Смазочные масла курсовая работа. майлау майлары. Содержание введение i. Технологическая часть

• Название: Содержание введение i. Технологическая часть
• Анкор: Смазочные масла курсовая работа
• Дата: 27.04.2022
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: майлау майлары.doc
• Тип: Реферат; #500906
• страница: 4 из 5

Центробежные насосы


Центробежный насос (рис.1.9, а) состоит из корпуса 3, имеющего спиралевидный канал, в котором вращается рабочее колесо 4, укрепленное на валу 5. На рабочем колесе 4 укреплены лопасти 6, между которыми располагаются каналы для прохода жидкости. Подача жидкости в насос осуществляется через всасывающий шту­цер 1, соединенный с центральной рабочего колеса. Нагнетательный штуцер 7,расположённый тангенциально по отношению к рабочему колесу, служит для отвода жидкости из насоса. Для уплотнения вала рабочего колеса имеются сальники 2. На рис.1.9, б показаны высота всасывания Н₁ высота нагнетания Н₂ и полная высота подачи Н.




Рис. 1.9. Центробежный насос:
а — схема насоса: 1 — всасывающий штуцер, 2 — сальник, 3 — корпус с каналом, 4 — рабочее колесо, 5 — вал, 6—лопасти рабочего колеса, 7 — нагнетательный штуцер; б — Н — полная высота подачи, H₁ — высота всасывания, Н₂ — высота нагнетания
Центробежные насосы работают следующим образом. Через всасывающий штуцер жидкость поступает центральную часть вращающегося колеса, под действием центробежной силы проходит по каналам рабочего колеса и отбрасывается к его периферии, при­обретая при этом кинетическую в энергию. В спиралевидном канале корпуса насоса кинетическая энергия жидкости превращается в энергию давления и жидкость выбрасывается в нагнетательный штуцер. Таким образом, жидкость непрерывно поступает в насос, проходит через него и выходит из нагнетательного патрубка. В некоторых конструкциях в корпусе насоса предусмотрены неподвижные лопасти, которые образуют расширяющиеся каналы, улучшаю­щие преобразование кинетической энергии движущейся жидкости в потенциальную энергию давления и повышающие коэффициент полезного действия насоса.

Особенность центробежного насоса заключается в том, что для начала его работы необходимо, чтобы внутренняя полость корпуса с рабочим колесом была заполнена жидкостью. Только в этом случае и запуске насоса возникнет центробежная сила, которая вызовет перемещение жидкости и создает перепад давления. Нап­равление вращения рабочего колеса насоса должно строго соблю­даться, иначе насос не будет создавать перепада давления.

Центробежные насосы классифицируются по конструктивным признакам, по создаваемому перепаду давления и частоте враще­ния рабочего колеса.

По создаваемому перепаду давления центробежные насосы де­лятся на:

насосы низкого давления, создающие до 20—25 м напора стол­ба перекачиваемой жидкости;

насосы среднего давления с перепадом 25—60 м напора;

насосы высокого давления, способные создавать давления бо­лее 60 м напора.

По расположению вала рабочего колеса центробежные насосы бывают горизонтальные и вертикальные.

В зависимости от частоты вращения рабочего колеса насосы де­лятся на тихоходные и быстроходные.

По числу рабочих колес насосы бывают одноступенчатые и многоступенчатые. В многоступенчатых насосах жидкость проходит последовательно через несколько рабочих колес, укрепленных на одном валу. Перепады давлений, создаваемые в каждом колесе складываются, в результате чего значительно увеличивается общий перепад давления, создаваемого насосом. Многоступенчатые насо­сы относятся к группе насосов среднего и высокого давлений.
2.2. Технологический расчет центробежного насоса

Рассчитать и подобрать центробежный насос для подачи 0,005 м²/с 10%-гo раствора едкого натра из емкости, находящейся под атмосферным давлением, в аппарат, работающий под избыточным давлением 0,1 МПа. Температура раствора 40 °С; геометрическая высота подъема раствора 15м. Длина трубопровода на линии всасывания 25м, на линии нагнетания 5 м. На линии всасывания установлен один нормальный вентиль, на линии нагнетания один нормальный вентиль и дроссельная заслонка, имеются также два колена под углом 90°.

1. Выбор диаметра трубопровода. Примем скорость раствора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах одинаковой., равной 2 м/с. Тогда диаметр трубопровода по формуле 1 равен



d= _{0,036 м/с (1.1)}

Принимаем трубопровод из стали марки Х18Н10Т, диаметром 45 Х 3,5 мм

Уточняем скорость движения раствора:

ω = 4 · 0,005 (3,14 · 0,038² ) = 1,76 м /с. (1.2)

2. Определение потерь на трение и местные сопротивления. Определяем величину критерия Рейнольдса:

Re = ωd_э ρ/μ = 1,76 · 0,038 · 1100/ (1,16 · 10^-3) = 63 420 (1.3)

где р=1100кг/м³ — плотность 10%-го раствора NaOH; μ= 1,16· 10^-3 Па-с — вязкость 10 %-го раствора NaOH. Плотность и вязкость раствора взяты при 40 °С.

Режим турбулентный.

Принимаем абсолютную шероховатость стенок труб e= 0,2 мм [4], степень шероховатости d_э/e = 38/0,2 = 190.

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений [4; 11]:

1. 
   для всасывающей линии
   

вход в трубу (принимаем с острыми краями): ξ = 0,5;

нормальный вентиль: для d = 0,02 м ξ = 8,0, для d = 0,04 м ξ =4,9.
Интерполяцией находим для d = 0,038 м ξ = 5,2. Тогда

∑ ξ_вс = 0,5 + 5,2 = 5,7 (1.4)
2)для нагнетательной линии

выход из трубы ξ =1;

нормальный вентиль ξ = 5,2;

дроссельная заслонка ξ = 0,9 при α = 15°;

колено под углом 90° ξ = 1,6. Следовательно,
∑ ξ_н = 1 + 5,2 + 0,9 + 2 · 1,6 = 10,3 (1.5)
Определяем потери напора

1) во всасывающей линии



h_п.вс=(0,031 ) = 2,74 (1,6)

2) в нагнетательной линии

h_п.н=(0,031 ) = 5,62 (1.7)

Общие потери напора:

h_п = 1,29 + 4,2 = 5,49 (1.8)
3. Выбор насоса. По формуле (3.12) определяем полный напор, разви­ваемый насосом:

Н=(Р₂-Р₁)/(pg)+H_п+h_п (1.9)

0,1 · 106

Н = ————— + 15 + 5,49 = 29,76 м

1100 · 9,81

Полезная мощность насоса определяется по формуле:

N_п=pgHQ/1000 (2.0)

Nn = 0,005 · 1100 · 9,81 · 29,76 = 642 Вт

Принимая _п = 1 и η_н = 0,6 для насосов малой производительности, найдем по формуле (3.13)мощность на валу двигателя:
N=N_п( )

N_дв = 10,642/ (0,6 · 1) = 1,07 кВт (2.1)

Мощность, потребляемая двигателем от сети при η_дв—0,8:
N = 1,07/0,8 = 1,34 кВт (2.2)

С учетом коэффициента запаса мощности β [4] устанавливаем двига­тель мощностью

N_уст = 1,34 · 1,5 = 2,01 кВт (2.3)
Устанавливаем центробежный насос марки X 8/30 со сле­дующей характеристикой: производительность 2,4·10^-3 м³/с; напор 30 м; к. п. д. насоса 0,5.

Насос снабжен электродвигателем 4A100S2 номинальной мощностью 4 кВт, η_дв = 0,83, частотой вращения вала n = 48,3 с^-1.

4. Предельная высота всасывания рассчитывается при необходимости расположения насоса над резервуаром с раствором. Для центробежных насосов запас напора, необходимый для исключения кавитации, рассчитывают по формуле (3.18)

h₃= 0,3 (Q )^2/3

h₃= 0,3 (0,005· 48,3²)^2/3 = 0,8 (2.4)

По таблицам давлений насыщенного водяного пара [4] найдем, что при 40°С p_t = 7,38· 10³ Па. Примем атмосферное давление равным р_а = 10⁵ Па, а диаметр всасывающего патрубка равным диаметру трубопровода. Тогда по формуле найдем:
Н_{вс (2.5)}



10³ 7,38· 10³ 1,76²

Н_вс = ——— - ———— + ——— + 1,29 + 0,84 = 6,3 м

1100·9,81 1100 · 9,81 2 · 9,81
Таким образом, центробежный насос может быть расположен над уров­нем раствора в емкости на высоте менее 6,3.
3.1. Повышение экономической эффективности производства масел
На современном крупном нефтеперерабатывающем заводе (только на таких заводах имеются маслоблоки) нефть перерабатывается по разным вариантам (топлив­ному, масляному и нефтехимическому). Углубление про­цессов переработки нефти и повышение эффективности работы всех звеньев технологической схемы являются в настоящее время основным направлением развития НПЗ.

Большой объем отечественного производства масел и связанные с этим значительные капитальные и эксплуа­тационные затраты обусловливают необходимость даль­нейшего улучшения его технико-экономических показате­лей (производительности труда, себестоимости продук­ции, фондоотдачи, рентабельности и др.). Можно выде­лить следующие основные возможности повышения эф­фективности производства нефтяных масел.

Совершенствование технологии действующих процес­сов. Об этом важном направлении говорилось при рас­смотрении каждого процесса очистки. Для процесса деасфальтизации гудрона пропаном эффективны реконст­рукция типовых установок по двухступенчатой схеме, а также применение более совершенных экстракционных аппаратов, в частности РДК- В равной степени это отно­сится и к процессам селективной очистки в которых перспективно применение центробежных экстракторов. На эффективность экстракционных процессов существенно влияют химический и фракционный состав масляного сырья и стабильность его качества. Например, наличие легкокипящих фракций в гудроне ухудшает показатели процесса деасфальтизации. Расширение фракционного состава дистиллятов отрицательно влияет на результаты селективной очистки и еще в большей степени — депарафинизации и обезмасливания. Состав сырья сказывается и на общих затратах по отдельным процессам очистки.

Экономические показатели производства остаточных масел улучшаются при очистке гудрона парными рас­творителями. В результате повышается производитель­ность по целевому продукту, снижаются удельные капи­тальные и эксплуатационные расходы. Значительно по­вышается выход дистиллятных масел и улучшается их качество при предварительном гидрооблагораживании сырья перед селективной очисткой или после нее. Допол­нительные эксплуатационные затраты по предваритель­ной гидроочнстке сырья полностью возмещаются увели­чением выхода базового масла.

Существенно снижается себестоимость масел во всех процессах очистки после замены парового подогрева продуктов огневым подогревом в печах беспламенного горения, а также после замены паровых приводов насо­сов электрическими.

Ликвидация больших колебаний в суточной произво­дительности установок, повышение ритмичности и ста­бильности их работы наряду с другими факторами (ка­чеством сырья, технологическим режимом, организаци­онно-техническими мероприятиями и т. п.) являются важными резервами повышения объема переработки сырья, увеличения производительности труда и технико-экономической эффективности.

Укрупнение технологических установок. Значительно увеличивающийся объем переработки нефти, возрастаю­щая потребность в маслах и стремление улучшить тех­нико-экономические показатели отдельных производств потребовали укрупнения технологических установок, в том числе и установок маслоблока. Разработаны проек­ты и эксплуатируются укрупненные установки очистки, мощность которых по сырью (в т/сут) приведена ниже (в скобках остаточное сырье):
Деасфальтизация……………………………............(1200—1500)

Селективная очистка

фенолом……………………………………………..1200—1400

(450—600)

фурфуролом………………………………………..1600—1800

парными растворителями…………………. ……...(1300—1500)

Депарафинизация растворителями…………………900—1100

(600—700)

Гидроочистка и гидроочистка…………………..800—1200
Производительность типовых установок по очистке масляного сырья в зависимости от типа нефти изменяет­ся довольно существенно, так как сырье определенного состава требует различной кратности разбавления растворителем (и температурного режима). Производи­тельность установок связана с выходом целевого про­дукта, зависящим от фракционного и химического соста­ва сырья (для депарафинизации — в значительной сте­пени и от скорости фильтрования).

Поскольку для деасфальтизации гудрона мангышлакской нефти требуется вдвое большая кратность пропана, чем при деасфальтизации гудрона ромашкинской нефти, то и производительность этой установки при работе на гудроне мангышлакской нефти в 2 раза меньше. Выход дистиллята и гудрона из мангышлакской нефти сущест­венно отличается от выхода этих продуктов из волго­градской и ромашкинской нефтей. В связи с этим при расчете производительности установок, работающих на сырье из мангышлакской нефти, появляются несоответ­ствия между требуемыми и фактически возможными объемами переработки сырья по отдельным процессам. При производстве масел из мангышлакской нефти не­обходимы значительные изменения и в работе типовых установок депарафинизации.

Опыт эксплуатации установок повышенной произво­дительности свидетельствует о заметном снижении за­трат на обработку сырья и общих капитальных вложе­ний. Так, увеличение мощности установок деасфальтизации по сырью в 2 раза приводит к снижению удель­ных капиталовложений на 26% и эксплуатационных за­трат на 21%; аналогичные показатели по установке фенольной очистки снижаются на 22 и 17% соответствен­но. Эффективно также и укрупнение установок депарафинизации.

Комбинирование технологических процессов в одной установке позволяет значительно повысить экономиче­скую эффективность производства масел. Сочетание в одной установке процессов деасфальтизации гудрона и селективной очистки увеличивает выход рафината от гудрона приблизительно на 25%. При этом снижаются удельные капитальные вложения (на 13—20%) и себе­стоимость рафината (на 20—35%). Комбинирование этих процессов позволяет одновременно использовать более совершенные аппараты, добиваться улучшения ка­чества рафината и его стабильности. Большой экономи­ческой эффект дает сочетание в одной установке процес­сов депарафинизации рафината и обезмасливания гача или петролатума, о чем свидетельствуют приведенные ниже данные:
Комбинированная Комплекс

установка (39/9) установок (39/7 40/3)

Выход, % масс.

В связи с эффективностью предварительного гидро­облагораживания сырья представляет также интерес комбинирование процессов гидроочистки дистиллята и последующей селективной очистки фенолом.

Создание автоматизированных систем управления, повышение уровня автоматизации и контроля за качест­вом продуктов. Существующая система оперативного уп­равления отдельными установками маслоблока имеет недостатки, приводящие к ухудшению технико-экономи­ческих показателей производства масел. Наиболее эф­фективная эксплуатация маслоблока возможна в услови­ях оптимальных технологических режимов, нахождение и поддержание которых осуществляется вычислительны­ми машинами. Высокопроизводительные установки очи­стки, по-видимому, также будут оснащаться самостоя­тельными системами автоматической оптимизации, ре­гулируемыми вычислительными машинами. Однако про­изводительность труда и технико-экономическая эффек­тивность производства масел зависит в большей степени не от автоматизации отдельных установок и установле­ния анализаторов качества продуктов на потоке, а от комплексной автоматизации объектов основного и под­собно-вспомогательного производства с централизацией контроля и управления всем маслоблоком.

Увеличение межремонтного пробега установок дости­гается в результате совершенствования методов их экс­плуатации и ремонта оборудования. В связи с интенси­фикацией технологических процессов, внедрением новой техники, повышением автоматизации и механизации про­изводств роль увеличения продолжительности безостано­вочной работы установок возрастает. Дополнительный объем продукции, полученный при удлинении межре­монтного пробега (обеспечение установок сырьем посто­янного состава, предотвращение коррозионного разруше­ния трубопроводов и оборудования и т.п.) ведет к увели­чению производительности труда, повышению фондоот­дачи, прибыли и рентабельности производства. Сокра­щение и ликвидация вынужденных простоев, удлинение межремонтных пробегов и сокращение длительности ре­монтных работ установок позволяют значительно улуч­шить использование календарного времени на многих технологических установках.

Сокращение потерь нефтяного сырья и реагентов, ис­пользуемых для очистки. Потери сырья и реагентов при­водят к уменьшению выхода масел, иногда и ухудшению их качества, а также загрязнению окружающей среды. Основными мероприятиями, направленными на сокра­щение потерь, являются: совершенствование и автома­тизация учета расхода продуктов, осуществление схем прямого питания сырьем технологических установок (без промежуточных резервуаров), улучшение улавлива­ния и переработки ловушечного продукта из очистных сооружений, применение схем оптимального компаунди­рования базовых масел, совершенствование контроля за состоянием резервуаров, трубопроводов и улучшение уплотнений на насосах, сокращение потребления воды на установках. Сокращение потерь нефтепродуктов по всем нефтеперерабатывающим предприятиям до 1,1 — 1,3% позволит в целом по отрасли повысить производи­тельность труда на 0,4—0,6%.

Важно также улучшить использование побочных про­дуктов масляного производства.