Өнеркәсіптік құрылғыларда жылу беру процестерін жүргізу шарттары алуан түрлі. Бұл құрылғылар әр түрлі агрегаттық күйі мен құрылымы (газ, бу, сұйықтық тамшысы, эмульсия және т.б.) бар жұмыс орталарында температура, қысым және физикалық-химиялық қасиеттердің кең ауқымында қолданылады.

Олардың жұмыс жағдайына байланысты жылуалмастырғыштарға қойылатын талаптардың әртүрлілігіне байланысты әр түрлі конструкциялар мен типтегі құрылғылар қолданылады және құрылғының әрбір түрі үшін (бірнеше шаршы метрден мыңға дейін бір құрылғыда) жылу алмасу беттерінің кең спектрі жасалған. Өлшем диапазонында жылу алмастырғыштар жұмыс істейтін ортаның қысымымен және температурасымен, сондай-ақ аппарат жасалынатын материалдармен ерекшеленеді.

Жылуалмастырғыштардың қатаң жіктемесі жоқ. Мұнай өңдеу саласына қатысты жылу алмастырғыштарды келесі негізгі белгілері бойынша жіктеуге болады (1.1-сурет):

 

 

1.1-сурет – ЖАА жалпы жіктемесі

 

а) жылу беру әдісіне байланысты құрылғылар келесі топтарға бөлінеді (1.2-сурет):

- жылу алмасу орталары арасындағы жылу алмасу осы орталарды бөлетін бет арқылы жүзеге асырылатын беттік жылуалмастырғыштар.

 

 

1.2-сурет – Жылу беру әдісіне байланысты ЖАА классификациясы

 

Бұл ЖАА тобын өз кезегінде жобалау бойынша жіктеуге болады (1.3-сурет):

 

 

1.3-сурет – Жобалау бойынша ЖАА классификациясы

 

- құбырлардан жасалған аппаратура (ЖАА түтікшелі (1.4-сурет), «құбырдағы құбыр» типі (1.5-сурет), ауамен салқындатылатын, суға батырылатын (1.6-сурет), орамтүтікті және т.б.);

- жылу алмасу беті қаңылтырдан жасалған (пластиналы (1.7-сурет), спиральді және т.б.);

- металл емес материалдардан (графит, пластмасса, шыны және т.б.) жасалған жылу алмасу беті бар құрылғылар;

 

 

1.4-сурет – Түтікшелі ЖАА

 

 

1.5-сурет – «Құбырдағы құбыр» типті ЖАА

 

 

1.6-сурет – Суға батырылатын ЖАА

 

- жылу алмасу орталары арасында жылу алмасу олардың жанасуымен жүретін араластырғыш аппараттар. Араластырғыш жылуалмастырғыштарды дайындау үшін, әдетте, аз металл қажет; сонымен қатар, көптеген жағдайларда олар жылу беруді тиімдірек етеді. Алайда, осы артықшылықтарға қарамастан, араластырғыш құрылғыларды ағындардың тікелей жанасуына жол берілмегендіктен жиі қолдануға болмайды. Мұндай құрылғыларға, атап айтқанда, салқындатқыш мұнаралар жатады. Құрылымдық жағынан, пластиналық жылуалмастырғыш (ПЖА) – бұл арнайы рамада орнатылған және белгілі бір мөлшерде бұрандалы шыбықтармен бекітілген жылуалмастырғыш тақтайшалар мен төсемелер.

 

1 – жалғанатын құбырлары бар бекітілген тақтайша, 2 – артқы қысым плитасы, 3 – тығыздағыштары бар жылу алмасу тақталары, 4 – жоғарғы бағыттаушы, 5 – төменгі бағыттаушы, 6 – артқы, тірек, 7 – бұрандалы шыбықтардың жиынтығы.

 

1.7-сурет – Пластиналық жылу алмастырғыштар

 

б) мақсатына байланысты құрылғылар келесі топтарға бөлінеді (1.8-сурет) [5];

- жылуалмастырғыштар – қалдық ағындары арқылы жылуды қалпына келтіруге арналған құрылғылар. Оларда, мақсатты процессіне байланысты салқын ағынды жылыту немесе ыстықты салқындату немесе екеуі де бірдей болуы мүмкін.

Сонымен бірге бір ағынды қыздыру және басқа ағынды салқындату сырттан берілетін жылу шығынын азайтуға (отын шығынын азайтуға, су буын қыздыруға және т.б.) және салқындату агентіне мүмкіндік береді.

 

 

1.8-сурет – Мақсаты бойынша ЖАА классификациясы

 

Аппараттардың бұл тобына қондырғыдағы майды қыздыруға арналған жылуалмастырғыштар кіреді, ол дистилляттардың, қондырғыдан қалған қалдықтардың, сонымен қатар аралық циркуляциялық рефлюктің жылуын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Бұған, сонымен қатар, бу мұнай өнімдерінің, түтін газдарының немесе каталитикалық крекинг қондырғыларындағы катализатордың жылуын қолдану арқылы алынатын жылу қазандары кіреді. Суық регенераторлар да осы топқа жатады;

- жылытқыштар – салқындатқыштың қызуына байланысты дистилляттарды немесе реактивтерді жылытуға арналған құрылғылар.

Олардағы мақсатты процесс – жылыту. Су буы негізінен жылу тасымалдағыш ретінде қолданылады, ол конденсация кезінде жылу беру коэффициентінің жоғары болуымен және конденсацияның жасырын жылуының жоғары мәнімен сипатталады. Жылу тасымалдағыштар ретінде құбырлы пештерде қыздырылған жоғары қайнаған мұнай өнімдері болуы мүмкін;

- конденсаторлар – салқындату агентіне жылу беру арқылы буларды конденсациялауға және салқындатуға арналған аппарат;

- тоңазытқыштар – сұйық ағындарды салқындатуға арналған құрылғылар. Өнімнің жылуы қалпына келтірілгенде, оны қауіпсіз тасымалдау мен сақтау үшін қажетті температураға дейін соңғы салқындату тоңазытқыштарда аяқталады.

Егер салқындату кезінде сұйық ағыннан кристалдар бөлінетін болса, онда тоңазытқыш аппаратты кристаллизатор деп атайды.

Конденсаторларда, тоңазытқыштарда және кристаллизаторларда мақсатты процесс – ыстық ортаны салқындату.

- жылыту немесе жылыту және ішінара булану мұнай өнімдерінің жоғары температуралы ағындарын және арнайы жылу тасымалдағыштарды (су буы, көмірсутек булары, арнайы жоғары қайнайтын сұйықтықтар және т.б.) пайдалану арқылы жүзеге асырылатын буландырғыштар, қазандықтар. Мұндай қондырғыларда бір ортаның қызуы немесе булануы мақсатты процесс болып табылады, ал ыстық ағынды салқындату екінші реттік болып табылады және бастапқы суық ағынды жылыту қажеттілігімен шартталады.

Мысал ретінде бұл топтың құрылғыларыболып су буының жылуын пайдаланатын, олардың көмегімен ректификацияға қажетті жылу айдау бағанының түбіне дейін жеткізіледі және т.б. шикізат жылытқыштары қызмет ете алады;

в) жылу тасымалдағыштардың қозғалыс бағытына байланысты – тікелей ағынды, қарсы ағынды, қарама-қарсы ағынды және т.б.

г) құбыр бойымен соққылар санына және сақиналық кеңістікке байланысты: бір-; екі-; төрт және көп жолды.

Мұнай-химия кәсіпорындарында шамамен 80 % түтікшелі жылуалмастырғыштар құрайды. Бұл жылу алмастырғыштардың өндірісі өте қарапайым және олардың жұмысы сенімді, сонымен бірге олар әмбебап болып табылады, яғни. жылу тасымалдағыштардың кез-келген тіркесімінде және олардың қысымы мен температурасының кең диапазонында газдар, булар, сұйықтықтар арасындағы жылу алмасу үшін қолданыла алады.