Система контроля состояния теплообменного оборудования гидроочистки дизельных топлив на основе режимных технологических параметров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Демин Александр Михайлович

• Демин Александр Михайлович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Демин Александр Михайлович

Оглавление

1 ТЕПООБМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ И СПОСОБЫ ЕГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

1.1 Теплообменное оборудование процессов гидроочистки 16 1.1,2 Основные типы конструкций теплообменных аппаратов, используемые в процессе гидроочистки

1.2 Способы диагностирования и теплообменного оборудования

1.2.1 Использование математической модели

1.2.2 Использование линейных сканирующих ИК-систем

1.2.3 Диагностирование с использованием параметров технологического контроля

1.3 Результаты и выводы

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

2.1 Технологическая схема на примере типовой установки гидроочистки дизельных топлив

2.2 Влияние технологических параметров на процесс гидроочистки

2.3 Определение качественного состава отложений в теплообменном оборудовании установки гидроочистки

2.4 Методы расчёта термического сопротивления загрязнений теплообменника

2.5 Метод математического моделирования

2.6 Проверка математической модели на адекватность

2.7 Методы вероятностно-статистической оценки результатов эксперимента

2.8 Результаты и выводы

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Разработка математической модели для контроля состояния теплообменного оборудования установок гидроочистки

3.2 Проверка математической модели реакторного блока процесса гидроочистки ДТ на адекватность

3.3 Определение уровня значимости параметров диагностирования с использованием статистической обработки данных

3.3.1 Статистический этап обработки данных

3.3.2 Математический этап обработки данных

3.4 Определение критических параметров загрязнения теплообменного оборудования реакторного блока процесса гидроочистки

3.5 Исследование технологических параметров состояния теплообменного оборудования

3.6 Использование математической модели для определения коэффициентов теплопередачи и оценки загрязнения теплообменников

3.7 Результаты и выводы

4 ПРОГРАММА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ РЕАКТОРНОГО БЛОКА УСТАНОВОК ГИДРООЧИСТКИ И ПРИМЕРЫ ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1 Описание программы контроля состояния теплообменного оборудования установок гидроочистки ДТ

4.2 Использование программы контроля состояния теплообменного оборудования на установке гидроочистки ДТ Л-24/6

4.3 Контроль состояния теплообменного оборудования установки гидроочистки ДТ по технологии UOP

4.4 Описание алгоритма оценки критерия состояния в программном продукте Aspen HYSYS и системе PI PB

4.5 Результаты и выводы

5 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

5.1 Оценка достоверности применения диагностических признаков

5.2 Экономическая оценка применения программы контроля состояния теплообменного оборудования на примере типовой установки гидроочистки ДТ Л-24/9

5.3 Результаты и выводы 161 Список литературы: 166 Приложение А 166 Приложение Б 181 Приложение В 182 Приложение Г 183 Приложение Д 184 Приложение Е 187 Приложение Ж

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АО - акционерное общество;

АСОД - автоматизированная система сбора и обработки данных;

ВСГ - водородсодержащий газ;

ГСС - газосырьевая смесь;

ГПС - газопродуктовая смесь;

ДТ - дизельное топливо;

ДФ - дизельная фракция;

ИК-система - инфракрасная система;

МЭА - моноэтаноламин;

ОДТ - очищенное дизельное топливо;

ХТС - химико-технологические системы.

ВВЕДЕНИЕ

Предприятия нефтепереработки и нефтехимии являются сложными энергоёмкими химико-технологическими системами (ХТС). В настоящее время происходит недостаточное использование вторичных энергоресурсов. Согласно Государственной программе по энергетической стратегии России [53] основными направлениями являются энергетическая и экологическая безопасность. В связи с этим вторичным процессам нефтепереработки необходимо уделять большее внимания, т. к. они являются основными в получении экологически чистых видов топлив для заправки автотранспортных средств по всей стране. Одним из таких процессов является гидроочистка дизельных топлив (ДТ), протекающая при высоких значениях технологических параметров (давлении и температуре) [63, 15, 16, 44, 4, 7].

Гидроочистка или каталитическая водородная очистка - это процесс химического преобразования нежелательных компонентов нефтяных фракций путём селективной реакции этих компонентов с водородом в реакторе при относительно высоких температурах и умеренном давлении. Суть гидроочистки заключается в химическом взаимодействии водорода с органическими соединениями, содержащими кислород, азот и серу и выделением аммиака, сероводорода и воды в качестве продуктов реакций из нефтепродуктов. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, а также гидрокрекинг молекул углеводородов.

Оборудование для гидроочистки ДТ нефтеперерабатывающих предприятий состоит из основной (нагревательные печи, реакторы, ректификационные, абсорбционные колонны, десорберы, скрубберы) и целого ряда вспомогательной аппаратуры [3, 24, 39].

Определяющую роль из основного оборудования процесса гидроочистки ДТ имеют теплообменные аппараты, которые рекуперируют тепло, содержащееся в технологических потоках, нагревают и испаряют потоки, а также конденсируют и

охлаждают пары путём теплообмена с холодной водой или другими хладагентами.

5

На нефтеперерабатывающих установках вес теплообменного оборудования (включая конденсаторы и холодильники) достигает 20 — 45 % общего веса технологической аппаратуры. Таким образом, от исправности и эффективности работы теплообменников зависит общее энергопотребление установки и завода в целом.

Согласно теории пинч-анализа [5, 6, 12, 17, 26, 66, 72, 91] энергопотребление, как холодных, так и горячих энергоносителей зависит от степени рекуперации технологических потоков. Высокая степень рекуперации определяется минимальной разностью температур, схемой теплообмена и коэффициентом теплопередачи.

Поэтому, весьма актуальным является проведение исследований, направленных на развитие системы контроля технического состояния теплообменного оборудования, которая обеспечивала бы проведение своевременного технического обслуживания теплообменников и поддержание эффективности процесса теплообмена, что позволяет повысить энергоэффективность предприятий за счёт увеличения степени рекуперации тепла технологических потоков реакторного блока процесса гидроочистки ДТ.

Объект исследования: техническое состояние теплообменного оборудования реакторного блока процесса гидроочистки дизельных топлив.

Предмет исследования: процессы теплопередачи, протекающие в теплообменных аппаратах реакторного блока установки гидроочистки ДТ, способы контроля и оценки состояния теплообменных аппаратов.

Степень разработанности темы. Исследования процесса теплообмена ведутся научными коллективами Казанского государственного энергетического университета (С.Ю. Антонов, А.В. Антонова) и Казанского государственного архитектурно-строительного университета (Я.Д. Золотоносов) г. Казань; АООТ «ВНИКТИНефтехимоборудование» (Ю.К. Сафронов, Ю.А. Бадьян), г. Волгоград; ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» (В.Ю. Абрамов), г. Ангарск; Иркутский государственный университет путей сообщения (Н.П. Деканова), Иркутский государственный технический университет (А.Н. Ильин), г. Иркутск;

Камчатский государственный технический университет, (П.В. Хан, В.В. Хан), г. Петропавловск-Камчатский; ООО «Гидрофлоу» (В.Е. Суворов), г. Екатеринбург; ОАО НПО «ЦНИИТМАШ» (Н.И. Батура, В.В. Береговский, Г.Е. Дядченко, С.Д. Змиенко, А.Ф. Киселев, А.П. Курячий), г. Москва; Тамбовский государственный технический университет (Ю.Л. Муромцев, Е.И. Глинкин, С.И. Дворецкий, Д.Ю. Муромцев, Н.Г. Чернышов), г. Тамбов.

Имеющиеся в технической литературе и в нормативной документации рекомендации, позволяющие оценить величины термических сопротивлений некоторых видов загрязнений, во многих случаях противоречивы или недостаточно обоснованы [2]. В частности, для холодильного оборудования, использующего воду в качестве теплоносителя, основная роль в методиках диагностирования отложений отводится солям жёсткости, обладающим известными термодинамическими характеристиками [84]. Расчётные формулы по определению толщины отложений рекуперативных теплообменников процессов атмосферно-вакуумной трубчатки [11], имеют также ограниченное применение.

Для процессов гидроочистки рассмотренные методики диагностики загрязнений теплообменного оборудования не могут быть применены в связи с отсутствием информации о качественном составе отложений. А также из-за пористой структуры кокса, оставляющего возможность газожидкостным продуктам обмениваться теплом посредством теплопередачи.

Контроль и мониторинг технического состояния технологического оборудования предприятий нефтеперерабатывающего комплекса является фундаментальной базой процесса внедрения производственных исполнительных систем (MES) и, на их основе, стратегии интеграции производства и операций управления трудовыми ресурсами, финансового менеджмента и управления активами (ERP) [18].

Наиболее сложно решается задача мониторинга состояния в реальном времени статического механико-технологического оборудования, к которому относят технологические трубопроводы, колонно-ёмкостное оборудование,

работающее под давлением, теплообменное и печное оборудование нефтеперерабатывающих предприятий.

Анализ имеющихся программ и методик показал, что к теплообменникам процесса гидроочистки существующие инструменты не применимы, в связи с чем возникает необходимость разработки системы контроля состояния теплообменного оборудования процесса гидроочистки ДТ на основе режимных параметров.

Основная идея работы заключается в использовании технологических режимных параметров процесса гидроочистки для контроля состояния теплообменного оборудования путём сравнения разности температур между потоками на горячей стороне теплообменника в текущий момент времени с контрольной величиной при нормальном состоянии аппарата и использовании данного критерия состояния для оценки качества теплообмена и, соответственно, состояния теплообменников.

Цель работы заключается в разработке системы контроля состояния теплообменного оборудования, участвующего в процессах гидроочистки ДТ нефтеперерабатывающих производств, на основе режимных параметров процесса и критерия влияния эффективности теплообмена на экономические показатели предприятия.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать промышленный процесс гидроочистки ДТ, его аппаратурное оформление и существующие способы контроля состояния и диагностирования теплообменного оборудования.

2. Разработать имитационную модель реакторного блока процесса гидроочистки ДТ, позволяющую оценивать коэффициенты теплопередачи теплообменного оборудования.

3. Выявить признаки и критерии оценки загрязнения теплообменного оборудования и определить их критические величины.

4. Разработать систему контроля состояния теплообменного оборудования реакторного блока установки гидроочистки, основанную на программной

реализации диагностирования аппаратов и определении оптимальных сроков их чистки с использованием режимных параметров технологического процесса.

5. Провести экспериментальную верификацию системы контроля состояния теплообменного оборудования реакторного блока установки гидроочистки ДТ по критерию экономической эффективности её применения и оценить достоверность предложенного критерия состояния методами статистической обработки данных промышленной эксплуатации системы.

Научная новизна результатов исследований.

1. Реализована система контроля состояния теплообменных аппаратов, позволяющая отслеживать степень загрязнения теплообменников по результатам оценки коэффициентов теплопередачи с учетом величины экономических затрат на увеличенное энергопотребление печи, основанная на предложенной имитационной модели реакторного блока установки гидроочистки ДТ, отличающаяся от известных моделей тем, что позволяет осуществлять оценку параметров теплопередачи по данным реального процесса теплообмена.

2. Впервые установлено, что для контроля состояния теплообменника оценку эквивалентного коэффициента теплопередачи следует производить путем определения разности температур на горячей стороне сырьевых теплообменных аппаратов реакторного блока процесса гидроочистки ДТ, поскольку именно эта разность имеет наибольшую чувствительность, что подтверждает коэффициент Спирмена, который для разности температур на горячей стороне выше, чем на холодной стороне, как до чистки теплообменников (0.904>0.813), так и после неё (0.738>0.587).

3. На основе установленных взаимосвязей между режимными параметрами процесса теплообмена и степенью загрязнённости теплообменных аппаратов предложен критерий состояния, который основан на отношении разности температур на горячей стороне в текущий момент времени к контрольному показателю, и разработана система контроля состояния теплообменного оборудования реакторного блока установки гидроочистки ДТ.

Практическая ценность работы.

1. Разработана система контроля состояния и программа диагностирования теплообменных аппаратов реакторного блока процесса гидроочистки ДТ в режиме реального времени, которые в отличии от известных решений используют установленные закономерности изменения режимных параметров в зависимости от степени загрязнения. Предложенные решения позволяют определять наличие отложений на поверхности теплопередачи и обоснованно выводить в ремонт теплообменное оборудование для его чистки.

2. Предложены критерии оценки состояния теплообменного оборудования, основанные на измерении разности температур на горячей стороне теплообменника, а также определен критический параметр, равный 30 % отклонению текущих значений разности температур от первоначальных и скорректированный по результатам расчётов ошибок первого и второго рода с использованием различных методов статистической обработки данных, что позволило повысить достоверность оценки состояния теплообменников.

3. Опытная эксплуатация системы контроля показала, что мониторинг состояния теплообменного оборудования реакторного блока установки гидроочистки дизельных топлив позволяет предотвратить убытки предприятия до 600 млн. руб. в год.

Разработанная программа контроля состояния теплообменного оборудования установок гидроочистки ДТ апробирована на АО «Газпромнефть-МНПЗ (г. Москва), ПАО АНК «Башнефть» (г. Уфа), АО «Газпромнефть-ОНПЗ» (г. Омск), что подтверждают акт и отзыв о внедрении методики диагностирования теплообменного оборудования в АО «Газпромнефть-МНПЗ» и ПАО АНК «Башнефть», а также удостоверение на рационализаторское предложение в АО «Газпромнефть-ОНПЗ» «Способ диагностирования загрязнённости теплообменников по температурным потокам».

Методология и методы диссертационного исследования. В качестве основного метода в работе применялся метод имитационного моделирования с использованием программных продуктов Microsoft Excel, Aspen HYSYS. Кроме того, в работе были использованы методы математической статистики для оценки

погрешности расчётов на модели, а также определения значимости критических параметров контроля состояния теплообменного оборудования и уточнения их величин.

Положения, выносимые на защиту:

1. Имитационная модель реакторного блока процесса гидроочистки ДТ, с использованием которой система осуществляет контроль состояния теплообменников и определяет коэффициенты теплопередачи по параметрам технологического процесса, а также оценивает экономическую составляющую потребления энергоресурсов.

2. Система контроля состояния теплообменного оборудования реакторного блока процесса гидроочистки ДТ в режиме реального времени, позволяющая качественно оценить наличие загрязнений на поверхности теплообмена с целью определения сроков чистки теплообменных аппаратов.

3. Величина критерия оценки состояния теплообменных аппаратов реакторного блока процесса гидроочистки ДТ, определяющая оптимальные сроки чистки оборудования с точки зрения экономической эффективности, заключающейся в сравнении затрат на чистку и дополнительно потребляемого топлива, связанного с загрязнением теплообменников.

Степень достоверности результатов.

Достоверность результатов, полученных в рамках диссертационной ра-боты, подтверждена апробацией математической модели реакторного блока процесса гидроочистки ДТ и программы контроля состояния теплообменного оборудования с использованием большого массива экспериментальных данных на промышленных установках АО «Газпромнефть-ОНПЗ», АО «Газпромнефть-МНПЗ», ПАО АНК «Башнефть»; проверкой модели на адекватность, показывающей, что абсолютная и относительная погрешности расчётов сопоставимы с погрешностями экспериментального определения температуры и расхода и не превышает 1.4 °С и 0.8 %; обсуждением основных положений диссертационного исследования на всероссийских и международных научных

конференциях и симпозиумах и их публикацией в рецензируемых научных журналах.

Личный вклад автора состоит в разработке компьютерной модели реакторного блока процесса гидроочистки ДТ в среде Aspen HYSYS, вычислении методами математической статистики критических параметров оценки теплообменного оборудования, определении состава отложений трубного и межтрубного пространств теплообменника, адаптированной к инженерной практике технологии контроля состояния теплообменного оборудования по режимным параметрам, проведении экспериментальных исследований, обобщении результатов экспериментальных и численных исследований, а также разработке рекомендаций по использованию выявленных зависимостей и новых научных знаний в области процесса гидроочистки ДТ.

Результаты исследований являются оригинальными и получены лично автором или при его непосредственном участии.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система контроля состояния теплообменного оборудования гидроочистки дизельных топлив на основе режимных технологических параметров»

Апробация работы.

Результаты исследований, проведённых в рамках диссертационной работы, представлены и обсуждены на научно-технических конференция и симпозиумах всероссийского и международного уровней: V, VI, VII творческие конференции ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» (г. Омск, 2008, 2009, 2010 гг.); I научно-техническая конференция ОмГТУ (г. Омск, 2011 г.); VI конференция «Газпромнефть Aspen Tech» (г. Москва, 2015 г.); VI научно-техническая конференция молодых специалистов ПАО «ОМСКНЕФТЕХИМПРОЕКТ» «От проектного инжиниринга к строительному» (г. Омск, 2015 г.); VII международная научно-техническая конференция ПАО «ОМСКНЕФТЕХИМПРОЕКТ» «Инженерное дело взгляд в будущее» (г. Омск, 2016г.); VIII международная научно-техническая конференция молодых специалистов ПАО «ОНХП» (г. Омск, 2017 г.); XII всероссийская научно-техническая конференция «РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина» «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2018 г.); IX международная научно-техническая конференция молодых специалистов ПАО «ОНХП» «Цифровая трансформация - драйвер инновационного развития и путь к

эффективному управлению» (г. Омск, 2018 г.); IX Международная научно-техническая конференция «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства «Oil and gas engineering 2019» (г. Омск, 2019 г.); III Международная научно-техническая конференция Mechanical science and technology update» (Проблемы машиноведения) (г. Омск, 2019 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 8 статей в журналах из списка ВАК, 2 публикации в изданиях, индексируемых базами Scopus и Web of Science.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 85 рисунков, 15 таблиц, 7 приложения, библиография включает 94 наименования.

В результате исследований определены критические параметры загрязнения теплообменного оборудования.

1 ТЕПООБМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ И СПОСОБЫ ЕГО

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Постановка задачи. На сегодняшний день важное влияние на энергопотребление предприятий нефтепереработки и нефтехимии оказывает состояние теплообменного оборудования. Загрязнения теплообменников приводят к увеличению затрат на энергоресурсы, а в отдельных случаях даже к аварийным остановкам, влекущим за собой значительным финансовые потери предприятий [19]. Огромное значение имеет выбор конструкции теплообменного оборудования, в связи с тем, что скоростной режим потоков, как по трубному, так и по межтрубному пространству определяет не только коэффициент теплопередачи, но и процесс накопления и срыва отложений. Для определения оптимальных, с точки зрения безопасной эксплуатации оборудования (допустимый перепад давления) и экономической эффективности его использования необходимо применять достоверные методы диагностирования [78]. Таким образом, исследование промышленного процесса гидроочистки ДТ, его аппаратурное оформление и существующие способы диагностирования теплообменного оборудования на предмет загрязнений определяет направление диссертационной работы.

Установки гидроочистки ДТ предназначены для деструктивной гидрогенизации сера-, азот-, кислородсодержащих органических соединений, в результате реакций получаются сероводород, аммиак, вода и алканы [65] Кроме того, на сегодняшний день в сырье гидроочистки вовлекаются продукты вторичных процессов, имеющие в своём составе большое количество непредельных углеводородов, которые в процессе гидроочистки насыщаются водородом. Гидроочистка или каталитическая водородная очистка - это процесс химического преобразования нежелательных компонентов нефтяных фракций путём селективной реакции этих компонентов с водородом в реакторе при относительно высоких температурах и умеренном давлении. Суть гидроочистки

заключается в химическом взаимодействии водорода с органическими соединениями, содержащими кислород, азот и серу и выделением аммиака, сероводорода и воды в качестве продуктов реакций из нефтепродуктов. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, а также гидрокрекинг молекул углеводородов [3, 4, 24, 44].

Для снижения энергопотребления в реакторном блоке процесса гидроочистки используются рекуперативные теплообменники различных конструкций. Существенное влияние на эффективность работы теплообменников оказывают различные отклонения в интенсивности теплопередачи, связанные с дополнительным термическим сопротивлением. Предположительно термическое сопротивление обуславливается отложениями солей по трубному пространству, а также полимерными соединениями и продуктами реакций поликонденсации непредельных компонентов сырья в межтрубном пространстве теплообменного оборудования [28, 29, 30].

Эффективность работы теплообменников определяется поддержанием высокого коэффициента теплопередачи, который в процессе эксплуатации теплообменного оборудования зависит от ряда причин:

- количества загрязнений на наружной и внутренней поверхностях труб;

- режима течения теплоносителя;

- начальных температур потоков;

- тепловых потерь с наружной поверхности аппарата;

- теплофизических свойств потоков в результате изменения их состава.

Рассматривая какой-либо процесс в нефтеперерабатывающей

промышленности, можно говорить с определенной долей вероятности о том, что потоки по своему составу практически не изменяются, когда процесс становится стационарным. Изменение коэффициента теплопередачи с течением времени не зависит от состава, который для выбранного процесса принимается как константа, а также от физических свойств потоков, т. к. входные температуры при стационарном режиме принимают постоянные значения. Кроме того, при таком характере процесса режим течения не меняется. Следовательно, изменение

коэффициента теплопередачи во времени можно рассматривать, как функцию отложений загрязнений на стенках теплопередающих поверхностей (при прочих равных условиях) [29, 30, 31, 40].

Для поддержания высоких коэффициентов теплопередачи важное значение имеет определение момента чистки теплообменного оборудования по результатам диагностирования.

В данном разделе рассмотрены конструкции теплообменного оборудования, применяемого в реакторном блоке процесса гидроочистки, схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах, а также способы диагностики аппаратов: методом математического моделирования, использования линейных сканирующих ИК-систем и параметров технологического контроля.

1.1 Теплообменное оборудование процессов гидроочистки

Процесс гидроочистки ДТ протекает при высоких температурах и давлении. Для процесса теплопередачи на реакторном блоке используются кожухотрубчатые теплообменники. Для повышения степени рекуперации тепла чаще всего используют противоточные теплообменные аппараты [3, 30, 41, 43, 79].

1,1,2 Основные типы конструкций теплообменных аппаратов, используемые в процессе гидроочистки

В процессах гидроочистки, как и в других технологических процессах важную роль играют рекуперативные теплообменники, которые предназначены для передачи тепла от горячих продуктовых потоков потокам, требующим нагрева. Для этих целей используют различные конструкции теплообменников. Наиболее распространёнными в настоящее время являются кожухотрубчатые теплообменники.

Кожухотрубчатые теплообменники достаточно просты в изготовлении, отличаются возможностью развивать большую поверхность теплообмена в одном аппарате, надёжны в работе [23, 24, 41, 43, 60, 61].

Один из теплоносителей I протекает по трубам, другой II - по межтрубному пространству. Теплота от одного теплоносителя другому передаётся через поверхность стенок труб. Обычно нагреваемый теплоноситель подаётся снизу, а охлаждаемый теплоноситель - сверху вниз противотоком. Такое движение теплоносителей способствует более эффективному переносу теплоты, так как при этом происходит совпадение направления движения каждого теплоносителя с направлением, в котором стремится двигаться данный теплоноситель под влиянием изменения его плотности при нагревании или охлаждении.

"I

Рисунок 1.1 - Кожухотрубчатый теплообменник: 1 - кожух, 2 - трубные решётки, 3 - трубы, 4 - крышка, 5 - днище, 6 - болт, 7 - прокладки; I и II - теплоносители [8, 42]

Данный вид теплообменника в различных модификациях наиболее широко

используется в промышленности в качестве основной конструкции. В

кожухотрубчатых теплообменниках достигаются достаточно большие отношения

теплообменной поверхности к объёму и массе. Размеры поверхности теплообмена

легко можно варьировать в широких пределах, конструкция имеет достаточную

прочность и выдерживает нормальные нагрузки при сборке, перевозке и монтаже

теплообменника, а также внутренние и внешние напряжения в обычных условиях

17

эксплуатации. Очистка кожухотрубчатого теплообменника не вызывает затруднений, а его элементы, наиболее подверженные коррозии, - прокладки и трубы - легко могут быть заменены. Конструктивные особенности позволяют применять этот тип почти во всех случаях, включая предельно низкие или высокие температуры и давления, большие градиенты температур, при испарении и конденсации и использовании сильно загрязнённых и коррозионно-активных теплоносителей. Методы расчёта и технология изготовления таких теплообменников широко известны. Трубы являются основным элементом, обеспечивающим теплопередачу между теплоносителем, протекающим внутри труб и в межтрубном пространстве. Трубы могут быть либо гладкими, либо с невысокими рёбрами снаружи. В последнем случае наружный диаметр ребра выбирается немного меньше, чем наружный диаметр неоребрённых концов труб, что позволяет вставлять оребрённых трубы через отверстия В трубной доске. Трубы закрепляются в трубных досках на каждом конце (за исключением и-образных).

Рассмотренный кожухотрубчатый теплообменник (Рисунок 1.1) является одноходовым. В этом теплообменнике оба теплоносителя, не изменяя направления, движутся по всему сечению (один по трубному, другой - по межтрубному). В тех случаях, когда скорость движения теплоносителя невелика и, следовательно, низки коэффициенты теплоотдачи, целесообразно использовать многоходовые теплообменники.

Увеличение скорости движения теплоносителей в трубном и межтрубном пространствах теплообменника влечёт за собой увеличение его гидравлического сопротивления и усложнение конструкции теплообменника. Следует отметить, что в многоходовых теплообменниках по сравнению с противоточными движущая сила процесса несколько снижается в результате того, что они работают по принципу смешанного тока.

Если разность температур труб и кожуха достаточно велика (больше 50%), то трубы и кожух удлиняются неодинаково, что приводит к значительным напряжениям в трубных решётках, нарушению плотности соединения труб с

трубными решётками, а это может привести к смешению теплоносителей или деформации труб. Поэтому при разностях температур труб и кожуха более 50% и значительной длине труб применяют теплообменники нежёсткой конструкции, в которых возможно перемещение труб по отношению к кожуху аппарата.

Рисунок 1.2 - Кожухотрубчатые теплообменники с компенсацией неодинаковости температурных удлинений труб и кожуха: 1 - кожухи, 2 - трубы, 3 - линзовый компенсатор, 4 - плавающая головка; I и II - теплоносители [8, 42]

На рисунке 1.2 представлены некоторые конструкции кожухотрубчатых

теплообменников с компенсацией неодинаковости температурных удлинений труб

и кожуха. На рисунке 1.2.а показана схема теплообменника с линзовым

компенсатором 3 на корпусе. В этом аппарате температурные деформации

компенсируются осевым сжатием или расширением компенсатора.

Теплообменники с линзовыми компенсаторами применяют при небольших

температурных деформациях (не более 10-15 мм) и невысоких давлениях в

межтрубном пространстве (не более 0,5 МПа).

Теплообменник с плавающей головкой (Рисунок 1.2.б) применяют при

значительных относительных перемещениях труб и кожуха, поскольку в нем одна

из трубных решёток не соединена с кожухом и может свободно перемещаться

19

вдоль оси при температурных удлинениях. Данные теплообменники могут использовать при давлении до 1,6 МПа.

В теплообменнике с U -образными трубами (Рисунок 1.2.в) оба конца труб закреплены в одной трубной решётке, что позволяет трубам свободно удлиняться. Они рассчитаны на давление до 6,4 МПа, отличаются от теплообменников с плавающей головкой менее сложной конструкцией (одна трубная решётка, нет внутренней крышки). В аппаратах этого типа, так же, как и в аппарате с плавающей головкой, наружные стенки труб довольно легко очищать от накипи и загрязнений при выемке всей трубчатки из кожуха. Однако в этом аппарате усложняется монтаж труб, затруднена очистка их внутренних стенок. Для организации противоточного движения теплоносителей внутри трубного пучка по межтрубному пространству монтируется перегородка, разделяющая трубный пучок на две половины.

Используемые в настоящее время конструкции теплообменников на установках гидроочисток разнообразны, но из них можно выделить наиболее распространённые типы по ТЕМА (Tubular Exchanger Manufacturer Association -Ассоциация изготовителей трубчатых теплообменников): AES, BEU, BFU. Кроме того, используют также и теплообменники специальных конструкций, например, теплообменники с плавающей головкой и линзовым компенсатором на ней, а также теплообменники с плавающей головкой и центральной трубой. Выбор таких конструкций, кроме теплообменников типа AES и BEU, объясняется тем, что в них обеспечивается противоточное движение теплоносителей, а, следовательно, более высокая степень рекуперации тепла и более низкие капитальные затраты на теплообменные аппараты за счёт снижения общей площади теплообмена при прочих равных условиях.

Некоторые лицензиары предлагали для теплообмена на реакторном блоке процесса гидроочистки использовать сварные неразборные пластинчатые теплообменники, но из-за проблем с чисткой таких аппаратов от загрязнений впоследствии отказались от этих конструкций.

1.1.3 Схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах

Одной из основных характеристик конструкции теплообменного аппарата является тип относительного движения потоков теплоносителей и схема их взаимного движения [42, 35, 22, 8]. По направлению преимущественного движения теплоносителей следует различать противоточные и прямоточные аппараты, а также аппараты с перекрёстным током (Рисунок 1.3).

а б в 1__

2 2 1--—

д 1

)

(

)

(

1 * )

Рисунок 1.3 - Схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах: а - прямоток, б - противоток, в - перекрёстный ток, г - смешанная схема, д - многократный перекрёстный ток; 1 - первый теплоноситель,

2 - второй теплоноситель [42]

Если в теплообменном аппарате первичный (горячий) и вторичный (холодный) теплоносители протекают параллельно в одном направлении (Рисунок 3а), то такая схема движения называется прямотоком. Если теплоносители протекают параллельно, но в противоположном направлении (Рисунок 3б), то такая схема движения называется противотоком. Если среды протекают во взаимно перпендикулярных направлениях (Рисунок 3в), то схема их движения называется перекрёстным током. Помимо таких простых схем движения в реальных теплообменных аппаратах реализуются и более сложные: смешанная схема,

объединяющая принципы прямотока и противотока (Рисунок 3г), а также многократный перекрёстный ток (Рисунок 3д).

Рассмотренные схемы отличаются между собой степенью использования температурного потенциала теплоносителей, т.е. разницы их температур. С этой точки зрения наиболее выгоден чистый противоток, поэтому в теплообменных аппаратах любой конструкции, работающих без изменения агрегатного состояния теплоносителей, для получения наименьшей поверхности теплообмена при прочих равных условиях необходимо применять принцип противоточного движения теплоносителей. Если выдержать принцип чистого противотока невозможно по конструктивным или компоновочным соображениям, следует организовать перекрёстный ток теплоносителей с соблюдением общего противоточного течения. При изменении агрегатного состояния хотя бы одного из теплоносителей любые схемы движения принципиально равноценны.

Выбор взаимного направления движения теплоносителей имеет существенное значение для наиболее экономичного проведения тепловых процессов. При осуществлении процесса теплопередачи могут быть три основных случая изменения температуры теплоносителей по обе стороны разделяющей их стенки (Рисунок 1.4). Если в процессе теплообмена не меняется температура хотя бы одного из теплоносителей, например, при конденсации насыщенных паров t1н=t1к (Рисунки 1.4а и 1.4б), а тем более обоих (Рисунок 1.4а), то движущая сила такого процесса и расход теплоносителей не зависят от взаимного направления движения теплоносителей. В случае изменения температур обоих теплоносителей (Рисунок 1.4в) взаимное направление движения может оказывать большое влияние на величину движущей силы и расход теплоносителей, так как конечные температуры, например, при прямотоке t2к и противотоке ^2к будут различаться.

Рисунок 1.4 - Взаимные направления движения теплоносителей [35]

Результаты численных расчётов источника [22] приведены на рисунке 1.5, из которого видно, что рассматриваемые схемы противотока и прямотока равноценны в двух случаях: 1) массовая теплоёмкость (Ос) одного из теплоносителей намного превышает массовую теплоёмкость второго; 2) отношение КГ/Ос (где К - коэффициент теплопередачи, F - поверхность теплообмена), близко к нулю. В первом случае температура теплоносителя с большей массовой теплоёмкостью изменяется слабо, во втором изменение температуры теплоносителей мало по сравнению с А1ср. Во всех остальных случаях при противотоке при прочих равных условиях поверхность теплопередачи, оказывается, меньшей, чем при прямотоке.

Рисунок 1.5 - Сравнение прямотока (Ом) и противотока (Опт): 1 - отношение величин равное 0 и 1,0; 2 - 0,5; 3 - 1,0; 4 - 2,0;

5 - бесконечность [22]

Таким образом, для теплообменных процессов в реакторном блоке гидроочистки наилучшим образом подходит схема противоточного движения теплоносителей, как наиболее эффективная из всех возможных вариантов организации движения.

1.2 Способы диагностирования теплообменного оборудования

Опыт эксплуатации промышленных теплообменных аппаратов свидетельствует о том, что часто действительные коэффициенты теплопередачи в них оказываются значительно более низкими, чем расчётные значения. Объясняется это тем, что на теплопередающих поверхностях аппаратов в процессе эксплуатации отлагаются различные загрязнения, оказывающие дополнительное термическое сопротивление тепловому потоку. Оценка величины этого термического сопротивления имеет для конструктора важное, иногда решающее значение, так как часто именно оно определяет эффективный коэффициент теплопередачи проектируемого аппарата. Имеющиеся в технической литературе и в нормативной документации рекомендации, позволяющие оценить величины термических сопротивлений некоторых видов загрязнений, во многих случаях противоречивы, недостаточно обоснованы и неконкретны [1].

Связано это, прежде всего с весьма большим разнообразием сопутствующих химической технологии процессов, в которых теплоносители загрязняют теплопередающие поверхности аппаратов. К таким процессам относятся коррозия металлов и сплавов, отложение солей, взвешенных твёрдых примесей, образование в потоке теплоносителя полимеров, их отложение и налипание на поверхности. Такое разнообразие процессов существенно затрудняет разработку обобщённых методов оценки величины термических сопротивлений загрязнений, поэтому рекомендации по их выбору обычно имеют ограниченные области применения и являются ориентировочными. Анализ работы теплообменных аппаратов промышленного назначения в условиях реальных производств позволяет сделать вывод о том, что на теплопередающих поверхностях отложения накапливаются

постепенно; это приводит к постепенному снижению коэффициента теплопередачи в процессе эксплуатации аппаратуры [35]. В некоторых случаях имеет место ограниченный рост отложений за короткий промежуток времени, после чего величина коэффициента теплопередачи стабилизируется и практически не изменяется в течение длительного периода эксплуатации. Примером могут служить теплообменники, работающие на чистых средах, таких как метан, этан, этилен, смеси лёгких углеводородов, водяной конденсат и т. д. При технологической же обработке загрязнённых сред наблюдается непрерывный рост отложений, иногда приводящий к полному забиванию каналов теплообменника, что обусловливает катастрофическое снижение коэффициента теплопередачи при одновременном возрастании гидравлического сопротивления в аппарате. Это вынуждает производить периодические чистки поверхности теплообмена, что связано с большими потерями времени и резким снижением экономических показателей производства. В таких условиях работают многие теплообменные аппараты химических и нефтехимических производств, например, испарительно-закалочные теплообменники установок пиролиза нефтяного сырья, межступенчатые холодильники компрессорных установок; кипятильники колонн депропанизаторов, холодильники, работающие на оборотной воде, охлаждаемой в градирнях, и многие другие [46].

1.2.1 Использование математической модели

Авторы в работе [1] использовали некоторые формулы из [41] для обработки опытных данных по эксплуатации метановых холодильников в промышленных условиях за период свыше двух лет. В качестве хладагента в этих аппаратах использовали оборотную воду, охлаждаемую в градирне. Чистку холодильников производили через 600 ч непрерывной работы. Результаты наблюдений, часть которых приведена на рисунке 1.6, подтверждают экспоненциальный характер зависимости Я3 = /(т) и позволяют оценить величину Яз.макс, а также продолжительность работы аппаратов, при которой она достигается. Из графика,

представленного на рисунке 6 следует, что время, в течение которого достигается значение Яз.макс, существенно зависит от скорости теплоносителя (в рассматриваемом случае - охлаждающей воды): при - w = 0,174 м/с Тмакс=300 ч, при w = 0,5 м/с тмакс=200 ч и при w = 2,2 м/с тмакс=100 ч.

0,012 г

1

от § от от -

и '

Ос

0,004

0,002 к ___^_1.О. .

^--ггз 5 в

Л 100 200 300 400 500 600

г,ч

Рисунок 1.6 - Зависимость термического сопротивления отложений в холодильнике метана от времени его непрерывной работы: значения w (в м/с):

1 - 0,174; 2 - 0,5; 3 - 2,2 [1]

От скорости потока существенно изменяется также и величина термического

сопротивления слоя загрязнений. Эта зависимость показана на графике,

представленном на рисунке 1.7. В исследованном диапазоне изменения скорости

теплоносителя она может быть аппроксимирована зависимостью Яз.макс = 0,002 ^^

м2К/Вт. Опытные данные были получены для случая движения оборотной воды

внутри труб из углеродистой стали, имеющих внутренний диаметр 16 и 21мм.

Температура греющей среды не превышала 433К. Температура воды изменялась в

пределах от 283 до 308К, а её качество характеризуется следующими данными:

жёсткость 3,9 мг-экв/л; щёлочность 4,0 мг-экв/л; содержание хлоридов 19,0 мг/л;

рН=6,0; содержание взвесей 28,6 мг/л; содержание сульфатов 38,0 мг/л; сухой

остаток 180 мг/л. Приведённые данные свидетельствуют о сильном загрязнении

теплообменной поверхности, при скоростях охлаждающей воды w <1 м/с. Это

26

хорошо согласуется с рекомендациями обеспечивать скорости жидких теплоносителей свыше 2 м/с. Оценку продолжительности работы аппаратов между чистками можно произвести по опытным данным, приведённым на рисунке 1.6.

0,015

_

О 1,0 _ 2,0

Рисунок 1.7 - Зависимость термического сопротивления отложений в холодильнике метана от скорости охлаждающей воды [41]

Дополнительно к данным о термическом сопротивлении отложений при кипении жидких углеводородов можно использовать анализ, приведённый в работе [2]. Результаты обследования кипятильников бутановой, пропановой и двух отпарных колонн установки производства этилена и пропилена показали, что термическое сопротивление, которое лишь условно можно назвать сопротивлением загрязнений, зависит от плотности теплового потока q, как это показано на рисунке 1.8. Кипятильники бутановой и двух отпарных колонн подвергались осмотру один раз в два-три года. При этом было установлено, что теплопередающая поверхность трубного пучка со стороны кипящей жидкости оставалась чистой без видимых образований на ней полимерных плёнок и других видов отложений. В кипятильнике пропановой колонны происходил интенсивный рост полимерных отложений, для удаления которых требовалась периодическая чистка поверхности теплообмена. Для кипятильника пропановой колонны в

обработку включались данные только по тем режимам, которые соответствовали начальным периодам работы аппарата сразу же после очередных чисток поверхности теплообмена. Сопоставление опытных значений коэффициентов теплопередачи, имевших место при работе кипятильников, с расчётными значениями обнаруживает наличие термических сопротивлений, величина которых зависит от плотности теплового потока (Рисунок 1.8).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Демин Александр Михайлович, 2021 год

Список литературы:

1. Александров, М. В. Определение неисправностей теплообмена в процессе эксплуатации / М. В. Александров // Труды НИИхиммаша. - 1973. - Вып. 7. - С. 97-99.

2. Повышение срока эксплуатации теплообменного оборудования / М. В. Александров, З. И. Гандман, И. И. Зеленцова [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1973. - № 4. - С. 74-76.

3. Аспель, Н. Б. Гидроочистка моторных топлив / Н. Б. Аспель, Г. Г. Дёмкина. - Москва : Химия, 1977. - 160 с.

4. Ахметов, С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа : учебное пособие для вузов / С. А. Ахметов. - Уфа : Гилем, 2002. - 672 с.

5. Бабидорич, М. И. Моделирование химико-технологических систем в процессе выполнения пинч-анализа / М. И. Бабидорич, О. А. Реутова, А. М. Демин // Математическое и компьютерное моделирование : материалы сб. тезисов VI Междунар.науч. конф., посв. памяти Б. А. Рогозина. - Омск : Изд-во ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2018. - С. 118-120.

6. Бабидорич, М. И. Разработка программного продукта для пинч-анализа химико-технологических систем / М. И. Бабидорич, О. А. Реутова А. М. Демин // Омские научные чтения : материалы Всерос. науч. -практ. конф. -Омск : Изд-во ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2018. - С. 869-871.

7. Баннов, П. Г. Процессы переработки нефти / П. Г. Баннов. - Москва : ЦНИИТЭнефтехим, 2000. - 224 с.

8. Барулин, Е. П. Расчеты теплоизолирующего оборудования : учеб пособие / Е. П. Барулин, В. Н. Исаев, А. И. Сокольский ; Иван. гос. хим.-технол. унт. - Иваново : Изд-во Иван. гос. хим.-технол. ун-та, 2009. - 100 с.

9. Биргер, И. А. Техническая диагностика / И. А. Биргер. - 2-е. изд. -Москва : URSS : ЛЕНАНД, 2018. - 238 с.

10. Бояринов, А. И. Методы оптимизации в химической технологии / А. И. Бояринов, В. В. Кафаров. - Москва : Химия, 1975. - 576 с.

11. Бударин, П. А. Основные концепции в параметрическом диагностировании теплообменных аппаратов на наличие в них загрязнений / П. А. Бударин, И. А. Бубликов, С. Б. Кравец // Вестник АГТУ. - 2007. - №№ 6 (41). - С. 7981.

12. Булатов, И. С. Пинч-технология. Энергосбережение в промышленности / И. С. Булатов. - Санкт-Петербург : Страта, 2012. - 140 с.

13. Гордеев, Л. С. Оптимизация процессов химической технологии / Л. С. Гордеев, В. В. Кафаров. - Москва : МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1987. - 83 с.

14. Способы борьбы с отложениями в сырьевых теплообменниках установок гидроочисток дизельных топлив / А. М. Демин, М. А. Демин, В. С. Маленьких, С. В. Корнеев // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. -2015. - № 8. - С. 32-37.

15. Демин, А. М. Диагностирование теплообменного оборудования на основе режимных параметров установки гидроочистки дизельных топлив / А. М. Демин, А. П. Науменко // Омский научный вестник. - 2019. - №2 4 (166). - С. 84-88.

16. Демин, А. М. Диагностика загрязнений сырьевых теплообменников гидропроцессов с использованием моделирования / А. М. Демин // Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России :тезисы XII науч.-техн. конф. - Москва : РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2018. - С. 374.

17. Демин, А. М. Применение пинч-анализа для увеличения энергоэффективности процессов нефтепереработки / А. М. Демин, О. А. Реутова, А. О. Дюсембаева // Омские научные чтения : материалы Всерос. науч.-практ. конф. -Омск : Изд-во ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2017. - С. 1127-1129.

18. Оценка вероятностных ошибок контроля состояния теплообменного оборудования / А. М. Демин, А. П. Науменко, А. И. Одинец, А. А. Горчакова // Динамика систем, механизмов и машин. - 2019. - Т. 7, № 2. - С. 95-103.

19. Корнеев, С. В. Надёжность теплообменного оборудования / С. В. Корнеев, Ю. А. Пиляева, А. М. Демин // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2014. - № 5. - С. 30-32.

20. Демин, А. М. Экономия по модели / А. М. Демин, В. С. Маленьких, В. А. Фролов // Сибирская нефть. - 2014. - № 10/117. - С. 44-47.

21. Кудрявцева, И. С. Критерии оценки вибросостояния объектов по параметрам характеристической функции сигнала / И. С. Кудрявцева, А. П. Науменко, А. М. Демин // Омский научный вестник. - 2019. - № 4 (166). - С. 97104.

22. Дытнерский, Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии : учеб. для вузов. В 2 ч. Ч. 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты / Ю. И. Дытнерский. - Москва : Химия, 1995. - 400 с.

23. Жоров, Ю. М. Расчеты и исследования химических процессов нефтепереработки / Ю. М. Жоров. - Москва : Химия, 1973. - 216 с.

24. Капустин, В. М. Технология переработки нефти. В 2 ч. Ч. 2. Деструктивные процессы / В. М. Капустин, А. А. Гуревич. - Москва : Колос, 2007. - 334 с.

25. Кафаров, В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В. В. Кафаров. - Москва : Химия, 1985. - 448 с.

26. Каширин, Е. А. Оптимизация тепловых потоков ЭЛОУ-АВТ-8 с применением метода пинч-анализа ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» / Е. А. Каширин, А. М. Демин // От проектного инжиниринга к строительному : материалы III

Междунар. науч.-техн. конф. молодых специалистов ОАО «Омскнефтехимпроект». - Омск : «Омскбланкиздат», 2012. - С. 4-8.

27. Кобзарь, А. И. Прикладная математическая статистика / А. И. Кобзарь.

- Москва : Физматлит, 2006. - 816 с.

28. Ковтонюк, Ю. В. Разработка мероприятий по снижению количества отложений в сырьевых теплообменниках установок гидроочистки дизельных топлив / Ю. В. Ковтонюк, А. М. Демин // Инженерное дело: взгляд в будущее : материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. ПАО «Омскнефтехимпроект». - Омск : «Омскбланкиздат», 2017. - С. 42-44.

29. Диагностика сырьевых теплообменников установок гидроочисток дизельных топлив с помощью моделирующих программ / С. В. Корнеев, А. М. Дёмин, М. А. Дёмин [и др.] // Динамика систем, механизмов и машин. - 2014. - № 2. - С. 96-103.

30. Тестирование сырьевых теплообменников установок гидроочисток дизельных топлив с помощью моделирующих программ / С. В. Корнеев, А. М. Дёмин, М. А. Дёмин [и др.] // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний.

- 2013. - № 12. - С. 25-29.

31. Повышение эффективности работы теплообменников компрессорного и технологического оборудования / С. В. Корнеев, А. М. Дёмин, М. А. Дёмин [и др.] // Вестник СИБАДИ. - 2012. - № 3 (25). - С. 17-21.

32. Костюков, В. Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин : учебное пособие / В. Н. Костюков, А. П. Науменко. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. - 360 с.

33. Костюков, В. Н. Оценка модуля характеристической функции виброакустического сигнала при заданном параметре для предельных состояний объекта диагностирования / В. Н. Костюков, А. П. Науменко, И. С. Кудрявцева // Динамика систем, механизмов и машин. - 2017. - Т. 5, № 4. - С. 239-244.

34. Кузнецов, А. А. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности / А. А. Кузнецов, С. М. Кагерманов, Е. Н. Судаков. - Ленинград : Химия, 1974. - 344 с.

35. Лаврухин, А. А. Стационарные системы автоматизированного контроля, диагностирования и управления на Новолипецком металлургическом комбинате / А. А. Лаврухин, А. П. Лякин // Энергосбережение. Диагностика 2008 : сб. докл. X Междунар. науч.-практ. конф. - Димитровград : «Учитель», 2008. - С. 249-256.

36. Лагутин, М. Б. Наглядная математическая статистика. В 2 т. / М. Б. Лагутин. - Москва : П-центр, 2003. - 475 с.

37. Лисицын, И. В. Химико-технологические системы: Оптимизация и ресурсосбережение / И. В. Лисицын, В. К. Викторов, Н. В. Кузичкин. - Санкт-Петербург : Менделеев, 2007. - 312 с.

38. Лисьев, В. П. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие / В. П. Лисьев. - Москва : Московский государственный университет экономики, статистики и информатики, 2006. - 199 с.

39. Максимов, Н. Глубокая гидроочистка нефтяного сырья: высокоактивные катализаторы. Современное состояние вопроса / Н. Максимов, Н. Томина. - Саарбрюккен: LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 192 с.

40. Параметрическая диагностика теплообменного оборудования / В. С. Маленьких, А. М. Дёмин, М. А. Дёмин, С. В. Корнеев // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2015. - № 5. - С. 35-43.

41. Маньковский, О. Н. Теплообменная аппаратура химических производств / О. Н. Маньковский, А. Р. Толчинский, М. В. Александров. -Ленинград : Химия, 1976. - 368 с.

42. Мартыненко, О. Г. Справочник по теплообменникам. В 2 т. Т. 2 / под ред. О. Г. Мартыненко [и др.]. - Москва : Энергоавтомиздат, 1987. - 352 с.

43. Машиностроение. Энциклопедия. Надежность машин. Т. ^-З / В. В. Клюев, В. В. Болотин, Ф. Р. Соснин [и др.] ; под общ. ред. В. В. Клюева. - Москва : Машиностроение, 2003. - 592 с.

44. Основные процессы нефтепереработки. Справочник. Пер. с англ. 3-го изд. / Р. А. Мейерс [и др.] ; под ред. О. Ф. Глаголевой, О. П. Лыкова. - Санкт-Петербург : ЦОП «Профессия», 2011. - 944 с.

45. Минаков, А. А. Комплексное решение / А. А. Минаков, Э. Н. Абдуллов // Коммунальный комплекс России. - 2008. - № 8(50). - С. 40-42.

46. Минаков, А. А. Комплексное решение / А. А. Минаков, Э. Н. Абдуллов // Коммунальный комплекс России. - 2008. - № 9(51). - С. 24-26.

46. Ранняя диагностика аномалий БН- реакторов с использованием параметров технологического контроля / А. А. Минаков [и др.] // Препринт-НИИАР. ЦНИИатоминформ. - 1985. - № 5(65). - С. 97-101.

47. Михеев, М. А. Основы теплопередачи / М. А. Михеев. - Москва : Госэнергоиздат, 1961. - 237 с.

48. Науменко, А. П. Научно-методические основы вибродиагностического мониторинга поршневых машин в реальном времени : дисс. ... д-ра техн. наук / А. П. Науменко. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. - 423 с.

49. Науменко, А. П. Вероятностно-статистические методы принятия решений: теория, примеры, задачи : учеб. пособие / А. П. Науменко, И. С. Кудрявцева, А. И. Одинец ; Минобрнауки России, ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2018. - 108 с.

50. Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. - 7-е. изд. -Ленинград : Химия, 1970. - 624 с.

51. Об утверждении технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» : постановление Правительства Российской Федерации № 118. - Москва : [б. и.], 2008. - 16 с.

52. Рамазанов, К. Р. Разработка технологии получения кумола в режиме каталитической дистилляции на твердофазном катализаторе / К. Р. Рамазанов // Производство мономеров и продуктов на их основе : материалы отраслевого совещания по нефтехимии. - Москва : «Наука», 2002. - С. 152-153.

53. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. : распоряжение Правительства РФ № 1715-р. - Москва : [б. и.], 2009. - 97 с.

54. Расчет критерия корреляции Спирмена на онлайн калькуляторе. - URL: http://medstatistic.ru/calculators/calcspirmen.html (дата обращения: 24.02.2021).

55. Розенброк, Х. Вычислительные методы для инженеров-химиков / Х. Розенброк, С. Стори ; под ред. Б. И. Соколова. - Ленинград : Химия, 1982. - 592 с.

56. PI Process Book. Руководство пользователя. - San Leandro : OSIsoft, LLC,2009.

57. Сайт производителей контрольно-измерительных средств измерения температуры ООО «ПК «Тесей». - URL: http://www.tesey.com/ (дата обращения: 24.02.2021).

58. Сайт производителей контрольно-измерительных средств измерения расхода «Крона-Техника». - URL: http://www.kronatech.ru/ (дата обращения: 24.02.2021).

59. Сайт продажи продуктов промышленной аналитики «Como», набор аналитических инструментов для моделирования, прогнозирования и оптимизации с использованием мощной аналитики «Unscrambler». - URL: https://www.camo.com/unscramblersuite/ (дата обращения: 24.02.2021).

60. Сайт производителей технологического оборудования для газовой, нефтяной и нефтехимической отраслей промышленности ООО «ИнжСистемСервис». - URL: http://injsystem.com/personal/plate/ (дата обращения: 24.02.2021).

61. Сайт производителей технологического оборудования для газовой, нефтяной и нефтехимической отраслей промышленности ОАО «Волгограднефтемаш». - URL: http://www.vnm.ru/ (дата обращения: 24.02.2021).

62. Сайт производителей технологического оборудования и арматуры для газовой, нефтяной и нефтехимической отраслей промышленности Альфа Лаваль. -URL: https://www.alfalaval.ru/ (дата обращения: 24.02.2021).

63. Сафронов, Ю. К. Методика определения толщины отложений в теплообменных аппаратах по результатам обследования / Ю. К. Сафронов, Ю. А. Бадьин // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1996. - № 9. - С. 36-40.

64. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2 2003610125. Программа диагностирования вращающегося оборудования «ДИЭС» : Москва : опубл. 08.01.2003 / А. А. Мынцов, М. В. Кочнев, О. В. Мынцова, А. Ю. Лещенко.

65. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии / А. И. Скобло, Ю. К. Молоканов, А. И. Владимиров, В. А. Щелкунов. - 3-е изд. перераб. и доп. - Москва : ООО Недра-Бизнесцентр, 2000. - 677 с.

66. Основы интеграции тепловых процессов / Р. Смит, Й. Клемеш, Л. Л. Товажнянский [и др.]. - Харьков : НТУ «ХПИ», 2000. - 458 с.

67. Метод ячеек Дирихле для решения газодинамических уравнений в цилиндрических координатах / А. В. Соловьев [и др.]. - Москва : Изд-во ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 1986. - 32 с.

68. Стецюк, А. Е. Основы технической диагностики. Теория распознования : учеб. пособие / А. Е. Стецюк, Я. Ю. Бобровников. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2012. - 69 с.

69. С. RU.C34.004.AN 17813. Госреестр № 26914-04 Сертификат об утверждении типа средств измерений. Комплекс программно-технический САДКО. - Москва, 2004. - 7 с.

70. СТО СА 03 004 2009. Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке. - Волгоград : ВГПУ Издательство «Перемена», 2010. - 156 с.

71. Технические средства диагностирования. Справочник / под общ. ред. В. В. Клюева, П. А. Пархоменко, В. Е. Абрамчук [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1989. - 672 с.

72. Исследование энергоэффективности процесса гидроконверсии на стадии проектирования / Н. А. Тимофеева, В. М. Капустин, О. А. Реутова [и др.] // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2018. - № 4. - С. 35-39.

73. Двухуровневая система термографического контроля промышленных теплоустановок / В. Г. Торгунаков [и др.] // Оптические, радиоволновые, тепловые методы и средства контроля природной среды, материалов промышленной среды : тезисы VII Междунар. науч.-техн.конф. - Череповец : Виртуоз, 1997. - С. 45-46.

74. ТР 2-034-2011. Технологический регламент установки гидроочистки дизельных топлив Л 24/9 АО «Газпромнефть ОНПЗ». - Омск, 2011. - 283 с.

75. ТР 2-035-2006. Технологический регламент установки гидроочистки дизельных топлив Л 24/6 АО «Газпромнефть ОНПЗ». - Омск, 2006. - 256 с.

76. ТР 2-036-2011. Технологический регламент установки гидроочистки дизельных топлив по технологии иОР АО «Газпромнефть ОНПЗ». - Омск, 2011. -456 с.

77. Уонг, Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров / Х. Уонг. - Москва : Атомиздат, 1979. - 216 с.

78. Федосеев, Д. В. Опыт применения стационарных систем контроля диагностирования и управления на нефтеперерабатывающих предприятиях / Д. В. Федосеев, В. А. Логинов, В. В. Дубровский // Энергосбережение. Диагностика-2008 : сб. докл. X Междунар. науч.-практ. конф. - Димитровград : «ЮНИПресс», 2008.

- С. 288-295.

79. Гидрогенизационные процессы на НПЗ России / В. А. Хавкин, Л. А. Гуляева, Н. Я. Виноградова, О. М. Шмелькова // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2010. - № 3. - С. 25-29.

80. Харкевич, А. А. Борьба с помехами / А. А. Харкевич. - 5-е изд., стереотип. - Москва : «Наука», 2018. - 280 с.

81. Эсбенсен, К. Анализ многомерных данных. Избранные главы / К. Эсбенсен ; под ред. О. Е. Родионовой. - Черноголовка : Изд-во ИПХФ РАН, 2005.

- 157 с.

82. Ai-Fu Chang. Refinery Engineering. Integrated Process Modeling and Optimization / Ai-Fu Chang, Kiran Pashikanti, Y. A. Liu // Chemical Engineering Science. - 1983. - № 38 (5). - P. 745-763.

83. Die Vervendung von Parametern der technologischen Kontrolle für die Diagnostik von Anomalien schneller Brutreaktoren / V.A. Afanas'ev [et al] // Kernenergie. - 1984. - № (27) 3. - P. 97-101.

84. Awad, M. M. Fouling of heat transfer surfaces / М. М. Award // Heat Transfer. Theoretical Analysis, Experimental Investigation and Industrial Systems. Edited Belmiloudi A. - 2011. - №1 - P. 506-544.

85. Condition monitoring of heat-exchange equipment of the diesel fuel hydrotreatment processes. - DOI: doi:10.1063/1.5122145 / A. M. Demin, A. A.

Gorchakova, A. P. Naumenko, A. I. Odinets // AIP Conference Proceedings. - 2019. -Vol. 2141.

86. Economic evaluation of use of heat exchange equipment diagnostic software at diesel hydrotreating unit. - DOI: doi:0.1088/1742-6596/1260/3/032009 / A. М. Demin, A. P. Naumenko, O. A. Reutova, A. I. Odinets // Journal of Physics: Conf. Series. - 2019. - Vol. 1260.

87. Enhance refinery profitability with modeling innovations / editors R. Beck, D. Ajikutira, L. Herrmann, V. Ye. - URL: www.hydrocarbonprocessing.com/magazine/2013/july-2013/special-report-refinery-of-the-future/enhance-refinery-profitability-with-modeling-innovations/ (дата обращения: 28.03.2016).

88. HYSYS Версия 2004 Базис. AspenTECH : электронное пособие.

89. HYSYS Версия 2004 Моделирование в стационарном режиме. AspenTECH : электронное пособие.

90. Probabilistic and Statistical Criterions for Assessing the Condition by Vibroacoustic Signal Parameters. - DOI: doi: 10.1109/Dynaics47113.2019.8944684 / I. S. Kudryavtseva, A. М. Demin, A. P. Naumenko, A. I. Odinets // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines. - 2019. - Р. 1-7.

91. The pinch design method for heat exchanger networks / B. Linnhoff [et al] // Chemical Engineering Science. - 1983. - № 38 (5). - P. 745-763.

92. Linear method for the design of shell and tube heat exchangers including fouling modeling / J. C. Lemos [et al] // Applied Thermal Engineering. - 2017. - Vol. 125. - P. 1345-1353.

93. Incorporating Fouling Modeling into Shell-and-Tube Heat Exchangers Design / А. Nakao [et al] / Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2017. - Vol. 56 (15). - P. 4377-4385.

94. Computer model of Thermal Processes in a Cement Kiln / M. S. Sukhanov [et al] // The 7th European Conference on Non-Destructive Testing. - 1998. - № 8. - P. 2676-2679.

Результаты скрининга и расчета на математической модели технологических параметров и коэффициентов загрязнения теплообменных аппаратов реакторного блока установки гидроочистки ДТ по технологии

иор

Таблица А.1

Параметр Единица измерения Завод л ч е д о Отклонени Завод л ч е д о Отклонени Завод Модель Отклонени Завод Модель Отклонени

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Дата 06.12.2012 03.12.2017 28.02.2018 08.08.2016

Расход сырья на поток А м3/ч 195,6 195,6 -0,01 203,1 203,0 0,06 199,6 199,6 0,03 222,7 222,7 0,00

Расход ВСГ на ТО А Нм3/ч 45151 45151 -0,05 43999 43999 -0,01 44672 44672 -0,18 32153 32153 -0,05

Расход ВСГ на ТО В Нм3/ч 42243 42243 -0,18 43168 43168 -0,05 47747 47747 0,25 28030 28030 -0,05

Расход ВСГ на квенч Нм3/ч 32702 32702 -0,50 41572 41572 0,21 37851 37851 0,34 34968 34968 -0,01

Т сырья на входе 30,6 36,0 -5,41 41,9 41,9 0,00 30,8 30,8 -0,02 59,0 59,0 0,00

Т ГПС из Р-1 312,4 312,4 0,00 336,1 336,1 0,00 334,7 334,7 -0,04 360,5 360,5 0,00

Т ГСС на входе в Р-1 298,3 298,3 0,01 304,0 304,0 0,00 305,7 305,7 0,00 332,8 332,8 0,00

Т ГСС смесь после ТО В перед Н-1 276.0 275,8 0,15 268,6 268,5 0,09 274,0 274,2 -0,22 289,3 289,3 -0,03

Т ГСС смесь после ТО А перед Н-1 276,1 274,9 1,21 267,8 267,8 -0,05 253,5 253,0 0,45 287,7 287,7 -0,01

Т ГСС на входе в Е1В/1 44,9 46,1 -1,20 54,6 52,5 2,12 50,3 44,7 5,66 65,4 61,5 3,84

Т ГСС на входе в Е1А/1 40,8 46,5 -5,71 51,1 52,9 -1,82 41,8 45,9 -4,14 64,1 61,8 2,29

Т ГПС на выходе Е1А/1 116,2 116,2 0,03 162,0 169,3 -7,34 144,9 145,2 -0,32 186,7 188,9 -2,18

Т ГПС на выходе Е1В/1 112,0 118,6 -6,63 155,3 163,0 -7,72 168,0 170,7 -2,69 179,6 183,4 -3,81

Т ГСС на выходе из Е1А/4 276,0 274,9 1,06 292,7 292,7 0,01 253,0 253,0 0,01 288,1 288,1 -0,02

Т ГСС на входе в Е1А/3 180,2 180,0 0,20 181,2 183,6 -2,42 113,8 113,0 0,80 150,3 150,1 0,17

Т ГСС на входе в Е1В/3 175,2 174,7 0,48 166,6 173,3 -6,66 152,4 152,5 -0,12 156,4 156,2 0,24

Т ГПС на выходе Е1А/3 231,2 230,8 0,37 102,5 259,3 -156,8 209,4 207,3 2,10 253,1 255,7 -2,58

Т ГПС на выходе Е1В/3 226,7 227,0 -0,28 245,7 251,6 -5,95 241,1 245,4 -4,33 252,4 257,2 -4,76

Т ГСС на выходе из Е1В/4 273,3 275,8 -2,46 287,1 287,1 0,03 279,0 278,9 0,09 289,3 289,3 -0,03

Продолжение табл. А.1.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Чистые Грязные Чистые Грязные Чистые Грязные Чистые Грязные

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1А/1 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0004 0,0003 0,0007 0,0030 -0,0023 0,0007 0,0080 -0,0073 0,0007 0,0065 -0,0058

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1А/2 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0004 0,0003 0,0007 0,0025 -0,0018 0,0007 0,0090 -0,0083 0,0007 0,0060 -0,0053

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1А/3 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0011 -0,0004 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0030 -0,0023 0,0007 0,0028 -0,0021

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1А/4 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0012 -0,0005 0,0007 0,0027 -0,0020 0,0007 0,0041 -0,0034 0,0007 0,0030 -0,0023

К-т загрязнения труб 100А-Е1А/1 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0003 0,0002 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100А-Е1А/2 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0002 0,0003 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100А-Е1А/3 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100А-Е1А/4 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1В/1 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0004 0,0003 0,0007 0,0030 -0,0023 0,0007 0,0040 -0,0033 0,0007 0,0050 -0,0043

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1В/2 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0008 -0,0001 0,0007 0,0030 -0,0023 0,0007 0,0035 -0,0028 0,0007 0,0060 -0,0053

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1В/3 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0011 -0,0004 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0030 -0,0023

К-т загрязнения корпуса 100А-Е1В/4 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0010 -0,0003 0,0007 0,0029 -0,0022 0,0007 0,0028 -0,0021 0,0007 0,0037 -0,0030

К-т загрязнения труб 100А-Е1В/1 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0003 0,0002 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100А-Е1В/2 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0004 0,0001 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100А-Е1В/3 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0003 0,0002 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100А-Е1В/4 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

Нагрузка печи 100А-Н1 Гкал/ч 3,76 3,76 0,00 3,74 6,01 -2,27 2,63 6,91 -4,28 2,73 7,81 -5,08

Нагрузка холод-ков 100А-ЕА1 Гкал/ч 7,78 7,78 0,00 13,53 15,69 -2,16 10,36 14,38 -4,02 13,82 18,48 -4,66

Расход сырья на поток В м3/ч 142,93 142,93 0,00 201,80 201,80 0,00 199,09 199,10 -0,01 200,51 200,51 0,00

Расход ВСГ на ТО А Нм3/ч 35050 35050 -0,41 42939 42939 0,09 44860 44860 -0,04 35382 35382 0,03

Расход ВСГ на ТО В Нм3/ч 34555 34555 -0,32 41694 41694 -0,07 44769 44769 0,00 33610 33610 -0,03

Расход ВСГ на квенч Нм3/ч 36783 36783 -0,50 45135 45135 -0,20 37472 37472 0,00 31735 31735 0,05

Т сырья на входе 26,73 27,00 -0,27 40,95 40,95 0,00 29,74 29,73 0,01 58,13 58,13 0,00

Т ГПС из Р-1 311,59 311,59 0,00 338,91 338,91 0,00 337,94 337,94 0,00 360,83 360,80 0,03

Т ГСС на входе в Р-1 296,23 296,23 0,00 303,86 303,86 0,00 304,22 304,22 0,00 330,93 330,90 0,03

Т ГСС смесь после ТО В перед Н-1 277,29 277,30 -0,01 265,50 265,70 -0,20 264,60 264,60 0,00 277,05 277,20 -0,15

Т ГСС смесь после ТО А перед Н-1 276,88 276,90 -0,02 268,91 268,90 0,01 267,57 267,60 -0,03 285,73 285,70 0,03

Т ГСС на входе в Е1В/1 41,19 39,00 2,19 53,37 52,78 0,59 46,01 45,28 0,73 61,99 62,20 -0,21

Т ГСС на входе в Е1А/1 40,01 38,92 1,09 53,78 52,78 1,00 46,72 45,16 1,56 63,04 62,02 1,02

Т ГПС на выходе Е1А/1 111,41 114,80 -3,39 168,52 170,00 -1,48 157,20 161,30 -4,10 178,42 182,60 -4,18

Т ГПС на выходе Е1В/1 118,57 113,40 5,17 171,28 174,50 -3,22 159,55 164,60 -5,05 198,30 203,10 -4,80

Т ГСС на выходе из Е1А/4 276,88 277,30 -0,42 300,94 300,90 0,04 286,82 286,70 0,12 285,73 285,70 0,03

Т ГСС на входе в Е1А/3 176,60 -176,60 197,09 197,10 -0,01 163,45 161,60 1,85 150,54 150,70 -0,16

Т ГСС на входе в Е1В/3 184,59 184,40 0,19 202,65 202,70 -0,05 164,41 164,40 0,01 127,15 127,10 0,05

Т ГПС на выходе Е1А/3 227,80 -227,80 265,94 267,10 -1,16 245,76 245,70 0,06 245,87 253,60 -7,73

Т ГПС на выходе Е1В/3 233,50 -233,50 262,17 272,10 -9,93 243,45 249,60 -6,15 247,95 250,40 -2,45

Т ГСС на выходе из Е1В/4 277,29 277,30 -0,01 301,81 302,10 -0,29 286,03 286,20 -0,17 277,81 277,80 0,01

Окончание табл. А.1.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Чистые Грязные Чистые Грязные Чистые Грязные Чистые Грязные

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1А/1 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0010 -0,0003 0,0007 0,0019 -0,0012 0,0007 0,0039 -0,0032 0,0007 0,0070 -0,0063

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1А/2 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0010 -0,0003 0,0007 0,0025 -0,0018 0,0007 0,0035 -0,0028 0,0007 0,0060 -0,0053

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1А/3 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0014 -0,0007 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0025 -0,0018 0,0007 0,0033 -0,0026

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1А/4 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0018 -0,0011 0,0007 0,0024 -0,0017 0,0007 0,0021 -0,0014 0,0007 0,0036 -0,0029

К-т загрязнения труб 100В-Е1А/1 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100В-Е1А/2 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100В-Е1А/3 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100В-Е1А/4 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1В/1 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0010 -0,0003 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0040 -0,0033 0,0007 0,0148 -0,0141

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1В/2 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0011 -0,0004 0,0007 0,0024 -0,0017 0,0007 0,0035 -0,0028 0,0007 0,0100 -0,0093

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1В/3 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0020 -0,0013 0,0007 0,0025 -0,0018 0,0007 0,0035 -0,0028

К-т загрязнения корпуса 100В-Е1В/4 (Кчм2) /ккал 0,0007 0,0029 -0,0022 0,0007 0,0029 -0,0022 0,0007 0,0033 -0,0026 0,0007 0,0046 -0,0039

К-т загрязнения труб 100В-Е1В/1 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0001 0,0004 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100В-Е1В/2 (Кчм2)/ ккал 0,0005 0,0001 0,0004 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100В-Е1В/3 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0001 0,0005 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

К-т загрязнения труб 100В-Е1В/4 (Кчм2) /ккал 0,0005 0,0001 0,0004 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000 0,0005 0,0005 0,0000

Нагрузка печи 100В-Н1 Гкал/ч 2,00 2,34 -0,34 4,44 6,05 -1,61 3,47 6,31 -2,84 2,01 8,12 -6,11

Нагрузка холодильников 100В-ЕА1 Гкал/ч 5,70 6,11 -0,41 14,78 16,02 -1,24 12,02 14,18 -2,16 12,55 18,02 -5,47

Акт о внедрении методики диагностирования теплообменного оборудования

в АО «Газпромнефть-МНПЗ»

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГАЗПРОМНЕФТЬ-МОСКОВСКИЙ НПЗ-

(АО -ГАЗПРОМНЕФТЬ-МНПЗ»)

ЮРЯДИЧЭСХЯИ 3PDC С

Россия. 1ЕЖ29. F Моема KanotM. 2-й кв.. д. 1. wen 3

ten +7 «95) 711-92-00. Фмг, .7 (49б| 35Ь-62-52

ОГРН 1027700500190. ИНН 772300632»

Адрес для коореаюидрнчтг

Росши. 10Э42Ч,г.Млом Калспнй.2-йuuд 1.«tipn.3

e-meil mninliqiipnmwienjii

AWAmftKBIipforr-ncflm

о внедрении методики диагностирования теплообменного оборудования в

Настоящим сообщаем, что в соответствии с материалами следующих статей:

- «Тестирование сырьевых теплообменников установок гидроочисток дизельного топлива с помощью моделирующих программ» C.B. Корнеев, A.M. Демин, М.А. Демин, O.A. Реутова, Ю.А. Пиляева // "Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний"- Москва, №12, 2013. - Стр. 25-29;

- «Параметрическая диагностика теплообменного оборудования» B.C. Маленьких, A.M. Демин, М.А. Демин, C.B. Корнеев // "Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний"- Москва, № 5, 2015. - Стр. 35-43;

- «Способы борьбы с отложениями в сырьевых теплообменниках установок гидроочисток дизельных топлив» A.M. Демин, М.А. Демин, B.C. Маленьких, C.B. Корнеев // "Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний"- Москва, № 8, 2015. - Стр. 32-37

в АО «Газпромнефть-МНПЗ» была реализована методика диагностирования сырьевых теплообменников установки гидроочистки дизельных топлив J1-24/5 в соответствии с рекомендациями авторов. В настоящее время данная методика проходит опытную эксплуатацию и, несмотря на свою простоту, позволяет достоверно оценивать необходимость чистки теплообменного оборудования.

^ГАЗПРОМ

i №..

.01.

Акт

АО «Газпромнефть-МНПЗ»

« Öl » Of 2

Главный технолог

Галкин В.В.

АО «ГАЗПРОМНЕФТЬ-МНПЗ»

Акт о внедрении методики диагностирования теплообменного оборудования

в АО «Газпромнефть-МНПЗ»

Филиал публичного акционерного общества «Акционерная нефтяная Компания '-Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим» 450045. Российская Федерация. Республика Башкортостан, г Уфа-45 тел + 7 547 260-56-99. факс [phone] ИНН 0274051582, ОКПО 67826502 www.babhneft.fu

С

БАШНЕФТЬ

Branch of Public Joint Stock Oil Company Bashn

Bashneft-Ufaneftekhim

Ufa 45.

Republic of Bashkortostan,

Russian Federation. 4S004S

phone ♦ 7 347 260-56-99. fax [phone]-

TIN 0274051582. OKPO 67826502

www.bashneft ru

■fo 05- No 3l/DOÄi

Ha №

Отзыв о внедрении методики диагностирования теплообменного оборудования в филиалах ПАО АНК «Башнефть»

Настоящим сообщаем, что в соответствии с материалами следующих статей:

- «Тестирование сырьевых теплообменников установок гидроочисток дизельного топлива с помощью моделирующих программ» C.B. Корнеев, A.M. Демин, М.А. Демин, O.A. Реутова, Ю.А. Пиляева // "Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний"-Москва, №12, 2013. - Стр. 25-29;

- «Параметрическая диагностика теплообменного оборудования» B.C. Маленьких, A.M. Демин, М.А. Демин, C.B. Корнеев // "Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний"- Москва, № 5, 2015. - Стр. 35-43;

- «Способы борьбы с отложениями в сырьевых теплообменниках установок гидроочисток дизельных топлив» A.M. Демин, М.А. Демин, B.C. Маленьких, C.B. Корнеев // "Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний"- Москва, № 8, 2015. - Стр. 32-37

в филиалах ПАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим», «Башнефть-Новойл» и «Башнефть-УНПЗ» реализуется методика диагностирования сырьевых теплообменников установки гидроочистки дизельных топлив Л-24-7 в соответствии с рекомендациями авторов. В настоящее время данная методика проходит опытную эксплуатацию и, не смотря на свою простоту, позволит достоверно оценивать необходимость чистки теплообменного оборудования.

Начальник отдела операционных улучшений

A.B. Лунев

Удостоверение на рационализаторское предложение «Способ дигностирования загрязненнности теплообменников по

температурным потокам»

УДОСТОВЕРЕНИЕ

НА РАЦИОНАЛИЗАТОРСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ Настоящее удостоверение выдано

__Демину Александру Михайловичу_

(фамилия, имя, отчество)

на предложение № 1(11) от 02.02.2011 г. «Способ диагностирования загрязненности теплообменников по температурным потокам",

признанное рационализаторским и принятое в ОАО «Газпромнефгь-ОНПЗ» 10.10.2012г. к использованию под наименованием: «Способ диагностирования загрязненности теплообменников по температурным потокам".

Ш-08.40.04-05 «Удостоверение на рационализаторское предложение»

Алгоритм оценки критерия состояния в программном продукте Aspen

HYSYS

Алгоритм оценки критерия состояния в системе Р1 РВ

го ^

х

I I

ш

ю о

0 ^

н >

т 1_

>

ГО

1

ОС

го т

О ^

с

20

15

10

0,00

Приложение Ж

(справочное) Графики

у = -4Е+06 п(х) - 5Е+06 3,9551

R2 =

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Коэффициент загрязнения по межтрубному пространству,

°С-ч-м2/ккал

Рисунок Ж 1 - Зависимость тепловой нагрузки теплообменника от коэффициента

загрязнения по межтрубному пространству

с

.о

и ч а

? и о°

О гч"

£ 1 ек

ик ц

и ф

ф

э о К

3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0

0,00

у = -3Е+08х4 + 3Е+07х3 - 2Е+06х2 + 36916х + 2601,8 R2 = 0,9989

• К-т теплоотдачи по корпусу

• К-т теплоотдачи по трубам

-у = -857,73х + 1091,3 R2 = 0,9968

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

Коэффициент загрязнения по межтрубному пространству,

°С-ч-м2/ккал

0,06

5

0

Рисунок Ж 2 - Зависимость коэффициентов теплоотдачи по корпусу и трубам теплообменника от коэффициента загрязнения по межтрубному пространству

го

ю >

I-

О С

и

ГО о"

о 2 £ 5

I

ш ^

-е--е-

т О

3000 2950 2900 2850 2800 2750 2700 2650 2600 2550

у = 86,7981п(х) + 3231,7 л л-1 /< /-

R = 0,9/40

//

• •

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Коэффициент загрязнения по межтрубному пространству, °С-ч-м2/ккал

Рисунок Ж 3 - Зависимость коэффициента теплоотдачи по трубам теплообменника от коэффициента загрязнения по межтрубному пространству

1,1

1,0

с /г к

,я и н е

^

в а ч

ч а п

е р

е

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

у = -867,36х3 + 109,56х2 - 5,5269х + 1,0054 R2 = 0,9998

• Перепад давления по корпусу

• Перепад давления по трубам

у = 0,3864х + 0,5302 R2 = 0,9772

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

Коэффициент загрязнения по межтрубному пространству, °С-ч-м2/ккал

Рисунок Ж 4 - Зависимость перепада давления по корпусу и трубам теплообменника от коэффициента загрязнения по межтрубному пространству

0,56

(Ч

I 0,55

ю 0,55

0 С

ОС X

1

ш ^

т го Ч

Ч го с ш

Ш

у = 0,3864х + 0,5302 R2 = 0,9772

0,54 0,54 0,53 0,53

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Коэффициент загрязнения по межтрубному пространству, °С-ч-м2/ккал

Рисунок Ж 5 - Зависимость перепада давления по трубам теплообменника от коэффициента загрязнения по межтрубному пространству

а к

25

20

и ч е п а к

з у

р

г а н я а н

^

о

" 15

10

0

у = 6Е+061 п(х) + 4Е+07

R2 = 3,9551

/

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Коэффициент загрязнения по межтрубному пространству, °С-ч-м2/ккал

Рисунок Ж 6 - Зависимость тепловой нагрузки печи от коэффициента загрязнения