Охладитель природного газа для ТЭЦ на Дальнем Востоке

Заказчик получает природный газ с температурой 150°С, который нужно охладить оборотной водой до 45°С. Для этого необходимо сконструировать и изготовить промежуточный и концевой охладители.

Пространство пункта подготовки газа ограничено, поэтому основное требование заказчика — компактность размещения аппаратов. Также необходимо предусмотреть возможность их механической очистки, так как оборотная вода содержит разнообразные примеси.

Первый вариант: помещаем воду в трубное пространство
Это логично: тогда можно сделать неразборный корпус и поместить газ в межтрубное пространство - это условно чистая среда. Тогда теплообменные трубки, где будет находиться вода, можно будет легко почистить, открыв фронтальные камеры. Кроме того объемные расходы газа при взаимодействии будут гораздо больше, чем воды — и это еще один повод поместить его в то пространство, сечение которого больше, а именно — в межтрубное. 

Впрочем, здесь есть одно «но»: не учтено главное требование заказчика — компактность оборудования. Можно оставить без внимания требования к обслуживанию оборудования и посмотреть на эту задачу только с точки зрения теплотехники. Тогда мы можем уменьшить габариты аппарата, если поменяем местами среды.

Второй вариант: вода в межтрубном пространстве и турбулизаторы для газа
Уменьшить размер аппарата можно, если уменьшить площадь теплообмена. А площадь теплообмена безболезненно уменьшается, если растет коэффициент теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи воды и в трубном, и в межтрубном пространстве достаточно высокий. Чего не скажешь про газ. Если в межтрубном пространстве, он постоянно турбулизируется за счет обтекания трубок, то в самих трубках, чем дальше он движется, тем ниже его коэффициент теплоотдачи, поскольку поток из турбулентного превращается в ламинарный. Необходимо искусственно интенсифицировать теплообмен. Для этого используем трубы с поперечно-кольцевыми турбулизаторами. Они и дают возможность уменьшить теплообменную поверхность, а соответственно, и габариты аппарата. Масса аппарата, где газ предполагалось пустить в межтрубное пространство, составляла 5,8 тонн, то с газом в межтрубном пространстве, масса составила 3,8 т. Это на 36% меньше!

Осталась одна нерешенная задача: обеспечить доступ к отложениям, которые появляются от оборотной воды. А она, помним, у нас оказалась в закрытом межтрубном пространстве.

Третий вариант: особая конструкция трубного пучка
Это решение наши теплотехники не считают уникальным. Чтобы обеспечить доступ к межтрубному пространству, пучок просто делают извлекаемым. Да, в производстве это дороже, но дает возможность сохранить все остальные преимущества оборудования. 

Чтобы можно было проводить механическую чистку трубы в пучке расположили, расставив их по квадрату. Это позволяет механически добраться до центра пучка и очистить трубы от отложений.

Патрубки сконструированы в соответствии с обвязкой аппаратов.

Резюме
Кроме работы по заданным параметрам у заказчика было еще одно требование к аппаратам: минимальные габариты и компактное размещение. Решить эту задачу помогло нетипичное расположение сред: газ — в трубном, вода — в межтрубном пространствах и применение поперечно-кольцевых турбулизаторов для интенсификации теплообмена. Это помогло уменьшить массу только одного аппарата на 36%.

Для удобства обслуживания предусмотрен извлекаемый трубный пучок с расстановкой труб по квадрату, что позволяет удалить отложения механическим путем. Плюс вертикальная компоновка аппаратов помогает разместить их в ограниченном пространстве.

3 комплекта аппаратов отгружены в сентябре 2024 года.

Подробности по данному проекту вы можете узнать в коммерческой дирекции ReinnolC:

Тел.: +7(343) 363 96 20

Почта: sales@reinnolc.com