Опыт компании ООО «ХИММАШ-АППАРАТ» в разработке пароэжекторных систем глубокого вакуумирования

Опыт компании ООО «ХИММАШ-АППАРАТ» в разработке пароэжекторных систем глубокого вакуумирования

Раздел: Техника

С.Ю. Агауров, И.Н. Ласкин, Д.В. Ушаков


ООО «ХИММАШ - АППАРАТ» является ведущей промышленно-инжиниринговой компанией России, осуществляющей проектирование, производство и поставку высокоэффективного оборудования для нефтегазовой, нефтехимической, энергетической и атомной отраслей промышленности.

Приоритетным направлением деятельности нашей компании является проектирование, изготовление, поставка и монтаж емкостного, колонного, фильтрационного, станочного, массо- и теплообменного, перемешивающего оборудования, оборудования по чертежам и оборудования в блочно-модульном исполнении.

Отдельным направлением деятельности компании является разработка и поставка пароэжекторных вакуумных насосов, струйных вакуумных насосов, вакуум создающих систем, эжекторов, гидроэлеваторов и т.д. В частности, значительный опыт в проектировании, изготовлении, монтаже и запуске установок вакуумирования позволил компании «ХИММАШ-АППАРАТ» внедрить пароэжекторную вакуум-создающую систему (ВСС) ПЭУ-48 глубокого вакуумирования ректификационной колонны на заводе «ИМ» компании ПАО «НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ» в 2018 году.

Многоступенчатые пароэжекторные вакуумные насосы, состоящие из последовательно включенных по эжектируемой среде пароструйных эжекторов и теплообменников-конденсаторов, нашли широкое применение в нефтехимической промышленности (см. рис.1).

1.jpg


Эжекторно-конденсационные ступени поэтапно обеспечивают увеличение полного давления вакуумируемой среды от давления вакуума в колонне до атмосферного. В конденсаторах происходит отвод большей части водяного пара из тракта системы. Т.е. эжекторы, установленные за конденсаторами, сжимают не всю эжектируемую смесь, выходящую из эжекторов предыдущих ступеней, а только ее небольшую часть, состоящую из неконденсирующихся газов и небольшого расхода несконденсировавшегося пара. Несмотря на кажущуюся простоту, система вакуумирования является сложным взаимосвязанным «организмом», требующим мастерской настройки при запуске. Наиболее сложными в проектировании для газовых сред являются эжекторы со сверхзвуковым соплом Лаваля (сужение-расширение). Именно сверхзвуковое сопло позволяет достичь нужного уровня вакуума. Подачу высоконапорного газа можно осуществлять и через сужающееся сопло, однако в большинстве случаев использование сверхзвукового сопла эффективнее, поскольку не приводит к недорасширению («разбуханию») эжектирующего потока в начальной части камеры смешения.

Основной и практически непреодолимой трудностью в разработке системы ВСС в проекте для НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ явилось то, что параметры активной среды были неудовлетворительными для глубокого вакуумирования. Термодинамические параметры пара соответствовали окрестности насыщения пара. Теория течения в сопле Лаваля с метастабильным состоянием активной среды до конца не разработана. Процессы в сопле являются существенно неравновесными, с возникновением скачков конденсации, когда плотность среды на масштабе сопла может меняется на три порядка. Большинство организаций, специализирующихся в разработке таких систем, отказались от предложения по разработке данного оборудования для НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ.

В расчетах и проектировании эжекторов и конденсаторов ПЭУ-48 компанией «ХИММАШ-АППАРАТ» были использованы наработки ведущих научных школ отечественных аэрокосмических институтов. Также был применен инструмент математического моделирования для поверочных расчетов эжекторов (CFD анализ, см рис.2). 

2.jpg

Для предотвращения появления конденсации до критического сечения (горла сопла), было принято решение сделать вход в горло сопел максимально коротким и плавным (профиль Витошинского), в противовес классическим представлениям. Критическое сечение было увеличено по сравнению с теорией идеального сопла, а диаметр расширения уменьшен. Кроме того, согласно традиционным представлениям, большую часть активного пара необходимо направлять на первую и вторую ступень, т.е. в самые крупные по габаритам эжекторы. Однако опыт создания подобных систем в аэрокосмическом НИИ ЦИАМ говорит об обратном. Большая часть (80 %) активного была направлена в последние, самые маленькие по габаритам эжекторы 3 и 4 ступеней. Ещё одной сложностью, с которой столкнулись специалисты «ХИММАШ-АППАРАТ», оказались требования заказчика по обеспечению автоматического регулирования необходимой глубины вакуума с учетом особенностей используемого пара и ограничений по габаритно-монтажным параметрам. В результате тщательных расчетов, подтверждения работоспособности и удовлетворения заданных исходных требований, было принято решение о вертикальном расположении эжекторов первой ступени, с подачей активного пара «снизу-вверх». Такое расположение не имеет значения для сухого пара, но создаёт проблему на линии его насыщения - конденсат в сопле приводит к эффекту захлебывания и срыву вакуума. Для решения данной проблемы и уменьшения конденсата на входе в эжекторы первой ступени был дополнительно установлен сепаратор.

Несмотря на все указанные трудности, в конце 2018 года установка ВСС ПЭУ-48 была успешно запущена специалистами по ПНР и вышла на проектные значения вакуумирования. Следует отметить, что в ходе реализации данного проекта компания «ХИММАШ-АППАРАТ» приобрела уникальный опыт работы над нестандартным оборудованием, который будет использован в будущем. В свою очередь компания-заказчик ПАО «НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ» получила современную пароэжекторную систему с высокой надежностью и возможностью обеспечивать автоматическую регулировку необходимой глубины вакуума, и улучшенными эксплуатационными показателями всей установки в целом.

Успех реализации проекта для завода НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ обеспечил высокий конструкторский и научно-технический потенциал «ХИММАШ-АППАРАТ», а также богатый опыт проектирования сложных промышленных объектов.

Всё оборудование производства компании «ХИММАШ-АППАРАТ» прорабатывается детально на самом высоком научном уровне. Собственная материально-техническая база в сотрудничестве с ведущими проектными институтами и крупнейшими машиностроительными заводами позволяет спроектировать, изготовить и поставить пароэжекторные системы любой сложности.


Заказать пароэжекторные установки можно отправив  письмо-запрос с техническими характеристиками на электронную почту  info@him-apparat.ru. или по телефонам компании ООО «ХИММАШ-АППАРАТ» (495) 2-680-680, (495) 669-93-35


[bvvfi.png      промыш.jpg



Календарь событий
26-я международная специализированная выставка «Нефть, газ. Нефтехимия»
Дата проведения: 2 - 4 сентября 2019
http://oilexpo.expokazan.ru
Компания «Балтех»
Курс рубля на межбанковском рынке
ПокупкаПродажа
USD/RUB0.000.00
EUR/RUB0.000.00
Данные на

Forex: Курсы валют
EUR/USD0.000.00
Данные на 00:00 мск

Химагрегаты №46 июнь 2019 г. Версия PDF
  • Российский Нефтегазохимический форум и XXVI Международная выставка «Газ.Нефть.Технологии-2018»
  • «НЕФТЕГАЗ-2019» Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса
  • 17-я Международная выставка PCVExpo «Насосы. Компрессоры. Арматура. Приводы и двигатели»
  • 15-я Международная выставка «НЕФТЬ И ГАЗ» / MIOGE 2018»
  • 25-я международная специализированная выставка «НЕФТЬ, ГАЗ. НЕФТЕХИМИЯ»
  • 22-я международная выставка химической промышленности и науки
  • Международный симпозиум «Компрессоры и компрессорное оборудование» (Санкт-Петербург)
  • «Конференция INTRA-TECH» (Санкт-Петербург)
  • 14-й Российский Нефтегазовый Конгресс / RPGC 2018
  • 16-я Международная выставка «НЕФТЬ И ГАЗ» / MIOGE 2019
  • 16-я Международная выставка «Насосы. Компрессоры. Арматура. Приводы и двигатели»
  • Pinkov Sports Projects
  • Башкирская Ассоциация Экспертов
  • Российский Нефтегазохимический форум «Газ.Нефть.Технологии-2019»