Повышение энергетической эффективности установки охлаждения углеводородного газа на газоперерабатывающем заводе

• Автор: Рунов, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 210 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТАНОВОК

1.1 Методы интенсификации теплообменных процессов

1.2 Причины и последствия образования накипи на теплопередающих поверхностях

1.3 Анализ применяемых методов водоподготовки

1.3.1 Термический метод умягчения воды

1.3.2 Реагентные методы умягчения воды

1.3.3 Мембранные методы очистки

Выводы к главе

ГЛАВА 2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСТАНОВКИ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА
2.1 Теплотехнологическая схема установки осушки и очистки газа..
2.1.2 Определение энергетической эффективности теплообменного оборудования на УООГ
2.2 Выбор способов повышения энергоэффективности теплообменного оборудования
2.2.1 Определение коэффициента теплоотдачи в канале с закруткой потока и шероховатой стенкой
2.2.2 Методы интенсификации путем нейтрализации образования накипи
Выводы к главе
ГЛАВА 3. ПРОЦЕСС ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ВОДУ
3.1 Малая физическая модель без и с воздействием электромагнитного поля на охлаждающую воду
3.2 Промышленный образец без и с воздействием электромагнитного поля на охлаждающую воду
3.3 Метод расчета влияния электромагнитного поля на интенсивность образования накипи
3.3.1 Расчет температур газа на выходе из теплообменного аппарата
Выводы к главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ И ТЕПЛООБМЕНА
4.1 Результаты лабораторных исследований воздействия электромагнитного поля на воду
4.1.1 Результаты лабораторных исследований по кратности снижения площади оседающих частиц на экспериментальных пластинах
4.1.2 Результаты лабораторных исследований процесса шламообразования при электромагнитном воздействии на воду
4.2 Анализ результатов промышленных исследований электромагнитного воздействия на поток охлаждающей воды
4.2.1 Анализ результатов по кратности снижения площади оседающих частиц
4.2.2 Анализ изменения физико-химического состава воды при проведении промышленных испытаний
4.3 Сравнение эффективности охлаждения углеводородного газа
4.3.1 Расчет температур газа на выходе из теплообменного аппарата без электромагнитного воздействия
4.3.2 Расчет температур газа на выходе из теплообменного аппарата с воздествием на воду
Выводы к главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ПЭОВ-6 И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕГО ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТЕПЛООБМЕННОЙ УСТАНОВКЕ
5.1 Испытание и корректировка диапазона вырабатываемых частот, кГц ПЭОВ-6 в лабораторных условиях
5.1.1 Корректировка диапазона частот (0,5-100 кГц) вырабатываемых электромагнитных волн
5.2 Испытания ПЭОВ-6 в системе оборотного водоснабжения ГПЗ
5.2.1 Определение противонакипной эффективности применения ПЭОВ-
5.3 Результаты промышленной эксплуатации ПЭОВ-6 в системе оборотного водоснабжения ГПЗ
5.3.1 Определение эффективности теплообменного оборудования на УООГ при электромагнитном воздействии на воду (термодинамический анализ)
5.4 Исследование механических примесей системы оборотного водоснабжения ГПЗ и разработка мероприятий по их выведению
Выводы к главе
Заключение
Список использованной литературы Приложения

Фосфатный метод умягчения
Гексаметафосфат натрия (ЫаРОз)б вследствие своих поверхностноактивных свойств адсорбируется на поверхности зародышей кристаллов карбоната кальция.
Изолируя частички СаСОз, эта пленка препятствует росту зародышей микрокристаллов. Таким образом, действие гексаметафосфата сводится к торможению роста зародышей и, следовательно, к повышению их растворимости.
Применение тринатрийфосфата (ТЧазРОг^НгО) основано на его свойстве переводить накипь в шлам. Тринатрийфосфат образует в воде малорастворимый ортофосфат кальция. Откладываясь на гранях кристаллов СаСОз, последний приводит к изменению их формы и препятствует соединению в более крупные кристаллические агрегаты. В результате вместо накипи выпадает рыхлый, легко удаляемый шлам [90].
Химизм процесса умягчения воды тринатрийфосфатом описывается реакциями:
3 Са_(НСО,)7_ + 2Шро = Са(РОл)21 + 6МаНСО (132) ЗMg(HCO})2 Мё(Р04)
Как видно из приведенных реакций, сущность метода заключается в
образовании кальциевых и магниевых солей фосфорной кислоты, которые обладают малой растворимостью в воде и поэтому достаточно полно выпадают в осадок.
Из-за высокой стоимости тринатрийфосфата фосфатный метод обычно используется для доумягчения воды, предварительно умягченной известью и содой [134].
Бариевый метол умягчения воды применяют в сочетании с другими методами. Вначале вводят барийсодержащие реагенты в воду (Ва(ОН)2, ВаСОз, ВаЛЬОз) для устранения сульфатной жесткости, затем после осветления воды ее обрабатывают известью и содой для доумягчения. Химизм процесса описывается реакциями: