Результаты исследований по идентификации причин нестабильной работы криогенной воздухоразделительной установки ТКДС-100В

Аннотация

Приведены основные результаты экспериментального исследования работы азотной ректификационной колонны воздухоразделительной установки высокого давления ТКДС-100В, разработанной специалистами ОАО "НПО "Гелиймаш" в качестве альтернативы установкам предыдущего поколения АКДС-70М. Заявленная производительность таких установок по сравнению с производительностью установок предыдущего поколения значительно выше, концентрация получаемых продуктов соответствует требованиям и обеспечивается применением эффективных тепломассообменных аппаратов собственного производства. Опыт эксплуатации воздухоразделительной установки ТКДС-100В выявил ряд существенных недостатков. К эксплуатационным недостаткам приводит нестабильная работа блока разделения воздуха установки, вызванная как конструктивными просчетами, так и ошибками в эксплуатационной документации. Проведена оценка массовой производительности установки ТКДС-100В на режиме производства жидкого азота. На основе детального анализа эмпирических данных установлена причина колебательного характера протекающих в колонне процессов, которые существенно осложняют работу оператора, исключают возможность поддержания рационального режима и зачастую приводят к возникновению нештатных ситуаций, связанных с выходом параметров за границы допустимых значений. Выявлены недостатки в конструкции ректификационной колонны, приводящие к пульсационной подаче флегмы из карманов конденсатора на верхнюю ректификационную тарелку, и предложены пути их устранения

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Воробьев А.А., Козлов А.В., Кокарев А.М. и др. Результаты исследований по идентификации причин нестабильной работы криогенной воздухоразделительной установки ТКДС-100В. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2022, № 4 (143), c. 89--107. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2022-4-89-107

Литература

[1] Ануров С.А. Криогенные технологии разделения газов. М., АР-Консалт, 2017.

[2] Желтоухов И.В., Козлов А.В., Демчук В.О. Анализ массовой производительности установки ТКДС-100В по жидкому криопродукту. Междунар. науч.-техн. конф. "Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе". Воронеж, ВГАУ, 2020, с. 271--277.

[3] Кокарев А.М., Слюсарев М.И., Гунин А.Л. Влияние изменения производительности детандера на работоспособность кислородоазотодобывающей станции на жидкостных режимах. III Всерос. науч.-техн. конф. "Приоритетные направления и актуальные проблемы развития средств технического обслуживания летательных аппаратов". Воронеж, ВУНЦ ВВС ВВА, 2018, с. 112--115.

[4] Воробьев А.А., Казьмин И.А., Иванов А.В. Оценка влияния температуры окружающего воздуха на производительность мобильной газодобывающей станции. Воздушно-космические силы. Теория и практика, 2018, № 8, с. 119--126.

[5] Хвостов А.А., Иванов А.В., Журавлев А.А. и др. Оптимизация режимов работы ректификационной колонны воздухоразделительной установки. Математические методы в технологиях и технике, 2021, № 2, с. 16--19. DOI: https://doi.org/10.52348/2712-8873_MMTT_2021_2_16

[6] Кокарев А.М., Гунин А.Л., Слюсарев М.И. Анализ работы воздухоразделительной установки ТКДС-100В в режиме получения жидкого азота. АКТ-2017. Тр. XVIII Междунар. науч.-техн. конф. и школы молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж, Элист, 2017, с. 38--40.

[7] Станция кислородоазотодобывающая транспортабельная ТКДС-100В. Руководство по эксплуатации КВ 0016.00.00.000-02 РЭ. М., НПО "Гелиймаш", 2007.

[8] Айнштейн В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. М., Логос, 2002.

[9] Файнштейн В.И. Кислород, азот, аргон --- безопасность при производстве и применении. М., Интернет инжиниринг, 2008.

[10] Gogonin I.I. Heat transfer in condensation of vapor moving inside vertical tubes. J. Eng. Phys. Thermophy., 2004, vol. 77, no. 2, pp. 454--470. DOI: https://doi.org/10.1023/B:JOEP.0000028528.91696.12

[11] Бондаренко В.Л., Дьяченко Т.В., Дьяченко О.В. Методика проектного расчета противоточных дефлегматоров, используемых в технологии обогащения неоногелиевой смеси. Холодильная техника и технология, 2014, № 1, с. 44--52.

[12] Green D.W., Perry R.H. Perry’s chemical engineers’ handbook. New York, McGrawHill, 2007.

[13] Gorak A., Sorensen E. Distillation. Fundamentals and principles. Sandiego, Elsevier Science, Academic Press, 2014.

[14] Petlyuk F.B. Distillation theory and its application to optimal design of separation units. Cambridge, Cambridge University Press, 2004.

[15] Towler G., Sinnott R. Chemical engineering design. Boston, Butterworth-Heinemann, 2009.