Аппарат воздушного охлаждения: описание и классификация, технические характеристики
На многих объектах нефтегазовой и химической промышленности возникает потребность в организации систем охлаждения. Регуляция температурного режима является технологической мерой, чаще всего применяемой для жидкостей и газовых смесей. Подходы к реализации этой процедуры могут быть разными, но оптимальным считается аппарат воздушного охлаждения (АВО). Подбор модели по технико-эксплуатационным параметрам позволит организовать качественное обслуживание целевого ресурса с минимальными энергетическими расходами.
![аппарат воздушного охлаждения](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950236.jpg)
Конструкционное исполнение
Основу аппарата формирует группа теплообменных блоков с вентиляторами. Данные секции располагаются относительно друг друга таким образом, чтобы потоки воздуха могли поступать непосредственно в теплообменник. В качестве несущей конструкции используется металлический каркас на рамной основе. Его характеристики определяются количеством теплообменных секций, которые обслуживает аппарат воздушного охлаждения, а также мощностью вентиляторов. Для приведения в действие последних применяется электродвигатель. Как правило, это компактная установка, силовой потенциал которой составляет 20-30 кВт.
Регуляцию направления воздушных потоков осуществляют диффузоры, представляющие собой цилиндрическую обечайку. Это простейшая базовая конструкция, но в зависимости от модификации аппарат воздушного охлаждения может иметь несколько иное устройство. Обычно отклонения имеют незначительный конструкционный характер, а принципиальные различия в типах будут рассмотрены ниже. Что касается объединяющих характеристик, то к ним можно отнести одинаковый набор применяемых материалов. Коммуникационные элементы, например, изготавливаются из нержавеющих стальных сплавов, меди, титана и никеля. Для выполнения соединений применяют высокоточную сварку, способную обеспечить долговечный герметичный шов.
![аппарат воздушного охлаждения авг](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950231.jpg)
Принцип работы аппарата
Ключевую функцию выполняет группа теплообменников, по которым и проходят обслуживаемые среды – газы, пары, жидкости и т. д. И здесь надо подробнее рассмотреть сам принцип взаимодействия охлаждающей инфраструктуры и ее функциональных элементов.
Теплообменник представляет несколько проточных каналов, которые разделяются металлическими ребрами. К слову, в изготовлении ребер может применяться алюминий, медь или сталь, но во всех случаях важно наличие оцинкованного покрытия. Перед входом в теплообменные каналы также устанавливается коллектор – он отвечает за распределение между подающими и отводными трубопроводами. В этой же части происходит управление потоками охлаждаемых сред. Вентиляторы также являются важным функциональным звеном, без которого не обходятся аппараты воздушного охлаждения. Работа этого элемента заключается в поддержании циркуляции воздушных масс с целью вывода тепловой энергии, выделяемой в процессе прохождения обслуживаемой среды. Забор тепла как раз выполняется аккумулирующими ребрами, а в целях повышения охлаждающего фона иногда используют специальные технологические добавки для теплообменника.
Средства управления оборудованием
Основным параметром регуляции является объем воздуха, идущего на обеспечение циркуляции с тепловым забором. Для этого используются разные конструкционные средства. Например, жалюзи физически регулирует пропускную способность каналов, с которыми взаимодействуют вентиляторы. В данном случае настройка параметра объема возможна посредством ручного, электронного или пневматического контроля.
В современных конструкциях часто используют автоматизированное управление лопастями вентиляторов. Автоматика позволяет оператору точно подстраивать аппарат воздушного охлаждения с помощью частотного преобразователя. Комплексные системы регуляции предполагают и контроль потоков охлаждаемых сред. Конфигурация расположения клапанов и запорной арматуры зависит от условий применения аппарата, но сегодня такие средства используются даже на небольших предприятиях.
Технические характеристики
![ремонт аппарата воздушного охлаждения](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950230.jpg)
Оборудование характеризуется конструкционными параметрами и эксплуатационными показателями. В среднем аппарат воздушного охлаждения может располагать следующими характеристиками:
- Мощность электродвигателя – от 20 до 30 кВт.
- Число секционных блоков теплообменника – обычно 3 шт.
- Уровень давления – диапазон от 0,6 до 5 МПа.
- Число вентиляторных установок – 1 или 2 (зависит от длины трубных контуров).
- Диаметр вентилятора – 2,5-3 м.
- Скорость вращения вентилятора – порядка 400 об/мин.
- Коэффициент оребрения поверхностей труб – 10-20%.
- Длина труб в секциях – 5-8 м.
Классификации аппаратов
Устройства могут иметь разные исполнения по нескольким конструкционным компонентам. В первую очередь это тип камеры распределения. Так, существуют модели со съемной и неразъемной камерой, в которых также предусматриваются разные способы крепления. С точки зрения эксплуатации они отличаются по уровням давления. Например, модели, в которых распределительный блок дополняется плоской крышкой на шпильках, поддерживают давление на 30 Бар. Неразъемные камеры с пробками и вовсе имеют динамичные показатели давления, которые определяются условиями вакуума.
Главная же классификация, по которой разделяются типы аппаратов воздушного охлаждения, относится к способу расположения вентилятора. В соответствии с ним была введена и специальная маркировка оборудования. Теперь стоит подробнее ознакомиться с наиболее популярными типами конструкций.
![гост аппараты воздушного охлаждения](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950233.jpg)
Тип АВГ
Маркировка АВГ указывает на принадлежность аппарата к группе моделей, дополненных горизонтально расположенным вентилятором. Это типовая установка, используемая в сферах химической, газовой и нефтяной промышленности. Работа в суровых условиях добывающих предприятий организуется с помощью климатических модификаций – это аппарат воздушного охлаждения АВГ в исполнениях У1 и УХЛ1. Существуют и специальные версии для эксплуатации в сейсмоопасных зонах с частыми ураганами.
Что касается места размещения, то аппарат этой категории устанавливается на открытой площадке – без ограничений по взрывоопасным зонам в рамках класса В-1г. В качестве опционального дополнения могут применяться электроприводные системы, увлажнители, средства для очистки труб и оснастка для технического обслуживания. Кстати, для работы с вязкими средами используется аппарат воздушного охлаждения АВГ-В. Данная версия отличается наличием литой крышки на камере распределения и более высокой мощностью двигателя, обеспечивающего скорость прохождения среды от 2 до 10 м2/с.
Тип АВЗ
![аппараты воздушного охлаждения работа](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950234.jpg)
Аппараты зигзагообразного типа, которые можно применять для охлаждения и конденсации паровых, жидкостных и газовых продуктов. Конструкция формируется шестью трубными секциями, в свою очередь, скомпонованными биметаллическими оребренными трубами. Как видно из названия, особенностью данного вида охладительных аппаратов являются элементы зигзагообразной формы. В такой конфигурации выполняется размещение трубных секций под острым углом относительно друг друга и к несущей площадке.
На практике эксплуатации аппарат воздушного охлаждения АВЗ обеспечивает более эффективное воздействие воздушных потоков на рабочие поверхности. Объясняется это именно спецификой организации межтрубного пространства секций, в которых формируются вихревые потоки циркулирующего воздуха. Системы АВЗ также могут дополняться вспомогательным оборудованием, среди которого устройства рециркуляции нагретого воздуха.
Тип АВМ
С точки зрения функционального наполнения это универсальный аппарат, способный обслуживать все распространенные охлаждаемые среды. Технико-эксплуатационной особенностью представителей этой группы является монопоточность, обеспечиваемая единственным теплообменным блоком. Для его изготовления используется стандартный набор биметаллических сплавов, причем трубы могут устанавливаться горизонтально или вертикально. В качестве опционального наполнения для подобных моделей предлагается защитный каркас к электродвигателю. В случае если применяется аппарат воздушного охлаждения газа, пожаро- и взрывоопасные риски должны минимизироваться разными способами – в том числе посредством усиления рабочей начинки.
Тип БМ
Самая нестандартная конструкция в общем сегменте АОВ, которая представляет собой блочно-модульный агрегат. Специфика устройства в данном случае выражается объединением функциональных элементов в один корпус. Вентилятор устанавливается не как отдельный прибор, который служит для обеспечения сторонней циркуляции воздуха, а как непосредственная часть блока наряду с теплообменниками и распределителями. Из этого вытекают и эксплуатационные особенности, которые устанавливает ГОСТ. Аппараты воздушного охлаждения БМ в соответствии с нормативами радела 51364-99 должен иметь мощность порядка 10 кВт и скорость вращения на уровне 750 об/мин.
Как видно, по сравнению с обычными аппаратами данная разновидность отличается скромными показателями электродвигателя, но зато имеет высокие обороты вентиляционной установки.
![типы аппаратов воздушного охлаждения](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950235.jpg)
Расчет подходящей модели
Обычно базовый расчет осуществляется исходя из коэффициента теплоотдачи. Под него подбирается мощность электродвигателя, количество оборотов вентилятора, площадь охвата труб воздушными потоками и т. д. В расширенном виде расчет аппарата воздушного охлаждения предполагает использование таких показателей, как температура окружающей среды, температура обслуживаемой среды, длина секции теплообменника и т. д. В большинстве случаев для охлаждения сред в условиях атмосферного воздуха –8 °С до 35 °С подходят аппараты со следующими характеристиками: модель горизонтального типа с рабочим давлением 1,6 МПа, оребрением на 9%, силовым потенциалом 20 кВт и длиной труб 4 м.
Обслуживание АВО
Каждый раз перед запуском оборудования должна проверяться его физическая целостность, состояние узлов соединения, электротехническая оснастка и т. д. Особое внимание уделяется вентилятору – он должен быть сбалансирован динамической методикой. Далее в регулярном порядке должны проверяться углы поворота его лопастей, привод и подключение к сети.
Как правило, ремонт аппарата воздушного охлаждения реализуется посредством замены и восстановления отдельных деталей, или же сварочными мероприятиями. Независимо от плана работ, не рекомендуется использовать в ходе ремонта электротехнические приборы и инструменты, работающие с напряжением порядка 36 В и более. Также следует отслеживать состояние теплообменника и силовой установки на предмет переохлаждения. Этот нюанс актуален в зимнее время, когда установки редко вводятся в активную фазу эксплуатации. Чтобы исключить промерзание аппаратов, следует использовать морозостойкие добавки, жидкости и омыватели поверхностей.
Заключение
![расчет аппарата воздушного охлаждения](http://www.syl.ru/misc/i/ai/335773/1950232.jpg)
Системы охлаждения как таковые применяются в более широком диапазоне направлений, чем модели класса АОВ. Но далеко не все из них способны работать с такими средами, как нефть, газ и пар. Для многих агрегатов это проблемные теплоносители, работа с которыми уже в кротчайший срок приводит к разрушению или деформации технических элементов. Почему же с такими нагрузками справляется рассматриваемый аппарат воздушного охлаждения?
Объяснить это можно двумя моментами – простотой самой конструкции и применением высококачественных металлических сплавов. Именно эти характеристики позволяют поверхностям теплообменников, коллекторов и трубопроводов сохранять свои рабочие качества в условиях постоянного контакта с горючими и взрывоопасными смесями.
Похожие статьи
- Лучшие охладители воздуха: обзор, виды, принцип работы и отзывы
- Чиллер: что это, принцип работы и сферы применения
- Вентилятор без лопастей. Устройство и принцип работы. Сравнительные преимущества
- Холодильные машины и установки: устройство и принцип работы
- Вентиляторы высокого давления: технические характеристики, преимущества, особенности
- Кондиционер без внешнего блока: устройство, принцип работы, монтаж
- Что такое теплообменник: принцип работы