Розділ 6. Застосування холоду в нафтовій, газовій і хімічній промисловості

6.1. Загальна характеристика холодильних установок

Тут знаходяться найкрупніші споживачі холоду. Енергоспоживання деяких холодильних установок цих галузей досягає 30000кВт при холодовидатності 50000кВт. Така витрата енергії на вироблення холоду іноді істотно впливає на енергетичному балансі регіонів, де вони розташовані.

Тому важливо обґрунтовано вибирати Q₀, t_к, t₀ цих установок, а також вживане холодильне устаткування і технологічні схеми.

Вимоги, що пред'являються до холодильних установок даних галузей промисловості:

• велика холодовидатність вживаних холодильних машин – компресорів;

• висока надійність;

• великий ресурс роботи;

• допускати застосування дешевих холодоаґентів (звично це основні або побічні продукти на даному виробництві);

• можливість використання енергетичних ресурсів, які є на даному виробництві;

• максимальна автоматизація.

Цим вимогам якнайповніше відповідають паро-компресорні холодильні машини з турбо- і ґвинтовими компресорами, газомото-компресорами, а також холодильні машини абсорбції, що використовують:

• теплоту технологічних процесів;

• вторинні енергетичні ресурси;

• воду теплофікації від ТЕЦ.

Системи охолодження. Безпосереднє випаровування (звично найекономнїше) тут часто неприйнятно із-за великих відстаней між споживачами холоду і, відповідно, великих втрат на всмоктуючих трубопроводах, або із-за несумісності холодильного аґенту і технологічного продукту.

Холодильні аґенти. Часто це технологічні продукти (нормальні температури кипіння їх дані в дужках):

амоніак (-33,4С), пропан (-42,1С), метан (-161,6С), етан (-88,5С), етилен (-103,2С), і-бутан (-14,1С), н-бутан (-0,5С).

Там, де заборонено застосування вибухонебезпечних речовин, використовують фреонові холодильні установки з вторинними холодоносіями.

Холодоносії. Використовують водні розчини хлористого натрію, хлористого кальцію, кальцієвої селітри, етиленгліколя.

Для температур нижче мінус 40С застосовують фреон-30, переохолоджений амоніак.

Для кондиціонування повітря в цехах (там, де це диктується технологічним процесом) використовують крупні водо-охолоджуючі блоки (чілери).

Системи відводутеплоти конденсації. Сучасні крупні аміачні і пропанові компресори пристосовані до роботи при t_к = (47...50)С. Тому часто застосовують повітряні конденсатори.

Проте, якщо вода є в достатній кількості, то використовують крупні горизонтальні кожухотрубні конденсатори (F  800м²) з ґрадирнями.

Хімічна промисловість характеризується різноманітністю виробництв, що потребують штучний холод; азотна промисловість (виробництво амоніаку, азотної кислоти), виробництво етилену, фармацевтичних, біологічних препаратів та ін. Для неї характерні: різноманітність холодильних аґентів, систем холодоспоживання, компресорів (від невеликих поршневих до турбокомпресорів Q₀ > 5000 кВт), абсорбційні холодильні машини та ін.

У газовій промисловості штучний холод застосовують для розділення природного газу по окремим фракціям (метан, етан, пропан, бутан, пентан та ін.), а також при перекачуванні природного газу у охолодженому (t = (-70…-75)C, P = (80…120) кг/см²) чи у зниженому (t = (-12015)C, P = (20…45) кг/см²) стані.