Техническое обслуживание АВО.

Лекция №2                                                                                                                          Разраб. Бритов М.А.                                                      

Назначение и работа АВО. Основные операции профилактического техобслуживания АВО. Опасности, связанные с АВО (течи труб, ремни, лопасти и т.д.)

Аппараты воздушного охлаждения (АВО) предназначены для охлаждения н/п, для охлаждения и конденсации паров н/п. АВО состоит из ряда трубчатых секций, расположенных горизонтально АВГ, зигзагообразно АВЗ(увеличивается поверхность теплообмена), редко используемое положение вертикально или наклонно в виде шатра. С торцов аппарат закрыт металлическими стенками. Охлаждающий воздух засасывается и продувается через трубные секции вентилятором. По трубам секций пропускают нефтепродукт или пары нефтепродукта. Для повышения эффективности работы аппарата в жаркое время года на выходе воздуха из вентилятора предусматривают кольцевой коллектор для увлажнения воздуха с целью снижения его температуры. Для предотвращения отложения накипи на трубах теплообменных секций для увлажнения воздуха необходимо использовать химически очищенную воду.

Эффективность теплообмена труб секций повышается поперечным оребрением из деформированного алюминиевого сплава и характеризуется коэффициентом оребрения(φ) это есть отношение площади поверхности оребренной трубы к наружной поверхности гладкой трубы по основанию ребер.

 Устройство АВО: (см. рисунок) секция трубчатая поз.1 ;металлоконструкция(диффузор поз.3, колонна поз.5),колесо вентилятора поз.2, электродвигатель поз.4, решетка ограждающая поз.6, коллектор впрыска химически очищенной воды поз.7, жалюзи поз.8, механизм регулирования поворота лопастей поз.9, клиноременная передача поз.10.

            Трубчатая секция аппарата воздушного охлаждения (см. рисунок) состоит из теплообменных труб, которые расположены по вершинам равностороннего треугольника и закреплены развальцовкой, а в ряде случаев с последующей приваркой в двух трубных решетках поз.1, имеющих крышки. Применяют трубы длиной от 1,5 до 12м с внутренним диаметром 21 или 22мм. Секции могут быть многоходовыми по трубному пространству. Крышки секций поз.2 снабжены перегородками, которые делят трубный пучок на отдельные ходы .В конденсаторах воздушного охлаждения, где конденсируется охлаждаемая среда и в объеме уменьшается по ходу движения, число труб уменьшают последовательно по ходам .Для предотвращения взаимного смещения труб в пучке между ними предусмотрены дистанционные прокладки поз.3 из алюминиевой ленты шириной 15мм.   

            Оребрение труб выполняют глубокой спиральной накаткой из деформируемого алюминиевого сплава, а также завальцовкой в спиральную канавку на трубе или приваркой металлической ленты, или напрессовкой ребер.

В АВО применяют следующие схемы приводов:

             1-я схема – электродвигатель, редуктор, колесо вентилятора

             2-я схема – электродвигатель, ременная передача,  колесо вентилятора

             3-я схема – электродвигатель тихоходный, колесо вентилятора.

           Для подачи воздуха применяют осевые вентиляторы пропеллерного типа производительностью до 1,5 млн.м³/час, в большинстве аппаратов применяют колесо вентилятора типа УК – 2М.

Регулирование работы АВО

             1. Изменением угла наклона лопастей

             2. Изменением частоты вращения колеса вентилятора

             3. Отключением привода вентилятора ( особенно эффективно в зимнее время года)

             4. Увлажнением воздуха

             5. Жалюзийными устройствами ( не обеспечивают экономию электроэнергии и менее выгодны ).

           Угол наклона лопастей вентилятора можно изменять периодически во время остановки вентилятора. Применяют также конструкции вентиляторов, имеющих механизм поворота лопастей с ручным или автоматическим управлением. Изменение частоты вращения колеса вентилятора осуществляют путем регулирования частоты вращения электродвигателя (наиболее экономичный способ регулирования) .

            При опасности застывания или переохлаждении продукта предусматривают реверсирование вентилятора. При этом воздух просасывается через ряды труб секций в обратном в обратном направлении и нижние конечные ряды труб, через которые проходит уже охлажденный продукт, обдувается воздухом подогретым в верхних рядах.       

Промышленность выпускает стандартизованные аппараты воздушного охлаждения общего назначения (конденсаторы и холодильники) предназначены для конденсации и охлаждения парообразных, газообразных и жидких сред температурой от 

- 40 до + 300^о С, давлением до 64 кгс/см² (6,4 МПа). Применяются в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности.

             Аппараты предназначены для работы на открытом воздухе в районах с умеренным климатом при средней температуре в течении пяти суток подряд в наиболее холодный период не ниже -40 ^о С, в районах со скоростным напором ветра по I I I географическому району (СниП I I-6-74) и сейсмичностью до 7 баллов, а также в районах с холодным климатом при средней температуре в течении пяти суток в наиболее холодный период до -55 ^о С.   

            Аппараты воздушного охлаждения в зависимости от конструкции и назначения классифицируют:

            малопоточные АВМ

            по расположению теплообменных секций: горизонтальныеАВГ, зигзагообразные АВЗ;

             по количеству рядов труб в секции: четырех-, шести- и восьмирядные;

             по числу ходов в трубном пространстве: одно-, двух-, четырех-, шести- и восьмиходовые;

             по длине труб: с трубами длиной 1.5 и 3м – дл аппаратов типа АВМ,4 и 8м для аппаратов типа АВГ, 6 и 8м для аппаратов типа АВЗ;

            по материалу: с материальным исполнением Б1, Б2, Б3, Б4, Б5, М 1А ( в зависимости от давления, температуры, среды);

             по методу оребрения теплообменных труб: с накатанным оребрением ( биметаллические – внутренние трубы из углеродистой стали исполнение Б1,из низколегированной – исполнение Б2, легированной или коррозионностойкой исполнение - Б3 и Б4,из латуни – исполнение Б5,наружные трубы из алюминиевого сплава АД1) монометаллические из алюминиевого сплава АД1;

             по коэффициенту оребрения φ = 7,8; 9; 14,6; 22.

             Условное обозначение типоразмеров аппаратов воздушного охлаждения:

             АВЗ- 22-Ж-16-Б1-В3Т-Ц   

                       6-4-6

Расшифровка обозначения: в числителе АВЗ– аппарат воздушного охлаждения зигзагообразного типа; 22 –коэффициент оребрения; Ж –аппарат комплектуется жалюзими; 16 –условное давление в аппарате в кгс/см²; Б1 – материальноеисполнение аппарата; В3Т –В – электродвигатель взрывозащищенного исполнения, 3 – индекс электродвигателя по мощности, Т- тихоходный; Ц –привод исполнения механизма поворота лопастей (центральный); в знаменателе 6 –число рядов труб в теплообменной секции аппарата; 4 –число ходов по трубам; 6 –длина труб в метрах.

Основные параметры аппаратов АВО:

              Коэффициент оребрения φ=  7,8; 9; 14,6; 22;

              Количество рядов труб – 4; 6; 8;

              Число ходов по трубам – 1; 2; 4; 8;

              Общее количество труб – в секции, аппарате;

              Поверхность теплообмена наружная, м²;

              Поверхность теплообмена внутренняя, м²;

              Аэродинамическая характеристика вентилятора, Н_{п –}полный напор вентилятора, кг/м²; V – расход воздуха, нм³/ч;       

               Мощность привода вентилятора N, кВт;           

               Число оборотов вентилятора, об/мин;

               К. П. Д. вентилятора, η.      

Техническое обслуживание АВО.

            При работе АВО обслуживающий персонал контролирует:

             состояние фундамента, рамы, крепление электродвигателя, редуктора, ограждений, лопастей, теплообменных секций;

             температуру подшипников электродвигателя, редуктора (для редукторного привода) шкивов ременной передачи;

             смазку в редукторе (количество масла в картере редуктора проверяется щупом, смазку верхнего подшипника редуктора производят периодически шприцеванием один раз в месяц);

             натяжение ремней для привода с ременной передачей (черезмерное натяжение ремней приводит к увеличению нагрузки на подшипники и быстрому износу их, слабое натяжение приводит к проскальзыванию ремней на шкивах и износу деталей передачи ;

             потребляемую мощность электродвигателя;

             наличие и исправность контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации;

             исправность, комплектность и правильность установки крепежных деталей;

             отсутствие посторонних шумов (наличие прерывистых стуков в районе колеса вентилятора и диффузора позволяет судить о том , что происходит задевание лопасти вентилятора об обечайку диффузора – является следствием малой величины зазора между торцом лопасти и стенкой диффузора) ;

             герметичность труб, уплотнений и фланцевых соединений теплообменных секций;

             исправность заземлений;

             состояние оребрения теплообменных трубок секций;

             температуру н/п на выходе из аппарата (в том числе каждой секции в отдельности);

При переохлаждении вязких нефтепродуктов (масла, гудрон, битум, крекинг-остаток и т.д.) существует опасность застывания продуктов в секциях. В связи с этим предусматривают:

             реверсирование вентилятора, при этом воздух просасывается через ряды труб секций в обратном направлении;

             установка перед секциями оребренных поверхностей для подогрева воздуха.

В случае остановки аппарата в зимнее время, чтобы исключить размораживание теплообменных трубок секций. Необходимо слить продукт через нижний дренаж в дренажную емкость и продуть азотом.

              Аварийная остановка аппарата воздушного охлаждения производится в следующих случаях:

              разгерметизация секций АВО;

              резкое увеличение температуры подшипников редуктора и электродвигателя выше допустимой;

              обрыв лопастей вентилятора;

              шум, стук, вибрация привода

               резкое увеличение температуры подшипников редуктора и электродвигателя выше допустимой;

              обрыв лопастей вентилятора;

              шум, стук, вибрация привода                   

                 В процессе работы происходит образование отложений на внутренней поверхности теплообменных труб (особенно, когда охлаждаемая среда загрязнена      )и увеличивается термическое сопротивление теплопередаче от н/п к воздуху, и как следствие эффективность теплообмена уменьшается. Поэтому возникает необходимость чистки внутренней поверхности труб секции. Как правило эти работы проводят в ремонт аппарата. Наружная поверхность оребренных труб в меньшей степени подвержена загрязнению, однако загрязненность воздуха также ведет к образованию на поверхности алюминиевого оребрения загрязненной пленки и увеличивает термическое сопротивление теплопередаче от воздуха к н/п. Чистку наружной поверхности труб секций проводят гидропневматическим способом под высоким давлением.