9. Схемы обвязки технологических аппаратов
В этом разделе рассматриваются более подробно наиболее типичные схемы обвязок оборудования систем холодоснабжения непосредственно в цехах у технологических установок.
9.1. Схема с непосредственным испарением ха
В
этой схеме охлаждение технологического
продукта осуществляется за счет испарения
ХА непосредственно в технологическом
аппарате. Схема соединения этого аппарата
к системе холодоснабжения приведена
на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Схема присоединения системы холодоснабжения с непосредственным испарением ХА к технологическому аппарату:
1 – питающий отделитель жидкости; 2 – технологический аппарат; 3 – трубопровод подачи ХА в технологический аппарат
На рис. 9.1 нумерация трубопроводов присоединения к холодильной станции совпадает с их нумерацией на рис. 8.2.
Трубопровод 1 (или 2) служит для отсоса на станцию паров ХА, образующихся в технологическом аппарате 2 и поступающих оттуда в отделитель жидкости 1.
Трубопровод 4 служит для подачи паров ХА высокого давления для проведения вспомогательных операций (передавливание из аппарата в аппарат или на холодильную станцию жидкого ХА).
Подача жидкого ХА в технологический аппарат осуществляется по трубопроводу 3 через питающий отделитель жидкости 1. Это вертикальный цилиндрический сосуд, в котором с помощью регулятора поддерживается постоянный уровень жидкости (0,2-0,4 от высоты цилиндра).
В технологическом аппарате 2 максимальный уровень жидкого ХА допускается до 0,8 всего межтрубного пространства аппарата. Высота жидкости в отделителе всегда выше, чем в технологическом аппарате. Этот перепад зависит от гидравлического сопротивления соединительных трубопроводов и составляет обычно hг.с=50-100 мм. Задаваясь этим перепадом, гидравлическим расчетом определяют размеры паровых и жидкостных трубопроводов, соединяющих отделитель с технологическими аппаратами.
При проектировании системы следует иметь в виду:
а) трубопроводы для паров ХА аппаратов 1 и 2 врезать в нижнюю часть коллекторов и прокладывать с уклоном. Между аппаратами – с уклоном к аппарату 2, а от отделителя к холодильной машине – к отделителю 1;
б) сброс от предохранительных клапанов аппарата 2 во избежание выброса жидкости производить через специальную емкость с обогревом;
в) в трубопроводах паров ХА предусмотреть отводы для отбора проб на анализы;
г) при применении в одном цехе нескольких температур кипения ХА, в наивысшей точке цеха устанавливается расширительный бак, в который дросселируется весь жидкий ХА до давления, соответствующего наивысшей температуре кипения. Пары отсасываются на холодильную станцию, а жидкий ХА направляется через регуляторы в питающие отделители жидкости и соответствующие аппараты для охлаждения до более низких температур.
9.2. Схема с промежуточным хладоносителем
В этой системе циркуляция промежуточного хладоносителя (если ХН безопасен) может осуществляться по открытой схеме с установкой открытого (панельного) испарителя или бака для разрыва струи. Такие системы широко используются в установках кондиционирования воздуха, где баки для разрыва струи ХН (воды) являются и аккумуляторами холода. Применяют их и там, где есть опасность прорыва ХН в охлаждаемый продукт при понижении давления с его стороны.
Более целесообразны с энергетических позиций закрытые схемы циркуляции хладоносителя. В химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности используются практически только закрытые системы.
Схема обвязки технологического аппарата при такой системе приведена рис. 9.2.
Технологический цех соединяется с холодильной станцией тремя трубопроводами. Нумерация этих трубопроводов на схеме соответствует номерам линий присоединений на рис. 8.3.
Работоспособность закрытых систем обеспечивается установкой расширительного бака 1 в верхней точке циркуляционной системы. Она должна быть на 1-2 м выше самого верхнего аппарата – потребителя холода 2.
При монтаже необходимо предусмотреть отборы ХН для анализа на предмет присутствия технологического продукта, а также слив воды в систему сбора сточных вод.
Рис. 9.2. Схема присоединения технологического аппарата к системе холодоснабжения с использованием промежуточного хладоносителя:
1 – расширительный бак; 2 – технологический аппарат, потребитель холода
По трубопроводу 1 подводится ХН с требуемой температурой холода. По трубопроводу 2 этот ХН подогретый в аппарате на 3-5 C возвращается на холодильную станцию. Трубопровод 5 служит для слива ХН (самотеком) при опорожнении системы.
Преимущества закрытой схемы подачи ХН перед открытой схемой:
а) малый расход электрической энергии на перекачку хладоносителя. Так как в соответствии с эффектом сифона подъем жидкости компенсируется ее падением;
б) независимость расположения испарителей от положения аппаратов – потребителей холода;
в) меньше кислородная коррозия оборудования;
г) хорошее удаление воздуха из системы, так как расширительный бак играет роль воздухоотделителя.
Контрольные вопросы
1. Для чего в технологическом цехе устанавливается питающий отделитель жидкости (ХА)?
2. Каким образом осуществляется подача хладагента в технологический аппарат-испаритель?
3. Как устанавливается и какую роль выполняет расширительный бак в СХС с промежуточным хладоносителем?