Разработка теплообменных агрегатов на базе термосифонов для производств нефтехимпереработки

• Автор: Бакиев, Тагир Ахметович
• Шифр специальности: 05.04.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 228 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТРАДИЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ
1.1. Краткий обзор наиболее распространенных конструкций теплообменных аппаратов
1.2. Современные методы интенсификации теплообмена в традиционных конструкциях теплообменников
1.2.1. Трубчатые теплообменники с развитой поверхностью
1.2.2. Пластинчатые теплообменники
1.3. Теплообменные устройства на базе двухфазных термосифонов
1.4. Состояние техники и технологии рекуперации тепла на предприятиях нефтепереработки и смежных отраслях промышленности
1.4.1. Теплообменные устройства, применяемые для рекуперации тепла отходящих дымовых газов
1.5. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛООБМЕНА В УСТРОЙСТВАХ С ТЕРМОСИФОНАМИ
2.1. Условия теплопередачи в термосифонных теплообменниках
2.2. Теплообмен в трубе при ламинарном течении жидкости
2.3. Выводы
3. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ТЕПЛООБМЕННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ТЕРМОСИФОНОВ
3.1. Общие принципы разработки конструкции двухфазного термосифона
3.1.1. Расчет тепловых характеристик термосифона
3.2. Расчетно-теоретические исследования теплоотдачи с пучком термосифонов
3.2.1. Расчет теплоотдачи по горячей стороне модуля

3.2.2. Определение тепловых и гидравлических характеристик по охлаждающей стороне модуля
3.3. Методика определения минимально необходимой массы теплоносителя в двухфазных термосифонах
3.4. Анализ лабораторных исследований длинных термосифонов с учетом влияния массы теплоносителя
3.5. Исследование предельной теплопередающей способности двухфазного термосифона
3.6. Конструктивные элементы модуля теплообменника с определени-
ем требований крепления к доске
3.7. Методика проведения тепловых и гидравлических испытаний
опытного промышленного модуля теплообменника на длинных термосифонах
3.8. Методы изготовления термосифонов
3.9. Разработка методов очистки деталей и теплоносителя и способов заправки термосифонов
3.10. Способы вакуумирования двухфазных термосифонов
3.11. Разработка метода контроля герметизации
3.12. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ТЕПЛООБМЕННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ТЕРМОСИФОНОВ ДЛЯ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
4.1. Теплообменные устройства для съема низкопотенциального тепла
при доохлаждении светлых нефтепродуктов
4.1.1. Исходные данные по охлаждению прямогонного бензина с установки АВТм-9 НГУНПЗ
4.1.2. Теплофизические свойства горячего теплоносителя (прямогонный газ + бензин)
4.1.3. Теплофизические свойства холодного теплоносителя (оборотной воды)
4.1.4. Тепловой баланс процесса теплосъема при доохлаждении

прямогонного бензина
4.1.5. Расчет коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя к наружной поверхности трубок в испарительной части
4.1.6. Расчет теплоотдачи в конденсатной части от наружной поверхности к холодному теплоносителю
4.1.7. Конструирование низкотемпературного охлаждающего устройства
4.2. Система охлаждения с применением двухфазных термосифонов
при производстве синтетического каучука
4.2.1. Технологическая схема системы охлаждения контактного газа и конденсации водяного пара
4.2.2. Конструктивное решение модуля термосифонного теплообменника
4.2.3. Подбор и обоснование промежуточного теплоносителя
4.2.4. Определение степени заполнения термосифонов промежуточным теплоносителем
4.2.5. Тепловой расчет
4.2.7. Расчет элементов аппарата на прочность
4.2.8. Определение необходимой величины вакуума
4.3. Термосифонные теплообменные конструкции типа «газ-газ»
4.3.1.Модульная конструкция термосифонного теплообменника
4.3.2. Методика проектного расчета термосифонного теплообменника
4.3.3. Подбор и обоснование промежуточного теплоносителя
4.3.4. Принципы разбиения теплообменника на модули
4.3.5. Модульные термосифонные воздухоподогреватели работающие в запыленной сфере содового производства
4.3.6. Результаты опытно-промышленных испытаний
4.4. Выводы
5. РАЗРАБОТКА АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ

Кожухотрубных К кож. = 300..400 Вт/(м2-°С);
Погружных Кпогр. = 30..50 Вт/(м2-°С);
Аппаратов воздушного
охлаждения Клво = 15..30 Вт/(м2-°С);
Термосифонных Ктермосиф.= 1800...2000 Вт/(м2-°С).
Таким образом, коэффициент теплопередачи термосифонных теплообменников на порядок выше, чем у существующих в промышленности поверхностного типа.
Все вышеизложенное наглядно показывает необходимость и целесообразность использования термосифонных теплообменников особенно при малых температурных градиентах, взамен традиционно существующих конструкций.
1.4. Состояние техники и технологии рекуперации тепла на предприятиях нефтепереработки и смежных отраслях промышленности
Успешное решение задач экономного использования топливно-энергетических ресурсов во многом определяется уровнем использования вторичных энергоресурсов промышленного производства. Основным видом вторичных энергоресурсов в промышленности являются тепловые ресурсы, важное место, среди которых занимает теплота отходящих газов теплоэнергетических и технологических агрегатов, физическая теплота основной продукции и отходов.
Для утилизации теплоты отходящих газов в различных отраслях промышленности применяются различное теплоутилизационное оборудование (котлы-утилизаторы, воздухоподогреватели, газо-газовые и газо-жидкостные теплообменники традиционных конструкций).
На предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности используют в основном два способа утилизации сбросного тепла продуктов сгорания топлива - установка после технологических печей котла-утилизатора (или эконо-