DOI: https://doi.org/10.20998/2078-774X.2016.10.14

Gaseous Oil Shell-and-Tube Heat Exchanger with the Safe Channel in the Oil System of Gas Turbine Engine for the Gas-Compressor Unit

Andrey Smirnov, Roman Sereda, Nikolai Anatolevich Borisov

Анотація


To design the equipment for chemical and petrochemical industry, power units, etc. economic indexes are selected as the efficiency criterion especially in conditions of severe competition on the market. The economic indexes are the most informative, because these take into consideration the sphere of production and the sphere of operation. The purpose of this scientific paper is to determine the economic efficiency of the use of gas-oil shell-and-tube heat exchanger with the safe channel in the oil system of gas turbine engine for the gas-compressor unit. Two options of the heating of fuel gas of the gas turbine engine for the gas-compressor unit have been analyzed. The first option uses the fuel gas heater of a flame type and the second option uses the gas-oil shell-and-tube heat exchanger with the safe channel. The investigation was carried out by way of the solution of equation system that includes the equations of thermal balance, heat transfer and the objective function - reduced costs. This investigation allowed us to economically substantiate the use of gas-oil shell-and-tube heat exchanger with the safe channel to heat the fuel gas using the oil heat of the lubricating system of gas turbine engine. It is shown that the use of gas-oil shell-and-tube heat exchanger with the safe channel allows us to reduce power and fuel gas costs and as a result reduce the total amount of operating costs. The saving rate due to the use of gas-oil shell-and-tube heat exchanger with the safe channel for the oil system of the gas turbine engine of gas-compressor unit is about 593 thousand UAH a year.

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Bodunov, D. P. (2013), ²Bezopasnoe reshenie teploobmena dlja sistem predvaritel'nogo podogreva topliva na teplovyh i jelektricheskih stancijah [Safe solution of heat exchange for systems of the preheating fuel at thermal and power plants]², Gas Turbo Technology, no. 6, pp. 18–19, ISSN 2311-2646.

Yokell, Stanley. (1973), ²Double-Tubesheet Heat-Exchanger Design Stops Shell-Tube Leakage², Chemican Engineering, May 14, pp. 133–136.

Kuznecov, L. G., Kuznecov, Ju. L., Efremov, A. A., Burakov, A. V. and Abramov, A. I., OAO “Kompressor” (2009), Agregatnyj blok podgotovki toplivnogo gaza [Fuel gas treatment service module], St. Petersburg, Russian, Pat. 92934.

Gardner, K. A. and Carnavos T. C. (1960) ²Thermal contact resistance in finned tubing². Trans. Am. Soc. Mech. Engrs., J. Heat Transfer, 82C, pp. 279–293.

Belousov, Ju. V., Vereshhagin, N. N., Pchelincev, V. D. and Golubcov, S. V. ; Obshhestvo s ogranichennoj otvetstvennost' “Gazholodtehnika” (2012), Trubnyj puchok s bufernymi polostjami kozhuhotrubnogo gazomasljanogo teploobmennika [Tube bundle with buffer cavities of shell-and-tube gas and oil heat exchanger], Moscow, Russian, Pat. 117599.

Kanevec, G. E. (1979), Obobshhennye metody rascheta teploobmennikov [Generalized methods of heat exchangers calculation], Nauk. dumka, Kiev, Ukraine.

Isachenko, V. P., Osipova V. A. and Sukomel A. S. (1981), Teploperedacha [Heat transfer], Jenergoizdat, Moscow, SSSR.

Permjakov, V. A., Levin, E. S. and Divova, G. V. (1983), Teploobmenniki vjazkih zhidkostej, primenjaemye na jelektrostancijah [Viscous liquids heat exchangers used in power plants], Jenergoatomizdat, Leningr. otd-nie, Leningrad, SSSR.

Zinjavichjus, F. V. (1984), ²Teplootdacha i soprotivlenie orebrennyh trub v potoke vjazkoj zhidkosti [Heat transfer and resistance of finned tubes in a viscous fluid flow]², Abstract of Ph.D. dissertation, Kaunas.

Popyrin, A. S. (1979), Matematicheskoe modelirovanie i optimizacija teplojenergeticheskih ustanovok [Mathematical modeling and optimization of thermal power plants], Jenergija, Moscow, Russian.

Golubkov, O. G. (1984), ²Povyshenie jeffektivnosti masloohladitelej gazoperekachivajushhih agregatov magistral'nyh gazoprovodov [Improving the efficiency of gas compressor units oil coolers of main gas pipelines]², Abstract of Ph.D. dissertation, Promyshlennaja teplojenergetika, Kharkiv, Ukraine.

Triesch, F. (2001), ²Rekuperative Brennstoffvorwärmung – Erhöhte Wirtschaftlichkeit von Gasturbinen², BWK. Das Energie-Fachmagazin, vol. 53, no. 10, pp. 60–62.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1    Бодунов, Д. П. Безопасное решение теплообмена для систем предварительного подогрева топлива на тепловых и электрических станциях [Текст] / Д. П. Бодунов ; ООО «ГЕА Машимпэкс» // Газотурбинные технологии. – 2013. – № 6. – С. 18–19. – ISSN 2311-2646.

 

2    Yokell, Stanley. Double-Tubesheet Heat-Exchanger Design Stops Shell-Tube Leakage [Text] / Stanley Yokell // Chemican Engineering. – 1973. – May 14. – P. 133–136.

 

3    Пат. 92934 Российская Федерация, МПК F 17 D 1/08, F 28 F 1/10, B 01 D 45/18. Агрегатный блок подготовки топливного газа / Кузнецов Л. Г., Кузнецов Ю. Л., Ефремов А. А., Бураков А. В., Абрамов А. И. ; Заявители и патентообладатели Санкт-Петербург ОАО «Компрессор». – № 2009146946/22 ; заявл. 18.12.09.

 

4    Gardner, K. A. Thermal contact resistance in finned tubing [Text] / K. A. Gardner, T. C. Carnavos // Trans. Am. Soc. Mech. Engrs., J. Heat Transfer. – 1960. – vol. 82C. – P. 279–293.

 

5    Пат. 117599 Российская Федерация, МПК F 28 F 1/08. Трубный пучок с буферными полостями кожухотрубного газомасляного теплообменника / Белоусов Ю. В., Верещагин Н. Н., Пчелинцев В. Д., Голубцов С. В. заявитель ; Общество с ограниченной ответственность «Газхолодтехника» ; патентообладатель Москва. – №2012106636/06 ; заявл. 24.02.12 ; опубл. 27.06.12, Бюл. № 18.

 

6    Каневец, Г. Е. Обобщенные методы расчета теплообменников [Текст] / Г. Е. Каневец. – Киев : Наук. думка, 1979. – 271 с.

 

7    Исаченко, В. П. Теплопередача [Текст] : Учебник для вузов / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. – 4-е изд., прераб. и доп. – М. : Энергоиздат, 1981. – 416 с.

 

8    Пермяков, В. А. Теплообменники вязких жидкостей, применяемые на электростанциях [Текст] / В. А. Пермяков, Е. С. Левин, Г. В. Дивова. – Ленинград : Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983 – 176 с.

 

9    Зинявичюс, Ф. В. Теплоотдача и сопротивление оребрённых труб в потоке вязкой жидкости [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.14.05 / Зинявичус Феликсас Вацловович. – Каунас, 1984 – 210 с.

 

10  Попырин, А. С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок / А. С. Попырин. – М. : Энергия, 1979. – 416 с.

 

11  Голубков, О. Г. Повышение эффективности маслоохладителей газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов [Текст] : автореферат дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук : спец. 05.14.04 «Промышленная теплоэнергетика» / О. Г. Голубков. – Харьков, 1984. – 17 с.

 

12  Triesch, F. Rekuperative Brennstoffvorwärmung – Erhöhte Wirtschaftlichkeit von Gasturbinen // BWK. Das Energie-Fachmagazin. – 2001. – vol. 53. – no. 10. – P. 60–62.