Автоматизация компрессора. отчет макса. Технологическая часть Назначение рабочего узла
 Скачать 311 Kb.
|
|
Введение Турбокомпрессор К-104 пропиленового хладагента. Представляет собой трехступенчатый центробежный компрессор с четырьмя рабочими колесами, вращаемый асинхронным электродвигателем. Первая ступень имеет одно рабочее колесо, вторая ступень имеет одно рабочее колесо, третья ступень - два рабочих колеса. Передача оборотов вращения электродвигателя к компрессору K-104 с осуществляется посредством редуктора. Корпус компрессора К-104 разделен центрально по горизонтальной плоскости на две части, при поднятии верхней части корпуса вал с рабочими колесами полностью открыт для осмотра. Предусмотрены дренажные отверстия, закрываемые заглушками (пробками) в самых нижних точках корпуса. Внутренняя часть корпуса турбокомпрессора уплотнена лабиринтными уплотнениями. Вал турбокомпрессора покоится на подшипниках скольжения, смазываемых маслом под давлением. Подшипники одновременно служат в качестве затворов для газа под высоким давлением. Ротор тщательно сбалансирован как статически, так и динамически таким образом, чтобы обеспечить мягкий ход без вибрации. Осевые усилия вала компенсируются балансирующими или разгрузочными поршнями. Механические указатели продольного положения вала установлены с механизмом привода к указателю положения вала – указателю аксиального смещения. В нижней части корпуса расположены всасывающие и нагнетательные патрубки турбокомпрессора. Подшипники турбокомпрессора имеют отдельные корпуса, независимые от корпуса компрессора. Технологическая часть Назначение рабочего узла Турбокомпрессор K-104 предназначен для сжатия отсасываемых паров пропилена с целью получения холода с параметрами минус 43°С, минус 22°С и плюс 8°С от испарения пропилена при давлении соответственно 0,1 кгс/см2 , 1,6 кгс/см2 и 6,3 кгс/см2. 1.2. Технологическая схема компримирирования Работа центробежного компрессора основана на действии центробежной силы. При вращении рабочего колеса, газ, находящийся в каналах между лопатками колеса, приводится во вращение и под действием центробежной силы перемещается от центра к периферии рабочего колеса и далее по спиральной камере компрессора в нагнетательный патрубок. Одновременно вследствие непрерывного движения газа от центра рабочего колеса по радиусу к его окружности, в центральной части колеса создается разряжение. В результате этого уходящий из рабочего колеса газ непрерывно заменяется вновь поступающим и, происходит постоянное движение газа через компрессор. Турбокомпрессор К-104 имеет три ступени сжатия. Газ из нагнетательного патрубка первой ступени, соединяясь с пропиленом-хладагентом поступающим на второй всас из сепаратора V-153N, поступает в патрубок всасывания второй ступени. Газ из нагнетательного патрубка второй ступени, соединяясь с пропиленом-хладагентом поступающим на третий всас из сепаратора V-154, поступает в патрубок всасывания третьей ступени. Газ из нагнетательного патрубка третьей ступени поступает в трубопровод нагнетания компрессора. Таким образом, производительность первой, второй и третьей ступени отличаются друг от друга. Пары пропилена-хладагента, образующиеся в конденсаторах этилена H-147А/В этиленовой колонны C-109/110, потребляющих холод с изотермой минус 43 ºС, поступают с давлением 0,1 кгс/см2 в сепаратор V-152, в котором отбиваются капли унесенного жидкого пропилена, после чего направляются на всас 1-й ступени турбокомпрессора K-104. Жидкий пропилен из сепаратора V-152 поступает в межтрубное пространство испарителя H-188, где испаряется горячими парами пропилена, подаваемыми в трубное пространство испарителя с нагнетания турбокомпрессора K-104. Для поддержания постоянного расхода паров пропилена-хладагента на всасе первой ступени турбокомпрессора К-104 в сепаратор V-152 подается антипомпажный поток из холодильника Н-189N. Для поддержания температуры минус 47ºС на первом всасе турбокомпрессора К-104 в антипомпажный поток предусмотрен впрыск жидкого пропилена-хладагента из переохладителя Н-190. За счет испарения жидкого пропилена-хладагента, впрыскиваемого в антипомпажный поток, происходит снижение его температуры. Пары пропилена-хладагента, образующиеся в конденсаторах пропан-пропиленовой фракции Т-561А/В колонны C-112, с давлением 1,6 кгс/см2 поступают в сепаратор V-153N, в котором отбиваются от капель жидкого унесенного пропилена, после чего направляются на всас 2 ступени турбокомпрессора К-104. Другая часть паров пропилена-хладагента из сепаратора V-153N поступает в качестве теплоносителя в испарители Н-123 продуктового этилена и Н-122 этана-рецикла. Для поддержания постоянного расхода паров пропилена-хладагента на нагнетании турбокомпрессора К-104 в сепаратор V-153N подается антипомпажный поток из холодильника Н-189N. В случае необходимости поддержания температуры минус 22ºС на втором всасе турбокомпрессора К-104 в антипомпажный поток предусмотрен впрыск жидкого пропилена-хладагента из сепаратора V-154. За счет испарения жидкого пропилена-хладагента, впрыскиваемого в антипомпажный поток, происходит снижение его температуры. Основная часть паров пропилена-хладагента, образующихся в холодильнике пропан-пропиленовой фракции Н-162, переохладителе пропилена-хладагента Н-190 и конденсаторе Н-164 паров верха колонны С-115, потребляющих холод с изотермой плюс 80С, и часть паров пропилена из сепаратора V-154 поступают с давлением 6,3 кгс/см2 в качестве теплоносителя в межтрубное пространство кипятильников Н-146А/В этиленовой колонны С109/110. Другая меньшая часть паров пропилена-хладагента поступает на всас третьей ступени турбокомпрессора К-104. В случае нехватки паров пропилена хладагента в сепараторе V-154 для поддержания давления предусмотрена линия приема паров пропилена-хладагента из холодильника Н-189N в сепаратор V-154. При работе узла выделения товарного пропилена пары пропилена-хладагента, образующиеся в конденсаторе Т-562 колонны С-117, потребляющем холод с изотермой плюс 8ºС, поступают с давлением 6,3 кгс/см2 в сепаратор V-154. Так как производительность третьей ступени турбокомпрессора К-104 не позволяет принимать избыточное количество паров из конденсатора Т-562, предусмотрены линии передачи паров пропилена-хладагента из сепаратора V-154 в сепаратор V-153N и линия из сепаратора V-153N в сепаратор V-152. Сепараторы V-152, V-153N и V-154, первого, второго и третьего всасов турбокомпрессора К-104 соответственно, оснащены капле отделительными устройствами – демистрами. Перед непосредственным поступлением на всас второй и третьей ступеней пары пропилена проходят дополнительные каплеотделители DL-9, DL-10, где отбиваются капли унесенной жидкости. Осажденная жидкость из каплеотделителей DL-9, DL-10 сливается, соответственно, в сепараторы V-152, V-153N. Основная часть паров пропилена-хладагента с нагнетания турбокомпрессора К-104 с давлением 16–18 кгс/см2 и температурой 980С поступает в межтрубное пространство конденсаторов Н-189A/B/C/D, где охлаждается и конденсируется при температуре 38ºС водой, поступающей в трубное пространство конденсатора. Другая часть паров пропилена-хладагента поступает в межтрубное пространство холодильника Н-189N, где охлаждается до температуры, превышающей температуру конденсации пропилена при давлении нагнетания на 5÷10ºС, оборотной водой, подаваемой в трубное пространство. Охлажденный до 45÷50 пропилен-хладагент подается в сепараторы V-152 и V-153N в качестве антипомпажных потоков для поддержания постоянных расходов паров на первом всасе и нагнетании турбокомпрессора К-104, в сепаратор V-154 для поддержания давления в нем, в подогреватель Н-183N в качестве теплоносителя. В случае работы узла выделения пропилена часть паров пропилена с нагнетания турбокомпрессора К-104 с давлением 16 кгс/см2 и температурой 980С поступает в качестве теплоносителя в трубное пространство кипятильника Н-165 колонны С-116. Система смазки турбокомпрессора: Масло марки «Mobil DTE 798», «Mobil DTE 746» или «КП-8С» для турбокомпрессора К-104 поступает в цех в бочковой таре. Из бочек масло прикачивается шестеренчатым насосом по шлангам в маслобак – расходную емкость маслосистемы. Внутри маслобака имеется змеевик, куда подается пар с давлением 19 кгс/см2 для подогрева масла в зимнее время. Во время работы турбокомпрессора масло из маслобака засасывается основным маслонасосом P-117А и с давлением 3,8 ÷ 4,6 кгс/см 2 подается через обратный клапан в общий коллектор масла. Масло из общего коллектора через трехходовой кран поступает в работающий маслохолодильник, где охлаждается до температуры (38÷40)°С водой, подаваемой через трехходовой кран в трубное пространстве маслохолодильника. Охлажденное масло после маслохолодильника поступает через трехходовой кран в фильтр очистки масла от механических примесей. Очищенное масло из маслофильтра подается на подшипники турбокомпрессора, редуктора, а также в зубчатую муфту сцепления. Давление масла перед подшипниками должна быть в пределах (2,5 ÷3,0) кгс/см2. Это достигается дифференциальным регулятором давления, который регулирует движение масла на смазку, сбрасывая избыток масла в маслобак. После смазки подшипников, со всех точек агрегата, масло сливается в масляный бак. Наблюдение за протеканием масла в сливных трубопроводах осуществляется через стекла, которые защищены плексиглазовыми кожухами, установленными на каждой сливной трубе. Отработанное масло, просачивающееся через подшипники и бывшее в соприкосновении с газом под давлением 1 кгс/см2, сливается через смотровые стекла в общий коллектор загрязненного масла, где отделяется газ от масла. Масло двумя потоками через два работающие отдельно маслоотводчика сливаются в маслобак. Газ из общего коллектора загрязненного масла через два параллельно работающие газофильтра отсасываются на всас первой ступени турбокомпрессора. У фильтров имеются спускники для освобождения фильтров от накапливающегося масла. В случае снижения перепада давления масла между давлением в коллекторе масла на выходе из маслофильтров и давлением газа, уходящего из системы загрязненного масла, до 80% от номинальной шкалы прибора (до 1,6 кгс/см2) или прекращении циркуляции масла по обводной линии обратно в маслобак автоматически включается в работу вспомогательный маслонасос Р-117В с приводом от турбины, которая находится постоянно в разогретом состоянии при помощи подачи пара по байпасу регулирующего клапана. При включении паровой турбины в период создания необходимой скорости вращения турбины, для поддержания давления масла предусмотрены масленые аккумуляторы – 5 шт. Масляный аккумулятор представляет собой металлический баллон. Внутри аккумулятора помещена резиновая камера, в которой хранится азот. При нормальном давлении в маслосистеме масло под рабочим давлением поступает в аккумуляторы и сжимает резиновую камеру. При снижении давления масла камера, расширяясь, вытесняет масло из аккумуляторов в систему смазки. 1.3. Характеристика основного и вспомогательного оборудования Турбокомпрессор К-104 пропиленового хладагента - 1 шт. Представляет собой трехступенчатый центробежный компрессор с четырьмя рабочими колесами, вращаемый асинхронным электродвигателем. Первая ступень имеет одно рабочее колесо, вторая ступень имеет одно рабочее колесо, третья ступень - два рабочих колеса. Передача оборотов вращения электродвигателя к компрессору K-104 с осуществляется посредством редуктора. Корпус компрессора К-104 разделен центрально по горизонтальной плоскости на две части, при поднятии верхней части корпуса вал с рабочими колесами полностью открыт для осмотра. Предусмотрены дренажные отверстия, закрываемые заглушками (пробками) в самых нижних точках корпуса. Внутренняя часть корпуса турбокомпрессора уплотнена лабиринтными уплотнениями. Вал турбокомпрессора покоится на подшипниках скольжения, смазываемых маслом под давлением. Подшипники одновременно служат в качестве затворов для газа под высоким давлением. Ротор тщательно сбалансирован как статически, так и динамически таким образом, чтобы обеспечить мягкий ход без вибрации. Осевые усилия вала компенсируются балансирующими или разгрузочными поршнями. Механические указатели продольного положения вала установлены с механизмом привода к указателю положения вала – указателю аксиального смещения. В нижней части корпуса расположены всасывающие и нагнетательные патрубки турбокомпрессора. Подшипники турбокомпрессора имеют отдельные корпуса, независимые от корпуса компрессора. Технические характеристики турбокомпрессора К-104, 1 шт.: Число оборотов 7300 об/мин Производительность 105665 кг/ч Условия всасывания: 1-я ступень – давление 0,1-0,2 кгс/см2 1-я ступень – температура минус 47÷ минус 30ºС 2-я ступень – давление 1,2-2,0 кгс/см2 2-я ступень – температура минус 26÷ минус 18ºС 3-я ступень – давление 5,5-7,0 кгс/см2 3-я ступень – температура 5÷ 15ºС Условия нагнетания: Давление 16,0-18,0 кгс/см2 Температура 95-120ºС Вес компрессора 16930 кг Редуктор: Планетарный с косозубым зацеплением. Состоит из разъёмного корпуса, двух валов с шестернями и радиальных подшипников скольжения. Передаточное число 4,9 Воздуходувка К-106 А/В для создания подпора в электродвигатель высокого напря-жения – 2 шт. Центробежный вентилятор Напор, создаваемый вентилятором 356 мм вод. Ст. Производительность 31,2 м3/ч Мощность электродвигателя 5,5 кВт, исполнение ВЗГ Число оборотов 1450 об/мин Вес 115 кг Воздуходувка К-110 А/В для создания подпора воздуха в операторной корпуса 2041 – 2 шт. Центробежный вентилятор Напор, создаваемый вентилятором 25,4 мм вод. ст. Производительность 23,8 м3/ч Мощность электродвигателя 5,5 кВт, Исполнение ВЗГ Число оборотов 1450 об/мин Вес 115 кг Холодильник пропилена – хладоагента Н-189 N - 1 шт. Горизонтальный холодильник с плавающей головкой Корпус: Среда – пропилен - хладоагент Рабочее давление 16-18 кг с/см2 Расчётное давление 37,2 кг с/см2 Рабочая температура 120/45оС Расчётная температура 200оС Трубы: Среда – вода оборотная Рабочее давление 3,0+4,0 кг с/см2 Расчётное давление 10,0 кг с/см2 Рабочая температура 25/35 оС Расчётная температура 100оС Количество труб 1060 шт. Размер труб: 25х2х6000 мм Диаметр кожуха 1200 мм Поверхность теплообмена 409,8 м2 Длина 7675 мм Вес 19880 кг Турбина - 1 шт. Турбина используется в качестве привода резервного маслонасоса во время снижения перепада давления между давлением масла на выходе из маслофильт-ров и давлением газа, уходящего из системы загрязненного масла на всас 1-й ступени турбокомпрессора К-104, до 80℅ шкалы прибора PDISA-397 (до 1,6 кгс/cм2) и при прекращении подачи масла по обводной линии. Электродвигатель - 1 шт. Асинхронный электродвигатель, с короткозамкнутым ротором, во взрывобезопасном продуваемом исполнении. 1.4. Характеристика исходного сырья основных продуктов и вспомогательных материалов. Рабочим газом турбокомпрессора K-I04 является пропилен- непредельный (ненасыщенный) углеводород ряда этилена, горючий газ. Вещество с наркотическим действием более сильным, чем у этилена. Класс опасности — четвертый, обладает значительной реакционной способностью. Его химические свойства определяются двойной углерод-углеродной связью. p-связь, как наименее прочная и более доступная, при действии реагента разрывается, а освободившиеся валентности углеродных атомов затрачиваются на присоединение атомов, из которых состоит молекула реагента. Все реакции присоединения протекают по двойной связи и состоят в расщеплении π-связи алкена и образовании на месте разрыва двух новых σ-связей который используется в качестве хладагента в холодильном цикле. Пропилен должен отвечать следующим требованиям: Содержание пропилена - не менее 70% вес. Содержание пропана - не более 27℅ вес. Содержание фракции С2 - не более 2% вес. Содержание фракции С4 - не более 1% вес. Содержание влаги - точка росы не выше минус 60оС. 1.5. Нормы технологического режима с сигнализацией и блокировкой Таблица №1. Нормы технологического процесса:
|