BashGU
Electronic Library

     
?

Details
Card Table RUSMARC

Чернов, Артём Викторович. Разработка системы горячего водоснабжения транспортного экспедиционного участка “ОАО УЗ ПРОМСВЯЗЬ” с использованием малогабаритного теплообменника: выпускная квалификационная работа бакалавра. Направление подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование. напрвленность (профиль): Инжиниринг технологического оборудования [Электронный ресурс] / А. В. Чернов; БашГУ, Инженерный фак., Каф. технологических машин и оборудования ; науч. рук. Р. Г. Абдеев. — Уфа, 2018. — 95 с.: ил. — <URL:https://elib.bashedu.ru/dl/diplom/Chernov_AV_15.03.02_TMO_bak_2017.pdf>.

Record create date: 9/26/2018

Subject: Машиностроение — Общая технология машиностроения; бакалавриат; ВКР; теплообменники; горячее водоснабжение

UDC: 621.7

LBC: 34.5

Collections: Квалификационные работы бакалавров и специалистов; Общая коллекция

Allowed Actions: –

*^% Action 'Read' will be available if you login and work on the computer in the reading rooms of the Library

Group: Anonymous

Network: Internet

Document access rights

Network User group Action
Library BashGU Local Network Authenticated users Read
Library BashGU Local Network All
Internet Authenticated users Read
-> Internet All

Table of Contents

  • В химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности, а также в энергтике, на транспорте и в быту широко используются теплообменные аппараты для проведения процессов теплообмена жидких и газообразных сред. Традиционно применяемые кожухотрубные, змеевиковые, спиральновитые, пластинчатые и другие типы теплообменных аппаратов имеют ограничения по их использованию.
  • Рисунок 2.1 - Принципиальная схема современного трубчатого теплообменника
  • Так, кожухотрубные теплообменники, в том числе с компенсатором на корпусе, плавающей головкой и U-образными трубками, гомоздки, металлоемки, имеют большие потери давления потоков теплообменных сред и ограниченные возможности для их использования при низких и высоких температурах, а также при повышенных давлениях и больших перепадах температур и давлений теплообменных сред. Для теплообмена больших количеств теплообменных сред необходимо параллельно устанавливать батареи таких аппаратов.
  • Теплообменные аппараты змеевикового типа используются в основном в качестве огневых нагревателей, для межступенчатого охаждения газа компрессоров и др. Такие аппараты громоздки и имеют низкий коэффициент теплопередачи.
  • Пластинчатые теплообменники компактны, обладают высоким коэффициентом теплопередачи, низкой металлоемкостью, однако такж имеют большие потери давления потоков теплообменных сред и ограниченные возможности их применения при повышенных температурах, давлениях и расходах.
  • Спиральновитые трубчатые теплообменные аппараты широко используются при низких температурах. Эти теплообменники компакны, имеют высокий коэффициент теплопередачи, могут работать при значительном перепаде давлений и температур. Однако сложность конструкции и большие потери давления, по крайней мере, одного из потоков теплообменных сред накладывают ограничения на их использование.
  • Использование разборных паяных и сварных конструкций пластинчатых теплообменников позволяет сделать их более компактныи и снизить металлоемкость, однако остаются ограничения по предельным параметрам рабочих сред. Так, для паяных теплообменников максимальная рабочая температура чаще всего не превышает 225°С, а рабочее давление 3 МПа, для сварных теплообменников - соответственно 350°С и 4 МПа. Для теплообмена больших количеств теплообменных сред также необходимо параллельно устанавливать батареи таких аппаратов.
  • Нами создан ряд теплообменных аппаратов с повышенной тепловой эффективностью, за счет рационального расположения ново конструкции, которые позволяют снять ограничения, присущие традиционно применяемым теплообменным аппаратам - кожухотрубным, спералевидным, витым и др. Теплообменные аппараты нашей конструкции дают возможность более эффективного использования тепла.
  • Отличительными особенностями теплообменных аппаратов новой конструкции являются:
  • - возможность проведения процессов теплообмена газовых и жидкостных потоков практически любой требуемой производительнсти в одном аппарате;
  • - низкая потеря давления теплообменных сред (обеспечиваются требования условий эксплуатации);
  • - компактность конструкции;
  • - возможность использования в качестве аппаратов воздушного охлаждения, нагревателей, испарителей и конденсаторов;
  • - возможность проведения процесса теплообмена как нейтральных, так и агрессивных сред;
  • - возможность проведения процесса теплообмена среды, содержащей твердые частицы;
  • - максимальная удельная поверхность теплообмена в единице объема цилиндрического аппарата;
  • - низкие металлоемкость и цена.
  • Теплообменный аппарат представляет собой цилиндрический корпус, в котором размещены теплообменные поверхности. Теплообменые поверхности формируются из пучков гофрированных труб. В сечении, перпендикулярном оси аппарата, листам придается особая форма сложной геометрической формы, описывается эвольвента сложными математическими зависимостями.
  • Зазоры в гофрах образуют внутренние полости, которые сообщаются с входом и выходом межтрубного пространства, а трубные зеевики образуют внутреннее пространство, сообщенные с входом и выходом горячего потока среды. Гофрированные трубы, плотно прилегают друг к другу. Принципиальная схема современного трубчатого теплообменника показана на рисунке 2.1.
  • Потеря напора теплообменных сред в теплообменнике новой конструкции ниже, чем в пластинчатом и кожухотрубчатом теплообмениках. Конструкция аппарата позволяет создавать теплообменники на заданную Заказчиком потерю напора.
  • Теплообменники со спиралеобразными формами трубных теплообменных поверхностей можно использовать при больших перепадах двлений и температур теплообменных сред. Низкая металлоемкость обуславливает возможность использования высококачественных материалов в конструкций данного теплообменного аппарата, что в свою очередь делает трубчатый теплообменник способным выдерживать агрессивные среды. Эти аспекты расширяют сферу использования современного трубчатого теплообменника.
  • При формировании теплообменных поверхностей теплообменника из гладких спиралеобразных труб возможно проведение процесса еплообмена сильно запыленного газа или жидкости, содержащей взвеси твердых частиц, а так же уменьшает абразивный износ основного металла, благодаря вихревым потокам образующемся в серединной поверхности внутренней полости сваренных листов.
  • При использовании теплообменника новой конструкции в качестве аппарата воздушного охлаждения исключается корпус аппарата Данный теплообменник не требует дополнительных тепловых компенсаторов, так как в конструкции отсутствуют жесткозакреплённые звенья, что также снижает металлоёмкость. Предельно допускаемое тепловое расширение не ограничивается днищами аппарата, а происходит радиально. Несложный расчёт позволяет при заданных характеристиках среды определить максимально радиально расширение, что позволяет заказчику унифицировать подбор теплообменника трубчатого типа, который бы удовлетворял технологической схеме, в которой возможно использование теплообменного аппарата.
  • Рассмотрев совокупность достоинств и недостатков трубчатого теплообменника современного типа, его технологические особености, новизну применяемых технологий, можно сделать выводы и дать оценку реальным возможностям рассматриваемого теплообменного аппарата. Достигнуты высокие успехи в понижении металлоёмкости, а следовательно и цены аппарата. Эффективное исполнение последних разработок в области гидравлики и теплотехники позволили повысить поверхностный теплообмен, за счёт турбулизации даже плотных и вязких сред, и понизить местные сопротивления среды. Точный расчет методом конечных элементов конструкции звеньев аппарата дало результаты, исходя из которых, были спроектированы оптимальные размеры и формы аппаратов для различных сред и продуктов, один из вариантов исполнения которых приведен на рисунке 2.1.
  • 5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
  • Организация охрана труда на предприятии – это систематическое проведение мероприятий, направленных на снижение травматиза, снижение и устранение возможных рисков возникновения несчастных случаев, в том числе оформление кабинетов по охране труда стендами по охране труда и  технике безопасности. На территории Российской Федерации в настоящее время находятся в эксплуатации тысячи химически опасных хозяйственных объектов, которые ежегодно производят или потребляют миллионы тонн вредных веществ. В результате возникновения чрезвычайных ситуаций природного или техногенного характера на этих хозяйственных объектах ежегодно происходят аварии с заражением обширных территорий, воздушного и водного пространства. В зонах химического заражения происходят поражение и гибель людей, нарушается работа хозяйственных объектов, а на ликвидацию последствий расходуются большие материальные и денежные средства. Потому проблема экологической безопасности остается актуальной по сей день.
  • Ни одно вновь вводимое производство не вводится в действие без всестороннего рассмотрения условий труда на нем. Новое призводство изучается с точки зрения наличия производственных опасностей и профессиональных вредностей и разрабатываются методы их предотвращения или ослабления с целью устранения несчастных случаев и профессиональных заболеваний работающих.
  • 5.2. Эргономические требования
  • Эргономические требования выполнен по ГОСТ 12.2.061 – 81. В нефтеперерабатывающей промышленности около 70% всего оборудоания размещено на открытых площадках. Размещения оборудования на открытых площадках уменьшает территорию, занимаемую предприятием в от 1,2 до 2,0 раза.
  • Вынос технологического оборудования на открытые площадки снижает вероятность образования вредных и взрывоопасных концентаций. В случае возникновения пожара облегчается действие передвижных подразделений пожарной охраны, доступ к очагам пожара значительно удобнее, создаются условия для лучшей эвакуации обслуживающего персонала. При взрыве исключается опасность обрушения строительных конструкций.
    • 5.6 Метеорологические условия
    • Метеорологические условия выполнен по ГОСТ 12.1.004 – 85. Монтаж, пуск и эксплуатация аппаратов осуществляются с соблдением всех правил безопасности, установленных для различных видов работ, общих правил безопасности и противопожарных требований, действующих на данном предприятии, а также требований настоящего руководства.
    • Условия эксплуатации аппаратов соответствуют технологическому регламенту всей установки.
    • Аппараты следует теплоизолировать, исходя из условий:
    • - теплопотерь;
    • - холодопотерь;
    • - требований техники безопасности;
    • - предотвращения конденсации влаги.
    • Необходимость теплоизоляции, ее толщина и тип определяются проектной организацией, осуществляющей технологический расчетаппаратов с учетом температурного режима работы аппаратов и климатических условий. Теплоизоляция выполняется специализированной организацией в соответствии с проектом после завершения гидравлических и др. испытаний аппаратов.
    • При эксплуатации аппаратов запрещается превышать параметры, указанные в паспорте. Эксплуатация аппаратов при параметрах,отличающихся от указанных в паспорте, разрешается только после согласования в установленном порядке.
    • Сброс газов из аппаратов допускается только через трубопроводы выхода их на факел. Запрещается сбрасывать газ через зазо разведённых фланцев.
    • Аппараты следует немедленно остановить в случаях, предусмотренных инструкцией по режиму работы и безопасному обслуживани, утвержденной в установленном порядке предприятием, эксплуатирующим аппараты, в частности:
    • - при повышении давления или температуры в аппаратах выше разрешенных технической характеристикой;
    • - при неисправности предохранительных клапанов
    • - при обнаружении в аппаратах и их элементах, работающих под давлением, трещин, выпучин, утонения стенок ниже расчетных начений, пропусков, течи или потения в сварных швах, течи во фланцевых соединениях, разрыва прокладок;
    • - при неисправности контрольно-измерительных приборов и средств автоматики, предусмотренных паспортом аппаратов;
    • - при возникновении пожара, непосредственно угрожающего аппаратам;
    • - при неисправности или неполном количестве крепежных деталей фланцевых соединений;
    • - при аварийных ситуациях (при отключении электроэнергии, прекращении подачи сжатого воздуха и т.д.).
    • Предохранительные устройства, как правило, устанавливаются на патрубках аппаратов или трубопроводах, непосредственно приоединенных к сосуду, и соответствовать требованиям раздела 5 ПБ 03-576.
    • Пуск, остановку и испытание на герметичность в зимнее время аппаратов, установленных на открытом воздухе или в не отаплиаемом помещении, проводить в соответствии с «Регламентом» (приложение 17 к ОСТ 26-291-94).
    • При остановке в зимнее время аппаратов, установленных на открытом воздухе или в не отапливаемых помещениях, из полостей ледует удалить замерзающие продукты с соблюдением дополнительных мер безопасности, исключающих возможность взрыва, пожара или разрушения (повреждения) элементов аппарата.
    • Ремонт аппаратов и их элементов во время работы не допускается.
    • Перед началом ремонтных работ пропарить полости аппарата. Во время пропарки запрещается проводить работы на аппарате. Дл вредных сред 1 и 2 классов опасности аппараты подвергнуты тщательной обработке (нейтрализации, дегазации) в соответствии с инструкцией по безопасному ведению работ, утвержденной руководителем предприятия, эксплуатирующего аппараты, в установленном.
    • 5.7 Пожаробезопасность
  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Usage statistics

stat Access count: 5
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics