- •Учебно-методическое пособие Методология научных исследований и проектирования в химической технологии
- •1. Лекционный комплекс модуль 1 введение
- •План лекции:
- •Контрольные вопросы
- •Список использованной литературы:
- •Лекция 3. Разработка проектной документации План лекции:
- •Контрольные вопросы
- •Список использованной литературы
- •Лекция 4. Планирование проекта План лекции:
- •Контрольные вопросы
- •Список использованной литературы
- •Лекция 5. Торги. Тендер План лекции:
- •Контрольные вопросы:
- •Список использованной литературы
- •Лекция 6. Завершение проекта План лекции:
- •Контрольные вопросы и задания
- •Список использованной литературы
- •Лекция 7. Классификация и методы расчета оборудования нпз План лекции:
- •1. Классификация оборудования
- •2. Методы расчета и основные требования к химической и нефтехимической аппаратуре
- •3. Основные требования, предъявляемые к химической и нефтехимической аппаратуре.
- •Контрольные вопросы:
- •Список использованной литературы:
- •Модуль 2. Материалы для изготовления аппаратуры Лекция № 8. Основные материалы, применяемые для изготовления нефтезаводского оборудования План лекции:
- •Выбор материалов
- •3. Цветные металлы
- •Вопросы для самопроверки:
- •1. Поведение сталей при высоких температурах
- •2. Поведение сталей при низких температурах
- •3. Углеродистые стали
- •4. Легированные стали
- •Вопросы для самопроверки:
- •Список использованной литературы:
- •Лекция 10. Коррозия металлов и сплавов. Шкала коррозионной стойкости. Защита от коррозии.
- •Коррозия металлов и сплавов
- •2. Шкала коррозионной стойкости.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Список использованной литературы:
- •Модуль 3. Основные конструктивные элементы оборудования. Их расчет и особенности эксплуатации. Лекция 11. Расчет основных узлов и деталей химических аппаратов, исходные данные
- •1. Основные конструктивные элементы оборудования
- •2. Исходные данные для расчетов
- •Вопросы для самопроверки
- •Список использованной литературы:
- •Лекция 12. Расчет толщины стенки днищ цилиндрических аппаратов. Определение толщины стенки эллиптических, сферических, конических, полушаровых, плоских днищ.
- •1. Эллиптические днища
- •2. Полушаровые днища
- •3. Плоские днища
- •Сферические днища
- •Конические днища
- •Вопросы для самопроверки:
- •Список использованной литературы:
- •Лекция 13. Расчет опорной поверхности аппарата. Расчет фундаментных болтов и шпилек
- •1. Опоры горизонтальных аппаратов
- •2. Опоры вертикальных аппаратов
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция 14. Укрепление вырезов в стенках аппаратов. Фланцевые соединения, прокладки
- •1. Укрепление вырезов в стенках аппаратов
- •2. Фланцевые соединения, прокладки
- •Вопросы для самопроверки
- •Список использованной литературы:
- •2. Практические занятия Практическое занятие №1. «Методы и последовательность расчета оборудования»
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 2. Исходные данные для расчетов
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 3. Расчет тонкостенных цилиндрических корпусов, работающих под внутренним давлением.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 4. Расчет тонкостенных цилиндрических корпусов, работающих под наружным давлением
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 5. Расчет толстостенных цилиндрических корпусов
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 6. Расчет днищ нефтехимических аппаратов.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 7. Расчет вертикальных аппаратов на ветровую нагрузку.
- •Задачи:
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 8. Реакторы для проведения реакций в жидкой фазе и в эмульсиях. Последовательность расчета реакторов.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 9. Трубчатые печи. Змеевики, подвески, печные двойники и другие детали печей. Расчет двойников.
- •Задачи:
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 10. Конструкции, типы и принцип работы ректификационных колонн. Особенности расчета ректификационной колонны.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 11. Тема: Специальная аппаратура производств синтетических каучуков. Аппаратура полимеризационных процессов. Порядок расчета полимеризаторов.
- •Задачи:
- •Вопросы для самопроверки:
- •Практическое занятие № 12. Основы технологии проектирования. Генеральный план.
- •Задачи:
- •Вопросы для самопроверки:
- •3. Самостоятельная работа магистрантов (срм)
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •4. Самостоятельная работа магистрантов под руководством преподавателя (срмп) и требования к оформлению расчетных (семестровых) работ
- •7) Таблицы
- •8) Рисунки, графики, диаграммы
- •5. Перечень программного и мультимедийного сопровождения учебных занятий
2. Опоры вертикальных аппаратов
Опоры вертикальных аппаратов представляют собой обечайки, снабженные фундаментным кольцом из полосовой или листовой стали. Кольцо крепится к фундаменту болтами. Чтобы фундаментное кольцо было жестким, его укрепляют косынками, местными стойками под болты или жестким опорным поясом. При необходимости стойки и жесткие опорные пояса можно приварить к обечайке или косынками к опорному кольцу после установки аппарата в проектное положение.
Высоту обечайки опоры выбирают с учетом требований технологии (например, необходимой высоты столба жидкости в приемном трубопроводе откачивающего насоса) и условий эксплуатации (возможность установки под аппаратом и трубопроводной обвязки, арматуры, приборов КИП), но так, чтобы она была кратна 200 мм и составляла не менее 600 мм. Материал деталей, из которых состоит опора, выбирают исходя из условий эксплуатации с учетом свариваемости, коррозионной стойкости, температурных пределов применения, экономической целесообразности и надежности. Предел текучести материала должен быть выше 200 МН/м2 при температуре 20°С.
Трубопроводы, соединенные со штуцерами на нижнем днище, выводятся из-под аппаратов через отверстия и лазы на обечайке опоры. Один лаз (диаметром 560 мм) предназначен для доступа людей под аппарат. Если число лазов велико или расчет показывает, что лазы недопустимо ослабляют сечение обечайки опоры, то вокруг лаза ставят усилительное кольцо либо к лазам приваривают короткие толстостенные патрубки.
В верхней части опор должно быть не менее двух вентиляционных отверстий диаметром до 100 мм для естественного выхода паров, которые могут скопиться в результате негерметичности трубопроводов, арматуры или сварных швов. Опоры с конусной обечайкой применяются для высоких аппаратов диаметром менее 1000 мм. Они придают аппарату большую устойчивость и снижают удельное давление на опорные поверхности.
В технически обоснованных случаях ОСТ разрешает соединение цилиндрических опор внахлестку с днищем корпуса. При этом линия приварки опоры к аппарату должна отстоять от кольцевого шва днища более чем на 40 мм.
Днища аппаратов больших диаметров имеют меридиональные швы, которые при приварке нельзя перекрывать опорной обечайкой. Поэтому в местах, где проходят эти швы, на опорной обечайке делают вырезы.
Очень часто вертикальные аппараты устанавливают (подвешивают) на межэтажных перекрытиях, на высоких металлических или железобетонных опорных конструкциях. Они снабжаются опорными лапками.
Размеры опор должны быть такими, чтобы обеспечивалась устойчивость вертикальных аппаратов под действием суммарного напряжения от собственного веса и веса содержащихся в аппарате жидкости и паров, а также от ветровых и сейсмических нагрузок.
Для вертикальных аппаратов опоры представляет собой обечайки, снабженные фундаментным кольцом из полосовой или листовой стали. Кольцо крепится к фундаменту болтами. Для ректификационных колон, реакторов опоры применяют толстостенные цилиндрической формы. Опоры с конусной обечайкой применяют для высоких аппаратов диаметром менее 1000 мм. Они придают аппарату большую устойчивость и снижают удельное давление на опорные поверхности.
Фланцевые соединения служат для разъемного соединения трубопроводов, арматуры, состоящих частей корпуса аппаратов или отдельных аппаратов друг с другом. Фланец является элементом фланцевого соединения и представляет собой диск с отверстием для крепежных болтов. В литой и кованой аппаратуре фланцы изготовляются как одно целое с корпусом аппарата. В сварной аппаратуре и для трубопроводов фланцы изготавливают штамповкой и механической обработкой и приваривают к трубе, обечайке. В случае необходимости, фланцы можно присоединить к трубе с помощью резьбы. Необходимо помнить, что для светлых нефтепродуктов независимо от рабочего давления среды применяют фланцы, рассчитанные на условное давление не ниже 1,6 МПа. Плотное соединение сопрягаемых фланцев, как правило, обеспечивает установку между ними прокладок. Прокладка должна быть эластичной, пластичной, стойкой к данной среде, прочной и долговечной. В качестве материала прокладок применяют резину, асбест, поранит, фторопласт и другие. Для фланцевого соединения болты или шпильки и гайки к ним должны быть стандартными и нормализованными.
При проектировании крупных корпусов необходимо с самого начала согласовать их габариты с условиями доставки готового аппарата на монтажную площадку. Различают габаритное и негабаритное оборудование.
Под габаритным понимается такое оборудование, размеры которого не выходят за пределы габаритов железнодорожного подвижного состава, установленных ГОСТ. Такое оборудование можно перевозить по железной дороге без всяких ограничений.
Негабаритное оборудование делится на следующие категории:
1) оборудование, которое можно перевозить по железной дороге только при соблюдении определенных, согласованных с руководством железных дорог, условий и мероприятий;
2) оборудование, которое можно перевозить по существующим шоссейным или водным путям;
3) оборудование, которое невозможно перевозить любым видом транспорта.
Очертания и габариты оборудования для различных способов перевозки имеются в специальных справочных пособиях соответствующих ведомств [ОЛ8-10].
