АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к оборудованию, применяемому в энергетике, нефтяной, газовой и химической отраслях промышленности. Аппарат воздушного охлаждения предназначен для охлаждения жидких и газообразных продуктов, изменяющих при понижении температуры агрегатное состояние до твердой фазы или образующих твердые химические соединения.
Из существующего уровня техники известна система запуска воздушного конденсатора ABC GI при отрицательных температурах воздуха, которая состоит из паропровода подвода пара, подогревателя воздуха, теплообменных аппаратов, вентилятора, обечайки, металлоконструкций основания воздушного конденсатора, жалюзи, тепловой пушки, газоходов, устройства удаления паровоздушной смеси (RU 121562 U1, опубликовано 27.10.2012 г.).
Недостатками данного технического решения являются:
- необходимость продувки через внутреннюю часть теплообменных аппаратов горячего воздуха, что требует установки дополнительных трубопроводов и арматуры;
- отсутствие системы рециркуляции теплого воздуха, что приводит к неэффективному расходованию тепловой энергии и требует применения нагревателей повышенной мощности;
- применение для продувки воздуха дополнительных вентиляторов, используемых только в период пуска.
Из существующего уровня техники известен аппарат воздушного охлаждения с рециркуляцией воздуха, который включает горизонтальные теплообменные секции, вентиляторы с коллекторами и конфузорами, выходные и переточные жалюзи, рециркуляционный канал, обшивку укрытия по боковым и торцовым сторонам, опорные стойки, непосредственно под вентиляторами расположен закрепленный на стойках и приподнятый на высоту, по меньшей мере, 1,5 м от уровня земли фальшпол, разделяющий потоки нагретого и холодного воздуха. Фальшпол расположен ниже уровня конфузоров вентиляторов на расстоянии от 0,15 до 0,4 диаметра коллектора вентилятора. В плитах фальшпола напротив каждого вентилятора соосно расположены круглые отверстия с конфузорами, диаметр сечения которых составляет от 1,0 до 1,1 диаметра коллектора вентилятора. Между крайними вентиляторами и торцовыми стенками обшивки укрытия в фальшполе расположены дополнительные прямоугольные отверстия, площадь сечения которых составляет от 0,2 до 0,4 площади сечения коллектора вентилятора (RU 137602U1, опубликовано 20.02.2014 г.). Недостатками данного технического решения являются:
- отсутствие возможности прогрева теплообменных поверхностей перед заполнением системы охлаждаемыми продуктами при низких температурах воздуха, в связи с чем при контакте продуктов с холодными теплообменными трубами возможно выпадение твердых фаз с перекрытием проходных сечений и повышением риска разрушения труб;
- боковая установка переточных жалюзи увеличивает площадь, занимаемую аппаратом воздушного охлаждения;
- управление выходными и переточными жалюзи требует реализации сложных алгоритмов регулирования.
Задачей, для решения которой предназначена заявляемая полезная модель, является увеличение надежности аппаратов воздушного охлаждения при эксплуатации в условиях низких температур.
Данная задача решается за счет того, что аппарат воздушного охлаждения включает опорные металлоконструкции, обшивку укрытия по боковым и торцовым сторонам, теплообменные аппараты, подключенные к линиям подачи и отвода охлаждаемого продукта, входные жалюзи, выходные жалюзи, площадку установки вентиляторов с отверстиями для прохода воздуха, расположенную над теплообменными аппаратами, вытяжной вентилятор, вентилятор с возможностью изменения направления вращения, вертикальную центральную перегородку, закрепленную под площадкой установки вентиляторов и разделяющую воздушное пространство над теплообменными аппаратами, подогреватели воздуха, установленные сверху и снизу от центральной перегородки и подключенные к линиям подачи и отвода греющего теплоносителя.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность заполнения теплообменных аппаратов охлаждаемым продуктом и запуска аппарата воздушного охлаждения при низких температурах воздуха, а также поддержание температуры воздуха, подаваемого на поверхности теплообмена на уровне, исключающем выпадение твердых фаз.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен аппарат воздушного охлаждения.
Аппарат воздушного охлаждения включает опорные металлоконструкции 1, обшивку укрытия по боковым и торцовым сторонам 2, теплообменные аппараты 3, подключенные к линиям подачи и отвода охлаждаемого продукта 4, входные жалюзи 5, выходные жалюзи 6, площадку установки вентиляторов 7 с отверстиями для прохода воздуха, расположенную над теплообменными аппаратами 3, вытяжной вентилятор 8, вентилятор с возможностью изменения направления вращения 9, вертикальную центральную перегородку 10, закрепленную под площадкой установки вентиляторов и разделяющую воздушное пространство над теплообменными аппаратами 3, подогреватели воздуха 11, установленные сверху и снизу от центральной перегородки и подключенные к линиям подачи и отвода греющего теплоносителя 12.
Аппарат воздушного охлаждения работает следующим образом. Перед заполнением системы охлаждаемым продуктом при низких температурах воздуха входные жалюзи 5 и выходные жалюзи 6 закрывают, при этом обшивка укрытия по боковым и торцовым сторонам 2, закрепленная на опорных металлоконструкциях 1, входные жалюзи 5 и выходные жалюзи 6 образуют замкнутую воздушную камеру. Включают подачу греющего теплоносителя (пар, горячая вода, горячие газы) по линиям 12 через подогреватели воздуха 11. Включают вентиляторы 8 и 9, при этом вентилятор 9 включают в реверсивном режиме. Воздух начинает циркулировать внутри аппарата воздушного охлаждения через отверстия в площадке установки вентиляторов 7, теплообменные аппараты 3 и подогреватели 11, обогревая теплообменные поверхности и конструкции аппарата. После повышения температуры поверхностей теплообмена до безопасного уровня через линии подачи и отвода охлаждаемого продукта 4 начинают заполнение внутренних полостей теплообменных аппаратов 3 охлаждаемым продуктом. После заполнения теплообменных аппаратов 3 включают циркуляцию охлаждаемого продукта, одновременно прекращают циркуляцию греющего теплоносителя через подогреватели воздуха 11. По мере прогрева конструкций аппарата температура охлаждаемого продукта на выходе из теплообменных аппаратов 3 начинает повышаться. При достижении уровня указанной температуры, установленного по условиям технологического процесса, частично или полностью открывают выходные жалюзи 6. Часть воздуха с выхода вентилятора 8 уходит в атмосферу, оставшаяся часть поступает к вентилятору 9, где смешивается с атмосферным воздухом, поступающим через приоткрытые жалюзи 6. Расходы воздуха, выбрасываемого в атмосферу, приточного воздуха и рециркулируемого воздуха регулируются изменением угла поворота лопаток выходных жалюзи 6. Потоки теплого и холодного воздуха дополнительно перемешиваются вентилятором 9, что исключает возможность локального переохлаждения теплообменных поверхностей. С выхода вентилятора 9 воздух через теплообменные аппараты 3 поступает на вход вентилятора 8, отбирая тепло у охлаждаемого продукта. При повышении температуры атмосферного воздуха выше температуры выпадения твердых фаз в охлаждаемом продукте входные жалюзи 5 и выходные жалюзи 6 могут быть полностью открыты, а вентилятор 9 переведен в режим вытяжки воздуха.