Охлаждение газа в поверхностных охладителях: Охлаждающая установка

Содержание

Охлаждающая установка — Что такое Охлаждающая установка ?

10 января 2009 в 17:46

2376

В нефтегазе нередко используют чиллеры

Охлаждающая установка — оборудование, предназначенное для охлаждения воды или другого хладоносителя.

Типы охладительных систем:

сухие воздухоохладители — потребляют рассеивание тепла без потребления воды:

через вентиляцию в верхних частях системы возникает повышенный воздухообмен,
универсальная промышленная система охлаждения,
сухие градирни работают практически во всех средах, такие как центры обработки данных, офисные здания, электростанции или больницы;

охлаждающие салазки ( блоки охлаждения) — для промышленного отвода тепла от больших и средних щитов или технологического оборудования:

обычно устанавливаются снаружи корпуса,
используют теплообменники для передачи тепла воздуховода или воды-воды;

охладители наддувочного воздуха или CAC — для двигателей внутреннего сгорания

системы устанавливаются рядом с дизельными или газовыми двигателями для улучшения отвода тепла,
поверхностные охладители наддувочного воздуха оптимизируются, чтобы воздушный поток мог проходить через встроенные теплообменники, более эффективно использовать охлаждение;

охладители жидкого топлива и масла:

подходят для долговременной работы в неблагоприятных условиях с пылью, грязью, повышенной жарой и холодом или влажностью,
эффективны во всех промышленных средах, а также для легких условий эксплуатации;

вертикальные генераторные охладители:

удаленное охлаждение или установленный на салазках радиатор генератора,

компактное и эффективное решение для охлаждения всех типов промышленного охлаждения;

чиллеры — используют хладагент для производства охлажденного воздуха, подходящего для окружающей среды и рабочей среды:

используются во многих секторах промышленности и бизнеса: в гостиничном бизнесе, генераторами в энергосистемах, сканерами МРТ, лазерами и др,
Наш выбор систем охлаждения разработан для использования в системах охлаждения. С машинами, которые производят более 100 кВт, мы производим установку чиллеров именно для вас.

горнодобывающей промышленности;
на пищевых комбинатах;
на фармакологических предприятиях;
при отоплении (кондиционировании) объектов соцкультбыта и т. д.

Чиллер имеет следующие элементы:

компрессор;
конденсатор;
испаритель;
регулятор воздушных масс;
блок управления, в тч аварийный выключатель (ESD), сигнализацию и зуммер;
дроссель;
клапаны;
гидромодуль.

Холодильная система не создает холод (невозможно по законам термодинамики), а устраняет теплоту тела и вытесняет ее.
Для этого манипулируют охлаждающим веществом, которое постоянно переходит из жидкого состояния в газообразное и при этом поглощает и испаряет тепло.
В каждом холодильном процессе есть основные участки, работающие в бесконечном цикле:
сжатие > конденсация > расширение > испарение

С помощью чиллера жидкость может повышать температуру или понижать ее.
Эту возможность обеспечивает наличие 2 контурных систем циркуляции горячего и холодного теплоносителя.

Чиллеры применяются и в нефтегазовой промышленности.
Это связано с тем, что на каждом этапе поставки сырой нефти и природного газа (конденсация, разделение и т. д.) необходимо применять особую технологию охлаждения.
Например, чиллеры для охлаждения попутного нефтяного газа используются в составе установки для очистки и сжижения ПНГ.
Для охлаждения больших объемов воды в нефтепереработке используют градирни.
Системы охлаждения воды для нефтепереработки и нефтехимии ставят самые сложные задачи перед отраслью водоподготовки.
Системы водоподготовки должны работать в жестких условиях:

высокая температура кожуха теплообменника,
непостоянство тепловой нагрузки,
низкая скорость воды из-за сложной компоновки установок и трубопроводов,
ухудшение качества подпиточной воды,
риск загрязнения углеводородами,
ужесточение экологических ограничений,
необходимость сохранения рентабельности в условиях снижения расходных статей бюджета.

При этом оборудование для данной сферы может быть разным.
Оно может предназначаться для работы с такими хладагентами, как углеводороды, аммиак, фреоны.

§ 2. Охлаждение конвертерных газов

Перед подачей в систему газоочистки газы необходимо подвергать охлаждению, которое может быть осуществлено различными способами. Наиболее простым способом является впрыск в газы диспергированной воды. Тепло, отнимаемое от газов 1 кг впрыскиваемой и испаряющейся воды температурой Т

в, может быть приближенно определено по формуле

(27.9)

где — конечная температура газа, °С.

Расход воды на впрыскивание

М_В= (I₁— I₂)/q_впр, (27.10)

где I₁ и I₂ — энтальпия конвертерных газов до охлаждения и после него.

Недостатками способа охлаждения газов впрыскиванием воды являются значительное увеличение объема газов (рис. 27.2) за счет образующихся паров воды и невозможность утилизации тепла газов. Поэтому данный способ применяют только для частичного охлаждения газов.

Рис. 27.2. Изменение объема 1 м³конвертерного газа, приведенного к нормальным условиям при охлаждении: 1 — объем конвертерного газа при α=0; 2 — то же, продуктов сгорания при α=2; 3— физический объем продуктов сгорания при рабочих условиях при α=2; АВ — изменение рабочего объема продуктов сгорания при поверхностном охлаждении до 1350 °С; АС и BD — то же, при охлаждении впрыскиванием воды; FE и GI — изменение тех же объемов, приведенных к нормальным условиям (соответственно по линиям АС и BD).

Значительно рациональнее охлаждение конвертерных газов в котлах-утилизаторах, позволяющее использовать их тепло и практически почти не изменяющее их объема (отнесенного к нормальным условиям) .

Котлы-охладители конвертерных газов типа ОКГ работают в очень тяжелых условиях, связанных с цикличностью выхода конвертерных газов, их высокой температурой и большой запыленностью. Для таких условий работы наиболее целесообразны котлы с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью циркуляционных насосов и не зависящей от режима работы котла.

Цикличный характер выхода конвертерных газов обусловливает и цикличный характер выработки пара, которая происходит только во время кислородной продувки, составляющей примерно половину всего периода плавки. В целях нормализации работы котла-охладителя во второй полупериод плавки, когда конвертерные газы в него не поступают, котел подтапливают коксовым или природным газом, поддерживая выработку пара на уровне 15—25 % от максимальной. Для сглаживания колебаний в расходе вырабатываемого пара за котлами-охладителями конвертерных газов устанавливают паровые аккумуляторы, в которые поступает пар, вырабатываемый котлом.

Котел-охладитель целесообразно проектировать в одном блоке с конвертером, так как простои котла и конвертера на чистке и ремонте примерно одинаковы. На каждый блок конвертер — котел надо предусматривать газоочистку.

Котлы-охладители конвертерных газов можно разделить на две группы: радиационно-конвективные и радиационные. В радиационно-конвективных котлах (рис. 27.3) в подъемном газоходе расположены экраны, воспринимающие тепло излучений, в опускном — змеевиковые поверхности, воспринимающие тепло конвекции. И в том, и в другом случае образующаяся пароводяная смесь направляется в барабан котла. В радиационных котлах конвективная часть отсутствует (рис. 27.4). Это объясняется рядом недостатков, свойственных конвективным поверхностям нагрева, основными из которых являются: меньшая эффективность теплопередачи и значительные объемы, требующиеся для их размещения; подверженность засорению пылью; повышенные подсосы воздуха в газоходы; трудность ремонта и другие.

Рис. 27.3. Принципиальная схема радиационно-конвективного котла-охладителя конвертерных газов с полным дожиганием СО: 1 — ввод питательной воды; 2 — водяной экономайзер; 3 — барабан котла; 4 — фильтр; 5 — опускная линия; 6 — циркуляционные насосы; 7 —- раздающие воду коллекторы; 8 — экранные трубы; 9 — испарительные поверхности; 10 — отвод пароводяной смеси в барабан; 11 — отвод пара.

Рис. 27.4. Схемы радиационных котлов-охладителей конвертерных газов: а —котел типа ОКГ-250; б — котел типа ОКГ-250-2; в — котел типа ОКГ-400; 1- откатной кессон; 2 — юбка-колокол,; 3 — стационарный радиационный газоход; 4 — место прохода фурмы; 5— барабан

Технико-экономические расчеты показали, что для большегрузных конвертеров (емкостью 250—350 т) экономически выгодным является применение радиационных котлов, для которых приведенные затраты оказываются значительно меньше, несмотря на повышенную температуру отходящих газов.

Котел состоит из кессона, откатываемого на период перефутеровки, и стационарного газохода, укрепленного неподвижно. На кессоне имеются сменные элементы для прохода фурмы и пропуска сыпучих. Наиболее распространенные на металлургических предприятиях котлы-охладители приведены в табл. 27.1.

В целях упрощения конструкции и сокращения энергозатрат в настоящее время начинают применять радиационные котлы-охладители с комбинированной циркуляцией, в которых наиболее надежно работающие контуры переводят на естественную циркуляцию.

Установка пароперегревателя в котлах-охладителях не предусмотрена, так как в условиях цикличности парообразования работа пароперегревателя особенно осложняется. В случае необходимости перегрев пара осуществляют в отдельно стоящем пароперегревателе, отапливаемом газом.

Таблица 27.1. Основные характеристики котлов-охладителей

Характеристика	ОКГ-100-3	ОКГ-250	ОКГ-250-2	ОКГ-400
Способ отвода газов	ПД	БД	БД	БД
Расход конвертерных газов, тыс. м³/ч	40	168	168	330
Максимальная производительность, т/ч	210	160	320	370
Коэффициент избытка воздуха за котлом	1,3	0,11	0,11	0,11
Температура газов за котлом, ^оС	300	1000	750	800
Гидравлическое сопротивление, Па	2000	300	200	200
Тип котла	РК	Р	Р	Р
Суммарная поверхность нагрева, м²	2800	400	825	1240
в том числе радиационного газохода, м²	470	400	825	1240
Размеры радиационного газохода, м	3,57×3,57	D = 3,36	3,42×3,42	4,8×4,85
Длина радиационного газохода, м	33	30	55	56
Поверхность нагрева переходного газохода и фестона, м²	130	—	—	111
Конвективная поверхность нагрева в опускном газоходе, м²	2185	—	—	—
Диаметр и длина барабана, м	2×12	2,5×9,25	3×14,4	3×18
Давление в барабане, мПа	4,6	1,9	2,6	4,0
Примечание: ПД – полное дожигание СО; БД – без дожигания СО; РК – радиационно-конвективный; Р — радиационный

Охлаждение газа

Система очистки газа — Охлаждение газа
10 июня 2003 г.

5 6 Введение
Прямой контакт Охладители
В упаковке Башни
        Башенки с тарелками
Охладители непрямого действия
        Кожух и трубчатые конденсаторы
        Охладители Karbate
        Охладители Star

Связанный Ссылки

Введение

Охлаждение технологический газ требуется для удаления избыточной воды из газа, чтобы серная можно получить кислоту нужной концентрации. Это обычно называют водный баланс растений. Охлаждение газа может осуществляться как прямым контактом, так и непрямое охлаждение газа.

Прямое охлаждение газа включает контакт газа непосредственно с охлаждающей средой. Обычно это делается в насадочной градирне со слабой кислотой. в качестве охлаждающей среды.

Косвенный газ охлаждение обычно осуществляется в каком-либо типе теплообменника, наиболее распространенном представляют собой вертикальные кожухотрубные конденсаторы, охлаждаемые охлаждающей водой.

Прямой Контактные охладители

В основном существует два типа прямого контакта охладители, используемые для охлаждения технологического газа; насадочные башни и тарельчатые башни. Этот тип охлаждающего оборудования обеспечивает не только охлаждение газа, но и некоторую степень также очистка газа. Как правило, более низкие температурные подходы могут достигается с помощью охладителя с прямым контактом, чем с охладителем непрямого газа.

Башенные блоки
А колонны упакованы случайной или структурированной насадкой, могут использоваться в качестве прямого контакта кулер. Градирня представляет собой вертикальную цилиндрическую градирню, в которой газ поднимается через насадку против противотока слабой кислоты. Слабая кислота поступает в верхнюю часть колонны и распределяется распылительными форсунками. или распределителя (т. е. лоткового типа) через верхнюю часть набивки. Слабая кислота стекает вниз через насадку и собирается либо в нижней части башни или во внешнем баке насоса. Насосы циркулируют слабую кислоту через охладители слабой кислоты, обычно пластинчатые и каркасного типа, спиной к вершине башни. Так как вода конденсируется из газа в слабую кислоту, объем слабой кислота увеличивается. Уровень в Резервуар поддерживается за счет откачки слабой кислоты из системы вверх по течению. система.
Газ охлаждается прямым контактом с рециркулирующей слабой кислотой. Поскольку газ поступает в градирню насыщенным, вода конденсируется из газ по мере остывания. Охлаждение башня выполняет как ощутимое охлаждение газа (т. е. теплопередачу), так и как массоперенос (т.е. конденсация воды). При проектировании газовой градирни необходимо учитывать как температуру, разница между слабой кислотой и газом, который является движущей силой доступной для передачи тепла, а также разность парциальных давлений водяной пар, являющийся движущей силой массопереноса. Набивка в градирне обеспечивает площадь контакта массы и тепла. перевод.
Газовое охлаждение башни могут достичь минимального сближения 1,7 ° C (3 ° F) между температура газа на выходе и температура слабой кислоты на входе. Подходы менее 1,7°C обычно не используются, так как они приводят к слишком большая глубина упаковки. Температурный подход, который будет использоваться для проектирования, также будет зависеть от доступная температура охлаждающей воды, которая определяет размер слабой кислоты кулер. Температура газа до слабой кислоты должна быть установлена таким образом, чтобы подходящий LMTD для конструкции охладителя слабой кислоты.
Пластик, армированный стекловолокном (FRP) и термопласты, обычно конструкционные материалы системы охлаждения газа. Градирня газа будет построена из стеклопластика с соответствующей коррозионной стойкостью. слой. При наличии фторидов защитная синтетическая подкладка будет внедряться в коррозионный слой. Поскольку рабочие температуры относительно низкие, полипропилен можно использовать для упаковочный материал. Трубопровод может быть FRP с соответствующим коррозионным слоем или иметь конструкцию из двойного ламината.
Башни для лотков
Этот тип скруббера/охладителя иногда называется скруббером Peabody, названным в честь компании, которая их разработала. Тарельчатая колонна состоит из нескольких тарелок или ступеней, по которым течет газ. вверх через перфорированную пластину, при этом жидкость течет горизонтально плита. В каждом случае происходит турбулентное перемешивание газожидкостной смеси. отверстие в поддоне, которое охлаждает газ и конденсирует воду из газа.
Жидкость подается в верхний лоток по трубе распределитель или водослив. Жидкость течет через поддон к сливной стакан, который сбрасывает жидкость на следующую ступень. Плотина обеспечивает жидкостное уплотнение для предотвращения обхода тарелки газа и его подъема сливной стакан. Малые башни будут спроектированы с одной секцией лоток для каждого этапа. В больших градирнях жидкость может быть введена в середине лотка, и жидкость вытекает через лоток в противоположном направлении. направления к отдельным сливным стаканам, расположенным на противоположных концах тарелки. Дальнейшее разделение лотка может быть выполнено с использованием многократной подачи. трубы.
Башни с тарелками идеально подходят для установок, работающих в узком диапазоне расхода газа. Если поток газа слишком сильно уменьшится, недостаточный перепад давления на отверстиях, так что газ не больше не в состоянии поддерживать головку жидкости в верхней части лотка. Смешивание и контакт между газом и жидкостью уменьшается, и тогда жидкость начинает плакать сквозь дырочки, а не через поднос. В целом эффективность охлаждения снижается до такой степени, что желаемое охлаждение становится невозможным. достичь д.

Охладители косвенного действия

Охладители косвенного действия могут быть любого типа теплообменного оборудования, используемого для охлаждения газа. Обычно газ течет вниз по трубной стороне теплообменника с потоком охлаждающей среды противотоком вверх по корпусу. Основное отличие между различные типы непрямых охладителей — это материал конструкции.

Кожухотрубные конденсаторы
Косвенный охлаждение газового потока может осуществляться в вертикальных кожухотрубных конденсаторах. Технологический газ обычно поступает в трубку теплообменника и стекает вниз через трубы. Охлаждающая вода обычно течет вверх через корпус устройства.
Как газ охлаждается, вода конденсируется в трубках и стекает внутрь трубок. Вода или слабая кислота часто распыляются на решетку впускной трубы, чтобы предотвратить накопление твердых частиц на трубной доске и создание жидкой пленки на внутри трубок, чтобы содержать трубки в чистоте.
Шелл и трубчатые конденсаторы изготавливаются из материалов, пригодных для эксплуатации. В некоторых случаях можно использовать нержавеющую сталь 316L, а в некоторых случаях более коррозионностойкие материалы, такие как Должен использоваться сплав C-276. В Между ними двумя крайностями являются такие материалы, как нержавеющая сталь 904L и 254 СМО. Все смачиваемые части подвергающиеся воздействию технологического газа, должны быть коррозионностойкими. Корпус конденсатора может быть из углеродистой стали, так как он подвергается охлаждению. только вода. Трубные доски могут быть сплошная или углеродистая сталь, плакированная коррозионностойким материалом.
Вход или верхняя трубная решетка подвергается самым жестким условиям с точки коррозии зрения. Если агрегат спроектирован быть полностью симметричным, то блок можно повернуть так, чтобы выпускное отверстие или нижняя трубная решетка становится входной трубной решеткой. Этот метод существенно удваивает срок службы устройства.
Шелл и трубчатые конденсаторы могут быть экономически привлекательными по сравнению с другими методами, поскольку не требуется циркуляционная система, насосы или внешний охладитель. Однако высокая стоимость материала конструкции, особенно сплава C-276 может компенсировать преимущество в цене.
Охладители карбата
Подобная оболочка и трубчатые теплообменники, охладители из карбата обеспечивают непрямое охлаждение процесса газ. Технологический газ охлаждается, а вода конденсируется по мере его спуска. трубы. Пропитанная смолой углерод обеспечивает превосходную коррозионную стойкость к слабой кислоте.
Блок Охладители типа karbate являются более распространенным типом, используемым для охлаждения газа, хотя нет никаких причин, по которым нельзя использовать стиль оболочки и трубки.
Звездчатые охладители
Звездообразные охладители По сути, это кожухотрубные конденсаторы, но изготовленные из свинца. Свинец обладает отличной коррозионной стойкостью против воздействия слабой кислоты. Для улучшения теплопередачи свинцовые трубы экструдированы с внутренними ребрами.
Основной Недостатком свинца являются его ограниченные механические свойства по сравнению с нержавеющая сталь. Сторона оболочки рабочее давление ограничено точкой, при которой стандартная охлаждающая вода система подачи и возврата не может быть использована в большинстве случаев. Охлаждающая вода, подаваемая в звездообразные охладители, не может быть возвращена в систему охлаждения. непосредственно в градирне, так как результирующее рабочее давление превысит пределы из свинцовых трубок. Решение состоит в том, чтобы вода возвращалась в «горячий колодец», где насос будет возвращать охлаждающую воду в градирню.

Газоохладители | INSTAL-FILTER SA

Продукция

Начинать
Продукты
Газоохладители

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

На многих промышленных объектах выделяются запыленные газы высокой температуры.

В основном это касается стекольных, алюминиевых, медных заводов, а также литейных и цементных заводов , где температура газа может достигать 550-600°С.

В таких условиях нельзя проводить процесс фильтрации на фильтровальных мешках. Чтобы понизить температуру до приемлемого для мешков уровня до 260 °С, мы предлагаем системы охлаждения газа.

СПОСОБ РАБОТЫ

Снижение температуры осуществляется двумя способами. Первый заключается в распределении холодного атмосферного воздуха и смешивании обоих потоков. Из-за значительного увеличения объемов газа, который необходимо фильтровать на следующем этапе, он нерентабелен и от него отказались. Второй способ охлаждения газа происходит с помощью системы охлаждения (трубчатые теплообменники). Он заключается в охлаждении горячих газов без необходимости подачи потока наружного воздуха в поток горячего воздуха.

Работа системы основана на процессе конвекции (перенос тепловой энергии от горячих газов к хладагенту). Хладагентом может быть газ (чаще всего это атмосферный воздух или жидкость (вода или масло)). Обмен тепловой энергией происходит через стенки обменных труб.

Такая система также допускает ситуацию, когда блок охлаждения является первой ступенью обеспыливания. В охлажденном газе осаждаются более толстые частицы пыли. В случае остывания паров с пылью, склонной к налипанию на поверхность стен, мы применяем так называемую цепную систему очистки. Предотвращает образование слоев пыли на поверхности охлаждающих труб.

Направление потока охлажденного газа — вниз по потоку, а хладагента — перпендикулярно ему. Такая система поддерживает процесс падения пыли, отделенной в камере пылеуловителя, в желоб. В теплообменниках, использующих охлаждающий газ, он нагнетается в трубы теплообменника с помощью осевых или радиальных вентиляторов. В случае теплообменников с жидкостью применяется давление питающей системы.

КОНСТРУКЦИЯ

Конструктивно типичный теплообменник подобен горизонтальному рукавному фильтру. Вместо фильтровальных мешков в камере теплообменника находятся трубы теплообменника. В корпусе теплообменника имеется большая смотровая дверца для обслуживания и замены элементов. На дверце закреплены вентиляторы охлаждения (для крупных агрегатов возможно крепление радиальных вентиляторов возле камеры теплообменника). Над теплообменными элементами расположен элемент, в котором расположена система привода системы очистки труб теплообменника.

В зависимости от контура хладагента охладители, использующие в качестве хладагента газ, подразделяются на следующие типы:

Тип КЛН — без рециркуляции охлаждающего воздуха. Температуру охлаждаемого газа можно регулировать только включением соответствующего количества охлаждающих вентиляторов. Нет возможности регулировки температуры охлаждения (засасывается окружающий воздух).
KLR — с рециркуляцией охлаждающего воздуха. Поскольку охлаждающий воздух рециркулирует, можно регулировать его температуру до того, как он снова попадет в теплообменник.

ПРЕИМУЩЕСТВА

количество газов не увеличивается
инвестор может использовать утилизированное тепло (нагретый агент чист, так как не контактирует с запыленными технологическими газами)
в теплообменнике происходит предварительная стадия обеспыливания охлажденных газов
автоматическая очистка труб (удаление из них пыли)
предотвращение коррозии элементов теплообменника за счет рециркуляции охлаждающего воздуха (отсутствие снижения температуры ниже точки росы)
предотвращение снижения температуры ниже кислотной точки росы путем добавления сорбентов в охлажденный газ перед теплообменником
возможность установки многоступенчатых теплообменников. Материалы для каждой ступени подбираются исходя из существующих температур
возможность установки специализированных систем, использующих дым, который охлаждается в рукавном фильтре и фильтруется, для повторного охлаждения грязного газа

Ознакомьтесь с нашими решениями

Металлургия и литейное производство

Коксохимическая промышленность

Цементная и известковая промышленность

Химическая промышленность

Энергетическая промышленность

Заполнители

Пищевая промышленность

Сжигание отходов 90

INSTAL-FILTER SA | ул.

Охлаждение газа в поверхностных охладителях: Охлаждающая установка — Что такое Охлаждающая установка ?