Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса утилизации тепла отработавших газов ДВС 10
1.1. Условия эксплуатации строительных и специальных машин на нефтегазовых промыслах Тюменской области 10
1.1.1. Характеристика климата 10
1.1.2. Дорожные условия и удаленность нефтегазовых объектов 13
1.2. Тепловой баланс ДВС ППУА-1600/100 17
1.3. Способы и средства утилизации тепловой энергии ОГ ДВС 22
1.3.1. Патентный анализ 22
1.3.2. Существующие конструкции систем утилизации тепла ОГ 25
1.4. Сравнительный анализ конструкций теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС 30
1.4.1. Выбор конструкций теплообменников 30
1.4.2. Расчет теплопереноса в теплообменниках 33
1.5. Существующая математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ 43
Выводы по главе 1 45
Глава 2. Аналитические исследования 48
2.1. Общая методика исследования 48
2.2. Математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС 51
2.3. Выбор конструктивных параметров конструкции КТРТ 53
2.3.1. Геометрические параметры КТРТ 53
2.3.2. Характеристики теплообменника 54
2.3.3. Выбор формы поперечного сечения оребрений 56
2.4. Оптимизация конструкции КТРТ 58
Выводы по главе 2 66
Глава 3. Экпериментальные исследования 67
3.1. Общая методика экспериментальных исследований 61
3.2. Эксперимент по определению влияния на процесс теплопереноса отложений продуктов сгорания на теплопередающеи поверхности 69
3.2.1. Планирование эксперимента 69
3.2.2. Проведение эксперимента 71
3.2.3 Обработка результатов эксперимента 74
3.3. Эксперименты по определению энергии теплового потока ОГ на различных режимах работы ДВС 78
3.3.1. Планирование и проведение эксперимента 78
3.3.2. Описание экспериментальной установки 80
3.3.3. Результаты эксперимента, методика их обработки и оценка 84
3.4. Эксперименты по определению времени подготовки пара 91
3.4.1. Планирование и проведение эксперимента 91
3.4.2. Обработка результатов эксперимента 93
Глава 4. Практическое применение результатов исследования 99
4.1. Возможные применения КТРТ 99
4.2. Методика расчета компактных трубчато-ребристых теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС 100
4.3. Система утилизации тепла отработавших газов для паровой передвижной установки ППУА-1600/100 102
4.3.1. Назначение и особенности конструкции ППУА-1600/100 102
4.3.2. Расчет КТРТ для утилизации тепла отработавших газов ДВС 107
4.3.3. Выбор конструкционного материала КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС 113
4.3.4. КТРТ, как глушитель-утилизатор 114
4.4. Технико-экономическое обоснование необходимости модернизации паровой передвижной установки ПЕГУА-1600/100 123
4.5. Экологический эффект от внедрения СУТ 128
Выводы по главе 4 130
Общие выводы по работе 132
Список литературы 133
Приложения 145
- Сравнительный анализ конструкций теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС
- Математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС
- Эксперимент по определению влияния на процесс теплопереноса отложений продуктов сгорания на теплопередающеи поверхности
- Методика расчета компактных трубчато-ребристых теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС
Введение к работе
Актуальность проблемы. По мере выработки эксплуатируемых месторождений основные районы добычи нефти Западной Сибири перемещаются все дальше на Север и Восток. Соответственно ужесточаются условия эксплуатации строительной и специальной техники, что определяется низкими температурами зимнего периода, удаленностью объектов нефтедобычи друг от друга и от населенных пунктов, а также тяжелыми дорожными условиями. Проблема усугубляется тем, что лишь небольшое количество строительных машин (до 5 %) являются специальными машинами северного исполнения. Более того, это во многом не приспособленная к суровым климатическим и грунтовым условиям техника обеспечена специальными сортами топлива только на 50 %, трансмиссионного масла на 35...40 %.
Вышеизложенное свидетельствует об актуальности работ по повышению приспособленности строительных и специальных машин к суровым условиям Севера. Одним из способов повышения эффективности строительных машин в условиях отрицательных температур является утилизация и использование тепла отработавших газов (ОГ) ДВС.
Усилиями ряда исследователей, среди которых одно из основных мест принадлежит коллективу сотрудников Тюменского государственного нефтегазового университета, выполнены обширные исследования и разработки систем утилизации тепла ОГ. Большой вклад в решение рассматриваемой задачи внесли С.Д.Гулин, С.В.Каверзин, Н.Н.Карнаухов, А.И.Тархов, А.И.Хорош, В.Ф.Крамской и многие другие. За рубежом исследования в этой области проводили В.Фишер (США), Х.Креде (Германия), Т.Михельс (Голландия), П.Макконнел (Австралия) и другие. [12,28,54,57,65,81,103,104, 105,108,109,113]
Вместе с тем на сегодняшний день отсутствуют данные о режимах работы отдельных видов строительных машин, что не позволяет определить количество тепла, подлежащее утилизации, недостаточно изучены конструкции и параметры теплообменников для утилизации тепла отработавших газов. В связи с вышеизложенным сформулирована цель работы - повышение эффективности эксплуатации строительных и специальных машин в суровых условиях Севера, путем использования тепловой энергии отработавших газов ДВС.
Объектом исследования являются режимы и условия работы строительных машин на севере Тюменской области, а также процесс теплопередачи в теплообменнике системы утилизации тепла ОГ, а предметом исследования - эти режимы и условия для паровой передвижной установки ППУА, используемой для обеспечения строительных работ на объектах нефтедобычи в зимнее время.
Научную новизну составляют:
- в предложенной общей классификации устройств для утилизации тепла отработавших газов ДВС;
- математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;
- зависимость величины теплового потока отработавших газов от режимов работы паровой передвижной установки ППУА;
- зависимость толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена.
Практическая ценность состоит:
- в разработке методики расчета конструктивных параметров компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов, с учетом условий эксплуатации и режимов работы строительной машины;
- в разработке системы утилизации тепла отработавших газов ДВС с компактным трубчато-ребристым теплообменником для паровой передвижной установки ППУА-1600/100, используемой для обеспечения строительных работ на объектах нефтедобычи в зимнее время.
Реализация результатов работы. Результаты работы использовались при изготовлении опытного образца системы утилизации тепла ОГ ДВС для специальной машины ППУА-1600/100 на предприятии Урайское УТТ-1, И ill «Урайнефтегаз», ОАО «ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь».
Представленная методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника может быть применена при разработке новых и модернизации существующих строительных машин, приспособленных для эксплуатации в условиях Севера.
Полученные результаты используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 190502 — «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» Тюменского государственного нефтегазового университета.
На защиту выносятся:
- математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато- ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;
- зависимость величины теплового потока отработавших газов от режимов работы и условий эксплуатации паровой передвижной установки ППУА;
- зависимость толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена;
- методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника, с учетом условий эксплуатации и режимов работы ДВС;
- конструкция компактного глушителя-утилизатора для отработавших газов ДВС.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональных научно-технических конференциях (г. Тюмень 2002 г., 2003 г.);. международных конференциях (г. Тюмень 2003 г., 2005 г., г. Воронеж 2004 г.); на научном коллоквиуме в Институте термодинамики Фрайбержского
технического университета (г. Фрайберг, Германия 2004 г.); на научно-технических семинарах (г. Тюмень 2002-2005 гг.). В полном объеме диссертация докладывалась на заседаниях каф. ПТСДМ ТюмГНГУ (г. Тюмень 2005 г).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано автором в 9 печатных научных работах. По теме исследований получены 1 патент Российской Федерации и 1 авторское свидетельство на полезную модель. Подана одна заявка на патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по работе, списка использованной литературы из 116 наименований и приложения. Общий объем работы 157 стр., в том числе основной текст- 130 стр., приведены 56 рисунков, 29 таблиц и 122 формулы.
Автор выражает благодарность Самойловой М.И. за помощь, оказанную в работе над диссертацией.
Сравнительный анализ конструкций теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС
Как показал анализ научных трудов, подробное исследование теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС до сих пор практически не проводилось. В схеме СУТ, предложенной Крамским В.Ф. [65], выхлопная труба бульдозера-рыхлителя конструктивно развита в коллектор, конечный участок которого располагается в верхней части машины. При теоретических исследованиях автором для анализа приняты три варианта конструктивного построения участка теплосъема. Они представлены на рис. 1.12. А Во всех случаях это труба большого диаметра, внутри которой помещен жидкостный трубчатый радиатор, выполненный в виде змеевика (рис. 1.12,а), или системы мелких труб, объединенных в начале и в конце участка теплосъема в сборные трубчатые коллекторы (рис. 1.12,6). В обоих случаях горячие выхлопные газы дизеля, проходя по трубе большого диаметра, омывают поверхности жидкостного трубчатого радиатора, по которым с незначительной скоростью протекает антифриз. В результате теплообмена тепло от газов передается антифризу и переносится последним в тепловой аккумулятор (ТАТ-3). На рис. 1.12,в представлен третий вариант конструктивной реализации теплообмена. Это та же труба большого диаметра, имеющая наружную жидкостную рубашку. Проведенный Крамским В.Ф. анализ трех различных конструкций теплообменников для эффективного использования тепла отработавших газов ДВС показал, что наиболее эффективная конструкция теплообменника представляет собой «пучок» труб, расположенных внутри трубы большего диаметра, через которую проходят отработавшие газы ДВС. Однако, очевидно, что подобная конструкция теплообменника, хотя и является достаточно простой, но не обладает высокими характеристиками теплопереноса, по сравнению с конструкциями современных теплообменников.
Ниже приведен сравнительный анализ конструкции № 1 - «пучок» труб с двумя другими конструкциями теплообменников. Конструкция № 2 — усовершенствованная конструкция теплообменника, путем оребрения трубок в «пучке», для увеличения площади поверхности теплообмена и установкой поперечных перегородок в трубе большего диаметра, что сделает более эффективным процесс теплопередачи (рис. 1.13). Конструкция № 3 - компактный трубчато-ребристый теплообменник (рис. 1.14), который считается наиболее эффективным в системах «газ-жидкость». Цель расчёта состоит в определении рабочей поверхности теплообменника (габаритах, типе и геометрии оребрённых поверхностей), необходимой для отвода (подвода) заданного теплового потока. Исходными параметрами наряду с этим служат режимные параметры теплоносителей: расход, температуры на входе и выходе, давление на входе, допустимые потери давления по обеим сторонам теплообменника. Обычно проектировочный расчёт выполняется для рабочего режима, на котором теплообменник работает в стационарных условиях. При наличии переходных режимов задаются диапазоны режимных параметров и возможные отклонения требуемой тепловой мощности.[4,6,40,94] Средняя температура потоков определяется как среднеарифметическое температуры на входе и на выходе из теплообменного устройства, К - для теплоносителя (ОГ) Теплофизические свойства материальных потоков: плотность р , кг/м3; удельная теплоемкость с, Дж/(кг-К); коэффициент теплопроводности X , Вт/(м-К); динамический коэффициент вязкости \х , Па-с и т.д. - определяются по их средним температурам (табл. 1.4). Тепловая нагрузка аппарата, кДж/с где с2 - теплоемкость рабочей среды (ОГ ДВС), Дж/(кг-К). Расход теплоносителя на нагрев (охлаждение) рабочей среды, кг/с Для расчета поверхности нагрева (охлаждения) теплообменника необходимо вьиислить среднюю разность температур между холодным и горячим теплоносителями Среднюю разность температур можно подсчитать, как среднелогарифмическую: где A tmax, A tmin - соответственно Число Нуссельта при теплопереносе в трубчатом теплообменнике (конструкции 1 и 2) определяется как [114]: где у/ - поправочный коэффициент, зависящий от схемы движения теплоносителей. Для каждой схемы движения теплоносителей поправочный коэффициент у является сложной функцией входных и выходных температур теплоносителей. Для противотока yj=\, для остальных видов движения определяется по графикам в зависимости от вспомогательных параметров Р и R. [66,67] Полное определение КТРТ (характеризующее его как одну из разновидностей теплообменников) звучит: компактный трубчато-ребристый перекрестно-точный теплообменный аппарат. Первая характеристика «компактный» описывает одно из уникальных свойств теплообменников данного типа - высокую удельную площадь теплообмена, приходящуюся на один кубический метр объема. Эта величина изменяется в диапазоне 500...5000 м2/м3, недостижимом для других типов теплообменников. Характеристика «трубчато-ребристый» описывает тип теплообменной поверхности, из которой образуется теплообменник. Трубчато-ребристый ТА состоит из системы труб, «покрытых» для увеличения поверхности специальными ребрами. Теплообменная поверхность в теплообменнике состоит из пластин гофрированного оребрения. Характеристика «перекрестно-точный» описывает разновидность взаимного тока теплоносителей в теплообменнике по направлению движения потока. Порядок расчета тепловых характеристик гладкого треугольного оребрения аналогичен, как и для трубчатых теплообменников: Расчет конструктивных параметров теплообменников проводился с помощью программ Excel и MatCad. Сравнительный анализ результатов расчета представлен в графическом виде (рис. 1.15). Кривые на рис. 1.15,« показывают зависимость коэффициента теплопередачи в от числа оборотов двигателя для различных конструкций теплообменников. Из графиков видно, что наибольшим коэффициентом теплопередачи обладает конструкция теплообменника № 2 — «пучок» оребренных труб. Благодаря наличию оребрения трубок и внутренним перегородкам использование этого теплообменника для утилизации тепла ОГ ДВС позволит значительно повысить интенсивность теплопередачи. Несколько меньший коэффициент теплопередачи у теплообменника, выполненного в виде «пучка» труб (вариант № 1), однако он превышает значения коэффициента для конструкции №3 - компактный трубчато-ребристый теплообменник. Это связано с геометрией труб и как следствие - с более плотным обтеканием и частичной турбулизацией потока отработавших газов двигателя, проходящих через теплообменник.
Математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС
При расчете КТРТ для утилизации тепла отработавших газов ДВС следует также учитывать влияние условий эксплуатации — нестационарность теплового потока и осаждение на поверхности теплообменника продуктов сгорания топлива. Уравнение процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике имеет вид: Здесь уравнения (2.1-2.2) описывают процесс теплопереноса от горячего теплоносителя к наружной стенке теплообменника и от внутренней стенки теплообменника к холодному теплоносителю соответственно. Схема для расчета системы уравнений представлена на рис. 2.2. Подставив в систему уравнений (2.1)-(2.2) известные величины и проинтегрировав, получим частный случай математической модели процесса теплопереноса в КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС: Гц где Qa, Q2i - тепловой напор на /-ом участке теплообмена, переданный от ОГ ДВС к наружной стенки теплообменника и от внутренней стенки к холодному теплоносителю соответственно; F- площадь поверхности теплопередачи; AT- разность температур горячего (ОГ) и холодного теплоносителя; /3 - коэффициент, учитывающий отложение продуктов сгорания на поверхности теплопереноса. Коэффициент /3 может быть определен через падение температуры ДТ\, (формула 2.16). Коэффициент теплопередачи определяется с учетом удельной поверхности оребрения теплообменника: где СІЇ, % - коэффициенты теплоотдачи отработавших газов и холодного теплоносителя соответственно; 8, \ - толщина стенки и коэффициент теплопроводности материала теплообменника; ф- коэффициент оребрения. В общем случае коэффициент ф определяется по формуле (2.6), однако учитывая небольшую толщину стенок трубки теплообменника, а также отсутствие оребрения внутри трубок рассматриваемой конструкции КТРТ, площади поверхности внутри и снаружи трубки можно принять равными. Тогда коэффициент оребрения можно определить как [94]: где Fj, F2 - площади поверхности теплообменника со стороны горячего и холодного теплоносителя соответственно. Подставив уравнение (2.6) в (1.45) получаем уравнение (2.5). В процессе расчета и проектирования компактных теплообменников встречаются четыре расчетных геометрических параметра [94]. Эквивалентный диаметр d3 где S - площадь живого сечения и Р - периметр единичного канала, образованного между двумя соседними ребрами.
Параметр приводит канал любой произвольной формы к некоторой эквивалентной трубе с внутренним диаметром d3. где F - полная теплообменная поверхность (оребрение + трубки) и V -объем, занимаемый оребрением в пространстве. Это удельная величина площади тепло передающей поверхности оребрения, приходящейся на один кубометр объема. Применяется для сопоставления компактности оребрений. где S - площадь живого сечения; S - полное фронтальное сечение, занимаемое оребрением. Данный коэффициент характеризует загромождение фронтального сечения поперечным сечением ребер. где Fp - площадь ребер; F - полная площадь теплообменной поверхности (оребрение + трубки). Характеризует долю площади оребрения в суммарной теплопередающей поверхности. Коэффициент ф характеризует оребренность трубки: если он равен нулю, ребер нет, а если ф— 1, то доля площади, приходящаяся на пластины, незначительна. Характерные размеры и параметры описывают свойства «портрета» оребрения безотносительно к конкретному теплообменнику. Однако, имея их, легко получить те геометрические характеристики КТРТ, которые используются при его расчете: живое сечение и площадь теплопередающей поверхности. Приведенный ниже пример соответствует обозначениям рис. 2.3 и выполнен для одного тракта ТА (горячего). Характеристики второго тракта (холодного) рассчитываются аналогично Sr = иг/,Л, где пг - количество горячих оребренных трубок; /ь hi - ширина и высота горячей оребренной трубки; 5р и hp - толщина ребра и расстояние между ними. Выражение в скобках учитывает загромождение живого сечения поперечным сечением ребер. Формула (2.5) соответствует прямоугольному оребрению и дает небольшую погрешность для других.
Эксперимент по определению влияния на процесс теплопереноса отложений продуктов сгорания на теплопередающеи поверхности
Целью эксперимента является подтверждение выдвинутых предположений о влиянии отложения сажи и других продуктов горения на поверхности теплопередачи на эффективность теплопереноса в КТРТ и определение значений коэффициента j3, характеризующего это влияние.
Для решения поставленной задачи использовался пассивно-активный однофакторный эксперимент (определение требуемых зависимостей при изменении одного фактора и постоянстве остальных). На выходной коллектор двигателя дизель-генераторной установки на пути отработавших газов устанавливалась металлическая пластина. Установка работала в течении определенного времени при постоянной нагрузке на генератор, затем пластина вынималась из коллектора и измерялась толщина слоя сажи и других отложений продуктов сгорания. Независимые переменные — время и нагрузка на двигатель, зависимые — температура отработавших газов и толщина слоя отложений продуктов сгорания на поверхности пластины, помещенной в коллектор на пути отработавших газов дизеля. Под планированием эксперимента понимается процедура выбора минимального значения опытов и условий их проведения, необходимых для решения поставленной задачи с требуемой точностью. Для определения необходимого числа замеров толщины слоя сажи и других продуктов сгорания на поверхности теплопереноса воспользуемся методом, основанным на предварительном определении меры изменчивости (V), как отношения установленного в опыте среднеквадратического отклонения (о) к статистическому среднему ( у) [1,91]: где к — количество повторений данного опыта.
По полученному значению меры изменчивости и требуемой доверительной вероятности е = 0,95 по таблице [приложение I, 91] устанавливается необходимое число измерений в данном опыте (число параллельных повторов). При проведении предварительного опыта были сделаны замеры металлической пластины, помещаемой в выпускной коллектор двигателя (табл. 3.1). Для получения адекватных значений при определении толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания измерения в одной точке пластины необходимо произвести 3 раза. Проведение эксперимента Эксперимент проводился на дизель-генераторной установке SDM0 ТМ 20. Нагрузка на двигатель варьировалась в пределах 0-К5 кВт, температура воздуха варьировалась в приделах 18+-20С. На выходной коллектор на пути отработавших газов устанавливалась металлическая пластина, с закрепленной на ней термопарой. При различной нагрузке на генератор в течении 30 минут фиксировалось изменение температуры пластины, помещенной в поток горячих отработавших газов. Затем пластина остужалась до температуры 20С и микрометром замерялась толщина слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива в дизеле. Приборы и оборудование. 1. Дизель-генераторная установка SDMO ТМ 20. b - толщина слоя отложений продуктов сгорания, исходя из технических характеристик микрометра. Ввиду неравномерности толщины слоя отложений по площади пластины и для сокращения величины случайной погрешности измерения проводились по три раза в четырех различных точках поверхности пластины. Протокол эксперимента по определению влияния на эффективность теплопереноса отложения сажи и других продуктов сгорания в дизеле на поверхности теплопередачи приведен в табл. 3.4. По результатам измерений построены графики зависимости (рис. 3.1) температуры металлической пластины, помещенной в выпускной коллектор от времени работы двигателя при различной нагрузке на генератор. Для всех режимов нагрузки характерно возрастание температуры первые 6-12 минут с момента включения нагрузки на двигатель. После этого кривая выравнивается, и наблюдается стабильный прямой отрезок, соответствующий значениям максимальной температуры ОГ для данного режима работы двигателя. С увеличением нагрузки увеличивается температура отработавших газов, а следовательно и величина теплового потока (рис. 3.2). Уравнения зависимости величины теплового потока от нагрузки на двигатель имеет вид: Статистические характеристики: Коэффициент корреляции 0,96; Коэффициент детерминации 0,92; Средняя ошибка аппроксимации, % 11,76; Дисперсионное отношение Фишера 11,08.
Методика расчета компактных трубчато-ребристых теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС
В ходе проведенных исследований были установлены основные зависимости процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике. На основе полученных результатов предложена методика расчета теплопереноса и определения параметров компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов ДВС (рис. 4.1). По данной методике можно рассчитать также теплообменники для утилизации тепла отработавших газов котельных и паровых установок, работающих на любых видах топлива. 1. На этапе I необходимо определить тепловой поток горячего теплоносителя, т.е. то количество теплоты, которое выбрасывается с отработавшими газами в атмосферу при сгорании топлива в двигателе или котле. Один из способов расчета теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в ДВС, представлен в главе I (формула 1.1). 2. На втором этапе необходимо определить площадь поверхности теплопередачи для снятия с теплового потока отработавших газов требуемого количества теплоты. Для этого используются теплотехнические способы расчета (уравнения 2.35, 2.41). 3. На третьем этапе расчета определяется эквивалентный диаметр КТРТ. При этом учитываются условия эксплуатации теплообменника, ограничивающие его по массогабаритным параметрам. 4. На четвертом этапе определяются шесть конструктивных параметров теплообменника - диаметр трубок, расстояние между ними (2.1) коэффициент оребрения (2.4), длина участка теплообмена, количество трубок в одной секции и количество секций в КТРТ. Если выбранные значения удовлетворяют условию d d3KB, то можно перейти к следующему этапу расчета, иначе подбираются другие значения рассматриваемых величин.
Все шесть параметров так или иначе связаны друг с другом, и изменение одной и них может привести изменению других пяти. Поэтому четвертый этап расчета -самый трудоемкий и для его осуществления желательно применения компьютерных программ, позволяющих автоматизировать расчет и представить результаты в графическом виде. Четвертый этап является этапом оптимизации конструкции компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла ОГ. 5. На пятом этапе производиться проверка полученных конструктивных параметров компактного трубчато-ребристого теплообменника. Для этого рассчитывается температура холодного теплоносителя на выходе из теплообменника. Если значение температуры удовлетворяют заданным условиям, т.е. достаточны для работы системы, полученные конструктивные параметры КТРТ принимаются, иначе расчет необходимо производить снова, начиная с третьего этапа - определения эквивалентного диаметра. В данном разделе работы рассматривается возможность практического применения компактного трубчато-ребристого теплообменника для модернизации специальной нефтепромысловой машины - паровой передвижной установки ППУА-1600/100 (рис. 4.2), которая служит для депарафинизации скважин паром высокого давления, а также для мойки узлов и агрегатов строительных и специальных машин, используемых при разработке нефтегазовых месторождений. Во время эксплуатации этой машины зимой существует опасность замерзания трубопроводов гидравлической системы паровой установки. В зимний период при переезде с объекта на объект, при температуре окружающего воздуха -20С, оператору приходиться останавливаться через каждые 35-40 км разогревать паровой котел и прокачивать подогретую воду через гидравлическую систему паровой установки. Это приводит к значительным затратам времени, нерациональному расходу топлива. Установка в гидравлическую систему паровой установки КТРТ позволяет за счет тепла ОГ ДВС машины поддерживать положительную температуру воды и избежать выхода из строя дорогостоящего оборудования. Кроме того, снижается время разогрева парового котла до рабочих режимов, поскольку подаваемая в котел вода уже предварительно подогрета.
