Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

тепло на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и техно­ логические нужды. Отдельные тепловые сети для подачи тепла на технологические нужды допускается применять в том случае, если качество или параметры воды отличаются от принятых в сетях, по­ дающих тепло на отопление и вентиляцию. Непосредственный водоразбор из двухтрубных водяных тепловых сетей для горячего водоснабжения (открытые сети теплоснабжения) допускается предусматривать при обеспечении источника тепла исходной во­ дой для подпитки из системы хозяйственно-питьевого водопрово­ да. Подогрев воды для горячего водоснабжения водой тепловой сети в водонагревателях центральных и индивидуальных тепло­ вых пунктов потребителей (закрытые системы теплоснабжения) следует предусматривать преимущественно при качестве питье­ вой воды, не требующем дополнительной обработки (деаэрации, умягчения и пр.) Для перекачивающих станций, получающих теп­ ло от внешних источников, тепловые пункты предусматривают на вводе тепловых сетей.

Статическое давление в системах теплоснабжения не должно превышать допускаемое давление в оборудовании источника теп­ ла, в водяных тепловых сетях и в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, непосредственно присоединенных к тепловым сетям.

Давление воды в подающих трубопроводах при работе сете­ вых насосов принимают, исходя из условий невскипания воды при ее максимальной температуре в любой точке подающего трубо­ провода, в оборудовании источника тепла и в приборах систем по­ требителей. При этом давление не должно превышать пределов прочности последних.

Допускается как подземная, так и надземная прокладка тепло­ вых сетей.

5.4.ВЕНТИЛЯЦИЯ

5.4.1.Назначение и классификация систем вентиляции

Врезультате протекания многих технологических процессов,, работы машин, станков, аппаратов в воздух помещений выделяют­ ся тепло, вредные для здоровья газы, пары и пыль. Пребывание

381

в помещениях людей также влечет за собою выделение ими в воз­ дух помещений углекислого газа, водяных паров и тепла. Тепло

ивредные примеси, так называемые вредности, делают воздух не удовлетворяющим санитарно-гигиеническим требованиям. К вредностям относят вредные для здоровья газы, пыль, избыточ­ ные водяные пары и избыточное тепло.

Для поддержания в помещениях на рабочих местах состава

исостояния воздуха, удовлетворяющих санитарно-гигиеническим требованиям, применяются вентиляционные установки.

Вентиляцию предусматривают во всех производственных

ивспомогательных зданиях промышленных предприятий, незави­

симо от степени загрязнения воздуха. При проектировании венти­ ляции следует учитывать характерные для технологических про­ цессов виды производственных вредностей:

газовыделения через неплотности в соединениях оборудова­ ния, арматуры и коммуникаций (залы нагнетателей компрессор­ ных цехов, ГРС, пункты замера газа, насосные залы и т. п.);

тепловыделения от насосно-компрессорного оборудования, газовых турбин, электродвигателей, обвязочных трубопроводов, коммуникаций, газоходов и т. д.

Вентиляционные системы подразделяют на вытяжные с орга­ низованным удалением (вытяжкой) загрязненного воздуха из по­ мещений, приточные (с организованной подачей свежего воздуха в помещения) и приточно-вытяжные, предназначенные для одно­ временного организованного притока свежего и вытяжки загряз­ ненного воздуха из помещений.

По способу перемещения воздуха различают естественную и принудительную (или механическую) вентиляцию.

При естественной вентиляции перемещение воздуха проис­ ходит за счет разности плотностей наружного и внутреннего воз­ духа или поддействием ветра. Естественная вентиляция, при кото­ рой имеется возможность управлять воздухообменом и регулиро­ вать его в соответствии с внешними и внутренними условиями, на­ зывается аэрацией. Аэрацию промышленных цехов осуществля­ ют через окна в стенах и фонарях зданий.

Принудительной или механической называется такая венти­ ляция, в которой перемещение воздуха производят вентилятора­ ми. На рис. 5.18, 5.19 представлены схемы вытяжной и приточной механических вентиляционных установок соответственно.

382

Рис. 5.18. Схема вытяжной механической вентиляционной установки:

1— выпускная шахта; 2 — вентилятор; 3 — магистральный воздуховод; 4 — вертикальные участки (опуски); 5 — регуляторы расхода воздуха; 6 — возду­ хоприемные устройства

Рис. 5.19. Схема приточной механической вентиляционной установки:

1 — воздухозаборная шахта; 2 — калорифер; 3 — вентилятор; 4 — магист­ ральный воздуховод; 5 — опуски; 6 — регуляторы расхода воздуха; 7 — воз­ духоприемные устройства (насадки)

По принципу организации воздухообмена вентиляция может быть общей, местной или смешанной.

Общая вентиляция поддерживает санитарно-гигиенические условия воздушной среды во всем объеме рабочей зоны помеще­ ния. Ее устраивают в тех случаях, когда расположение источников вредных выделений не фиксировано. Назначение общей вентиля­ ции — разбавлять загрязненный воздух свежим с тем, чтобы со­ держание вредностей в нем не превышало допустимых концент­ раций.

Местную вентиляцию применяют в тех случаях, когда предо­

383

ставляется возможность непосредственно с мест образования вредностей извлекать загрязненный воздух, не допуская его рас­ пространения по цеху.

При смешанной вентиляции приток в помещение свежего воздуха осуществляется механической системой вентиляции, а вытяжка — естественной системой, или приток свежего воздуха совмещается с воздушным отоплением. Часто в смешанной систе­ ме вентиляции используют комбинацию систем общей и местной вентиляции.

Вентиляция помещений, осуществляемая с применением ав­ томатически действующей аппаратуры, поддерживающей количе­ ство перемещаемого воздуха, температуру и влажность его в об­ служиваемых помещениях на уровне заданных условий, незави­ симо от изменяющейся метеорологической обстановки вне зда­ ний, называется кондиционированием воздуха.

При общеобменной вентиляции свежий воздух смешивается

своздухом помещения, а загрязненный воздух удаляется. При этом масса воздуха, поступающего в помещение, равна массе воз­ духа, удаляемого из него (баланс воздухообмена).

Часовое количество воздуха (в м3), подаваемого или извлекае­ мого из помещения, отнесенное к внутренней кубатуре (объему) помещения, носит название кратности воздухообмена.

Кратность воздухообмена в помещениях нефтеперекачиваю­ щих станций принимают в пределах 3,5 —10, причем при наличии сернистых соединений увеличивают ее значение (в границах при­ веденного интервала). Если в воздухе помещения могут содер­ жаться пары этилированного бензина, кратность воздухообмена должна составлять 13,5.

Впомещениях компрессорной станции кратность воздухооб­ мена колеблется в пределах 3 — 12 (также с учетом наличия серни­ стых соединений). Если в помещении производят операции

сметанолом, то кратность воздухообмена возрастает до 20. Систему аварийной вентиляции предусматривают в произ­

водственных помещениях, в которых возможно внезапное по­ ступление большого количества вредных и взрывоопасных ве­ ществ. К таким помещениям относят компрессорные цеха КС ма­ гистральных газопроводов, насосно-компрессорные отделения га­ зонаполнительных станций для сжиженных углеводородных газов, насосные цеха нефте- и нефтепродуктопроводов. Требуе-

384

мый воздухообмен должен быть обеспечен совместной работой систем основной (общеобменной и местной) и аварийной венти­ ляции.

5.4.2. Оборудование вентиляционных систем

5.4.2.1. Система естественной вентиляции

Различают неорганизованную и организованную вентиляцию. Наиболее простой способ неорганизованной вентиляции — естественное проветривание, т. е. смена воздуха в помещении че­ рез неплотности в ограждениях благодаря возникшей разности давлений снаружи и внутри помещений (инфильтрация). Для уси­ ления естественной вентиляции помещений (проветривания) в ок­ нах делают форточки или фрамуги. В промышленных зданиях ин­

фильтрацией можно обеспечить 1,5-кратный обмен и более. Организованная естественная вентиляция — это открывание

окон или фрамуг и фонарей (бесканальная или аэрация) или применение каналов (канальная система вентиляции). Фонарь здания — это выступающая над крышей верхняя застекленная часть здания.

Для вентиляции производственных помещений объектов транспорта нефти и газа широко применяют вытяжную есте­ ственную канальную вентиляцию, работающую под действием ес­ тественного давления, возникающего вследствие разности давле­ ний холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вер­ тикальных каналов, закрытых жалюзийными решетками, сбор­ ных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты (с дефлек­ торами или без них).

Дефлекторы — специальные насадки, устанавливаемые на вы­ ходе вытяжных труб или шахт, а также непосредственно над вы­ тяжными отверстиями в крышах производственных зданий, пред­ назначены для усиления вытяжки воздуха из помещения. Усиле­ ние тяги происходит благодаря разрежению, возникающему при обтекании дефлектора ветром.

Наиболее распространены дефлекторы конструкции ЦАГИ (рис. 5.20). Номер дефлектора соответствует диаметру присоеди­ нительного патрубка в дециметрах.

385

13- 1 - 1 6 4

Рис. 5.20. Дефлектор ЦАГИ:

1— патрубок; 2 — диффузор; 3 — корпус дефлектора; 4 — лапки для крепле­ ния зонта-колпака; 5 — зонт-колпак

При обтекании ветром корпуса дефлектора с наветренной стороны (справа) возникает небольшое повышение давления, с подветренной стороны (слева) возникает зона разрежения, спо­ собствующая вытяжке воздуха из помещения.

5.4.2 .2 . Система механической вентиляции

Ввентиляционной технике применяют вентиляторы двух ти­ пов: осевые и центробежные.

Вприточно-вытяжной вентиляции, когда нужно перемещать

большие объемы воздуха при небольших избыточных давлениях (не свыше 350 Н/м2 или 35 мм вод. ст.), применяют осевые венти­ ляторы (рис. 5.21).

Основной частью осевого вентилятора является лопаточное колесо, заключенное в цилиндрический кожух, которое, враща­ ясь, уплотняет и проталкивает воздух между лопатками.

В механических системах вентиляции помещений перекачи­ вающих станций наибольшее распространение получили центро­ бежные вентиляторы (рис. 5.22).

Принцип действия центробежного вентилятора подобен рабо-

386

ры изготавливают в антикоррозионном исполнении для переме­ щения агрессивных сред (при их изготовлении применяют мате­ риалы, стойкие к воздействию воздуха с агрессивными примеся­ ми) и во взрывобезопасном исполнении для перемещения взры­ воопасных смесей (вентиляторы во взрывобезопасном исполне­ нии изготовляют с колесом, кожухом и входными патрубками из алюминия илидюралюминия).

Вентиляторы одной конструкции, но разных размеров, состав­ ляют одну серию (например, серия Ц). Номер вентилятора опреде­ ляет его размер. У большинства вентиляторов он выражает диа­ метр рабочего колеса в дециметрах.

Основными показателями работы вентилятора являются пода­ ча, развиваемое давление, мощность на валу вентилятора и коэф­ фициент полезного действия.

Перемещение воздуха в вентиляционных установках преиму­ щественно происходит по воздуховодам круглого сечения, прямо­ угольные проектируют при соответствующем обосновании. Воз­ духоводы круглого сечения имеют меньший периметр при одина­ ковых площадях сечений и большую жесткость.

Воздуховоды приточно-вытяжных систем вентиляции изго­ тавливают из листовой стали с толщиной стенки, принимаемой в зависимости от диаметра: 0,5 мм при D до 200 мм; 0,6 мм при D от 225 до 450 мм; 0,7 мм при D от 500 до 800 мм.

Для воздуховодов, по которым транспортируют воздух с при­ месью газов и паров, вызывающих коррозию стали, рекомендуют следующие антикоррозионные покрытия и материалы: мастику битуминоль, бакелитовые и перхлорвиниловые лаки идр.

При расчете протяженности воздуховодов необходимо учиты­ вать положение о том, что радиус действия системы с механиче­ ским побуждением не должен превышать 40 м.

Задачей аэродинамического расчета воздуховода, как и любо­ го трубопровода, является определение его диаметра, падения дав­ ления в трубопроводе или пропускной способности (по допусти­ мому падению давления). Поскольку в воздуховодах большая часть потерь давления приходится на местные сопротивления, то необходимо тщательно учитывать все коэффициенты местных со­ противлений.

К расчету сети воздуховодов приступают после того, как наме­ чена их трасса, выяснено расположение всех приточных или вы­

388

тяжных отверстий, определен расход воздуха по каждому участку сети. В пределах каждого участка расход воздуха и его скорость должны оставаться неизменными. По расходу воздуха и принятой скорости, пользуясь формулами, таблицами и номограммами, оп­ ределяют диаметры и потери давления по участкам. Полные поте­ ри давления в системе вентиляции, которая обычно представляет собой разветвленный трубопровод, находят суммированием от на­ чала до самой удаленной точки.

Для нагревания воздуха в зимний период в системах приточ­ ной вентиляции применяют преимущественно стальные пластин­ чатые калориферы средней и большой моделей. Они состоят из стальных трубок, на которые для увеличения площади поверхно­ сти нагрева насаживают ребра в виде плоских пластин или спи­ рально навитой ленты. По трубкам проходит теплоноситель — пар давлением ризб = 0,1—0,5 МПа или горячая вода с температурой до 150 °С, а воздух омывает нагретые трубки и ребра.

Различают следующие типы калориферов средней и большой моделей:

1)одноходовые калориферы пластинчатые, спирально-навив­ ные, пластинчатые с плоскоовальными трубками;

2)многоходовые калориферы.

Водноходовых калориферах теплоноситель (пар или вода)

движется по всем трубкам параллельно, в многоходовых теплоно­ ситель (вода) движется последовательно через ряд секций.

Все типы и модели калориферов по присоединительным раз­ мерам и величине площади поверхности нагрева делят на 11 — 14 номеров.

Наиболее совершенными по теплотехническим показателям являются калориферы с коридорно-смещенным расположением трубок.

Технико-экономическими показателями калорифера являют­ ся коэффициент теплопередачи, аэродинамическое сопротивле­ ние проходу воздуха и масса металла, приходящаяся на 1 м2 пло­ щади поверхности нагрева.

При соответствующем обосновании производят очистку от пыли наружного воздуха, подаваемого системами вентиляции

ивоздушного отопления.

Сэтой целью используют фильтры различных конструкций:

389

масляные, бумажные, тканевые и др., устанавливаемые до калори­ феров (по направлению потока воздуха).

5 .4 .3 . О собен н о сти п р о екти р о ван и я и эк сп л у а т а ц и и вен ти ля ц и и пом ещ ен и й п ер ек ач и ваю щ и х стан ц и й

Системы приточной и вытяжной вентиляции в помещениях перекачивающих станций, в т. ч. наливных и подпорных насос­ ных, выполняют во взрывобезопасном исполнении. При работе без обслуживающего персонала вентиляционная система должна быть оборудована: автоматическим включением вытяжных венти­ ляционных агрегатов при повышении концентрации паров углево­ дородов в воздухе помещений свыше 20 %от нижнего предела вос­ пламенения и автоматическим выключением вентиляционных аг­ регатов при снижении концентрации ниже указанного предела; предупредительной и аварийной сигнализацией; дистанционным пуском и остановкой вентиляционных агрегатов из невзрывоопас­ ных помещений или снаружи зданий.

Помещения, где проводят работы с особо вредными и ядови­ тыми веществами, оборудуют автономной вентиляцией.

Впомещениях НПС магистральных нефтепроводов, наливных

ипрочих технологических насосных объемом помещения более 300 м3 устанавливают местные отсосы от камер уплотнений насо­ сов при перекачке высокосернистых (более 2 % серы) нефтей; вы­ тяжная вентиляция должна быть естественная из верхней зоны в объеме 20 % удаляемого воздуха, механическая — из нижней зоны в объеме 80 % удаляемого воздуха; приточная вентиляция в холодный период года — механическая, в теплый период — естественная.

Впомещениях насосных с объемом до 300 м3 вытяжная венти­ ляция должна быть естественная из верхней зоны в объеме 20 % удаляемого воздуха и механическая из нижней зоны в объеме 80 % удаляемого воздуха (периодического действия); приточная венти­ ляция в холодный период года — естественная с подогревом, в теп­ лый период — естественная.

Вкамерах с задвижками и другим технологическим оборудо­ ванием (колодцы технологических трубопроводов с наземными надстройками), канализационных насосных, нефтезамерных пун­ ктах, пунктах и помещениях регулирования давления и расходов нефти вытяжная вентиляция должна быть естественная из верх­

390