Доработка опытных образцов системы электрообогрева криогенной аппаратуры до уровня адаптивной установки

Сжиженные газы (кислород, водород, азот, аргон и т.д.) получают на установках разделения воздуха, работающих в непрерывном режиме длительное время. Процесс разделения воздуха осуществляется в криогенных системах, работающих при температурах ниже − 150оС. Для того, чтобы воздух разделить на составные части, его сжижают и подвергают ректификации. Современные воздухоразделительные установки выполнены по технологической схеме, в которой применен холодильный цикл низкого давления с турбодетандером. В этой схеме воздух, сжатый в турбокомпрессоре до давления 0,6 МПа, направляется в регенераторы, а затем в ректификационые колонны. Управление технологическими операциями при эксплуатации криогенных установок осуществляется с помощью запорной, регулирующей и дренажно-предохранительной криогенной арматуры, снабженной ручным, пневматическим и электрическим приводом.Опыт эксплуатации установки разделения воздуха показал, что при температурах окружающего воздуха ниже 0оС и повышенной его влажности происходит обмерзание регулирующих клапанов, приводящее к потере их работоспособности. В этих условиях регулирование технологических параметров установки становится невозможным и технологический процесс аварийно прерывается.Обмерзание подвижных соединений регулирующей арматуры клапана препятствует работе всех видов приводов (в том числе и ручных), установленных на его корпусе. Характерно, что обмерзание происходит в средней части клапана, где проходит подвижный в осевом направлении шток. В ходе выполнения первого этапа НИОКР были проведены исследования влияния параметров технологического процесса, конструктивных особенностей криогенных аппаратов, окружающей среды на работоспособность криогенного аппарата. Разработана и апробирована тепловая модель обобщенного криогенного аппарата. Определен оптимальный по энергетическим и технологическим показателям тип нагревателя и место его расположения на криогенном клапане. Изготовлены и испытаны в реальных условиях различные конструкционные решения нагревательных элементов. Изготовлены прототипы системы управления нагревом, которые успешно используются на ВРУ "Белуга" АО "Линде Газ Рус" и обеспечивают бесперебойность технологического процесса.На втором этапе НИОКР планируется разработать линейку систем для различных типов криогенных аппаратов, а также создать принципиально новую, многовариантную систему управления обогревом на основе данных о состоянии окружающей среды, параметрах технологического процесса и состояния самого криогенного аппарата, что позволит оптимизировать по критерию энергоэффективности работу установки.