Технические газы

СОЗДАНИЕ БЫСТРОХОДНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ УСТАНОВКИ НА БАЗЕ 2М10А И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЁ ИСПЫТАНИЙ В РЕЖИМЕ РЕЗОНАНСНОГО НАДДУВА

А. В. Смирнов

Создатели многоступенчатых поршневых компрессоров, например, для криогенных воздухоразделительных установок, при проектировании стремятся к увеличению в них числа оборотов. Такой подход позволяет уменьшать массу и габариты компрессоров. Одновременно с этим приходится решать сложную задачу повышения их эффективности. Рассматриваются особенности разработки оппозитного поршневого компрессора на базе 2М10А с повышенной частотой вращения коленчатого вала, в котором для привода используется газопоршневой двигатель 280 ГД. В поршневом компрессоре применены эффективные самодействующие полосовые клапаны собственного производства. В клапанах отсутствуют движущиеся части в виде пружин или демпферов. Обращалось внимание на статическую и циклическую прочность крейцкопфного узла поршневого компрессора. Испытаниями этого узла установлено, что он имеет почти 4-кратный запас прочности. Компрессор обладает высокой уравновешенностью, имеет блочное исполнение. Его испытания в режиме резонансного наддува показали, что объёмную производительность компрессора можно дополнительно повысить на 6 %.

СТРУЙНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ БЫСТРОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ШУГООБРАЗНОМ СОСТОЯНИИ

И. И. Петухов

Для быстрого охлаждения криогенных жидкостей целесообразно использовать струйные охладители жидкости (СОЖ). Охлаждение жидкости производится за счет её частичного испарения при истечении вскипающего потока из сопла с последующим разделением фаз в сепараторе. При давлении на срезе сопла ниже тройной точки можно получить поток в шугообразном состоянии. Рассматривается рабочий процесс в СОЖ, представлены результаты его теоретического и экспериментального исследования. Приведены характеристики СОЖ, работающих на кислороде, водороде, метане и азоте с расходами от 0,2 до 400 кг/с, и установок на их основе. Скорость охлаждения жидкости превышает 400 К/с. Размеры и масса устройств в 30...100 раз меньше, чем у традиционных поверхностных теплообменников. При испытаниях криогенных насосов обеспечено повторное использование до 95 % жидкости. Получен поток шугообразного азота с размерами кристаллов менее 100 мкм. Возможно получение потока шугообразного водорода с полным давлением 0,06...0,18 МПа и размерами кристаллической фазы менее 40 мкм.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВ АММИАКА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И КАРБАМИДА

Г. К. Лавренченко

Восточноевропейской ассоциацией производителей технических газов «СИГМА» и компанией ООО «Институт низкотемпературных энерготехнологий» 13-16 июня 2017 г. в Одессе был проведен VII-ой международный семинар. Обсуждавшиеся на семинаре вопросы относились к актуальной проблеме совершенствования производств аммиака, диоксида углерода и карбамида. Тематика семинара представляет интерес для производителей и потребителей указанных высоколиквидных продуктов, а также тех, кто разрабатывает и изготавливает необходимое химико-технологическое оборудование. В докладах были представлены результаты модернизации аммиачных и карбамидных агрегатов, освещены новые эффективные технологии крупнотоннажного получения аммиака и карбамида. Наиболее перспективной для производства аммиака является технология «Megammonia», разработанная компанией «Сasale» совместно с компанией «Lurgi». Показано, что при использовании новой системы охлаждения воздуха, подаваемого в грануляционную башню, можно на 40 тыс. т увеличить её производительность по карбамиду.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ И БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРОВ С ТУРБИННЫМИ ПРИВОДАМИ АММИАЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

С. Я. Соломатин

В установках по производству аммиака центробежные компрессоры с турбинными приводами являются одними из самых ответственных нерезервируемых машин. В связи с этим постоянно уделяется большое внимание совершенствованию их технических и эксплуатационных показателей. Представлен обзор мероприятий по улучшению технического обслуживания машинного оборудования в цехе производства аммиака Одесского припортового завода. Приводятся результаты исследований теплового состояния центробежных компрессоров, их вибрационных обследований, производимой специалистами завода модернизации. Всё это позволило сформировать и использовать эффективно действующую систему, включающую в себя разнообразные виды обслуживания компрессорно-турбинных агрегатов: планово-профилактическое, по фактическому состоянию и проактивное.

УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ КРИОСОСУДОВ

Г. Г. Жунь

Впервые разработана технология, позволяющая получать в теплозащите криососудов оптимальное давление P0≤10–3 Па, при котором ее эффективный коэффициент теплопроводности практически не зависит от данного параметра. Основу технологии составляет предложенный ускоренный процесс термовакуумной дегазации изоляционных полостей криососудов в электропечах при температуре 390 К в течение 160–180 ч. В результате достигается экспериментально определенная величина оптимального газоотделения W0≤10–4 м3Па/(кг×с). Создание способа изготовления криососудов с оптимальным давлением газа в теплозащите является важным этапом их совершенствования, который вызовет ускорение дальнейших исследований по улучшению их характеристик.

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ АППАРАТОВ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ Nе-Hе-СМЕСИ НА УРОВНЕ ТЕМПЕРАТУР 68…78 K

В. Л. Бондаренко

Редкие газы являются широко востребованными продуктами, производимыми с использованием высоких технологий. В связи с этим большое внимание уделяется совершенствованию применяемого в этих технологиях оборудования. Рассмотрены методы охлаждения фазовых сепараторов, используемых для конденсационного обогащения неоногелиевой смеси. Наиболее распространенный вариант предусматривает разомкнутый холодильный цикл на основе жидкого азота. Однако температура кипения азота при атмосферном давлении не обеспечивает достижение требуемых концентраций неона и гелия. Предложены альтернативные приемы охлаждения сепараторов для понижения температуры до её значения Т 68 К. За счет этого получено дополнительное обогащение смеси целевыми продуктами на выходе из фазовых сепараторов.

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ КАРБАМИДНЫХ АГРЕГАТОВ НА ОДЕССКОМ ПРИПОРТОВОМ ЗАВОДЕ

М. Н. Селянинов

Карбамид (мочевина) — высоколиквидный продукт, представляющий наиболее концентрированное азотное удобрение. Карбамид выпускается на крупнотоннажных предприятиях химической промышленности. Известным производителем гранулированного карбамида является Одесский припортовый завод, в карбамидном производстве которого с 1984 и 1985 гг. эксплуатируются два карбамидных агрегата. В них применяется технология компании «Stamicarbon» со стриппинг-процессом. Проектная суточная производительность каждого из агрегатов составляла 1000 т. Специалисты завода постоянно уделяли внимание обеспечению их безопасности, повышению производительности и эффективности. Целенаправленная работа по реконструкции и модернизации агрегатов начала проводиться на заводе с 2000 г. в несколько этапов. На каждом этапе ставилась задача по достижению определённого уровня производительности агрегатов с одновременным созданием платформы для дальнейшего совершенствования карбамидного производства. Многие внедрения были выполнены с участием специалистов завода. Их новизна и перспективность были защищены патентами Украины. В результате удалось существенно повысить суточную производительность агрегатов: до 1350 т (агрегат №1) и 1500 т (агрегат №2). Кроме этого, были снижены расходные коэффициенты, отнесённые к тонне карбамида, по NH3 — с 0,58 до 0,57 и по пару — с 0,80 до 0,72. Накопленный специалистами опыт ценен тем, что в каждом из агрегатов были применены разные подходы к организации работ, которые были основаны на использовании оборудования, бывшего в эксплуатации на одном из агрегатов, при реконструкции другого агрегата.

ПРИМЕНЕНИЕ ОТКРЫТОГО ЦИКЛА СТИРЛИНГА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ ГАЗИФИКАЦИИ КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ

М. Б. Кравченко

Выполнен сравнительный анализ различных промежуточных энергоносителей, которые могут применяться на транспорте вместо углеводородного топлива. Показано, что в случае использования с этой целью жидких азота или воздуха не потребуются дефицитные компоненты, например, литий-ионные аккумуляторы или топливные водородные элементы, что существенно уменьшит необходимые капиталовложения. Проведен обзор известных конструкций автомобилей, работающих на жидких азоте или воздухе. Отмечено, что низкая эффективность использования эксергии криогенной жидкости в этих конструкциях привела к дискредитации самой идеи криомобиля. В предложенной конструкции двигателя Стирлинга, работающего по открытому циклу, удаётся использовать 57 % эксергии жидкого азота. Описана методика расчета такого двигателя и приведены полученные результаты. Показано, что требуется 200 л жидкого азота для 180 км пробега криомобиля со скоростью 55 км/ч, в то время как полного заряда 300-килограммового аккумулятора электромобиля «Nissan Leaf» хватает на 160 км пробега.