Կիրառման առաջընթաց և էներգիա-Ջերմափոխանակիչների խնայողություն նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ

Վերացական

Ժամանակակից ինդուստրացման զարգացման հետ մեկտեղ ցածր ածխածնային արդյունաբերությունը դարձել է անխուսափելի միտում: Արդյունաբերական տարբեր ոլորտներում ստեղծվել են բարձր-արդյունավետ և էներգախնայող-ջերմափոխանակիչներ` փոխարինելու ավանդական ջերմափոխանակման սարքավորումները: Այնուամենայնիվ, միայն ջերմափոխանակիչների աշխատանքի բարելավումը չի կարող ապահովել էներգիայի-խնայողության օպտիմալ էֆեկտ ամբողջ արտադրական համակարգի համար:

Ելնելով նավթաքիմիական արդյունաբերության փաստացի աշխատանքային պայմաններից՝ այս փաստաթուղթը վերանայում է տարբեր տեսակի ջերմափոխանակիչների կիրառական միջավայրերը, էներգախնայողության տեխնոլոգիաների զարգացումը, ինչպես նաև կեղտաջրերի հեռացման և անսարքությունների բուժման հետազոտության առաջընթացը: Առաջարկվում են նաև հետազոտական ​​նոր ուղղություններ։

Ջերմափոխանակիչը, որը նաև հայտնի է որպես ջերմափոխանակիչ, սարք է, որը հիմնականում օգտագործվում է տարբեր հեղուկների միջև ջերմության փոխանցման հասնելու համար: Նավթաքիմիական արտադրության ընթացքում տեխնոլոգիական միջավայրը հաճախ պետք է տաքացվի կամ սառեցվի: Տարբեր աշխատանքային պայմանների և արտադրության պահանջների համաձայն՝ կարելի է ընտրել տարբեր տեսակի ջերմափոխանակիչներ՝ ապահովելու համար, որ գործընթացի հեղուկները հասնեն պահանջվող ջերմաստիճանի մակարդակներին և բավարարեն քիմիական ռեակցիաների գործընթացների պահանջները:

Իր գործառնական սկզբունքների և գործառույթների շնորհիվ ջերմափոխանակիչները կարևոր դեր են խաղում մաքրման ողջ գործընթացում: Դրանք հիմնական սարքավորումներն են՝ ապահովելու տեխնոլոգիական հեղուկների պատշաճ ջերմաստիճանի վերահսկում, զտման համակարգերի կայուն աշխատանքը պահպանելու և էներգիայի պահպանման համար թափոնների ջերմությունը վերականգնելու համար: Բացի այդ, քանի որ ջերմափոխանակման սարքավորումները լայնորեն օգտագործվում են նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ, այն ներկայացնում է սարքավորումների ներդրման ծախսերի զգալի մասը: Դրա հետ կապված էներգիայի սպառումը և մետաղների կորուստները նույնպես ուշադրություն պահանջող հիմնական գործոններն են:

1. Ջերմափոխանակիչների կիրառման առաջընթացը նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ

1.1 Ջերմային խողովակների ջերմափոխանակիչների կիրառումը թափոնների ջերմության վերականգնման մեջ

Ջերմային խողովակների ջերմափոխանակիչները հաջողությամբ կիրառվել են թափոնների ջերմության վերականգնման ծանր պայմաններում նավթարդյունաբերության մեջ, հատկապես այն գործընթացներում, որոնք ներառում են բարձր-ծծմբի վառելիքներ:

Նավթաքիմիական արտադրության գործընթացներում անհրաժեշտ է բարձր{0}}ջերմացնող և ճաքող սարքավորում: Օրինակ, թեթև օլեֆինների արտադրության մեջ սովորաբար օգտագործվում են բարձր ջերմաստիճանի նավթային նաֆթա ջարդող վառարաններ: Այս վառարաններից արտանետվող գազերի ջերմաստիճանը կարող է հասնել 200–400 աստիճանի: Աշխատանքային ծանր միջավայրի պատճառով առաջացած թափոն գազը չի կարող ուղղակիորեն արտանետվել մթնոլորտ:

Օդի նախնական տաքացման ջերմային խողովակների ջերմափոխանակիչները կարող են օգտագործել արտանետվող գազերից ստացվող մնացորդային ջերմությունը՝ նախապես տաքացնելով այրման օդը՝ բարելավելով էներգաարդյունավետությունը՝ միաժամանակ նվազեցնելով շրջակա միջավայրի աղտոտումը:

Վերջին տարիներին խողովակային ջերմափոխանակիչների տարբեր համակցություններ լայնորեն կիրառվել են ինչպես ներքին, այնպես էլ միջազգային մակարդակում՝ էներգիայի{0}}խնայողության և վատնումի ջերմության վերականգնման ավելի լավ արդյունավետության հասնելու համար: Արտադրության հիմնական գործընթացը ներկայացված է Նկար 1-ում:

1.2 Սառեցման և ջերմափոխանակման գործընթացներում պտուտակաձև շղարշային ջերմափոխանակիչների կիրառում

Պտուտակաձև շղարշային ջերմափոխանակիչը բարձր-ջերմափոխանակման սարքավորման նոր տեսակ է: Դրա գաղափարը ծագել է 1930 թվականին շվեդական Rosenbland ընկերության կողմից առաջարկված պարուրաձև թիթեղային ջերմափոխանակիչի կառուցվածքից, որը հետագայում արտոնագրվել է: Հետագայում երկրները, ներառյալ Միացյալ Թագավորությունը, Միացյալ Նահանգները, Գերմանիան և նախկին Խորհրդային Միությունը, մշակեցին և արտադրեցին նմանատիպ սարքավորումներ:

Չինաստանը սկսեց ներմուծել և կիրառել այս տեխնոլոգիան քիմիական արդյունաբերության մեջ 1950-ական թվականներին: 1960-ականների կեսերին հայրենական արտադրողները հասել էին զանգվածային արտադրության՝ գլանման գործընթացների միջոցով: 1973 թվականին Չինաստանը կազմել էԸնտրության ձեռնարկ պարուրաձև ափսեի ջերմափոխանակիչի գծագրերի համար. Վերջին ստանդարտը՝ JB/T4751Spiral Plate Ջերմափոխանակիչ(2003 թ. հրատարակություն), ներկայացնում է Չինաստանում պարուրաձև թիթեղային ջերմափոխանակիչի տեխնոլոգիայի զարգացման մակարդակը:

Ավանդական ջերմափոխանակիչների համեմատ պարուրաձև թիթեղային ջերմափոխանակիչներն ունեն առավելություններ, այդ թվում՝ ջերմության փոխանցման ավելի բարձր գործակից և ինքնամաքրման կարողություն, որն առաջանում է հեղուկի տուրբուլենտությունից, որն օգնում է կանխել նստվածքի կուտակումը:

Հետևաբար, նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ պարուրաձև թիթեղային ջերմափոխանակիչները հիմնականում օգտագործվում են ջեռուցման և հովացման գործընթացների համար, որոնք ներառում են բենզին, դիզելային վառելիք, ամոնիակ ջուր, քլորաջուր, աղաջուր, ուժեղ թթուներ, ուժեղ ալկալիներ և ազոտային-ջրածին-ամոնիակով խառը գազեր:

Դրանք նաև լայնորեն կիրառվում են սպիրտների, խեժերի, միզանյութի, փոքր մոլեկուլային մոնոմերների, պոլիմերացված օլեֆինների և հարակից միջանկյալ արտադրանքների ջեռուցման, հովացման, խտացման և վերաեռացման համակարգերում:

Հաո Ժենլիանգը և այլք։ փորձարարական կերպով ուսումնասիրել է կապը կեղևի-կողմնային ճնշման անկման և հոսքի արագության, թաղանթի-կողմային կոնվեկտիվ ջերմափոխանակման կատարողականի միջև Ռեյնոլդսի թվի (Re) և Նուսելտի թվի (Nu) և կեղևի-կողմային ջերմության փոխանցման գործակիցի միջև պարուրաձև խցիկի և հատվածային շեղակի ջերմափոխանակիչների ճնշման անկման պայմաններում:

Նրանց հետազոտությունը ուղեցույց է տվել տարբեր աշխատանքային պայմաններում սարքավորումների ընտրության համար: Հիմնական եզրակացությունները հետևյալն են.

(1) Միևնույն Ռեյնոլդսի թվի պայմաններում, հատվածային շղարշային ջերմափոխանակիչների կեղևային-կողային կոնվեկտիվ ջերմափոխանակման գործակիցը ավելի բարձր է, քան պարուրաձև շղարշային ջերմափոխանակիչներինը:

(2) Միևնույն թաղանթի տրամագծի և հոսքի արագության պայմաններում, պարուրաձև բեկորային ջերմափոխանակիչների կեղևի-կողային ճնշման անկումը բացասաբար է փոխկապակցված պտուտակաձև անկյան հետ: Այնուամենայնիվ, անկախ ընտրված պտուտակային անկյունից, ճնշման անկումը մնում է ավելի ցածր, քան հատվածային շղարշային ջերմափոխանակիչները:

(3) Ի տարբերություն վերը նշված երկու եզրակացությունների՝ մեկ միավորի ճնշման անկման համար ջերմության փոխանցման արդյունավետությունը դիտարկելիս, պարուրաձև բեկորային ջերմափոխանակիչների կեղևային-կողային կոնվեկտիվ ջերմափոխանակման գործակիցը ավելի բարձր է։ Երբ պտուտակային անկյունը մոտավորապես 40 աստիճան է, կոնվեկտիվ ջերմային փոխանցման գործակիցը հասնում է իր առավելագույն արժեքին, ինչը հանգեցնում է ջերմության փոխանցման ամենաբարձր ընդհանուր կատարողականությանը:

1.3 Էներգախնայողության-Բարձր արդյունավետությամբ ափսե ջերմափոխանակիչների կիրառում նավթի վերամշակման մեջ

Միջին և խոշոր-նավթավերամշակման գործարաններում կարող են լինել մոտ 400 տարբեր տեսակի ջերմափոխանակիչներ: Այս համակարգերը հաճախ գործում են բարձր ճնշման և բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում: Միջազգային մակարդակում կեղևային-և-խողովակային ջերմափոխանակիչները հասել են 8,4 ՄՊա ճնշման և 1500 աստիճան ջերմաստիճանի աշխատանքային մակարդակի, իսկ ջերմափոխանակման տարածքները հասնում են մինչև 6700 մ²:

Օֆշորային նավթային հարթակների շինարարական բարձր ծախսերի պատճառով եռակցված ափսե ջերմափոխանակիչները լայնորեն օգտագործվում են օֆշորային նավթի արդյունահանման մեջ՝ իրենց կոմպակտ կառուցվածքի, թեթև դիզայնի, ջերմության փոխանցման գերազանց կատարման և ավելի ցածր գնի պատճառով:

Դրանց հիմնական կիրառությունները ներառում են սառեցնող մեխանիկական քսայուղ և քաղցրահամ ջուր (օրինակ՝ շարժիչի բաճկոնի հովացման ջուր): Նավթային հանքավայրերում դրանք կարող են օգտագործվել նաև հում նավթի ջեռուցման և այլ գործընթացների համար։

Հիմնական մարտահրավերը կայանում է գործընթացի համակարգերի նախագծման և հաշվարկի մեջ: Իրական արտադրության մեջ էներգիայի կորուստները հաճախ առաջանում են գործընթացի անհիմն նախագծման պատճառով:

Չեն Ջիանվեյը և այլք: տեսական հետազոտություն է անցկացրել նավթաքիմիական կիրառություններում օգտագործվող հովացման ափսեի ջերմափոխանակիչների ճնշման անկման հաշվարկի վերաբերյալ: Ելնելով ջերմափոխանակիչների բնութագրերից և ջերմափոխանակման սկզբունքներից՝ նրանք ենթադրեցին, որ հոսքի ալիքի երկայնքով հեղուկ փուլը գծայինորեն մեծանում է և հաստատվում է հոսքի երկարության, փաստացի զանգվածային գոլորշու որակի և գոլորշիների ծավալային որակի միջև: Հաշվարկների արդյունքները համապատասխանում էին գործնական գործառնական տվյալներին:

Հիմնական եզրակացությունները հետևյալն են.

(1) Փուլային-փոփոխության պայմաններում հեղուկի ճնշման անկումը հաշվարկելիս հեղուկը պետք է դիտարկել որպես երկ-ֆազային կամ բազմաֆազ հոսք: Մեկ-միաֆազ հոսքի կամ միատարր հոսքի մոդելները չպետք է օգտագործվեն որպես բազմաֆազ հոսքի հաշվարկների փոխարինում: Պետք է կիրառվի առանձին հոսքի մոդել:

(2) Նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ հովացման գործընթացների ժամանակ կարող է առաջանալ մասնակի խտացում, ինչը հանգեցնում է ջերմափոխանակման մակերեսների վրա հեղուկ թաղանթների ձևավորմանը: Հետևաբար, երբ ընտրելով կոմպակտ ջերմափոխանակիչներ, ինչպիսիք են թիթեղային-փեղկերի ջերմափոխանակիչները, ողջամիտ և խնայող դիզայնի հասնելու համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել կառուցվածքային պարամետրերը: Ջերմափոխադրման տարածքի ավելացումը և անվտանգության սահմանների ավելացումը բավարար չէ:

1.4 Բարակ թաղանթային գոլորշիների կիրառում կոնցենտրացիայի և չորացման գործընթացներում

Բարակ թաղանթով գոլորշիչները սովորաբար օգտագործվում են նավթաքիմիական գործընթացներում, ինչպիսիք են կաուստիկ սոդայի կոնցենտրացիան, նատրիումի սուլֆիդի գոլորշիացումը, խեժի չորացումը և ռետինի չորացումը: Դրանք զգալի տնտեսական օգուտներ են տալիս։

Համեմատած ավանդական սարքավորումների հետ, ինչպիսիք են թուջե գոլորշիացման կաթսաները, ջերմային յուղի վառարաններով տաքացվող բարակ թաղանթով գոլորշիացնող ջերմափոխանակիչներն ունեն հետևյալ առավելությունները.

(1) Սարքավորման հետքը կարող է կրճատվել գրեթե 6%-ով: Գործընթացը թույլ է տալիս մեքենայացված գոլորշիացում, հեշտացնում է շահագործումը և ընդհատվող արտադրությունը փոխակերպում շարունակական արտադրության՝ դրանով իսկ բարելավելով արդյունաբերական արդյունավետությունը:

(2) Պտտվող քերիչով պայմանավորված՝ ջերմության փոխանցման կատարումը զգալիորեն բարելավվում է: Մակերեւույթի վրա գոլորշիացման ժամանակը կարող է կրճատվել մինչև մեկ րոպեից պակաս՝ նվազեցնելով մասշտաբը և ածխածնի նստվածքը: Արտադրանքն ավելի քիչ հավանական է քայքայվի և հարմար է ջերմային{3}}զգայուն նյութերի համար: Միևնույն ժամանակ, նստվածքի ձևավորումը կրճատվում է, ինչի արդյունքում ավելի հեշտ է սպասարկումն ու մաքրումը:

(3) Համեմատած չուգունի գոլորշիացման կաթսաների հետ, ջերմային յուղի վառարանը կարող է նվազեցնել ածուխի սպառումը մոտավորապես 50%-ով: Այն կարող է գործել մինչև 300 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում՝ պահպանելով անվտանգ աշխատանքը ոչ-ճնշման պայմաններում:

(4) Սարքավորումը հարմար է գործընթացի մասշտաբի-ավելացման ձևավորման համար և կարող է փոխարինել ավանդական թեյնիկի-տիպի չորանոցներին: Մեծածավալ-արտադրության ընդլայնման ժամանակ մասշտաբի ավելացման հետևանքով առաջացած շեղումը համեմատաբար փոքր է:

Այնուամենայնիվ, որոշ տեխնիկական մարտահրավերներ դեռևս առկա են գործնական կիրառություններում:

For example, scraper grooves are usually made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which has excellent corrosion resistance but limited high-temperature resistance. One possible solution is to use materials such as graphite that provide both corrosion resistance and high-temperature resistance (>280 աստիճան):

Գործընթացային խողովակաշարերը սովորաբար պատրաստված են անխափան խողովակներից, որոնք կարող են փոխարինել մոտավորապես 30 օրը մեկ: Հնարավոր բարելավումը չժանգոտվող պողպատից կամ կոռոզիոն դիմացկուն ներքին երեսպատմամբ խողովակների օգտագործումն է, օրինակ՝ ֆտորոպլաստիկ-երեսապատված ջերմափոխանակիչ խողովակները:

Բացի այդ, շրջանառության պոմպերի հետ կապված կոռոզիայի հետ կապված խնդիրները նույնպես պահանջում են հետագա լուծումներ:

2. Նավթաքիմիական արդյունաբերության ջերմափոխանակման սարքավորումների աղտոտման հեռացում և հակազդեցություն

Ըստ Steinhagen et al.-ի՝ Նոր Զելանդիայում 3000 տարբեր տեսակի ջերմափոխանակիչների հարցումը ցույց է տվել, որ ջերմափոխանակիչների ավելի քան 90%-ի մոտ աղտոտման խնդիրներ են առաջացել: Տարբեր տեսակի ջերմափոխանակիչների միջև աղտոտման պայմանների համեմատությունը ներկայացված է Նկար 2-ում:

Ներքին և միջազգային ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ նավթի վերամշակման և քիմիական արդյունաբերության մեջ աղտոտման մաքրման հետ կապված տարեկան ծախսերը հասնում են մոտավորապես 15,6 միլիոնի, ինչը հանգեցնում է զգալի տնտեսական կորուստների և ռեսուրսների սպառման:

Նավթաքիմիական արդյունաբերության փաստացի շահագործման պայմաններում աղտոտման ձևավորման մեխանիզմները և դասակարգումները հիմնականում կարելի է բաժանել հետևյալ կատեգորիաների.

Կոռոզիայից աղտոտման մոդելներ

Պինդացման աղտոտման մոդելներ

Մակերեւութային նյութերի-աղտոտման մոդելներ

Գազի-ֆազային աղտոտման մոդելներ

Քիմիական ռեակցիաների աղտոտման մոդելներ

Գործնական շահագործման կանխատեսման և վերլուծության ժամանակ աղտոտումը կարող է դասակարգվել ըստ այդ մեխանիզմների: Ընտրելով ջերմափոխանակիչների համապատասխան տեսակներ՝ ըստ տարբեր աշխատանքային պայմանների և հաշվարկելով մաքրման օպտիմալ միջակայքերը՝ տնտեսական կորուստները կարող են կրճատվել:

Ավելին, հաշվի առնելով նավթաքիմիական կիրառություններում բարձր-ջերմաստիճանը և բարձր-ճնշմամբ աշխատանքային միջավայրերը, բուժման հիմնական մեթոդները ներառում են.

Ջերմային փոխանցման ուժեղացում

Մաքրման մեխանիկական մեթոդներ

Քիմիական մաքրման մեթոդներ

Առցանց մոնիտորինգ և իրական{0}}ժամանակի մաքրման տեխնոլոգիաներ

3. Ջերմափոխանակիչների խափանումների վերլուծություն և սպասարկում նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ

3.1 Ջերմափոխանակիչների կոռոզիայի և մաշվածության կանխարգելում

Նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ ջերմափոխանակիչների շահագործման ընթացքում հաճախակի են տեղի ունենում կոռոզիայից արտահոսքի վթարներ: Այս խափանումները կարող են ընդհատել կայուն արտադրությունը և համարվում են նավթաքիմիական համակարգերի սարքավորումների հիմնական խնդիրներից մեկը:

Նման արտահոսքի խնդիրները հիմնականում դասակարգվում են էրոզիայի արտահոսքի և կոռոզիոն արտահոսքի: Ընթացիկ լուծումները հիմնականում կենտրոնանում են խափանումներից հետո վնասված սարքավորումների վերանորոգման, խափանումները կանխելու համար արտադրական գործընթացների բարելավման վրա և ջերմափոխանակիչի նյութերի և տեսակների պատշաճ ընտրության միջոցով սարքավորումների քայքայման նվազեցման վրա:

3.1.1 Ջերմափոխանակիչների կոռոզիայի և մաշվածության պատճառները

Վերլուծություն հումքի տեսանկյունից

Նավթաքիմիական արտադրության մեջ օգտագործվող հումքը, հատկապես հում նավթը, պարունակում են բարդ քիմիական բաղադրիչներ։ Բացի այդ, հում նավթը հիմնականում ունի բարձր մածուցիկություն և պարունակում է անկանոն չափերի պինդ մասնիկներ:

Արդյունքում ջերմափոխանակիչի մակերեսների հետ շփվող աշխատանքային միջավայրը խիստ բարդ է: Սարքավորումը հաճախ ենթարկվում է ֆիզիկական շփման և ուժեղ քիմիական կոռոզիայի հետևանքով առաջացած մեխանիկական վնասների:

Վերլուծություն քիմիական գործընթացների տեսանկյունից

The entire petrochemical production chain often involves high-temperature (>1000 աստիճան ) և բարձր{1}}ճնշման աշխատանքային պայմաններ: Կոռոզիայի տարբեր ձևեր կարող են առաջանալ միաժամանակ և փոխազդել միմյանց հետ:

Օրինակ, արտադրական գործընթացների ընթացքում պահանջվող հոսքի բարձր արագությունը էրոզիայի կոռոզիայի անմիջական պատճառն է, միաժամանակ արագացնելով կոռոզիոն արտահոսքի առկա խնդիրները:

Հետևաբար, ջերմափոխանակիչի խափանումների դեպքում արտահոսքը և կոռոզիան սովորաբար սերտորեն կապված են և կարող են ստեղծել սիներգետիկ ազդեցություն, որն արագացնում է սարքավորումների քայքայումը:

3.1.2 Ջերմափոխանակիչի կոռոզիայի և մաշվածության դասակարգումը և հակազդեցությունը նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ

(1) Մակերեւութային կոռոզիա և ջերմափոխանակիչների մաշվածություն

Մակերեւութային կոռոզիան ջերմափոխանակիչի խողովակի արտահոսքի ամենատարածված պատճառն է, որը կազմում է դեպքերի մոտավորապես 90%-ը:

Նավթաքիմիական արտադրության մեջ օգտագործվող գործընթացային միջավայրերը հաճախ ունենում են մածուցիկության և կպչունության որոշակի մակարդակ: Պինդ մասնիկներ և պղպջակներ պարունակող բարձր արագությամբ հեղուկները շարունակաբար ազդում են ջերմության փոխանցման մակերեսների վրա՝ առաջացնելով տեղական մակերևութային ճնշում մինչև 10 ՄՊա, ինչը կարող է առաջացնել հոգնածության էրոզիա և մետաղի մակերեսի վնաս:

Հետևաբար, գործընթացի պահանջները հաճախ նշում են, որ միջին հոսքի արագությունը պետք է լինի 2 մ/վ-ից ավելի:

(2) Էլեկտրաքիմիական կոռոզիա, որը առաջանում է մակերեսային նստվածքներից

Նավթի վերամշակման գործընթացների ընթացքում տեխնոլոգիական միջավայրերը սովորաբար ունենում են բարձր մածուցիկություն և որոշակի պայմաններում կարող են ամրանալ: Դա կարող է հանգեցնել ջերմափոխանակիչի մակերեսների վրա նյութերի կուտակմանը և նստվածքների ձևավորմանը:

Այս հանքավայրերի անկայուն, ընդհատվող և անհավասար բնութագրերը կարող են հանգեցնել ճաքերի և բացերի: Այս բացերի ներսի և դրսի միջև թթվածնի կոնցենտրացիայի տարբերությունը կարող է առաջացնել էլեկտրաքիմիական կոռոզիա:

Կոռոզիայի հետ կապված ռեակցիաները հիմնականում ներառում են.

Մետաղների տարրալուծման ռեակցիաներ, մասնավորապես անոդային օքսիդացում;

Կաթոդիկ նվազեցման ռեակցիաներ;

Էլեկտրաքիմիական անհավասարակշռության հետևանքով առաջացած կոռոզիայի առաջանցիկ ընդլայնում:

(3) Ջերմափոխանակիչ խողովակների ջրի կողային մակերեսի կոռոզիա

Ջերմափոխանակման համակարգերում ջուրը հաճախ օգտագործվում է որպես ջերմության փոխանցման միջոց՝ ջրի-կողային կոռոզիան դարձնելով սովորական խնդիր:

Կորոզիայի հիմնական մեխանիզմները ներառում են.

pH արժեքի նվազում;

Ջրի գոլորշիների ներթափանցում;

Լուծված թթվածնի հետևանքով առաջացած հարձակում;

Քլորիդ իոն (Cl-) կոռոզիա;

Սուլֆիդային իոն (S2-) կոռոզիա:

Այս ռեակցիաները ընդհանուր առմամբ կարելի է բաժանել քիմիական կոռոզիայի և էլեկտրաքիմիական կոռոզիայի:

Ջերմափոխանակիչ խողովակների ջրային կողմում կոռոզիոն{0}դիմացկուն նյութերի պահանջները ներառում են.

Լավ ջերմային հաղորդունակություն և մակերեսային ուժեղ կպչունություն;

Գերազանց դիմադրություն ջերմաստիճանի տատանումներին և բավարար կարծրություն;

Ուժեղ դիմադրություն իոնային կոռոզիայից;

Լավ հակամաշտաբային կատարում;

Գերազանց դիմադրություն ջրի գոլորշիների ներթափանցմանը:

3.1.3 Ջերմափոխանակիչների կոռոզիայից պաշտպանության մեթոդներ

Ներկայումս նավթաքիմիական արդյունաբերության ջերմափոխանակիչների կոռոզիայից պաշտպանության մեթոդները հիմնականում ներառում են.

(1) Զոհաբերական անոդի պաշտպանություն

Այս մեթոդը պաշտպանում է ջերմափոխանակիչի նյութերը՝ օգտագործելով ավելի ակտիվ մետաղ՝ որպես զոհաբերական անոդ՝ հիմնական սարքավորումների կոռոզիայից կանխելու համար:

(2) Հակակոռոզիոն ծածկույթների մշակում և կիրառում

Հակակոռոզիոն ծածկույթները լայնորեն օգտագործվում են ջերմափոխանակիչի պաշտպանության համար: Կոնտակտային մակերեսի վրա չափազանց բարակ մետաղական ծածկույթ կամ անօրգանական ծածկույթ կիրառելով, վնասակար նյութերը և աղտոտող նստվածքները կարող են արդյունավետորեն մեկուսացվել:

Սովորաբար օգտագործվող ծածկույթը CH{1}}784 էպոքսիդային ամինային հակակոռոզիոն ծածկույթի համակարգն է:

(3) Ջերմափոխանակիչ նյութերի կատարելագործում

Ջրի որակի և ագրեսիվ միջավայրի հետևանքով առաջացած կոռոզիան կանխելու համար կարելի է ընտրել բարելավված նյութեր:

Չժանգոտվող պողպատից, պղնձի համաձուլվածքներից և տիտանի համաձուլվածքներից պատրաստված ջերմափոխանակիչները սովորաբար ապահովում են գերազանց կոռոզիոն դիմադրություն: Այնուամենայնիվ, դրանց ավելի բարձր նյութական ծախսերը սահմանափակում են դրանց կիրառումը որոշ ոլորտներում:

3.2 Եռակցման տեխնոլոգիա ջերմափոխանակիչի եզրային ճեղքերի վերանորոգման համար

Ներկայումս սառը միաձուլման եռակցման վերանորոգման տեխնոլոգիան լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերական դաշտերի սպասարկման համար:

Սառը միաձուլման եռակցման տեխնոլոգիան վերանորոգման նոր տեխնոլոգիա է, որը մշակվել է գազով-պաշտպանված եռակցման տեխնիկայի հիման վրա: Այն հաճախ կիրառվում է նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ վնասված ջերմափոխանակիչների վերանորոգման և պահպանման համար:

Նրա հիմնական բնութագրերը ներառում են.

(1) Ցածր ջերմության ներդրում և եռակցման կարճ ժամանակ

Եռակցման ընթացքում առաջացած ջերմությունը չափազանց ցածր է: Եռակցման գործընթացը տևում է ընդամենը մի քանի տասնյակ միլիվայրկյան՝ խուսափելով այնպիսի խնդիրներից, ինչպիսին է եռակցման գունաթափումը:

(2) Փոքր եռակցման լողավազան և գերազանց վերանորոգման որակ

Եռակցման լողավազանի ծավալը 2 մմ³-ից պակաս է: Սթրեսի բաշխումը ցրված է, նվազեցնելով կենտրոնացված սթրեսը վերանորոգված բաղադրիչի վրա:

Գործընթացը չի առաջացնում ճաքեր կամ դեֆորմացիա: Բացի այդ, իներտ գազերի պաշտպանությունը կանխում է ծակոտիների և փուչիկների առաջացումը, ինչը հանգեցնում է հարթ և մաքուր վերանորոգված մակերեսի:

(3) Կոմպակտ սարքավորումներ և համապատասխանություն-տեղում վերանորոգման համար

Եռակցման սարքավորումը փոքր է և հարմար է իրական-դաշտային վերանորոգման համար:

Կարելի է ընտրել եռակցման լարերի լայն տեսականի, ինչը թույլ է տալիս վերանորոգել տարբեր նյութերից պատրաստված ջերմափոխանակիչներ:

4. Ապագա զարգացման հեռանկար

Հարկ է նշել, որ գործընթացի տարբեր պահանջները պահանջում են տարբեր տեսակի ջերմափոխանակիչներ: Բացի այդ, ջերմափոխանակիչների զուգահեռ կամ սերիական դասավորությունը էական ազդեցություն ունի ողջ գործընթացային համակարգի գործառնական կատարողականի վրա:

Բաղադրիչների ընտրությունը և համապատասխանությունը նույնպես կարևոր գործոններ են: Հուսալիության{1}}կողմնորոշված ​​դիզայնը պահանջում է, որ բաղադրիչներն ունենան բավարար հարմարվողականություն՝ դիմակայելու տարբեր աշխատանքային պայմաններին, պատահական բեռի փոփոխություններին և սթրեսային տատանումներին, որոնք սովորաբար հանդիպում են նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ: Դիզայնի այս հայեցակարգը բարելավումներ է ապահովում նախագծման ավանդական մեթոդների սահմանափակումների նկատմամբ:

Էներգիայի պահպանման և արտանետումների կրճատման առումով ապագա զարգացումը պետք է կենտրոնանա ոչ միայն ջերմափոխանակիչի կառուցվածքների բարելավման վրա, այլև ավելի մեծ ուշադրություն դարձնի ջերմափոխանակիչների առաջադեմ նյութերի մշակմանը:

Հետազոտության այս ոլորտներից ջերմափոխանակիչի մակերեսային ծածկույթի տեխնոլոգիան զգալի ներուժ ունի: Ծածկույթի զարգացման ապագա ուղղությունը ներառում է.

Թեթև դիզայն;

Բարձր-ջերմաստիճանի և բարձր-ճնշման դիմադրություն;

Գերազանց կոռոզիոն դիմադրություն;

Արտադրության ցածր ծախսեր;

Ավելի տնտեսապես շահագործում և սպասարկում:

Ներկայումս սիմուլյացիոն տեխնոլոգիաների և ինժեներական ծրագրային ապահովման մշակումը նույնպես դառնում է կարևոր հետազոտական ​​ուղղություն։ Այս տեխնոլոգիաները կարող են արդյունավետ ուղեցույց ապահովել աղտոտման կանխատեսման, մաքրման ցիկլի օպտիմալացման և գործառնական կատարողականի գնահատման համար: