Криогенная техника

      Применение  криогенных температур в ряде областей науки и техники привело к возникновению целых самостоятельных направлений криогенной техники, например криоэлектроники, криобиологии.

      Криогенные  установки – установки, предназначенные  для получения и использования  температур ниже -150°С (установки глубокого  холода). Для криогенной техники характерны постоянное расширение областей ее применения и появление новых типов криогенных устройств и систем. Основные области применения криогенных установок:

      установки разделения воздуха, предназначенные  для получения кислорода, азота и аргона;

      установки для получения жидкого водорода, используемого в качестве высокоэффективного топлива для энергосистем и транспортных двигателей;

      установки для разделения газовых смесей, очистки  и ожижения газов;

       сверхпроводящие электрические машины, линии электропередач на основе сверхпроводимости;

      физика, приборостроение, космонавтика, биология, медицина.[1] 

 

       8 Применение низких температур.

      В химической промышленности холод используют при производстве синтетического аммиака, красителей, для сжижения и разделения газовых смесей, выделения солей из растворов и т.д.

      В нефтеперерабатывающей промышленности холод необходим при производстве высокооктановых бензинов, некоторых  сортов смазочных масел и др.

      Рост  потребления искусственного холода имеет место и в газовой промышленности, например для сжижения природного газа, а также для извлечения из него в процессе первичной переработки легкоконденсирующихся фракций. Холодильные установки для химической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности часто достигают большой мощности (несколько Мвт) и вырабатывают холод в пределах очень широкого диапазона температур.

      Искусственное охлаждение применяется и в машиностроении (например, для холодной посадки  деталей), строительстве (замораживание  грунтов), медицине, при сооружении искусственных катков круглогодичной эксплуатации, для опреснения морской воды и т.д.

      Одна  из главных областей применения низких температур в технике - разделение газов. Производство кислорода и азота  в больших количествах основано на сжижении воздуха с последующим разделением его в ректификационных колоннах на азот и кислород. Применение жидких кислорода и азота многообразно, в частности кислород служит окислителем в ракетном топливе.

      Низкие  температуры используют для получения  высокого вакуума методом адсорбции на активированном угле или цеолите (адсорбционный насос) или непосредственной конденсации на металлических стенках сосуда с хладоагентом. Высокий вакуум и охлаждение до низких температур позволяют имитировать условия, характерные для космического пространства, и проводить испытания материалов и приборов в этих условиях.

      Охлаждение  до температур жидкого воздуха или  азота начало находить важные применения в медицине. Используя приборы, способные  производить локальное замораживание тканей до низких температур, осуществляют оперативное лечение мозговых опухолей, урологических и др. заболеваний. Имеется также возможность длительного хранения живых тканей при низких температурах.

      Др. направление технических применений низких температур связано с приложениями сверхпроводимости. Здесь наиболее важную роль играет создание сильных магнитных полей (~ 103 кэ), необходимых для ускорителей заряженных частиц, трековых приборов (пузырьковых камер и др.), магнитогидродинамических генераторов и многообразных лабораторных исследований.

 

9 Криогенное оборудование

• СТАЦИОНАРНЫЕ  ЕМКОСТИ (ХРАНИЛИЩА)

Назначение: предназначены для хранения сжиженного природного газа.

Применение: нефтегазодобыча, теплоэнергетика, машиностроение, авиация, строительство, медицина и др.

• ЦИСТЕРНЫ  КРИОГЕННЫЕ

Назначение: накопление, хранение и транспортирование жидких криопродуктов (кислорода, азота, аргона).

Применение: нефтегазодобыча, теплоэнергетика, машиностроение, авиация, строительство, медицина и др.

• ГАЗИФИКАТОРЫ  ХОЛОДНЫЕ КРИОГЕННЫЕ

Назначение: хранение и газификация жидких криопродуктов (азот, кислород, аргон).

Применение: нефтегазодобыча, теплоэнергетика, машиностроение, авиация, строительство, медицина и др.

• КРИОГЕННЫЕ  ЗАПРАВЩИКИ

Назначение: заправщики предназначены для доставки потребителям жидкого кислорода, азота аргона, а также для хранения указанных криогенных продуктов и заправки ими различных криогенных резервуаров (ёмкостей), систем и аппаратов. Заправщик ЦТП-16 предназначен для хранения и доставки потребителю сжиженного природного газа (СПГ).

Применение: нефтегазодобыча, теплоэнергетика, машиностроение, авиация, строительство, медицина и др.

• ГАЗИФИКАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ СТАЦИОНАРНОГО  И ПЕРЕДВИЖНОГО ТИПА

Назначение: хранение жидких криопродуктов (азот, кислород, аргон), их газификация и заправка этими газами систем и баллонов.

Применение: нефтегазодобыча, теплоэнергетика, машиностроение, авиация, строительство, медицина и др.

• УСТАНОВКИ ПЕРЕДВИЖНЫЕ КРИОГЕННЫЕ УПК-5; УПК-5-1; УПК-8; УПК-8П n

Назначение: поставка потребителям жидкого кислорода, азота или аргона, заправка различных криогенных емкостей, а также хранение указанных криогенных продуктов.

• БЛОК  ГАЗИФИКАЦИОННЫЙ  БГ-15-120

Назначение: Блок газификационный БГ-15-120 предназначен для газификации жидкого кислорода, азота и аргона, а также для заполнения баллонов газообразным кислородом, азотом и аргоном под давлением до 15,0 МПа (150 кгс/см²). Блок может быть присоединен к криогенным резервуарам типа ЦТК, ТРЖК, ГХК.

• ГАЗИФИКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС ГК-5/40-1200

Назначение: для газификации жидкого азота до высокого 40 МПа (400 кгс/см²) давления.

Применение: для реализации азотоиспользующих технологий в нефте- и газодобыче.

 

      Криогенные  воздухоразделительные  установки (ВРУ)

      Предназначены для получения кислорода, азота, аргона и смесей редких газов из окружающего воздуха путем низкотемпературной ректификации.

      За  свою более чем полувековую историю  мы изготовили и поставили около 600 установок различной производительности во многие страны мира. В целях максимального удовлетворения требований Заказчика предприятие изготавливает ВРУ по индивидуальным проектам с учетом особенностей его производства и имеющейся инфраструктуры.

      Установки базируются на самых современных  схемных и конструкторских решениях, комплектуются узлами и агрегатами от ведущих отечественных и зарубежных производителей и характеризуются  высоким уровнем автоматизации, надежностью и низким удельным энергопотреблением.

      Предприятие выпускает ВРУ как с комплексным  извлечением продуктов в газообразном и жидком виде, так и для получения  отдельных газов (кислорода и  азота) с выдачей продуктов разделения под обычным и/или высоким давлением  и с регулируемой производительностью.

      Установки малой и средней производительности выпускаются в блочно-модульном  исполнении с максимальной заводской  готовностью. Криогенмаш осуществляет гарантийное и послепродажное обслуживание поставленных ВРУ, а также обеспечивает их запасными частями в течение всего срока эксплуатации.

 

       Заключение

     Техника низкотемпературного ожижения позволяет  получать из воздуха чистый кислород и чистый азот. Чистый кислород применяется  в медицине, авиации и ракетно-космической  технике, для сварки и резки стали, в доменных печах и бессемеровских конвертерах (для повышения выхода стали). Инертные газы, такие, как неон и аргон, широко применяемые в электрических лампах всех видов и при электросварке, в чистом виде могут быть получены только низкотемпературными (криогенными) методами.

      В настоящее время сформированы отдельные  направления, такие как, криофизика, криоэнергетика, криомедицина,криобиология и др. Эти направления имеют  общую основу, заключающуюся в  использовании криогенных систем для  решения разных задач. Инженеры, умеющие создавать криогенные системы и владеющие методами криогеники, должны иметь глубокую теоретическую и конструкторскую подготовку по данной специальности.

 

       ЛИТЕРАТУРА: 

      

1. Фастовский  В. Г., Петровский Ю. В., Ровинский А. Е., Криогенная техника, 2 изд., М., 1974;
2. Справочник по физико-техническим основам криогеники, 2 изд., М., 1973.
3. А. Б. Фрадков. Физика низких температур, пер. с англ. под общ. ред. А. И. Шальникова, М., 1959;
4. Земанский М., Температуры очень низкие и очень высокие, пер. с англ., М., 1968;
5. Справочник по физикотехническим основам криогеники, под общ. ред. М. П. Малкова, 2 изд., М;, 1973;