аппараты высокого давления. Апараты высокого давления. Назначение аппаратов высокого давления, требования к их конструкции
 Скачать 443.59 Kb.
|
|
Тема: Назначение аппаратов высокого давления, требования к их конструкции. Способы изготовления корпусов Назначение. Для производства аммиака, метанола, мочевины, полиэтилена и ряда других продуктов при высоком давлении соответствующая аппаратура, работающая при давлении свыше 10 МПа с коэффициентом толстостенности β = Dн /D > 1,1 (где D и Dн - внутренний и наружный диаметр аппарата). Аппаратами высокого давления могут быть реакторные и конденсационные колонны, сепараторы, скрубберы, отделители жидкости, фильтры, теплообменники и др. По внешнему виду и конструкции они представляют собой цилиндрические колонные аппараты, состоящие из толстостенного корпуса, затворов с уплотнением и внутренних устройств. Уплотнения предназначены для герметизации аппарата. Затвор и уплотнение конструктивно представляют собой единый узел. Внутренние устройства определяют технологическое назначение аппарата и могут включать катализаторную коробку, теплообменные и распределительные элементы, оросительные устройства, тарелки и др. Таким образом, в зависимости от вида внутренних устройств одинаковые сосуды могут быть аппаратами различного технологического назначения. Корпуса колонных аппаратов (основной элемент этих аппаратов) могут быть цельноковаными (см. рисунок 1), ковано-сварными, штампосварными и рулонированными или многослойными (см. рисунок 2). Цельнокованые сосуды изготовляют из стального слитка массой, в 2,0 ... 2,5 раза превышающей массу готового корпуса. Наибольший интерес представляют рулонированные корпуса. Они состоят из центральной обечайки 3 толщиной 12 ... 20 мм из высоколегированной стали, на которую плотно намотаны слои 2 рулонной низколегированной или углеродистой стали толщиной 4 … 6 мм. Фланец 1 и днище 4 изготовляют отдельно и приваривают к рулонированной части. Применение рулонированных аппаратов способствует значительной экономии металла и снижает стоимость их изготовления. Установлены два типа сосудов: цельнокованые и кованосварные. Цельнокованые сосуды изготовляются в трех исполнениях: 1 – с фланцами (рисунок 1, а); 2 – с фланцем и днищем (рисунок 1, в); 3 – с фланцем и горловиной (рисунок 1, г).    Кованосварные сосуды производят в пяти исполнениях: 1 – с фланцами (рисунок 1, а); 2 – с фланцем и днищем (рисунок 1, в); 3 – с фланцем и горловиной (рисунок 1, е); 4 – с горловинами (рисунок 1, д); 5 – с горловиной и днищем (рисунок 1, б). Из цельных поковок изготовляют отдельные обечайки, которые сваривают в корпус. В аппаратах высокого давления для простоты изготовления и по экономическим соображениям применяют в основном плоские днища (крышки). По конструкции их различают плоские днища с коническим переходом (рисунок а), с радиусным переходом (рисунок б) и с проточкой (рисунок в). В последнее время все чаще применяют и выпуклые днища (крышки) – сферические (рисунок г) и эллиптические (рисунок д).      Требования к конструкции АВД. В цилиндрической обечайке сосуда высокого давления отверстия допускается выполнять только в случае технологической необходимости. Все трубопроводы, контрольно-измерительные приборы и другие устройства присоединяют к вводам и выводам в крышках и днищах. Аппараты высокого давления, как правило, не снабжают штуцерами и бобышками, а выводы выполняют следующим образом. Уплотнительные поверхности вокруг отверстий в крышках или днищах обрабатывают под уплотнение. Затем выполняют резьбовые отверстия под шпильки, с помощью которых крепят к отверстиям фланцы трубопроводов. Тема: Аппараты высокого давления От 10 до 150 МПа и более.
Наиболее употребительное отношение:  ..  Толщина стенки – до 350 мм и более. Вес – до 200 т. Корпуса аппаратов делятся на СПЛОШНЫЕ и СОСТАВНЫЕ. Сплошные бывают цельнокованые, ковано-сварные и штампованые. Составные – многослойные витые и оплеточные. При изготовлении СПЛОШНЫХ корпусов используют гидравлические кованые пресса мощностью 10..15 тыс. тонн. Вес заготовки в 2,5 раза больше изделия. Технология изготовления: слиток предварительно обжимается удаляется центральная часть ковка на оправке обрабатываются на токарных станках концевые участки Недостатки: необходимость применения тяжелого оборудования, большое количество отходов (например, для колонны весом 70 т вес заготовки 150..170 т). При изготовлении СОСТАВНЫХ корпусов применяется электро-шлаковая сварка.
Преимущества: отсутствие тяжелого оборудования, минимальное количество отходов. Недостатки: большое количество сварных швов. Оплеточные корпуса представляют собой внутреннюю гильзу толщиной 20..30 мм, на которой снаружи протачивают винтовую линию трапецеидальной формы.
Лента наматывается с натягом. Натяг обеспечивается разогревом электрическим током. При остывании боковые поверхности профиля заклиниваются. Преимущества: отсутствие тяжелого оборудования. Недостатки: Необходимость изготовления профильной ленты. Затворы сосудов высокого давления. Затвор – это комплекс деталей обеспечивающий герметичность между корпусом и крышкой. По типу уплотняющего элемента различаются затворы: С пластичным обтюратором из мягкого металла (Cu, Al). При сборке затвора и в рабочем состоянии материал обтюратора доводится до пластичного состояния (Cu и Al заполняют микронеровности). С упругим обтюратором, работающим в области упругих деформаций. В зависимости от фактора обжатия затворы делятся на 2 группы: Затворы принудительного уплотнения, в которых обжатие производится в основном крепежными шпильками. Самоуплотняющиеся затворы, в которых обжатие уплотняемых поверхностей осуществляется полностью или частично давлением газа в аппарате. Эти затворы бывают с осевым и радиальным уплотнением. Тема: Конструкции затворов аппаратов высокого давления.
Прокладка прямоугольного сечения шириной 6..20 мм и толщиной 4..6 мм. Обжатие производится шпильками. Затвор чувствителен к температурным колебаниям.
В рабочем состоянии обтюратор воспринимает всю силу давления газа на крышку. 3. Упругий, радиально самоуплотняющийся затвор с D-обтюратором.
Крепежные шпильки. Цилиндрическая часть шпилек обтачивается до внутреннего диаметра резьбы, что уменьшает концентрацию напряжений вблизи оси резьбы.  В шпильке делается отверстие для смазки. |
