печей установок первичной переработки нефти.

В третьей главе подробно рассмотрена работа холодильников и конденсаторов погружного типа, а также проведены экспериментальные исследования процесса теплоотдачи при охлаждении жидкого и конденсации многокомпонентного технологических потоков. Приведена методика поверочного расчета поверхностных теплообменных аппаратов с введением уточнений и дополнений при расчете холодильников погружного типа. По рассмотренной методике проведен тепловой расчет аппаратов и произведено сравнение экспериментальных коэффициентов теплоотдачи и расчетных. Представлена графическая иллюстрация различия между экспериментальными и расчетными значениями.

На основании экспериментальных данных получены уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи змеевиковых и секционных погружных холодильников со стороны оборотной воды.

Проведенные экспериментальные исследования процесса охлаждения потока прямогонного бензина показали, что общее падение температуры потока происходит от 140 °С до 65,8°С. Холодильный аппарат поверхностью теплообмена

1200 м обеспечивает охлаждение в среднем на 10 °С. Остальное падение температуры объясняется тепловыми потерями в окружающую среду, а также присутствием эффекта дросселирования при прохождении потоком парогазовой смеси углеводородов технологической аппаратуры и арматуры.

В работе доказано, что присутствие дифференциального дросселирования, характеризующегося изменением температуры при незначительном изменении давления, приводит к снижению температуры рассматриваемого потока. Поток состоит из трех фаз: паровой, газовой и жидкой. Эффект дифференциального дросселирования приводит к охлаждению только паровой фазы прямогонного бензина.

Недостаточное охлаждение потока прямогонного бензина в конденсаторах-холодильниках погружного типа приводит к тому, что на выходе около 52 % (по объему) потока находится в газообразном состоянии. В несконденсировавшемся парогазовом потоке содержится значительное количество ценных углеводородов (С5Н12), которые при использовании жирного газа в качестве топлива подлежат сжиганию в печах. При обеспечении конденсации паров прямогонного бензина до 35 °С дополнительно может быть получено 13,4 тыс. т. целевого нефтепродукта.

В качестве решения проблемы конденсации и охлаждения прямогонного бензина на установке первичной переработки нефти в работе предлагается для этих целей использовать теплообменный аппарат на базе замкнутых двухфазных термосифонов.

Четвертая глава посвящена разработке расчетно-теоретической и методологической базы для проектирования теплообменного аппарата на базе двухфазных термосифонов, предназначенного для конденсации и охлаждения светлых нефтепродуктов. Особенностью расчета является тот факт, что один из теплоносителей - смесь паров углеводородов и неконденсируемого газа.

Основным затруднением при решении поставленной задачи являлось сложность характера теплообмена в аппарате, а именно, определение коэффициента теплоотдачи при конденсации смеси паров в присутствии неконденсируемого газа. В этом случае наблюдается не только конвективный теплообмен, но и массо-обмен.

Создана методика теплового расчета термосифонного теплообменного аппарата для конденсации парогазового потока углеводородов с учетом влияния массоотдачи на процесс теплопередачи.

Разработана конструкция теплообменного аппарата на базе замкнутых двухфазных термосифонов для осуществления конденсации паров прямогонного бензина применительно к установке первичной переработки нефти. Расчетно-теоретические, проектно-конструкторские работы и конструктивное решение теплообменного аппарата выполнялись применительно к условиям установки АВТм-9 ОАО НУНПЗ.

Эффективность теплообменника достигается поперечными сегментными перегородками, которые обеспечивают интенсивный теплообмен в испарительной зоне аппарата. В конденсационной зоне установлены поперечные перегородки, которые предотвращают образование застойных зон при омывании пучка термосифонных труб.

Разъемная конструкция теплообменного аппарата позволяет осуществлять внутренний осмотр корпуса, наружной поверхности термосифонных труб, производить очистку и обеспечивать эксплуатационную надежность. Использование резьбового соединения в трубной решетке позволяет обеспечить герметичность соединения термосифонов с трубной решеткой.

В табличной форме представлена теплотехническая характеристика разработанного теплообменного аппарата.

Разработана экспериментальная установка для исследования теплопере-дающих характеристик термосифонов. Основными элементами установки являются термосифонные трубы, кожух, контрольно-измерительная и запорная арматура. В качестве горячего теплоносителя используется вода водопроводная открытой системы теплоснабжения, а в качестве холодного - холодная водопроводная вода. Разработана методика проведения экспериментов.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ ср - массовая теплоемкость потоков, кДж/(кг°С);

Сп - относительная массовая концентрация пара в потоке парогазовой смеси, кг пара/ кг смеси;

Сг - относительная массовая концентрация пара у межфазной поверхности, кг пара/ кг смеси; d - диаметр трубок, м;

D- коэффициент концентрационной диффузии пара в смеси;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/год;

F - поверхность теплообмена, м2;

- площадь проходного сечения теплообменного аппарата, м2; трения - коэффициент сопротивления трения при турбулентном течении потока;

G- массовый расход теплоносителя, кг/с;

Gfo - массовый расход к-го внешнего теплоносителя в v-м вспомогательном теп-лообменном аппарате, кг/ч; g- ускорение свободного падения, м/с ; Н- энтальпия, кДж/кг; j - плотность удельного массового потока пара к поверхности конденсации; к- капитальные затраты, руб.;

К- критерий оптимальности технических решений; л к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м -°С);

КЭ - коэффициент эффективности;

К3 - коэффициент запаса поверхности теплообмена;

М- мольная (молекулярная) масса теплоносителя, кг/моль;

МХ,МП " молекулярные массы смеси и пара, кг/кмоль;

N - мощность, затраченная на преодоление гидравлических сопротивлений, кВт; п - число термосифонных трубок в аппарате, шт; Q - тепловой поток, Вт;

Qp - расчётное количество переданной теплоты, Вт;

At - характерный температурный напор, °С;

П3 - приведенные затраты на систему теплообменных аппаратов, руб/год; rii - стоимость i-ro рекуперативного теплообменного аппарата, руб; Ilj - стоимость j-ro вспомогательного теплообменного аппарата, руб; S2 - продольный шаг трубного пучка, м; V - объем реального газа, м3;

Va и Уд - мольные объемы газа А и жидкости В, см /моль; fdV) - изменение объема рабочего тела при изменении его температуры; р уп- относительная молярная концентрация пара в потоке парогазовой смеси, моль пара/моль смеси; уг - относительная молярная концентрация пара у межфазной поверхности, моль пара/моль смеси;

Фг - поток теплоты за счет охлаждения газа, Вт; Э - эксплуатационные затраты, руб; ai - коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к поверхности стенки, Вт/(м2-°С); а2 - коэффициент теплоотдачи от поверхности стенки к холодному теплоносителю, Вт/(м2-°С);

Р - температурный коэффициент объемного расширения среды, 1/°С; Ртепл.пот. - коэффициент местных тепловых потерь; 8 - толщина стенки трубок, м; £■ ss -поправочные коэффициенты; г| - к.п.д. теплообменного аппарата;

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м,0С); л - динамическая вязкость теплоносителя, Па-с; v - кинематическая вязкость теплоносителя, м2/с;

0 - продолжительность работы системы теплообменных аппаратов, год; р - плотность теплоносителя, кг/м3; J рПоо - массовая концентрация пара в потоке парогаз. смеси, кг пара/м смеси; рпг - массовая концентрация пара у межфазной поверхности, кг пара/м смеси; ст - поверхностное натяжение теплоносителя, Н/м; нижние индексы

77 - горячий поток; хп - холодный поток; вн - внутренний; вх - вход в ТОА ; вых - выход из ТОА; „г- парогазовый поток; г - газовый поток; „ - наружный; нп- нефтепродукт; с -стенка; ж - жидкость; тр - трубное пространство; м хр - межтрубное пространство; i .компонент смеси; ср. - средняя; \ кип - кипение; кр - критический; в - вода. исп. час. - испарительная часть термо- пл. - пленка; сифонного аппарата; конд. час.

- конденсационная часть термосифонного аппарата; верхние индексы

Рп*> - массовая концентрация пара в потоке парогаз. смеси, кг пара/м3 смеси; -рпг - массовая концентрация пара у межфазной поверхности, кг пара/м3 смеси; с - поверхностное натяжение теплоносителя, Н/м; нижние индексы гп - горячии поток; хп - холодный поток; вн- внутренний;

- вход в ТОА ; 1Х- выход из ТОА; пг- парогазовый поток; г - газовый поток; н - наружный; а- нефтепродукт; с-стенка; ж - жидкость; тр - трубное пространство; млр. - межтрубное пространство; i. компонент смеси;

Ср. - средняя; кип. - кипение; кр. - критический; в - вода. \ исп. час. - испарительная часть термо- пл. - пленка; сифонного аппарата; конд. час.

- конденсационная часть термосифонного аппарата; верхние индексы

18

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Промышленные эксперименты на теплотехническом оборудовании установок первичной переработки нефти показали, что применяемые аппараты не в полной мере решают проблему охлаждения технологических потоков, обладающих низкопотенциальным теплом, а также охлаждения многофазных технологических потоков при малом температурном напоре. Показано, что для утилизации низкопотенциального тепла наиболее эффективным является использование устройства на базе двухфазных термосифонов, которое снижает удельные энергозатраты при эксплуатации теплотехнического оборудования рассматриваемых установок.

2. Создана методика оценки энергоэффективности регенерирующих теплообменных систем установок первичной переработки нефти с введением коэффициента эффективности КЭ, позволяющего учитывать не только термодинамические характеристики теплообменной системы, но и конструктивные характеристики теплообменного аппарата. Использование предлагаемой методики на установках АВТМ-1,9 ОАО «НУНПЗ», при разработке оптимальных энергосберегающих регенеративных систем, сократит энергопотребление более чем на 3000 т у.т. в год.

3. Доказано влияние степени регенерации тепла технологических потоков установки первичной переработки нефти на работу технологических печей. Внедрение предложенных рекомендаций на установке АВТМ-9 ОАО «НУНПЗ» увеличит степень регенерации на 8*14 % и приведет к снижению расхода топливного газа на 15*20%.

4. Получены эмпирические уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи змеевиковых и секционных погружных холодильников со стороны оборотной воды, справедливые для чисел Рейнольдса в интервале 120-1800. Использование этих уравнений повысит точность расчетов при проектировании рассматриваемых аппаратов до 15%.

5. Разработана методика расчета теплообменного аппарата на базе двухфазных термосифонов, когда одним из теплоносителей является поток прямогонного бензина, с учетом влияния конвективного массообмена на процесс теплопередачи, протекающий в нем.

6. Разработана конструкция промышленного образца теплообменного аппарата на базе двухфазных термосифонов для охлаждения и конденсации парогазовой смеси прямогонного бензина установки первичной переработки нефти. Дополнительная конденсация потока прямогонного бензина увеличит выпуск нефтепродукта более чем на 10 тыс. т в год.

В заключение данного раздела можно сделать следующие выводы.

Одним из назначений технологических печей установок первичной переработки нефти является догрев сырья после нагревательного блока перед подачей его в ректификационную колонну. Как показали исследования, это происходит из-за недостаточной регенерации тепла технологических потоков и приводит к значительному перерасходу топлива.

В рассматриваемых технологических печах НПЗ в качестве топлива используется как сухой, так и жирный газ собственного производства. Теплотворная способность жирного газа более чем на 35 % превосходит сухой газ, кроме того, температуры их горения отличаются более чем на 600 °С. Замена сжигания одного вида газа на другой приводит к снижению надежности работы трубчатых змеевиков печей.

Сжигание жирного газа, по сравнению с сухим, приводит к увеличению вы

3 3 бросов оксидов азота в атмосферу с 6,5 г/м до 9 г/м .

2.4. Влияние недостаточной регенерации тепла нагревательного блока на работу захолаживающего блока установок первичной переработки нефти Продукты, полученные на АВТ, выводятся из ректификационных колонн при температурах от 100 до 400 °С. Эти фракции используются для нагрева потока нефти, поступающей на установку. В то же время технологические потоки необходимо дополнительно охлаждать до температуры, которая диктуется условиями безопасности и хранения, а также максимальным уменьшением потерь от испарения. Поэтому после теплообменников нагревательного блока технологические потоки направляются для дальнейшего охлаждения в водяные холодильники погружного типа или аппараты воздушного охлаждения.

Вся теплота, которую несут охлаждаемые потоки в холодильники, безвозвратно теряется, переходя в нагрев оборотной воды или воздуха. При недостаточной регенерации тепла технологических потоков в теплообменных аппаратах подогрева нефти, эти потоки поступают в холодильники с повышенной температурой. Это приводит не только к потере тепла, которое можно дополнительно использовать в нагревательном блоке и сократить расход топлива, но и к напряженной работе самих холодильников. Не обеспечивается необходимая температура потоков на выходе из холодильников в парк. Технологические продукты направляются с повышенной температурой. Увеличивается температура оборотной воды на выходе из погружных аппаратов. Это приводит к потерям последней от испарения и требует дополнительным затрат на охлаждение.

Так температура гудрона на выходе из холодильников в среднем имеет температуру 140-180 °С, тогда как допустимая температура по технологическому регламенту установки не выше 150 °С.

При проведении экспериментов было отмечено, что холодильники потоков с высокой температурой, такие как гудроновые, «парят». Это подтверждает выводы о высокой температуре оборотной воды в них. Кроме потерь оборотной воды от испарения при увеличении температуры, это отрицательно сказывается на состоянии наружных поверхностей нагрева. При температуре воды выше 60 °С, а по некоторым данным и 45 °С, происходит интенсивное выпадение солей, которые осаждаются на змеевиках аппаратов, создавая дополнительное термическое сопротивление [47].

Как уже отмечалось выше, холодильники не обеспечивают необходимой температуры нефтепродуктов. В большей мере это относится к конденсаторам-холодильникам бензиновых паров с верха атмосферной ректификационной колонны. По нормам технологического режима установок первичной переработки нефти температура бензина, откачиваемого с установки, должна быть не более 40 °С [107]. По результатам проведенных промышленных экспериментов, температура бензина в сборном коллекторе холодильника Х-1 АВТМ-9 НУНПЗ составляет 72 °С. При такой температуре не достигается конденсация более чем 42 % мае. потока бензина.

Подробнее процессы конденсации и охлаждения технологических потоков установок первичной переработки нефти на примере аппаратов, участвующих в проведении промышленных экспериментов рассмотрены, в третьей главе диссертационной работы.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976. 248 с.

2. Алабовский А.Н., Константинов С.М., Недужий И.А. Теплотехника.- К.: Вища шк., 1986.-255 с.

3. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. ГСССД Р-776-98 М.: Изд. МЭИ, 1999.- 168 с.

4. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. — Под ред. Б.И. Бондаренко.- М.: Химия, 1983. 128 с.

5. Антуфьев В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей.-М.: Энергия, 1966.-233 с.

6. Базаров И.П. Термодинамика: Учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 1991.- 376 с.

7. Бакиев Т.А. Система охлаждения с применением двухфазных термосифонов при производстве синтетического каучука // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.09. Уфа: УГНТУ, 1996.

8. Бакиев Т.А. Разработка теплообменных агрегатов на базе термосифонов для производств нефтепереработки// Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.04.09. Уфа: УГНТУ, 2000.

9. Бакластов A.M., Бобе Л.С., Солоухин В.А. Расчет коэффициентов тепло- и массообмена в паровой фазе при конденсации пара из бинарной смеси.-М.: Изд-во МЭИ, 1977.- Тр. МЭИ; Вып. 332. С.22-26.

10. Безродный М.К., Волков С.С. Мокляк В.Ф. Двухфазные термосифоны в промышленной теплотехнике. Киев.: Выща шк., 1991.-75 с.

11. Безродный М.К., Волков С.С. Основы эффективного применения двухфазных термосифонов в аппаратах промышленной теплотехники //Промышленная теп-лотехника-1992. -№1-3.- С. 6-11.

12. Бродянский В.М. Эксергетический мето термодинамического анализа. М.: энергия, 1973 . - 296 с.

13. Бекиров Т.М. Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов .- М.: Недра, 1986.-261 с.

14. Бурдыгина Е.В., Бадретдинов И.М., Евтюхин Н.А., Фазлыев И.М. Анализ установки первичной переработки нефти // Материалы 50-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Уфа, 2000.-С. 203.

15. Бурдыгина Е.В., Евтюхин Н.А. Влияние коррозионности сред на надежность оборудования НП и НХП// Наука и технология углеводородных дисперсных систем: материалы Второго международного симпозиума. Научные труды. Т.2.-Уфа: Реактив, 2000.- С. 374.

16. Бурдыгина Е.В., Бакиев Т.А., Евтюхин Н.А. Теплообменник на базе двухфазных термосифонных труб для охлаждения легкого бензина // Материалы 49-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. — Уфа, 1999.-С. 230.

17. Бурдыгина Е.В., Евтюхин Н.А. Энергоаудит установки первичной переработки нефти // Методы кибернетики химико-технологических процессов (КХТП-V-99): тезисы докладов V Международной научной конференции. Т.2.- Уфа , 1999.-С. 246.

18. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.- М.: Физматгиз, 1963.- 708 с.

19. Васильев JI.A. Теплообменники на тепловых трубах. М.: Наука и техника, 1981.- 143 с.

20. Васильев JI.JI., Конев С.В., Хроленок В.В. Интенсификация телообмена в тепловых трубах. Мн.: Наука и техника, 1983.-152 с.

21. Воинов А.П., Зайцев В.А., Куперман Л.И., Сидельковский Л.Н. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты/под ред. Л.Н. Сидельковского . М.: Энергоатомиздат, 1989.- 272 с.

22. Гареев Р.Г., Сайфуллин I1.P. Экологические аспекты тепло- и массообменных процессов //11ефтепереработка и нефтехимия, 1997 №2.-35-36 С.

23. Горбис З.Р., Савченков Г.А. Исследование влияния неконденсирующихся примесей на эффективность теплопереноса испарительного термосифона // Теплоэнергетика. -1973. -№10.- С. 70-73.

24. Григорьев В.А., Колач Т.А., Соколобский B.C., Темкин P.M. Краткий справочник по теплообменным аппаратам. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1962. -256 с.

25. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа 4.1.М.,Химия, 1972.- 256 с.

26. Гусейнов Д.А., Спектор Ш.Ш, Вайнер Л.З. Технологические расчеты процессов нефтепереработки.- М.: Химия, 1964.- 308 с.

27. Дж. Перри. Справочник инженера химика. В 2 Т, т 1/ пер. с англ. Л.: Химия, 1969.-640 с.

28. Дж. Тейлор. Введение в теорию ошибок. М.: Мир, 1985. - 272 с.

29. Дьяченко С.Н., Катин В.Д. Влияние состава нефтезаводских газов на образование оксидов азота в трубчатых печах // Нефтепереработка и нефтехимия, 2000 -№9.- С. 50-53.

30. Евтюхин Н.А. Отчет о научно-исследовательской работе "Оптимизация энергозатрат нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств с сохранением долговечности и ремонтопригодности оборудования". Уфа: УНИ, 1987.145 с.

31. Евтюхин Н.А., Бурдыгина Е.В. Промышленные тепломассообменные процессы и установки в примерах и задачах. Часть 1: Учеб. пособие Уфа: Изд-во УГ-НТУ, 2000.-203 с.

32. Евтюхин Н.А., Кузнецова В.В., Молчанова Р.А. Термодинамический анализ топливосжигающих устройств (на примере технологической печи НПЗ): Учебное пособие.-Уфа:Изд-во УГНТУ, 1995 69 с.

33. Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.-М.: Химия, 1987- 304 с.

34. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменнике. М.: Наука, 1982. -471 с.

35. Жукаускас А., Жюгжда И. Теплоотдача в ламинарном потоке жидкости. Вильнюс, «Минтис», 1969.- 266 с.

36. Жукаускас А., Макарявичюс В., Шланчяускас А. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости. Вильнюс, «Минтис», 1968. 189 с.

37. Заявка на выдачу патента № 658974 «Атмосферная установка перегонки нефти»/ Евтюхин Н.А., Бакиев Т.А, Бакиев А.В., Бикбулатов М.М., Бурдыгина Е.В., Сельский Б.Е.

38. Ивановский М.Н., Сорокин В.П. Физические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1978.-255 с.

39. Игнатьев В.Г., Самойлов А.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт холодильного оборудования.- М.: Агропромиздат, 1986.-232 с.

40. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. Л.: Химия, 1991.-352 с.

41. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977.-233 с.

42. Исаченко В. П. и др. Теплопередача. Учебник для вузов. М.: Энергия, 1975. — 488 с.

43. Каждая А.З., Безродный М.К., Баклашов В.Е. Применение двухфазных термосифонов в трубчатых печах //Химия топлива и масел. 1986. -№5.- С. 16-19.

44. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия,1971. 356 с.

45. Калафати Д.Д., Попалов В.В. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 152 с.

46. Катин В.Д. Охрана окружающей среды при эксплуатации трубчатых печей. -СПб.: ПГУПС, 1994.-237 с.

47. Кларен Д.Г., Бейли Р.Е. Самоочищающиеся теплообменники со взвешенным слоем твердых частиц /11ефтегазовые технологии.-1989-№7.-с.89-91.

48. Клименко А.П., Каневец Г.Е. Расчет теплообменных аппаратов на электронных вычислительных машинах. Киев.: Наукова думка, 1996.-168с.

49. V 57.Костерин Ю.В. Вторичные топливно-энергетические ресурсы и их использование в НПП и ИХ промышленности. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1975. - 104 с.

50. Красникова O.K. Витой трубчатый теплообменник со статически однородной структурой расположения труб // Химическое и нефтяное машиностроение. -1996.-№5.- С. 42-45.

51. Красникова O.K., Попов О.М., Удут В.Н. Новые конструкции эффективных витых трубчатых теплообменников // Нефтегазовые технологии. 1998. - № 5-6.-С.10-11.

52. Кривоногов Б.М. Повышение эффективности сжигания газа и охрана окру

53. М> жающей среды. -JL: Недра, 1986.-280 с.

54. Краснощекое Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Госэнергоиз-дат, 1963. -224 с.

55. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М. и др. Расчет процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности

56. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Ленинград.: Машгиз, 1962,456 с.

57. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники. Перевод с английского Сидорова В.Я. под редакцией Петровского Ю.В.- М.: Энергия, 1967.-220 с.

58. Маньковский О.Н., Толчинский А.Р., Александров М.В. Теплообменная аппаратура химических производств. -Д.: Химия, 1976.-368с.

59. Методические указания к дипломному проектированию. Раздел «Расчет термосифонных систем охлаждения высокотемпературных установок» / Сост. М.К. Безродный, С.С. Волков. Киев: КПИ, 1987.- 32 с.

60. Мигай В.К., Фирсова Э.В. Теплообмен и гидравлическое сопротивление пучков труб, Л.: Наука, 1986. -195 с.

61. Митенков Ф., Камышев Б. Новые типы компактных пластинчатых теплообменников / Нефтегазовые технологии,-1998-№5.-с. 12-14.

62. Михеев М.А. Расчетные формулы конвективного теплообмена / Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.- 1966.-№5.-С. 96-105

63. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. М.: Энергия, 1977.- 344 с.

64. Мокляк В.Ф. Теплообмен и гидродинамика при конденсации в термосифонах в режиме двухфазной смеси // Автореферат диссертации на соискание кандидата технических наук. Киев: 1983.

65. Нагуманов А.Х., Подгорецкий В.М., Нагуманов Х.Г. Применение теплообменников на базе термосифонов для утилизации тепла // Материалы Международной научно-технической конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" Уфа: УГНТУ, 1998.

66. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1983. -272 с.

67. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1987. - 576 с.

68. Патент № 2194936 на изобретение Термосифонный теплообменник. Авторы: Евтюхин Н.А., Бурдыгина Е.В., Бакиев Т.А., Бакиев А.В., Сельский Б.Е., Бик-булатов Р.С.- Зарегистрирован 20.12.2002 г.

69. Петровский Ю.В., Фастовский В.Г. Современные эффективные теплообменники. М.: Энергоиздат, 1962. - 256 с.

70. Пиоро И.П., Антоненко В.А., Пиоро П.С. Эффективные теплообменники с Jfcz двухфазными термосифонами. Киев: Полиграфкнига, 1991. - 245 с.

71. Пиоро JI.C., Пиоро И.Л. Двухфазные термосифоны и их применение в промышленности Киев: Наук, думка, 1988.-136 с.

72. Поликаров И.И., Перелыгин О.А., Доронин В.Н. Машины и аппараты химических производств. М.: Машиностроение, 1989. - 367 с.

73. Практикум по теплопередаче: Учеб. пособие для вузов / А.П. Солодов, Ф.Ф. Цветков, А.В. Елисеев, В.А. Осипова; Под ред. А.П. Солодова. М.: Энерго-атомиздат, 1986 - 296 с.

74. Промышленная и технологическая безопасность: проблемы и перспективы //Сборник научных трудов/ Редкол.: Р.Г. Шарафиев и др. Уфа: ГУП «Уфимский политграфкомбинат», 2002.-282 с.

75. Промышленная безопасность в системе магистральных нефтепроводов: научно-техническое издание / Н.Р. Ямуров, Н.И. Крюков, Р.А. Кускильдин, Ю.А. Фролов, Р.Г. Шарафиев, Р.И. Хайрудинов, М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев, Ю.С. Петухов.-М: РАЕН, 2001.-159с.

76. Промышленные тепломассообменные процессы и установки: Учебник для вузов/ A.M. Бакластов, В.А. Горбенко, O.JI. Данилов и др.; Под ред. A.M. Бакла-стова.- М.: Энергоатомиздат. 1986.- 328 с.

77. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике.- М.: Машиностроение, 1969. 276 с.

78. Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. М., Наука, 1971 — 358 с.

79. Расчет и проектирование термических деаэраторов. Руководящий техническийj материал/ под ред. С.В. Иовенко. JI.: НПОЦКТИ, 1979. -130 с.j 93.Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник /

80. Под ред. Е.Н.Судакова М.: Химия, 1979. - 568 с.

81. Рей Д. Экономия энергии в промышленности: справочное пособие для инж.i1.техн. Работников: пер с анг.- М.: Энергоатомиздат, 1983.- 208 с.

82. Ривкин C.JL, Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяногоj пара : справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -80 с.

83. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Перевод с англ. Под ред. В.Б. Когана. -JL: Химия, 1971.- 704 с.

84. Рихтеров В. Повышение КПД трубчатых печей. // Промышленная энергетика, j* 1981, №2. -С. 39-41.j 98.Роддатис К.Ф., Полтарейкин А.Н. Справочник по котельным установкам малойIпроизводительности/ под ред. К.Ф. Роддатиса. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -488 с.

85. Сидоров С.А., Виноградов О.С. Теплообменник на установке первичной переработки нефти // Нефтепереработка и нефтехимия. 1988.-№ 7.- С. 15-16.

86. Симаков В.А., Евтюхин Н.А., Кузнецова В.В. Реконструкция нагревательного блока АВТ-2. Башкирский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. Информационный листок №471-89.-4 с.

87. Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности М.: Гостоптехиздат, 1962.-652 с.

88. Смирнов Г.Ф., Бирюков O.K., Косой Б.В. Теплотехнические расчеты тепло-обменных аппаратов на тепловых трубах и термосифонах // Теплоэнергетика. -1993.-№ 1.-С. 68-70.

89. Смирнов Г.Ф., Захарченко А.Ф., Борисов В.В., Хаджибуед И. Теплообменные аппараты на основе «капиллярных» испарительных термосифонов для энергосберегающих технологий // Промышленная теплотехника.- 2002.-№2-3.1. А С. 74-79.

90. Справочник молодого аппаратчика-химика/ Я.А. Гурвич.- М.: химия, 1991.256 с.

91. Справочник по теплообменникам: В 2 т./ Пер с англ., под ред. Б.С. Петухо-ва, В.К. Шикова.- М.: Энергоатомиздат, 1987.-560 с.

92. Справочник химика.Т.1.М.-Л.,Химия, 1966.

93. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. М.: Химия, 1987. - 352 с.

94. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент.: Справочник // Под общей ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина 2-е изд. перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 560 с.

95. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий / Под ред. О.Т. Ильиченко. X.: Вища шк. Изд-во при Харьк. ун-те, 1985. - 384 е.

96. Теплопередача в двухфазном потоке/ Под ред. Д. Баттерворса и Г. Хьюитта: Пер. с англ. М.: Энергия, 1980.- 328 с.

97. Теплотехника: учебник для вузов / А.П. Баскаков, Б.В. Берг и др.; Под ред. А.П. Баскакова. М.: Энергоиздат, 1982.-264 с.

98. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий: Учебник для техникумов/ Голубков Б.Н., Данилов O.J1. и др.; Под ред. Б.Н. Голубкова.-2-е изд., перераб.- М.: Энергия, 1979.- 544 с.

99. Теплотехнический справочник. Под ред. С.Г. Герасимова,- Государственное энергетическое издание, Москва. 1958.- 672 с.

100. Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температур и давлениях: Справочник / В.Н. Зубарев, А.Д. Козлов, В.М. Кузнецов и др.- М.: Энергоатомиздат, 1989. 232 с.

101. Технические системы (процессы, конструкции, эффективность). Р.Я. Ами-ров, И.М. Уракаев, Р.Г. Гареев, В.И. Глазунов, А.Н. Гришин, Р.Г. Шарафиев и др.- Уфа: Гилем, 2001.-600 с.

102. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф. Типовые расчеты при проектировании и экс1.плуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учеб. пособие для вузов. М.: Недра,1981.-184 с.I

103. Физическая химия. Теоретическое и практическое руководство. Учеб. пособие для вузов / Под ред. Б.П. Никольского Л.: Химия, 1987.-880 с.

104. Филиппов Ю.В., Попович М.П. Физическая химия. М.: Изд-во МГУ, 1980.- 400 с.

105. Хейвуд Р.У. Термодинамика равновесных процессов. Руководство для инженеров и научных работников. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. — 492 е., ил.

106. Цедерберг Н.В. Теплопроводность газов и жидкостей. М.: Энергоиздат, 1963.-408 с.

107. Чечеткин А.В. Высокотемпературные теплоносители. М.: Госэнергоиздат, 1992.-424 с.

108. Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника: Учеб. для хим. технол. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1986.- 344 с.

109. Чи С. Тепловые трубы: теория и практика / пер. с англ.- М.: Машиностроение, 1981.-207 с.

110. Щеголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванова М.С. Котельные установки. Учебник для вузов. -М.: Стройиздат, 255 с.

111. Эстеркин Р.И. Промышленные котельные установки: Учебник для техникумов. -2-е изд. перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат, 1985. -400с., ил.

112. Эстеркин Р.И., Иссерлин А.С., Певзнер М.И. Теплотехнические измерения при сжигании газового и жидкого топлива. Л.: Недра, 1981.- 424 с.

113. Casarosa Claudio, Dobran Flavio Experimental investigation and analytical modeling of a closed two-phase thermosyphons with imposed convection boundary conditions//Int. J. Heat and Mass Transfer. 1988. - 31, №9. - C. 1815-1833.

114. Churchill S. W. and Usagi R. F General Expression for the Correlation of Rates ofTransferand Other Phenomena, AIChE J., vol. 18, pp. 1121-1128, 1972.

115. Colburn A.P. and Hougen O.A. Design of cooler condensers for mixture of vaporous with non condensing gases. Ind. Engng. Chem. 26, 1178-82.

116. Fukano Т., Kadoguuchi K., Tien C.L. Oscillation phenomena and operating limitsLof the closed two-phase thermosyphon // I leat Transfer 1986: Proc. 8 Int.

117. Heat pipe exchangers // Prospect by Furukawa Electronic сотр. Yokohama, 1982.

118. Lee Y., Bedrossian. The characteristics of heat exchangers using heat pipers or thermosyphons//Int. Y. Ytat and Mass Transfer.-1978.-21,.№2.- P. 221-229.

119. Nguyen Y., Groll M. The influence of wall roughness on the maximum performance of closed two-phase thermosyphons // 15th thermophys. Conf/- Colorado, 1980.-№ 80. S. 1503.

120. Ostrach S. An analysis of Laminar Free-Convection Flow and Heat Transfer About a Flat Plate Parallel to the direction of the Generating Body Force, NACA Rept. 1111, Washington, D.C., 1953.

121. Patent USA, 4921041, 1990. Structure of heat pipe / Н/ Akachi

122. Patent USA, 5219020, 1993. Structure of Micro-heat pipe / Н/Akachi

123. Standiford, F.C., Effect of Non-condensables on Condenser Desing and Heat Transfer, Chemical Engineering Progress, vol. 75, Part. 2, 1979, pp. 59-62.