«Advances in Science and Technology» XVIII международная научно-практическая конференция 31 января 2019 Научно-издательский центр «Актуальность. Рф»

ТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА
Сивашенко В. А., Шевелёва Д. А.
Омский государственный технический университет, Омск, Россия
Аппараты воздушного охлаждения (АВО) — теплообменные аппараты, предназначенные
для конденсации жидких, газообразных и парообразных сред, а так же их охлаждения в техно-
логических процессах различных областей народного хозяйства. В аппарате по трубным
секциям движется охлаждаемый технологический продукт, который передает свою теп-
ловую энергию охлаждающему агенту.
Ключевые слова: АВО, тепловой баланс аппарата, мощность, КПД
Аппараты воздушного охлаждения широко используются в составе станций магистраль-
ных газопроводов для охлаждения газа после компримирования (сжатия), а также в нефте — и
газоперерабатывающей промышленности. Опыт эксплуатации АВО подтверждает высокую
эффективность и надежность работы таких аппаратов.
По способу принудительной подачи охлаждающего воздуха на теплообменную поверх-
ность аппараты подразделяют на два вида:
- нагнетательный;
- вытяжной.
По расположению теплообменных секций в пространстве аппараты подразделяют на го-
ризонтальные, вертикальные, зигзагообразные и дельтаобразные.
Аппарат воздушного охлаждения работает следующим образом. На опорных металло-
конструкциях закреплены собственно трубчатые змеевиковые теплообменные секции. По
трубам теплообменной секции под рабочим давлением пропускают транспортируемый газ. Че-
рез межтрубное пространство теплообменной секции принудительно с помощью двух вентиля-
торов с электроприводом прокачивают воздух. За счет теплообмена с принудительно перемеща-
емым потоком воздуха и происходит охлаждение газа. На строительную площадку каждый
АВО поставляют в виде отдельных блоков (комплектов) и узлов, из которых и монтируют аппа-
рат.
Качество АВО различных технических комплектаций определяется следующими техниче-
скими параметрами:
Мощность, потребляемая вентилятором, находится по формуле:
N
э
=
0 , 00981
V
в
⋅
ΔР
g
,
где η — КПД вентилятора, принимается в пределах η=0,62 – 0,65.
При подборе электродвигателя расчетную мощность следует увеличить на 10% для обес-
печения пуска двигателя. Поэтому действительная мощность двигателя:
N
э.д.
=1,1∙N;
Тепловой баланс аппарата:
Q
1
'
+
Q
2
'
=
Q
1
''
+
Q
2
''
,
Где Q
1
'
— количество тепла, поступающего в АВО с керосиновым дистиллятом,
Q
1
''
— количество тепла, уходящего с керосиновым дистиллятом, находятся по форму-
лам:
Q
1
'
=
G
1
⋅
q
T
1
'
100

---

где Q
2
'
, Q
2
''
- количество тепла, приходящее и уходящее с воздухом:
Q
2
'
=
G
2
⋅
c
p
'
⋅
T
2
'
[3].
Эксергетический баланс теплообменника:
Эксергия (эксэргия; от греч. ek, ех — приставка, означающая высокую степень, и греч.
ergon — работа) — часть энергии, равная максимальной полезной работе, которую может
совершить термодинамическая система при переходе из данного состояния в состояние равно-
весия с окружающей средой.
Δ Ex
1
=
Δ Ex
2
+
∑
D ,
где Δ Ex
1
=
Ex
1
'
−
Ex
1
''
, кВт — уменьшение эксергии горячего теплоносителя;
Δ Ex
2
=
Ex
2
''
−
Ex
2
'
, кВт — увеличение эксергии холодного теплоносителя;
∑
D — потери эксергии, кВт. Тепловая диаграмма представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Тепловая диаграмма АВО
Эксергия нагреваемого потока рассчитывается следующим образом:
Потери эксергии в АВО:
∑
D=247 ,7−179,2=68 ,5 кВт.
Эксергетический КПД АВО:
η=
Δ Ex
2
Δ Ex
1
=
179 ,2
247 ,7
=
0 , 72 .