Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

8-БОБ. ИССИҚЛИК АЛМАШИНИШ УСКУНАЛАРИ

8.1. УМУМИЙ ТУШУНЧАЛАР

Нефть ва газни қайта ишлаш саноатида суюқлик ва газларни иситиш ва совитиш, буғларни конденсациялаш каби иссиқлик жараёнлари кенг тарқалган. Бундай жараёнлар иссиқлик алмашиниш ускуналарида амалга оширилади.

Иссиқлик алмашиниш жараёнларида қатнашувчи моддалар иссиқлик ташувчи агентлар деб юритилади. Юқори ҳароратга эга бўлиб, ўзидан иссиқликни иситилаётган муҳитга берувчи моддалар иситувчи агентлар деб юритилади. Совитилаётган муҳитга нисбатан паст ҳароратга эга бўлган ва ўзига муҳитдан иссиқликни олувчи моддалар совитувчи агентлар деб аталади.
Нефть ва газни қайта ишлаш технологиясида кўпинча бевосита иссиқлик манбаси сифатида ёқилғиларнинг ёнишидан ҳосил бўлган газлар ва электр энергияси ишлатилади. Бундай бевосита иссиқлик манбаларидан иссиқлик олиб, ўзининг иссиқлигини ускуналарнинг деворлари орқали иситилаётган муҳитга берувчи моддалар оралиқ иссиқлик ташувчи агентлар деб аталади. Оралиқ иссиқлик ташувчи агентлар қаторига сув буғи, иссиқ сув ва юқори ҳароратли иссиқлик ташувчи моддалар (қиздирилган сув, минерал мойлар, органик суюқликлар ва уларнинг буғлари, суюлтирилган тузлар, суюқ металлар ва уларнинг қотишмалари) киради.
Оддий ҳароратгача (10÷30⁰С) совитиш учун сув ва ҳаво каби совитувчи агентлар кенг ишлатилади.
Иссиқлик алмашиниш ускуналарида иссиқликни бериш ёки олиш учун қўлланиладиган агентларни танлашда уларнинг қуйидаги хоссаларига аҳамият берилади: 1) керакли муҳитни иситиш ёки совитиш даражаси ва уни бошқариш имконияти; 2) минимал массавий ва ҳажмий сарфларда юқори иссиқлик алмашиниш тезлигига эришиш; 3) қовушоқлиги кам, зичлик, иссиқлик сиғими ва буғ ҳосил бўлиш иссиқлиги юқори; 4) ёнмайдиган, заҳарсиз, иссиқликка чидамли бўлгани маъқул; 5) иссиқлик алмашиниш ускунаси тайёрланган материални бузмаслиги керак; 6) камёб бўлмаслиги ва арзон бўлиши зарур.
Кўпчилик шароитларда иситувчи агентлар сифатида ишлаб чиқаришдан чиқаётган маҳсулотлар, ярим маҳсулотлар ва чиқиндиларнинг иссиқликларидан фойдаланиш иқтисодий жиҳатдан мақсадга мувофиқдир.
Саноатда иссиқлик алмашиниш жараёнлари қуйидаги мақсадлар учун олиб борилади: 1) жараён ҳароратини берилган даражада ушлаб туриш; 2) совуқ маҳсулотларни иситиш ёки иссиқ маҳсулотларни совитиш; 3) буғларни конденсациялаш; 4) эритмаларни қуйилтириш ва ҳоказо. Бу жараёнлар алоҳида олинган иссиқлик алмашиниш ускуналарида ёки технологик ускуналарнинг ўзида амалга оширилади.
Иссиқлик алмашиниш ускуналари умуман олганда иккига бўлинади: иссиқлик алмашиниш ускуналарининг ўзи ва реакторлар. Иссиқлик алмашиниш ускуналарида иссиқлик алмашиниш асосий жараён ҳисобланади. Реакторларда эса физик-кимёвий жараёнлар асосий ҳисобланиб, иссиқлик алмашиниш эса ёрдамчи жараёндир.
Нефть ва газни қайта ишлаш ва кимё саноатлари корхоналарида қўлланиладиган технологик ускуналарнинг катта бир улушини иссиқлик алмашиниш ускуналари ташкил қилади. Кимё саноатида ишлатиладиган иссиқлик ускуналари умумий ускуналарнинг ўртача ҳисобда 15-18 % ни ташкил этса, нефть ва газни қайта ишлаш саноатида эса бу рақам 50 % га тенг. Саноатда турли-туман иссиқлик алмашиниш ускуналари қўлланилади. Иш принципига кўра иссиқлик алмашиниш ускуналари уч турга бўлинади: 1) юзали иссиқлик алмашгичлар; 2) аралаштирувчи иссиқлик алмашгичлар; 3) регенератив иссиқлик алмашгичлар. Нефть ва газни қайта ишлаш саноатида кенг ишлатиладиган қувурли печлар алоҳида турни ташкил этади. Бу ҳақда тўлиқ маълумот 9-бобда келтирилган.
Юзали иссиқлик алмашгичларда иссиқлик ташувчи агентлар бир-бири билан девор орқали ажратилган ва иссиқлик биринчи иссиқлик ташувчи муҳитдан иккинчисига уларни ажратувчи девор орқали ўтади.
Аралаштирувчи ускуналарда иссиқлик ташувчи агентларнинг ўзаро тўқнашуви ва аралашуви натижасида иссиқликнинг алмашиниши юз беради.
Регенератив иссиқлик алмашгичларда қаттиқ жисмдан ташкил топган бир хил юза навбат билан турли иссиқлик ташувчи агентлар билан контактда бўлади. Қаттиқ жисм унга тегиб ўтган иссиқлик ташувчидан иссиқлик олиб исийди; бошқа иссиқлик ташувчи ўтганда эса қаттиқ жисм ўз иссиқлигини унга бериб совийди.
Иссиқлик алмашиниш ускуналари қуйидаги белгиларга кўра синфланади: конструктив тузилиши бўйича-қувурдан қилинган ускуналар (қобиқ-кувурли, «қувур ичида қувур», змеевикли ва бошқалар); иссиқлик алмашиниш юзаси листли материалдан тайёрланган ускуналар (пластинали, спиралсимон ва бошқалар); иссиқлик алмашиниш юзани тайёрлашда нометал материаллар (графит, пластмасса, шиша ва ҳоказо) дан фойдаланилган ускуналар. Ишлатилиш мақсадига кўра – совуткичлар, иситкичлар, буғлаткичлар, конденсаторлар. Иссиқлик ташувчи агентлар ҳаракатининг йўналишига кўра – тўғри, қарама-қарши, кесишган ва ҳоказо йўналишли ускуналар.
Саноат ускуналарида иссиқлик алмашинишнинг шарт-шароитлари ҳар хил бўлади. Иссиқлик алмашиниш ускуналари турлича агрегат ҳолат (газ, буғ, томчили суюқлик, эмульсия ва ҳоказо), ҳар хил ҳарорат ва босим қийматлари ҳамда маълум физик-кимёвий хоссаларга эга бўлган иш муҳитлари учун мўлжалланган бўлади. Бунинг учун маълум бир жараён учун ҳақиқий шарт-шароитни ҳисобга олган ҳолда тегишли иссиқлик алмашгич танлаб олинади.