Научные статьи

ОАО «ОХК «УРАЛХИМ» — одна из крупнейших компаний на рынке азотных и фосфорных удобрений в Российской Федерации и СНГ, располагающая мощностями по производству более 2,5 млн. тонн аммиачной селитры, 2,8 млн. тонн аммиака, 0,8 млн. тонн моно- и диаммонийфосфата, 0,8 млн. тонн сложных удобрений, 1,2 млн. тонн карбамида в год. ОАО «ОХК «УРАЛХИМ» занимает второе место в мире и первое в России по производству аммиачной селитры.

Среди основных производственных активов ОАО «ОХК «УРАЛХИМ» следует назвать филиал «Азот», г. Березники, Пермский край; ОАО «Минеральные удобрения», г. Пермь; ОАО «Завод минеральных удобрений Кирово-Чепецкого химического комбината», г. Кирово-Чепецк, Кировская область; ОАО «Воскресенские минеральные удобрения», г. Воскресенск, Московская область.

Осенью 2011 года специалисты ОАО «Минеральные удобрения» обратились в ЗАО «ЛОТОС» с просьбой разработать и изготовить интенсифицированный холодильник LOTUS® на технологическую позицию (114 — С1) на производстве аммиака, в ограниченных габаритах по размещению.

Ранее на данной позиции (114 — С1) был установлен пластинчатый теплообменник типа компоблок Alfa Laval (Альфа Лаваль), типа CPK75-V-350, который в процессе эксплуатации на охлаждении синтез-газа деминерализованной водой работал не более 3—4 месяцев, после чего его приходилось останавливать для ремонта. Теплообменник не выдавал расчетных теплотехнических показателей по глубине охлаждения синтез-газа, кроме того, произошло растрескивание по сварному стыковочному шву пластин длиной 70 мм.

Инженеры ЗАО «ЛОТОС» взялись за работу.

Юрий Владимирович отмечает внимательное отношение специалистов ЗАО «ЛОТОС» к поставленным задачам и оперативную разработку технических решений с применением теплообменного аппарата LOTUS® для охлаждения синтез-газа. В разработанном ими оптимальном для данного производства решении с применением интенсифицированного теплообменного холодильника  LOTUS® BEM  GW - 3,15 - 08173/1 по ТУ 3612-001-60793544-2009 были учтены замечания и пожелания технических специалистов ОАО «Минеральные удобрения».

Слово автору письма:

1. Теплообменник LOTUS® выполнен полностью по противоточной температурной схеме, обеспечивающий охлаждение синтез-газа до 112 0С при расходе деминерализованной воды 490 т/ч.
2. Обеспечена максимальная компактность теплообменника LOTUS® за счет применения трубок минимально допустимого диаметра с учетом небольшой вязкости синтез-газа.
3. В данном теплообменнике LOTUS® сбалансированы потоки по обоим пространствам и обеспечены необходимые скорости потоков движущихся сред (синтез-газ — 21 м/с, деминерализованная вода — 0,89 м/с), обеспечивающие равномерное распределение тепловой нагрузки по всей теплопередающей поверхности.
4. Достигнут высокий коэффициент теплопередачи до 1386,0 Вт/(м2*К) для данных сред.
5. Организовано скоростное движение  деминерализованной воды в межтрубном пространстве, которое обеспечивает минимизацию объемов застойных зон, что позволяет максимально эффективно использовать всю теплопередающую поверхность.
6. Созданы условия для стабильной работы аппарата при уменьшении/увеличении расходов рабочих сред на +15 — 30%.
7. При разработке проведён полный спектр расчётов на прочность, позволяющих обеспечить надёжную работу теплообменника LOTUS® при давлении и температуре, соответствующей исходным данным для проектирования.

Холодильник  LOTUS® BEM  GW - 3,15 - 08173/1 по ТУ 3612-001-60793544-2009 на позиции 114-С1 был запущен в эксплуатацию в мае 2012 года. В октябре 2012 года, после пяти месяцев эксплуатации, был произведен плановый осмотр холодильника LOTUS® BEM  GW - 3,15 - 08173/1. По факту осмотра замечаний со стороны специалистов ОАО «Минеральные удобрения» к работоспособности теплообменного оборудования LOTUS® не было. Истекший период эксплуатации данного холодильника LOTUS® показал, что все теплотехнические параметры работы реализованы, а теплообменник за счет наличия запаса поверхности в размере 63% охлаждает синтез-газ до температуры 1120С при температуре воды на входе в аппарат 1110С даже при увеличенном на 5% расходе синтез-газа. Передавать тепло с разностью температур на входе и выходе в 10С может только по-настоящему интенсивное теплообменное оборудование, каким и являются интенсифицированные кожухотрубчатые теплообменники LOTUS®.

За истекший период эксплуатации данный холодильник LOTUS® показал следующие параметры:

№ п/п	Параметр	Ед. измерения	Величина
			расчетная	фактическая
1.	Расход синтез-газа Расход деминерализованной воды	т/ч	81 490	85 490
2.	Температура синтез-газа: - на входе - на выходе	0С	158,0 116,0	160,0 112,0
3.	Температура деминерализованной воды: - на входе - на выходе	0С	111,0 116,5	111,0 116,0

 

 

Интенсификация теплообмена за счет применения различных конструкторских решений в теплообменниках LOTUS® позволила значительно повысить эффективность теплообменных процессов на ОАО «Минеральные удобрения». В результате внедрения теплообменника LOTUS® BEM  GW - 3,15 - 08173/1 поз. 114-С1 потребление природного газа на одну тонну аммиака снизилось на 3—3,5 кубометра, что особенно актуально в связи с повышением с 1 июля 2012 года тарифов на газ. Кроме этого, теплообменник LOTUS® BEM  GW - 3,15 - 08173/1 поз. 114-С1 дает возможность на определенной стадии производства держать более высокую нагрузку в жаркое время, а в зимний период останавливать часть вентиляторов на последующем теплообменнике АВЗ для экономии электроэнергии.

Положительные итоги, вызванные внедрением холодильника LOTUS®, были прокомментированы техническими специалистами ОАО «Минеральные удобрения» в корпоративном журнале ОАО ОХК «УРАЛХИМ» за 3 квартал 2012 года.

Уменьшение металлоемкости, вкупе с существенной экономией энергоносителя и безусловной надежностью теплообменного аппарата (даже по сравнению с зарубежными аналогами), обусловило высокую оценку специалистов ОАО «Минеральные удобрения» и их готовность рекомендовать к применению теплообменное оборудование LOTUS® на аналогичных производствах.