варя. Ведёрников 2. Основные сведения из гидравлики

• Название: Основные сведения из гидравлики
• Дата: 07.02.2023
• Размер: 4.59 Mb.
• Имя файла: Ведёрников 2.doc
• Тип: Глава; #924312
• страница: 6 из 21

§ 18. Правила безопасной эксплуатации трубопроводов и арматуры

В соответствии с «Правилами устройства и безопасной экс­плуатации трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов» на каждой установке с учетом ее специфических особен­ностей разработаны инструкции по обслуживанию трубопроводов и арматуры.

Обслуживание трубопроводов должно быть поручено лицам, обученным по программе техминимума, знающим схему трубопро­вода и сдавшим экзамен. На рабочих местах нужно вывесить упрощенные схемы трубопроводов с нанесением всей необходимой арматуры и контрольно-измерительных приборов, что поможет принять правильные меры при возникновении аварийной ситуа­ции.

В период эксплуатации основная обязанность обслужи­вающего персонала — постоянное и тщательное наблюдение за тех­ническим состоянием наружной поверхности трубопроводов и их деталей — сварных швов, фланцевых соединений, крепежа, антй-

коррозионной защиты, изоляции, дренажных устройств, компенса­торов, опорных конструкций. Особое внимание уделяют арматуре. Наиболее опасные места возможных утечек среды должны про­веряться не реже одного раза в сутки путем обхода и визуального осмотра.

Заполняют трубопровод рабочей средой, медленно открывая арматуру и наблюдая при этом за плотностью фланцевых соеди­нений и сальников. Рост давления контролируют по манометру.

Очень опасен для целостности трубопровода гидравлический удар — повышение давления в трубопроводе при мгновенной оста­новке движения жидкости. Прекращение движения жидкости мо­жет быть вызвано быстрым закрытием запорной арматуры или остановкой насоса. Гидравлический удар возникает, когда вне­запно повышается скорость движения жидкости или внезапно соз­дается давление в трубопроводе с одного конца. При гидравличе­ском ударе в трубопроводе возникает колебательный затухаю­щий процесс, который сопровождается резким повышением или понижением давления. Гидравлический удар нарушает нормаль­ную работу, может привести к разрушению труб, фланцевых или сварных соединений, задвижек, нарушению работы измерительных приборов. Для защиты от последствий гидравлического удара на трубопроводах принимают специальные меры.

Основным способом контроля надежной и безопасной работы трубопровода служат периодические ревизии, при которых про­веряют техническое состояние трубопровода и арматуры, а также других элементов и деталей трубопровода.

Ревизия трубопровода должна быть выборочной, совмещаться по времени с наружным осмотром его и приурочиваться к плано­во-предупредительным ремонтам отдельных агрегатов, а также к остановочному ремонту группы цехов или всего завода. Сроки ревизии устанавливают от одного до четырех лет в зависимости от условий эксплуатации. Кроме выборочной ревизии проводят также полную и генеральную ревизии.

Осмотр и ремонт трубопроводной арматуры выполняют во время выборочной или полной ревизии трубопроводов, а также во время остановки отдельных агрегатов или цехов на ремонт.

В процессе эксплуатации трубопроводной арматуры проводят технические осмотры и технические обслуживания арматуры.

Технические осмотры арматуры заключаются в выявлении технического состояния ее для определения возможности дальнейшей эксплуатации и выяснении необходимости регулировочных или ремонтных работ. При выполнении технического осмотра арматуры прежде всего необходимо проверить состояние присоединитель­ных фланцев или резьбовых муфт, убедиться в отсутствии течи в прокладочных соединениях, определить состояние крепежных деталей. Затем такому же контролю подвергают соединение кор­пуса с крышкой и сальниковый узел. Пропуск жидкости выяв­ляют визуально. Места пропуска газа устанавливают, смазывая их мыльным раствором или с помощью специальных газоанализа­торов. Далее проверяют техническое состояние остальных дета­лей арматуры, которые можно осмотреть.

Техническоеобслуживание — это выполнение зара­нее установленного перечня работ, включающих технический ос­мотр, проведение регулировочно-смазочных и ремонтных работ, вы­полняемых без снятия арматуры с трубопровода.

При техническом обслуживании проверяют подвижность хо­довой части арматуры, для чего затвор поднимают и опускают на полное значение хода. После двукратного подъема и опускания контролируют техническое состояние сальника. При необходимо­сти сальник подтягивают или перенабивают.

Действие привода проверяют, выполняя несколько циклов сра­батывания, осмотрев перекрытие прохода и установив правиль­ность показаний систем сигнализации. Периодичность осмотра и объем работ при техническом обслуживании зависят от условий работы арматуры, места ее установки, свойств и параметров среды и других факторов.

Предохранительные клапаны необходимо поддерживать в исп­равном состоянии, чтобы обеспечивать пропускную способность трубопровода в течение всего срока службы. В закрытом состоя­нии клапаны должны сохранять герметичность даже после много­кратных срабатываний. В зависимости от агрессивности среды, от материала запорного органа клапана, коксуемости среды и возможности ее полимеризации клапаны периодически регулируют на специальных стендах, для чего их демонтируют с места уста­новки. После регулировки на предохранительные клапаны уста­навливают пломбы, не допускающие произвольного изменения настройки. На установки ставят и контрольные предохранитель­ные клапаны, которые обеспечивают большую безопасность.

Для определения неисправностей и их причин можно исполь­зовать таблицы, которые помещают в инструкциях по обслужи­ванию, и алгоритмический метод — логический поиск причин не­исправностей и способов их устранения.

В химической промышленности для газопроводов компрессор­ных установок в зависимости от параметров среды применяют три вида контроля: 1) наружный осмотр сварных соединений, флан­цев, крепежа, линий продувок, приборов контроля, подвесок, изо­ляции, покрытий; 2) осмотр внутренних поверхностей и толщины стенок, сварных швов, крепежа, линз, контроль механических свойств образцов металла; 3) гидравлические испытания на проч­ность.

и чтение схем т

§ 19. Составление и чтение схем трубопроводов

Монтаж и эксплуатацию трубопроводов и арматуры ведут на основе разработанной проектной технической документации. Кроме того, в настоящее время широко используют монтаж трубопро­водов и арматуры по макетам технологических установок. Со­ставными элементами проектной документации служат монтажно-
технологические схемы, аксонометрические масштабные схемы, монтажные и рабочие чертежи трубопроводов. На монтажно-технологических схемах обозначают условный проход и условное обозначение арматуры. На монтажных чертежах указывают арма­туру в рабочем положении, расположение маховиков, приводов.



На рабочих чертежах показывают разбивку линии на сборочные единицы, арматуру и все детали с размерами, необходимыми для изготовления сборочных единиц, привязки к осям, высотные от­метки. На аксонометрических масштабных схемах указывают места сварных стыков, расположение арматуры и фасонных де­талей.

Проектно-техническую документацию выполняют, используя принятые условные обозначения (рис. 14, 15, 16).

Для облегчения чтения схемы на трубопроводах проставляют стрелки, обозначающие направления потока жидкости, газа (пара).

Как правило, на схемы наносят все виды автоматических устройств (контроля, регулирования, программного управления,

Таблица 2. Функциональное обозначение приборов

Функциональный признак	Обозна­чение	Функциональный признак	Обозначение
Показывающий Самопишущий Интегрирующий Сигнализирующий Измеряющий Суммирующий	П С и Сг Им См	Преобразующий Усиливающий Статический Астатический Изодромный Задающий	Пр Ус Ст Ас Из Зд

сигнализации, защиты и блокировки), используемых в процессе эксплуатации компрессорных и насосных установок (табл. 2).
Основные контролируемые и регулируемые величины обозна­чают следующим образом: температуру — давление, разрежение (вакуум)— р; расход или количество-— G, Q; уровень (напор)—Н; частоту вра­щения— n; положение ре­гулирующего органа — s.

Условное обозначение приборов приведено на рис. 17. Над горизонталь­ной чертой внутри окруж­ности или квадрата нано­сят буквенные обозначения измеряемых и регулируе­мых величин, а под чер­той — буквенные обозначе­ния основных функций, вы­полняемых прибором.

Условные обозначения исполнительных механизмов (приводов) арматуры пока­заны на рис. 18.



На рис. 19 даны приме­ры обозначения чувстви­тельных элементов (первич­ных измерительных преобра­зователей), непосредственно воспринимающих воздействия параметров. На схемах установок отборные устройства, термопары, термометры сопротивления, тер­мобаллоны, сужающие устройства, расходомеры постоянного пере­пада давления и регулирующие органы (клапаны, задвижки, затворы) наносят на изображения машин, аппаратов и трубопро­водов в местах, соответствующих их действительному располо­жению. Рядом с обозначениями регулирующих органов изобра­жают исполнительные механизмы. Обозначения остальной аппа­ратуры систем контроля, сигнализации, блокировки и автомата-



ки показывают в нижней части схемы в соответствующих прямо­угольниках, условно изображающих щиты, пульты и шкафы. Обоз­начения отборных приемных устройств, а также исполнительных механизмов соединяют тонкими линиями с обозначениями соот-



в
етствующих передающих измерительных преобразователей и ре­гулирующих приборов. Каждому элементу автоматических уст­ройств на схеме присваивают позиционное обозначение (буквенно-цифровое). Все элементы одного автоматического узла должны быть под одной и той же цифрой.

условиям. Используя условные обозначения, вычерчивают сначала оборудование, насосы и компрессоры, а затем соединяют их трубо­проводами с обозначением арматуры в технологической последо­вательности, т. е. по ходу транспортируемой среды (жидкость или газ). После этого наносят на схему приборы и элементы контроля и автоматики, соединяют их линиями связи и проставляют обоз­начения. Прочесть схему означает найти на ней все составные элементы (оборудование, насосы, компрессоры, арматуру, системы контроля и автоматики), определить их функциональное назна­чение и проследить последовательное движение жидкостей и газов по трубопроводам.

Контрольные вопросы. 1. Какие требования предъявляют к трубопроводам? 2. Для чего служит запорная арматура? 3. Назовите способы управления тру­бопроводной арматурой. 4. Как устроены и работают предохранительный кла­пан, обратный затвор? 5. Какие приводы применяют для арматуры? 6. Как подготовить трубопровод и арматуру к ремонту? 7. Что проверяют при на­ружном осмотре трубопровода? 8. Перечислите основные правила безопасной эксплуатации трубопроводов и арматуры.

Глава IV

ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ
§ 20. Общие сведения

Непрерывное перемещение жидкостей на предприятиях хими­ческой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышлен­ности осуществляют с помощью насосов.

Классификация. В основу классификации объемных насосов положены их конструкция, назначение, условия работы, а также свойства перекачиваемой жидкости.

В зависимости от конструкции рабочего органа различают на­сосы: поршневые, плунжерные, диафрагмовые, с проходным порш­нем или глубинные.

По роду действия насосы бывают: одностороннего и двусторон­него действия, дифференциальные.

По расположению цилиндров насосы подразделяют на: гори­зонтальные, вертикальные, У-образные, звездообразные, одноряд­ные, двурядные, многорядные.

По способу приведения в действие насосы могут быть; паровы­ми прямодействующими, у которых поршень насоса и поршень па­ровой машины укреплены на одном штоке; приводными, которые приводит в действие отдельно расположенный двигатель через со­ответствующую передачу или кривошипно-шатунный механизм; ручными.

В зависимости от числа цилиндров насосы изготовляют: одно- и многоцилиндровыми.

По роду перекачиваемой жидкости насосы различают: кислот­ные, водяные, щелочные и т. д.

Из роторных насосов по виду замыкателей наиболее распрост­ранены: зубчатые, винтовые, шестеренные, пластинчатые.

Насосы по виду вытеснителя жидкости могут быть: жидкост­ные, газовые, паровые.

Все насосы подразделяют на объемные и динамические.

Объемными называют насосы, в которых жидкая среда пере­мещается в результате периодического изменения объема занимае­мой ею камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Принцип действия. В основу действия объемных насосов поло­жено изменение объема рабочей камеры телами разной формы. Ес­ли рабочая камера цилиндрической формы, то для изменения ее объема необходимо иметь внутри другое цилиндрическое тело, со­вершающее возвратно-поступательное движение. Такие насосы на­зывают возвратно-поступательными.

При увеличении объема рабочей камеры давление в ней умень­шается и разность давлений снаружи и внутри камеры заставляет жидкость всасываться в камеру через открывшийся клапан. При уменьшении объема рабочей камеры давление в ней повышается, всасывающий клапан закрывается, нагнетательный открывается, и жидкость выталкивается из рабочей камеры.

В роторных насосах рабочие органы могут непрерывно вра­щаться, изменяя объем рабочей камеры и осуществляя процессы всасывания и нагнетания. Полости всасывания и нагнетания плот­но разделяются вращающимися рабочими органами — роторами. Объем рабочей камеры диафрагмовых насосов можно изменить попеременным изгибанием упругой пластинки — диафрагмы, ук­репленной по периметру в корпусе.

Таким образом, в объемных насосах жидкость может вытес­няться из рабочей камеры телами, движущимися возвратно-посту­пательно, или вращающимися телами. Применяют также объем­ные насосы, в которых жидкость вытесняется из рабочей камеры другой жидкостью, газом или паром.
§ 21. Возвратно-поступательные насосы

Действие возвратно-поступательных насосов состоит из чере­дующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осущест­вляются в цилиндре насоса при соответствующем направлении движения рабочего органа — поршня, плунжера или диафрагмы.

Основными частями поршневого насоса (рис.20) слу­жат: рабочая камера 4, цилиндр 9, в котором возвратно-поступа­тельно движется поршень 8. Насос приводится в действие от двига­теля, вал или ротор которого совершают вращательное движение. Для преобразования вращательного движения в возвратно-посту­пательное служит кривошипно-шатунный механизм, состоящий из кривошипа 13, шатуна 12, крейцкопфа 11 и штока 10.

Перекачиваемая жидкость подводится к насосу по всасывающе­му трубопроводу 2, а отводится к потребителю по нагнетательному

6. Жидкость забирается из различных приемников 1 (река, коло­дец, бак и другие резервуары). Потребителями жидкости могут быть напорные баки 5, паровые котлы, аппараты. Для соединения рабочей камеры 4 с всасывающим 2 или нагнетательным 6 трубо­проводами служат всасывающий 3 и нагнетательный 7 клапаны. Поршневые насосы одностороннего дейст-

вия за один двойной ход поршня один раз всасывают и один раз нагнетают жидкость. При движении поршня 8 слева направо в ци­линдре создается разрежение, т. е. давление оказывается ниже, чем на поверхности перекачиваемой жидкости АА в резервуаре 1 (рис. 20). Вследствие разности давлений открывается всасывающий кла­пан 3 и жидкость по всасывающему трубопроводу 2 поступает в рабочую камеру насоса 4. Этот процесс называется всасыванием. Он длится до тех пор, пока поршень не займет крайнее левое поло­жение. При движении поршня справа налево всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный 7 открывается и жидкость под дав­лением вытесняется из рабочей камеры в нагнетательный трубо­провод. Далее цикл повторяется.

Расстояние между крайними положениями поршня в цилиндре называется ходом поршня s. За один оборот кривошипа поршень совершает два хода или один двойной ход.

Поршневые насосы двустороннего действия за один двойной ход поршня два раза всасывают и два раза нагне­тают жидкость (рис. 21). Такие насосы имеют два всасывающих и два нагнетательных клапана, так как обе стороны цилиндра слу­жат рабочими камерами. При ходе поршня 2 вправо открываются всасывающий 1 и нагнетательный 4 клапаны, в левой рабочей ка­мере жидкость всасывается, а в правой — нагнетается в трубопро­вод, клапаны 3 и 5 закрыты. При ходе поршня влево клапаны 3 и


5 открываются, а клапаны 1 и 4 закрываются, в правой рабочей камере жидкость всасывается, а в левой нагнетается в трубопро­вод.

На рис. 22 показана схема двухцилиндрового порш­невого насоса двустороннего действия с общим коленчатым валом и общими всасывающими и нагнетательным трубопроводами. Кривошипы коленчатого вала смещены на угол

В плунжерных насосах одностороннего дей­ствия вместо дискового поршня движется плунжер, представ­ляющий собой удлиненный сплошной или полый цилиндр. Уплот­нение между цилиндром и плунжером достигается с помощью сальника, расположенного снаружи цилиндра и позволяющего сле­дить за уплотнением плунжера и устранять течь жидкости через сальник подтягиванием его. Если же течь не прекращается, то сальник заменяют.

90° друг к другу. При таком расположении кривошипов, если в од­ном цилиндре поршень занимает крайнее положение, то во втором цилиндре поршень находится в среднем положении. В цилиндре Б не происходят ни всасывание, ни нагнетание, так как поршень рас­положен в крайнем положении. В цилиндре А через клапан 1 жид­кость всасывается, а через клапан 3 — нагнетается. При дальней­шем вращении коленчатого вала поршень в цилиндре Б начнет движение влево, в правой рабочей камере через клапан 2 будет всасываться жидкость, в левой рабочей камере через нагнетатель­ный клапан 4 жидкость будет вытесняться в трубопровод. Далее при движении поршня в цилиндре А вправо в левой рабочей каме­ре продолжится всасывание, а в правой —нагнетание. При край­нем правом положении поршня в цилиндре А не происходят ни вса­сывание, ни нагнетание, а в цилиндре Б поршень займет среднее положение, поэтому в одной рабочей камере будет всасывание, а в другой — нагнетание.

Таким образом, в этом насосе подача жидкости идет непрерыв­но, но с меньшей равномерностью, чем в насосах с тремя рабочими камерами.

В промышленности применяют также плунжерные насосы одно-и двустороннего действия.
Плунжерные насосы могут создавать давление свыше 1,0 МПа.

Трехплунжерные насосы широко используют в хи­мической и нефтехимической промышленности. Они отличаются плавностью подачи, способны создавать высокое давление, что очень важно для многих технологических процессов. Трехплунжер­ные насосы разнообразны по назначению, создаваемому напору, конструкции и габаритным размерам. Принцип действия у них — объемный.

Трехплунжерный насос (рис. 23) предназначен для перекачки сжиженных углеводородов, состоит из трех одинаковых насосов одностороннего действия, имеющих общий коленчатый вал, общие всасывающий и нагнетательный трубопроводы. Кривошипы колен­чатого вала блока насосов расположены под углом 120° друг к другу. Положение плунжеров определяет следующие процессы: в цилиндре 1 закончилось нагнетание, в цилиндре 2 происходит на­гнетание, в цилиндре 3 продолжается процесс всасывания. При дальнейшем повороте коленчатого вала плунжер в цилиндре 1 бу­дет двигаться вверх, и начнется всасывание жидкости. Плунжер в

цилиндре 2 продолжит движение вниз и закончит процесс нагнета­ния, а в цилиндре 3 плунжер, продолжая движение вверх, закончит процесс всасывания. Таким образом, при работе насоса подача жидкости происходит постоянно. Эти насосы обладают наибольшей равномерностью подачи. Движение от электродвигателя к валу на­соса передается с помощью редуктора или клиноременной пе­редачи.

На рис. 24 показан приводной трехплунжерный насос типа XT. Марка насоса означает: X — химический, Т-трехплунжерный.

НасосытипаXT — горизонтальные, предназначены для подачи в аппараты серной кислоты, сжиженных углеводородов и других жидкостей. Подача насосов 1,6—8 м³/ч при давлении нагне­тания 2,5—6,3 МПа, число двойных ходов в минуту 200.

В каждый насос типа XT входят две основные части: блок ци­линдров 7 и чугунная станина 1, в которой находится механизм движения приводной части насоса, состоящий из коленчатого вала 9 на подшипниках качения, стальных шатунов 2 и чугунных ползу­нов 3 с плунжерами 4 из нержавеющей стали. В блоке цилиндров размещены три впускных клапана 8 и три нагнетательных кольце­вых клапана 6.

Насосы имеют предохранительные клапаны, пропускающие всю перекачиваемую жидкость в полость всасывания при давлении, превышающем установленное заводом-изготовителем. Сальники насосов снабжены уплотняющими манжетами 5 из резины и коль­цами из текстолита, расположенными в обоймах.

Механизмы движения приводной части смазывают маслом с помощью соединенного с коленчатым валом шестеренного насоса, укрепленного на станине, в полость которой залито масло. Шесте­ренный насос всасывает масло, которое проходит через фильтр, и по сверлениям в вале и шатунах подает его к подшипникам. Элект­родвигатель соединен с насосом упругой муфтой и встроенной в на­сос червячной передачей.

Дифференциальныенасосы имеют ступенчатый плунжер (рис. 25). При движении плунжера 3 вправо жидкость че­рез всасывающий клапан 1 поступает в цилиндр. При обратном ходе плунжера эта жидкость перемещается в дополнительную ка­меру 4, в которой освобождается пространство, равное разности объемов малой и большой частей плунжера с диаметрами d и D. Пространство заполняется частью жидкости из цилиндра, а осталь­ная жидкость поступает через клапан 2 в нагнетательный трубо­провод. При следующем движении плунжера вправо в дополни­тельную камеру 4 вместо части плунжера с диаметром d входит часть плунжера с диаметром D и вытесняет часть жидкости, соот­ветствующую разности между объемами малой и большой части плунжера. Таким образом, за один двойной ход плунжера происхо­дит одно всасывание (ход вправо) и два нагнетания двумя пор­циями (ходы влево и вправо). Следовательно, дифференциальный насос работает на всасывание как насос одностороннего действия, а на нагнетание как насос двустороннего действия. Дифференци-

альный насос при такой же равномерности подачи жидкости, как и в насосе двустороннего действия, имеет только два клапана

вместо четырех.



Для перекачивания агрес­сивных жидкостей и суспензий в химической промышленно­сти часто применяют д и а ф -рагмовые насосы. В этих насосах цилиндр насоса и плунжер отделены от перека­чиваемой жидкости эластич­ной перегородкой — диафраг­мой, изготовленной из мягкой резины или специальной стали. При движении плунжера вверх диафрагма прогибается под давлением жидкости вправо, и жидкость через всасываю-при движении плунжера вниз

щий патрубок поступает в насос, жидкость вытесняется в нагнетательный патрубок.