Модернизация кожухотрубчатых теплообменников: российская практика

Одна из насущных проблем нефтеперерабатывающих заводов — необходимость в повышении эффективности использования топлива при одновременном сокращении эксплуатационных издержек.

Проблема повышения мощности оборудования упирается в ограничения максимального теплового потока. Именно из-за этих ограничений нет возможности использовать дополнительные объемы тепловой энергии для повышения мощности процессов и увеличения эффективности.

Уйти от ограничений теплового потока можно либо за счет дорогостоящей модернизации оборудования, либо за счет модернизации теплообменников, используемых на нефтеперерабатывающем заводе.

На многих таких заводах используются вертикальные кожухотрубчатые теплообменники. Они позволяют утилизировать тепло каталитических процессов, протекающих на НПЗ. С помощью кожухотрубчатых теплообменников организован процесс теплообмена между горячим и холодным потоками, выходящими и поступающими в реактор. Соответственно повысить мощность работы реактора без его реконструкции можно, если модернизировать сам кожухотрубчатый теплообменник. Опыт подобной модернизации был внедрен в Волгограде.

Модернизация кожухотрубчатого теплообменника на примере волгоградского нефтеперерабатывающего завода

На примере модернизации кожухотрубчатого теплообменника на одной из установок крупного российского нефтеперерабатывающего предприятия в Волгограде, становится очевидно, что за счет повышения эффективности работы теплообменного оборудования можно значительно сократить эксплуатационные затраты. В данном случае затраты сократились больше чем на двести тысяч долларов в год. Одновременно с этим повысилась пропускная способность агрегатов нефтеперерабатывающего завода.

Какая ситуация существовала на нефтеперерабатывающем заводе до модернизации? Существовала проблема нерационально дорогого и неэффективного потребления топлива в установке каталитического риформинга. Из-за этого повышались эксплуатационные расходы. И помимо этого не появлялось возможности повысить мощность самой установки.

Было проанализировано, насколько эффективно работает теплообменное оборудование и предложены методы повышения эффективности. Так, например, выяснилось, что уровень теплообменных процессов был занижен из-за неверного распределения нагрузок трубной решетки. После того, как конструкция теплообменника была усовершенствована, агрегат стал работать эффективнее.

Повысить теплоотдачу трубной решетки удалось за счет повышения турбулентности потока и за счет более эффективного распределения потока для использования перепадов давления. За счет этого была увеличена в два с половиной раза общая теплопередача. Соответственно утилизация тепла повысилась, а необходимая мощность подогревателя понизилась. На модернизацию кожухотрубчатого теплообменника ушло порядка двух недель. Как показывает опыт модернизации теплообменного оборудования, за счет простых и эффективных методов усовершенствования можно добиться значительной экономии при последующей эксплуатации.