11. Механические расчеты и подбор основного и вспомогательного оборудования

При проектировании объектов нефтепереработки и нефтехимики наряду с широким использованием стандартного оборудования возникает необходимость конструирования новых аппаратов. При этом следует производить расчет по нескольким вариантам с последующим их сопоставлением и выбором наиболее оптимальной конструкции. Необходимо стремиться к тому, чтобы максимальное число узлов аппарата было стандартным. Выбирать их следует по каталогам оборудования.

При использовании типового оборудования производится проверочный расчет аппарата и устанавливается возможность его использования в заданных условиях и при данной производительности.

Для обоих вариантов механические расчеты предусматривают проведение расчетов основных размеров аппарата и его узлов: толщины стенки, днища, крышки, фланцев, болтового соединения, заклепочного или сварного шва, массы аппарата и т.д. Например, для абсорбционных или ректификационных колонн, кроме высоты и диаметра, которые находят при технологических расчетах, определяют толщину стенки, крышки, днища, размеры входных и выходных штуцеров. При выполнении тепловых расчетов необходимо знать габаритные размеры и массу аппарата, тогда в случае отсутствия этих данных в каталогах механические расчеты следует проводить раньше тепловых. Одновременно с тепловыми и механическими расчетами для основных аппаратов (ректификационных и абсорбционных колонн, нагревательных печей, реакционных аппаратов с зернистым и псевдоожиженным слоем катализатора и т.д.) необходимо проводить и гидравлические расчеты.

Технологические, тепловые, механические, гидравлические расчеты приводятся последовательно для каждого аппарата: искомая величина, формула для ее определения, числовая подстановка, результат расчета с указанием размерности. В записях нужно избегать промежуточных расчетов, преобразований формул. При подстановке в формулы численных значений цифры должны ставиться строго на те места в формуле, которые занимают соответствующие буквы или индексы. Следует обращать особое внимание на размерности исходных и искомых величин, придерживаясь системы СИ. Сам текст желательно иллюстрировать схемами и рисунками, поясняющими ход решения задач. Для однотипных аппаратов расчеты следует объединять в таблицы.

После расчета основного оборудования необходимо подобрать для данной установки вспомогательное оборудование: насосы, компрессоры, емкости, электромоторы, трубопроводы и т.п. Все оно стандартизовано. Задача магистранта сводится к тому, чтобы по заданной производительности, технологическим параметрам (температуре, давлению) и характеристике рабочей среды подобрать по каталогам необходимое оборудование. Например, подбор насосов производится, исходя из характеристики перекачиваемого вещества: количества, вязкости, плотности, коррозионности, температуры, давления и необ­ходимого напора. Напор определяется по формуле

Н = h + П,

где h - напор, необходимый для поднятия жидкости на требуемую высоту; П - напор, затрачиваемый на преодоление перепада давления между аппаратами с учетом гидравлического сопротивления данной системы трубопроводов, равный 0,1 h.

Для вспомогательного оборудования следует указать количество аппаратов и подробную их техническую характеристику со ссылкой на каталог. После подбора основного и вспомогательного оборудования по каталогу, зная все размеры и параметры оборудования производиться компоновка оборудования в 3D.