Instalație de Încălzire a Gazelor Naturale Echipată cu Schimbătoare de Căldură apă-gaze

CAP.1 NECESITATE ÎNCÃLZIRII TEHNOLOGICE A GAZELOR

Gazele naturale, după extracţie, respectiv de la gura sondei şi în continuare în procesul de transport până la utilizare suferă transformări de stare, iar necesitatea încălzirii gazelor apare în punctul de laminare, unde din cauza detentei gazelor, se produce o scădere brusca a temperaturii, care ajunge uneori, la valoarea de formare a hidraţilor. De asemenea, în cazul în care tratarea gazelor se realizează în instalaţii centrale şi distanţele de la sonde la aceste instalaţii sunt mari, existând pericolul de îngheţare a apei libere din gaze şi a apei de saturare a gazelor, pe conducte se montează o staţie de încalzire prevăzută cu încalzitoare de gaze.

Dacă temperatura gazelor laminate are o valoare scăzută, apa din gaze (apa liberă şi vaporii de apă care saturează gazele) poate îngheţa sau poate produce criohidraţi obturând conducta de gaze. Criohidraţii se produc atunci când temperatura din conductă este egală sau mai mică decât temperatura punctului de rouă al gazului respectiv.

Având în vedere că în România, conform reglementărilor în vigoare temperatura solului la adâncimea de îngropare a conductelor este de 273-275K, iar presiunea de regim este de maximum 5,5Mpa, punctul de rouă al gazului este considerat 268K (-50C). În aceste condiţii cu siguranţă, pe conducta de transport nu va exista condensare de apă în nici o perioada a anului, şi deci nu se vor forma hidraţi.

CAP. 2 SCHIMBÃTOARE DE CÃLDURÃ

2.1.Definiţie, noţiuni de bază, agenti termici

Schimbătorul de căldură este un aparat care are drept scop realizarea unui transfer de căldură de la un fluid mai cald la un alt fluid mai rece, în procesele de: încălzire – însoţită eventual de topire, fierbere, vaporizare, evaporare, uscare etc., sau de răcire – eventual însoţită de condensare – cum sunt cele din cazanele de abur ori apă caldă sau fierbinte, cuptoare, preîncălzitoare, evaporatoare, distilatoare, condensatoare etc.

Cele două fluide între care are loc transferul de căldură sunt denumite purtători de căldură. Fluidul mai cald, care cedează căldura şi se răceşte se numeşte agent sau purtător primar, iar fluidul mai rece, care preia căldura de la primul şi se încălzeşte, se numeşte agent sau purtător secundar.

Din definiţia schimbătoarelor de căldură se vede marea diversitate a acestora atât din punct de vedere constructiv cât şi al calculului lor.

Sensul de curgere pentru cele două fluide (cald şi rece) în cazul schimbătoarelor recuperatoare sau cu suprafaţă este prezentat schematic în fig. 1.1.

Factorii care influenţiază performanţele unui schimbător de căldură se pot grupa în trei categorii:

- datele procesului tehnologic;

- variabilele de proiectare;

- proprietăţile fizice ale fluidului şi peretelui despărţitor;

Din datele procesului tehnologic rezultă, de regulă, sarcina termică a schimbătorului de căldură. În majoritatea aplicaţiilor se cunosc, de obicei, variaţia de temperatură a fluidului principal şi temperatura de intrare a agentului de încălzire sau răcire. O atenţie deosebită trebuie dată alegerii pierderilor admisibile de presiune ale agenţilor termici p1 şi p2; ridicarea acestora poate conduce la viteze mari de curgere a fluidelor, la creşterea turbulenţei, cu efecte pozitive asupra transferului căldurii, dar cu mărirea costului energiei de pompare pe toată durata de exploatare a aparatului.