Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оценка пожарной безопасности и защиты технологического оборудования. Учебное пособие
.pdf
– пружинные;
– гидравлические затворы (гидравлические клапаны);
– другие специальные предохранительные устройства.
Принципиальные схемы основных видов ПК приведены на рис. 1.6.
Рычажно-грузовые ПК применяются при относительно небольших давле-
ниях для защиты оборудования с невзрывопожароопасными средами и применяются в основном для защиты паровых котлов и трубопроводов (рис. 1.6, а).
Рис. 1.6. Схемы ПК:
а – рычажно-грузовой; б – грузовой; в – пружинный; г – гидравлический
(гидрозатвор); 1 – патрубок для соединения с аппаратом; 2 – корпус клапана;
3 – отводной патрубок; 4 – тарелка и шток клапана; 5 – рычаг с противовесом;
6 – пружина с регулировочной втулкой; 7 – груз; 8 – аппарат; 9 – запорная жидкость
Грузовые ПК с прямым нагружением золотника менее распространены,
чем рычажно-грузовые, так как имеют небольшие пределы регулирования давления срабатывания (см. рис. 1.6, б).
Пружинные ПК наиболее распространены в промышленности (рис. 1.6, в,
и 1.7). Они применяются для защиты оборудования с любыми средами, имеют
небольшие габариты, их можно устанавливать на подвижных установках, они
рассчитаны на работу при давлении до 16 МПа и более.
Гидравлические предохранительные устройства (гидрозатворы) применяются для защиты аппаратов, работающих под незначительным избыточным
давлением или вакуумом (рис. 1.8). Например, на резервуарах со стационарной
крышей типа РВС устанавливаются гидравлические предохранительные клапаны, срабатывающие при избыточном давлении 200 мм водяного столба и вакууме 25–40 мм водяного столба. В качестве запорной жидкости в них используется соляровое масло (рис. 1.8).
31
По способу выпуска среды различают механические ПК открытого и за-
Рис. 1.7. Пружинный ПК:
1 – седло с регулировочной втулкой;
2 – втулка; 3 – стопорный винт;
4 – золотник; 5,6 – корпус;
7 – крышка; 8 – пружина; 9 – шток;
10 – резьбовая втулка
Рис. 1.8. Гидравлический ПК:
1 – заливное и замерное устройство;
2 – крышка; 3 – кассетный
огнепреградитель; 4 – отбойник брызг;
5 – патрубок; 6 – чашка; 7 – корпус
с присоединительным фланцем
крытого типов. Сброс среды из аппаратов через клапаны открытого типа производится непосредственно в атмосферу, а через клапаны закрытого типа - в закры-
тую систему.
При установке предохранительных клапанов на аппаратах с горючими и
токсичными продуктами сбросы от клапанов направляют через отводной сток в
атмосферу, факельную линию или закрытую систему с газгольдером. Если возможен выход из аппарата вместе с паром или газом горючей жидкости, на линии
отвода газа устанавливают сепаратор. Сбросы от ПК, установленных на аппаратах
с веществами 1 и 2 классов опасности, направляют в специальную закрытую систему, из которой пары или газы можно возвращать в производство. При невозможности устройства такой системы сбрасываемые продукты допускается
направлять в атмосферу после обязательного обезвреживания их в специальном
поглощающем устройстве.
32
При проведении проверочного расчета ПК сравнивают пропускную способность существующего ПК с максимальным притоком среды, способным вызвать повышение давления, в защищаемый аппарат, то есть проверяют выполнение условия безопасной эксплуатации аппарата:
где
– максимальный приток среды в аппарат, кг/с;
(1.14)
– пропускная способ-
ность ПК, кг/с.
Основными недостатками ПК являются невозможность защиты аппаратов от
разрушения при быстром (взрывном) повышении давления в них и постоянные
утечки среды из-за недостаточно плотного прилегания золотника к седлу клапана [1, 10, 19].
1.9.3. Температурные компенсаторы
Для компенсации температурных напряжений в технологическом оборудовании, во избежание его деформации и разгерметизации применяют температурные компенсаторы. Изменение длины ∆L жестко закрепленного (защемленного)
элемента аппарата или участка трубопровода можно определить по формуле:
∆L = αL∆t , (1.15)
где α – коэффициент линейного расширения материала трубопровода; L – длина
жестко закрепленного элемента; ∆t – разность температур (t
нач
и t
– соответ-
кон
ственно, начальная и конечная температуры элемента).
Температурные напряжения
, МПа, возникающие при этом в материале,
определяют из выражения:
=Е∆L/L , (1.16)
где Е – модуль упругости материала, МПа.
Из этих двух выражений (1.15) и (1.16) с учетом условия прочности находим
допускаемую разность температур [∆t], при которой не требуется компенсация:
(1.17)
где
– нормативное допускаемое напряжение для материала трубопровода, МПа.
33
Принимаем для стали
= 110–120 МПа, Е = 2,110
5
МПа, α = 11,510–6 К–1
и определяем допускаемую разность температур, которая составляет 45–50 °С.
При больших значениях разности температур требуется компенсация возникающих температурных напряжений.
Компенсатор надежно защищает аппарат или трубопровод, если выполняется соотношение:
∆L , (1.18)
где ∆L – изменение длины трубопровода при максимально возможном перепаде
температур.
Трубопроводы, как правило, прокладываются с изгибами. При этом происходит самокомпенсация напряжений. При недостаточной величине самокомпенсации применяют температурные компенсаторы, которые бывают П-образные
(Ω-образные), линзовые, волнистые и сальниковые. П-образные компенсаторы
представляют собой изогнутые в виде букв «П» или «Ω» участки трубопроводов,
изготовленные изгибом труб или сваркой с применением крутоизогнутых фитингов. Компенсаторы устанавливают на трубопроводах через 20–50 м с вертикальным или горизонтальным компенсирующим элементом (рис. 1.9). Они обладают большой компенсирующей способностью (до 700 мм) и применяются при
любых давлениях. Недостатки П-образных компенсаторов: необходимость применения специальных подвижных опор, громоздкость и достаточно большое
гидравлическое сопротивление.
Рис. 1.9. П-образный компенсатор
34
Линзовые компенсаторы состоят из 1–4 последовательно соединенных
линз и применяются при условном давлении до 1,6 МПа (рис. 1.10). Толщина
стенок линз 2,5–4 мм. Во избежание изгиба трубопровода в месте установки линзового компенсатора в нем монтируется направляющая гильза, приваренная
только с одной стороны, которая уменьшает также гидравлическое сопротивление компенсатора, так как предотвращает завихрение движущейся среды.
Рис. 1.10. Схема линзового компенсатора:
1 – направляющая гильза; 2 – линзы
Более совершенны по конструкции волнистые компенсаторы (рис. 1.11).
Гибкий элемент 4 в таких компенсаторах представляет собой эластичную тонкую гофрированную оболочку (наподобие шланга противогаза), которая может
сжиматься, растягиваться, изгибаться. Гибкий элемент изготовляют из высоколегированных сталей, никеля, медно-никелевых сплавов с лирообразным или Uобразным профилем волны. Концы гибкого элемента приварены к патрубкам 1.
Ограничительные кольца 3 предотвращают выпучивание гибкого элемента под
действием давления и ограничивают изгиб его стенки, а опорные кольца 7 прижимают его к патрубку. Для защиты гибкого элемента предусмотрен кожух 5,
приваренный к стойкам 8. Для уменьшения завихрения среды предусмотрена
внутренняя обечайка 6, приваренная только одним концом к патрубку. Шпильки 2
служат для растяжения и сжатия компенсатора при монтаже, и после установки
компенсатора удаляются.
35
Универсальный компенсатор воспринимает деформации не только в осевом направлении, но и позволяет оси трубопровода изогнуться на некоторый
угол относительно осей шарниров 9, которыми он снабжен (рис. 1.11, б).
Рис. 1.11. Волнистые компенсаторы:
а – осевой; б – универсальный (угловой)
В сальниковом компенсаторе, приведенном на рис. 1.12, компенсация теплового удлинения происходит не в результате упругой деформации, а путем перемещения конца трубы в сальнике.
Рис. 1.12. Сальниковый компенсатор:
1 – внутренняя труба; 2 – нажимная втулка; 3 – мягкая набивка; 4 – корпус
Сальниковые компенсаторы на трубопроводах с пожаровзрывоопасными
средами применяются очень редко, так как они недостаточно надежны, сложны
в эксплуатации, а рабочее давление среды при их использовании не должно превышать 0,5 МПа (избыточное).
36
Контрольные вопросы
1. На какие виды подразделяются технологические процессы?
2. Какие классификационные признаки характерны для технологического
оборудования?
3. Какие факторы определяют выбор материалов для изготовления техно-
логического оборудования?
4. Каким требованиям с точки зрения обеспечения пожаровзрывобезопас-
ности технологического оборудования должны удовлетворять конструкционные
материалы?
5. Как влияют технологические параметры процессов на требования,
предъявляемые к конструкционным материалам?
6. Каковы механизмы взаимодействия металла с коррозионной средой? Ка-
кие виды коррозионных разрушений существуют?
7. Какие участки металла подвержены интенсивной электрохимической
коррозии и почему?
8. Что такое блуждающие токи и чем они опасны для подземного техноло-
гического оборудования?
9. Как влияют технологические параметры на скорость коррозии?
10. Какие требования предъявляют к технологическому оборудованию с
пожаровзрывоопасными средами?
11. Как учитывается наличие пожаровзрывоопасной среды в аппарате при
выборе допускаемых напряжений?
12. Для чего проводят проверочные расчеты технологического оборудова-
ния на прочность?
13. Для чего проводят испытания оборудования на прочность и герметич-
ность?
14. Для чего предназначены обратные клапаны?
15. Как устроен и работает пружинный обратный клапан?
16. Для чего предназначены скоростные клапаны?
17. Как устроен и работает пружинный скоростной клапан?
37
18. Как устроен и работает поплавковый скоростной клапан?
19. Для чего предназначены ПК?
20. Какие виды ПК существуют?
21. Как устроен и работает пружинный ПК, какие у него достоинства и не-
достатки?
22. Как устроен и работает гидравлический ПК?
23. Для чего предназначены температурные компенсаторы?
24. Как устроен и работает П-образный компенсатор, какие у него досто-
инства и недостатки?
25. Как устроен и работает линзовый компенсатор?
26. Как устроен и работает волнистый компенсатор и чем он отличается от
линзового?
27.Как устроен и работает сальниковый компенсатор, какие у него досто-
инства и недостатки?
38
2. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ О ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВ
И РАЗМЕЩЕНИИ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
2.1. Технологическая часть проекта и технологический
(производственный) регламент как источники информации о технологии
и технологическом оборудовании
Для выявления причин возникновения пожара и условий, способствующих
его развитию, необходимо в первую очередь изучить технологию производства.
Документальной основой для этого служат проектные производственные материалы, которые являются базирующимися источниками информации о технологии производств и дают возможность провести анализ взрывопожарной опасности технологического процесса и предложить мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.
Технологическая часть входит в состав проекта любого промышленного
или сельскохозяйственного производства. Например, в состав рабочего проекта
нефтеперерабатывающей установки входят: технологическая, механическая,
энергетическая и строительные части; разделы по контролю технологических параметров и автоматике, водоснабжению и канализации; сметы. Следует иметь в
виду, что содержание рабочих проектных материалов может отличаться от того,
что будет в действительности на производстве, так как в ходе строительства объекта его проект часто подвергается существенным изменениям. Изменения вносятся в процессе эксплуатации и при реконструкции производства.
Технологическая часть проекта состоит из пояснительной записки и чертежей. Расчетно-пояснительная записка обычно содержит: описание технологической схемы производства; характеристику и обоснование технических решений
и технологических процессов; обоснование выбора основного производственного оборудования и принятые варианты его размещения; перечень производственных процессов, для которых проектируется автоматизация; обоснование
принятых в проекте решений по автоматическому контролю, регулированию и
39
системам блокировок процессов; обоснование и характеристику принимаемых
источников и потребителей электрической и тепловой энергий; технологические
расчеты; перечни стандартного и нестандартного оборудования.
В качестве примера приведена пояснительная записка нефтеперерабатывающей установки по первичной перегонке нефти ЭЛОУ-АВТ-6, которая содержит
следующие разделы: обоснование для проектирования; купонные положения,
принятые в проекте; исследовательские данные; выбор технологической схемы;
технологическую схему; генплан установки; материальный баланс; расчет аппаратуры (материальные, тепловые балансы с экспликацией оборудования и предохранительных клапанов); расходные показатели (расход воды, электроэнергии,
водяного пара, топлива, рентное на 1 т перерабатываемой нефти); штаты установки; мероприятия по охране труда и технике безопасности; условия привязки
установки к общезаводскому хозяйству.
Содержание пояснительной записки, как и состав проекта в целом зависит
от отрасли производства и вида процесса, а также от стадии (этапа) разработки
проектных материалов.
Технологический регламент – основной производственный документ,
определяющий последовательность проведения операций технологического
процесса и их параметры. Соблюдение требований технологического регламента
является обязательным, так как обеспечивает выпуск качественной продукции в
заданном количестве, рациональное ведение промесса, сохранность оборудования и безопасные условия труда.
Технологические регламенты разрабатывают разовыми (на опытных производствах), временными (на новых малоосвоенных производствах, также на
производствах, в технологию которых внесены принципиальные изменения) и
постоянными. Технологический регламент может состоять из одной книги (части) или из нескольких книг, что характерно для южных производственных процессов. Например, временный технологический регламент производства аммиака состоит из пяти книг: 1. Агрегат производства аммиака. Технологическая
часть. 2. Агрегат производства аммиака. Контрольно-измерительные приборы и
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]