Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок
В высокотемпературных установках многие конструктивные элементы находятся в зонах высоких температур, и надежная их работа обеспечивается системами принудительного охлаждения. Различают водяное и испарительное охлаждение.
Рис. 33. Схемы водяного охлаждения конструктивных элементов:
1 — теплообменная поверхность; 2 — насос; 3 - циркуляционный насос;
4 — подпиточный насос; 5 - градирня
Водяное охлаждение осуществляется либо проточной, либо по оборотной схемам (рис. 32). Температура воды на выходе не должна превышать ~40 °С из–за опасности образования накипи. Незначительный нагрев воды (на 10-15 °С) требует очень большого расхода воды. По конструктивным признакам можно выделить два типа охлаждаемых элементов: коробчатые и трубчатые. В полых коробчатых элементах скорость движения потока в несколько раз ниже, чем в подводящих теплоноситель трубах. При охлаждении коробчатых элементов коэффициент теплоотдачи от стенки к воде не зависит от скорости воды и может быть рассчитан по формуле
, (60)
где 
- разность температур
стенки охлаждаемого элемента и воды.
При охлаждении водой трубчатых элементов коэффициент теплоотдачи рассчитывается как
. (61)
Для воды l @ 64,8 Вт/(м2×К); 
=3,54; r = 988,1 кг/м3; m = 676,9×10-4 Н/м; 
= 0,685×10-4 (при Р = 1×105 Па, t = 50 °С). Тогда для трубы 57/3 внутренний диаметр
равен 
и при скорости 
число Рейнольдса составит 
, а коэффициент теплоотдачи 
Вт/(м2×К).
Следует отметить следующие недостатки водяного охлаждения:
1. Низкая температура охлаждающей воды исключает возможность использования теплоты, уносимой водой (воду сбрасывают в канализацию либо охлаждают в градирнях).
2. Большие расходы воды, до 500 т/ч на 1 агрегат.
Важным условием научно - технического прогресса в нефтяной
и газовой отраслях является обеспечение их необходимыми техническими средствами,
материалами и оборудованием. Для этого смежные отрасли должны освоить производство:
"
новейших видов оборудования и материалов (компрессорных и насосных станций высокого
давления, реагентов) для освоения трудноизвлекаемых запасов нефти;
"
высокопроизводительных буровых установок, что позволит вести эксплуатационное
бурение в необходимых объемах и проводить мероприятия по энергосбережению в бурении;
" газоперекачивающих агрегатов, необходимых как для строительства новых,
так и реконструкции старых компрессорных станций;
" труб большого диаметра;
" оборудования для интенсификации и повышения нефтеотдачи пластов;
"
фонтанной арматуры;
" высокоэффективных электростанций на базе авиационных
и судовых двигателей.
В нефтяной отрасли использование горизонтальных скважин
и гидроразрыва низкопроницаемых коллекторов, использование закачки в пласты углеводородного
газа, двуокиси углерода, композиций химических веществ и других реагентов, осуществление
комбинированных процессов теплового воздействия на пласты, применение процессов
воздействия на пласты различными физическими полями позволит значительно сократить
энергопотребление.
Для повышения утилизации нефтяного газа и обеспечения его
рационального использования необходимо создание и внедрение малогабаритных автоматизированных
блочных установок по его подготовке и переработке.
Недавно были введены в
разработку Западно - Таркосалинское, Юбилейное и Ямсовейское газовые месторождения.
В 2000 г. начинается добыча газа на Губкинском и Заполярном месторождениях. Дальнейшее
наращивание добычи газа связано с освоением газовых ресурсов п-ва Ямал. Компенсация
падающей добычи газа и ее прирост будут обеспечиваться за счет ввода в эксплуатацию
более сложных месторождений, сопровождающегося ростом капитальных вложений и эксплуатационных
расходов. Сдержать эту неблагоприятную тенденцию возможно на основе новых технических
и технологических решений, например, широкого внедрения горизонтальных скважин,
дебиты которых в несколько раз превышают дебиты традиционных вертикальных скважин.
