Науково-практичнi основи створення енергозберігаючого теплообмінного і випарювального обладнання хімічних виробництв - Автореферат

Це пояснюється застосуванням в експлуатації застарілого технологічного устаткування хімічного та нафтогоазового виробництв, які системно не оновлюється в післякризовий період, та відсутностю цілеспрямованої побудови та реалізації сучасних концепцій інтенсифікації та оптимізації процесів теплообміну, які забезпечують зниження матеріаломісткості устаткування, енергозбереження в умовах експлуатації, використання низькопотенційного тепла як вторинного енергетичного ресурсу, забезпечення необхідних екологічних умов. Враховуючи значну вагомість хімічного та нафтогазопереробного комплексу України в економіці країни, значні обєми споживання та перероблення енергоносіїв, а також великі потоки перетворюваної у виробництвах теплової енергії, - створення науково-практичних основ енергозбереження з використанням новітніх досягнень в сфері теплообміну, а також проектування та промислової реалізації теплохімічного устаткування є актуальною науковою проблемою, рішенню якої присвячена дисертаційна робота. Здобувач був науковим керівником хоздоговорних та держбюджетних тем: ”Дослідження гідродинамики і теплообміну випарювального апарата з багаторазовим використання тепла” (№ ДР 01880044377); “Дослідження умов випарювання та можливостей інтенсифекації і оптимізації процесів в випарниках плівчатого типу та з використанням накатних труб” (№ ДР 01890006686); “Розробка типорозмірного ряду пластинчастих теплообмінників з розборним корпусом на тиск 3,2 МПА” (№ ДР 0108U008369) - за державною програмою Міністерства промислової політики України з розвитку машинобудування; “Розроблення технічних проектів устаткування секції гідроочистки бензинів, дізельного пального, ізомерізації, амінової очистки комбінованої установки газів” Паливний комплекс ВАТ “НПК “Галичина” (№ ДР 0108U006802, Постанова ДКНТ України № 12 від 04.05.92 р. Метою дослідження є розроблення науково-практичних основ створення енергозберігаючого теплообміного та випарювального обладнання хімічних виробництв, що будуть забезпечувати високі споживчі якості виробів техніки та виробництв, зниження витрат матеріальних, енергетичних та трудових ресурсів в сферах виготовлення та експлуатації, при забезпеченні вимог щодо захисту здоровя людей та довкілля. здійснити комплексні дослідження процесів теплообміну і випарювання у випарниках з трубчатою поверхнею теплообміну та з листа - на коаксіальних вертикально розташованих конічних формах та плоских вертикальних поверхнях з розробкою математичних моделей;У першому розділі наведено багаторічний світовий і вітчизняний досвід створення та практичне використання в хімічній та нафтогазохімічній галузях промисловості теплообмінних та випарювальних апаратів та установок. Аналіз літератури та показників ефективності теплообміну виявили: недостатньо інтенсивний і вельми енерговитратний теплообмін та високі питомі втрати рушійного натиску; недостатню для сучасних вимог надійність, звязану, головним чином, з проблемами міцності, герметичності, корозійної стійкості та забрудненням поверхонь, що передають тепло; високу металоміскість. Враховуючи аналіз відмов та витратних експлуатаційних характеристик теплообмінного та випарювального устаткування, узагальнення претензій експлуатаційників, а також результати власних досліджень визначено вибір напрямків перспективних наукових розробок, а також поставлено висококонкурентні наукові та конструкторські завдання, реалізація яких у поєднанні з новими технологічними ідеями, на рівні винаходів, зявилася основою для створення та організації виробництва енергозберігаючої продукції інтенсивної дії, що складає більше половини всього теплотехнічного устаткування галузі, що виробляють у країні. Один з альтернативних шляхів рішення проблеми полягає в створенні конструкції, в якій гармонійніше поєднуються окремі її елементи, що сполучаються, зокрема знижується напружений стан трубної решітки та труб, а спеціальне рифлення поверхні нагрівальних труб, застосування спіральних труб, дозволяє підвищити і теплову ефективність. Аналіз основних структур існуючої промислової випарної техніки разом з новими конструкторськими рішеннями дозволив оцінити ступінь вивченості процесів в кожному конструкторсько-технологічному модулі, поставити основні завдання наукових досліджень кожного конструкторсько-технологічного модуля та їх сукупності роботи у випарнику або установках, рішення яких дозволяє синтезувати нові схеми та розробити наукові методи їх розрахунків.У числі найбільш ефективних проривних конструкторських та технологічних рішень сучасної теплоенергетичної техніки треба вважати створення ряду модифікацій компактних пластинчастих теплообмінників, що дозволяють розміщувати до 1000 кв.м (та більше) гріючої поверхні в одному кубічному метрі обєму теплообмінного апарату. Треба зазначити важливу особливість: площі будь-яких перпендикулярних подовжній вісі живих перетинів міжпластинних каналів рівновеликі між собою та відрізняються лише формою, що, певною мірою, пояснює феномен високої теплоенергетичної ефективності теплообм

Основний зміст роботи