Кожухотрубчатые аппараты. Конструкция, принцип действия. Область применения.

В зависимости от назначения кожухотрубчатые аппараты могут быть теплообменниками, холодильниками, конденсаторами и испарителями; их изготовляют одно- и многоходовыми.

В кожухотрубчатых теплообменниках для достижения больших коэффициентов теплоотдачи необходимы достаточно высокие скорости теплоносителей: для газов 8…30 м/с, для жидкостей не менее 1,5 м/с.

Кожухотрубные – поверхностные теплообменники:

1)Змеевиковые (наружные и погружные) – при большой вязкости. Т\о –ки типа «труба в трубе»

2)Т\о-ки с неподвижными решетками (жесткого типа) – при разнице температур сред не более 50С

3)Т\о-ки с линзовым компенсатором на корпусе – при разнице температур между средами 50С и более

Для стравливания газовой среды и дренажа жидкости в верхней и нежней части каждой линзы врезаны штуцера заглушенные пробками.

4)Т\о-ки с плавающей головкой

Наиболее распространены, используют для работы с большими разностями температур теплообменивающихся сред. Возможна чистка трубного пучка и корпуса аппарата, облегчается замена пучка труб.

5)Т\о-ки с U-образными трубками – при повышенных Р. Среда направляемая в трубки д.б. достаточно чистой, т.к. чистка внутренней поверхности труб затруднена.

Достоинство: их компактность и малый расход Ме на ед.поверхности теплообмена, простота конструкции, след-но, меньшую стоимость.

Недостаток: склонность к загрязнению внутренних и внешних повер-тей трубного пучка, что приводит к уменьшению теплообмена.

Скорость теплоносителей обеспечивают при проектировании соответствующим подбором площади сечения трубного и межтрубного пространства. Если площадь сечения трубного пространства (число и диаметр труб) выбрана, то в результате теплового расчета определяют коэффициент теплопередачи и теплообменную поверхность, по которой рассчитывают длину трубного пучка. Последняя может оказаться больше длины серийно выпускаемых труб. В связи с этим применяют многоходовые (по трубному пространству) аппараты с продольными перегородками в распределительной камере. Промышленностью выпускаются двух-, четырех- и шестиходовые теплообменники жесткой конструкции.

Двухходовой горизонтальный теплообменник типа ТН (рис. 2.23) состоит из цилиндрического сварного кожуха 5, распределительной камеры 11 и двух крышек 4. Трубный пучок образован трубами 7, за-

крепленными в двух трубных решетках 3. Трубные решетки приварены к кожуху. Крышки, распределительная камера и кожух соединены фланцами. В кожухе и распределительной камере выполнены штуцера дляввода и вывода теплоносителей из трубного (штуцера 1, 12) и межтрубного (штуцера 2, 10) пространств. Перегородка 13 в распределительнойкамере образует ходы теплоносителя по трубам. Для герметизации узласоединения продольной перегородки с трубной решеткой использованапрокладка 14, уложенная в паз решетки 3. Поскольку интенсивность теплоотдачи при поперечном обтеканиитруб теплоносителем выше, чем при продольном, в межтрубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по длине аппарата движение теплоносителя в межтрубном пространстве. Навходе теплообменной среды в межтрубное пространство предусмотренотбойник 9 — круглая или прямоугольная пластина, предохраняющаятрубы от местного эрозионного изнашивания.

Достоинством аппаратов этого типа является простота конструкции и, следовательно, меньшая стоимость. Однако им присущи два крупных недостатка. Во-первых, очистка межтрубного пространства подобных аппаратов сложна, поэтому теплообменники такого типа применяются в тех случаях, когда среда, проходящая через межтрубное пространство, является чистой, не агрессивной, т. е. когда нет необходимости в чистке. Во-вторых, существенное различие между температурами трубок и кожуха в этих аппаратах приводит к большему удлинению трубок по сравнению с кожухом, что обусловливает возникновение температурных напряжений в трубной решетке 5, нарушает плотность вальцовки труб в решетке и ведет к попаданию одной теплообменивающейсясреды в другую. Поэтому теплообменники этого типа применяют приразнице температур теплообменивающихся сред, проходящих через

трубки и межтрубное пространство не более 50 °C и при сравнительно небольшой длине аппарата.

 

Поскольку механическая очистка внутренней поверхности труб в аппаратах типа ТУ практически невозможна, в трубное пространство таких аппаратов следует направлять среду, не образующую отложений, которые требуют механической очистки. Внутреннюю поверхность труб в этих аппаратах очищают водой, водяным паром, горячими нефтепродуктами или химическими реагентами. Иногда используют гидромеханический способ (подача в трубное пространство потока жидкости, содержащей абразивный материал, твердые шары и др.)

Сфера и область применения

Кожухотрубные теплообменники применяются в промышленных морозильных установках, в нефтехимической, химической и пищевой отраслях, для тепловых насосов в системах водоочистки и канализации.

 

Кожухотрубные теплообменники находят применение в химической и тепловой промышленности для теплообмена между жидкостными, газо- и парообразными теплоносителями в термохимических процессах, и сегодня являются наиболее широко распространенными аппаратами

Пуск:

1)Подклячаем т\о по более холодному потоку (обор.вода), стравливаем воздух

2)Подключение по нефтепродукту производится согласно интрукции.

Останов:

1)Отключаем т\о по более горячему продукту(нефтепродукт)

2)Ч\з воздушник подаем пар (или азот) и выдавливаем остатки нефтепродукта в дренаж

3)Отключаем аппарат по оборюводе и сливаем ее

4)Ч\з воздушник пропариваем межтрубное пространство с выходом конденсата ч\з дренаж

5)Т\о охлаждаем и отбираем анализ воздуха на сод-е у/в

6)при ремонте трубного пространства, подготовка аппарата производится аналогично.

 

3. Визуальные уровнемеры

Работа этих уровнемеров основана на принципе сообщающихся сосудов. Стеклянная трубка соединяется с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением и разрежением). Наблюдая за положением уровня в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде.

Указательные стекла применяются для местного измерения уровня в аппаратах. Их длина не превышает 1,5 м. Если нужно измерить более высокий уровень, то применяют несколько указательных стекол. Их устанавливают так, чтобы верх предыдущего стекла перекрывал низ последующего стекла.

а) б) в)

 

 

ПШ-1, ПШ-2.

Изолирующие (шланговые) П. исп-ся при высоких концентрациях в\в и прпевышении ПДК. Для работы внутри замкнутых помещений,емкостей, коллекторах, приямках, траншеях и др.

В атмосфере, кот-х имеется недостаток кислорода.

Различают ПШ-1 и ПШ-2.

Пш-1 – самовсасывающий шланговый П., комплект – шлем-маска, гофрированный шланг 10м, спасательная веревка 15 м, пояс, штырь, фильтрующий элемент (для очистки воздуха от пыли), мешок (для того, чтобы уложить). Проверка ПШ-1 1 раз в 6 месяцев с регистрацией в паспорте

ПШ-2 м.б. как самовсасывающий, или воздух нагнетают воздуходувкой. Комплект: шлем-маска, шланг гофрированный 20м, 2 спасательных пояса, 2 сигнальные веревки по 25 м, воздуходувка с электромотором (до 50л\мин) надувает, чемодан или ящик (для укладки)

Женщин к работе с ПШ-1 и ПШ-2 не допускается.

Срок использования противоаэрозольного фильтра противогазов шланговых ПШ-1 и ПШ-2 определяется реальными условиями (концентрация вредных веществ, размеры частиц) и временем работы в СИЗОД

 

Билет №18

1. Нормы техн.режима.

Температура верха К-2 – 120-160С Уровень в кубе колонны К-2 - 800 – 2000 мм от ниж штуцера

Давление верха колонны К-2 – 0,8-4,0кгс/см2 Уровень в кубе колонны К-6, К-7, К-9 - 500мм от штуцера

Расход флегмы – не менее 70 т\ч Тем-ра верха К-6 – не более 180С

Тем-ра верха К-7 – не более 230С Тем-ра верха К-9 – не более 290С