ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Сильфонные краны

Сальниковые краны не обеспечивают длительную и надежную герметичность по сальниковому уплотнению и могут допустить проникновение взрывоопасных или токсичных сред в атмосферу.

Для этих условий работы в ЦКБА разработаны сильфонные краны без сальникового уплотнения (рис. 2.178). Сильфон уплотняет шпиндель и полностью изолирует среду от атмосферы. В особо ответственных случаях наряду с сильфоном предусматривают и сальник, который может предотвратить прорыв среды в атмосферу при механическом повреждении или усталостном разрыве сильфона.

Как известно, сильфоны применяют для уплотнения линейно перемещающихся деталей, имеющих небольшой ход. Применение его в кране создает конструктивные затруднения, так как пробка крана должна повернуться на 90°. Для

284

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Для уплотнения в закрытом положении на конической поверхности пробки имеются кольца 9, которые прижимаются к соответствующим уплотнительным поверхностям корпуса при опускании пробки.

Угол наклона спирали подбирается так, чтобы пробка могла поворачиваться под собственной массой.

Необходимо отметить, что сильфонный кран имеет высокую стоимость, так как повышены требования к точности изготовления. Кроме того,конструктивныеособенностикрана—наличиеподъемнойпробки— не позволяют применять его в вязких и полимеризующихся средах.

Запорно-регулирующие краны

Часто требуется сочетать в одном устройстве функции регулирования и надежного перекрытия потока. Эти требования привели к созданию углового запорно-регулирующего шарового крана. Краны по своему назначению не предназначены для дросселирования потока жидкости или газа. Если у обычного крана (шарового или конического) в промежуточном (полуоткрытом) положении дросселирование потока происходит с двух сторон (на входе и на выходе), то у запорнорегулирующего крана — только с одной стороны.

Это достигается (рис. 2.179) угловым расположением прохода в пробке крана.

Пробка 6 крана постоянно прижата плавающим шпинделем 8 к уплотнительному кольцу 2, при ее вращении проход, образованный патрубком 1, не перекрывается. Дросселирование потока осуществляется перекрытием прохода, образованного патрубком 5.

Дляуменьшенияэрозионного износа кромки прохода пробки и патрубка со стороны дросселированияпотоканаправлены твердым сплавом (стеллитом или сормайтом).

285

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Самоустанавливающееся уплотнительное устройство расположено соосно-оппозитно дросселъной части крана и состоит из диска 10

скольцевой проточкой с запрессованным уплотнительным кольцом 9 (в данном случае из фторопласта). Уплотнительное кольцо постоянно прижато к сферической поверхности пробки и не подвержено эрозионному износу.

На рисунке 2.179 кран показан полностью открытым. При неполном повороте пробки на 90° происходит дросселирование потока. Полное герметичное перекрытие потока осуществляется поворотом пробки на 180°.

Преимущества данной конструкции заключается еще и в том, что уплотнения можно поджать по мере износа без разборки крана.

Подобный кран может быть выполнен и в проходной модификации. При этом корпус крана напоминает корпус прямоточного вентиля. Шаровая пробка вращается относительно одного из проходов (в данном случае седла), а шпиндель наклонен под углом 45° к оси трубопровода (патрубков). Применение подобной конструкции в технологических схемах с приблизительными расходными характеристиками позволяет отказаться от применения запорной арматуры (крана, вентиля) вместе

срегулирующим (расход) исполнительным устройством.

Краны из неметаллических материалов

Использование неметаллических материалов в кранах помимо экономии металла позволило применить их как запорную арматуру в агрессивных средах.

Пластические массы и неметаллические материалы не задираются при работе, как в кранах, изготовленных из нержавеющей стали.

Однако трудно подобрать такой универсальный материал, который бы удовлетворял требованиям агрессивных сред, наиболее часто встречающихся в промышленности. В каждом конкретном случае, исходя из реальных условий работы крана (среда, температура, давление), приходится решать вопрос о выборе тех или иных неметаллических материалов, отвечающих поставленным требованиям. Поэтому краны, изготовленные из неметаллических материалов, как правило, имеют строго ограниченную область применения.

Нижебудутрассмотреныподобныекраны,гденарядусихконструктивными особенностями будут описаны материалы, их свойства и области применения.

Фарфоровые краны применяются в качестве запорных устройств на трубопроводах, предназначенных для транспортировки некристаллизующихся кислот (кроме плавиковой и фосфорной) и щелочей кон-

286

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

никает внутрь него и при эксплуатации на холоде замерзает и разрушает фарфор;

—резкая смена температур проходящей через фарфоровое изделие жидкости или окружающей среды вызывает термическую деформацию, которая приводит к разрушению фарфора.

Для предотвращения термической деформации в кране между фарфоровым корпусом и чугунной броней предусматривается термоизолирующая прослойка 2 из стекловолокна или из другого аналогичного материала. Толщина слоя термоизолирующего материала выбирается таким образом, чтобы разница температур внутренней и наружной поверхностей фарфорового корпуса не превышала 5°С. При эксплуатации фарфоровых кранов в холодном климате следует применять меры для предотвращения тепловых ударов. Повышать, температуру среды до рабочей надо постоянно примерно на 2°С в минуту. Однако эксплуатировать фарфоровые краны при температуре ниже –40°С не рекомендуется.

2.7. Машинное оборудование

2.7.1. Общие сведения о насосах и компрессорах

Насос — машина, предназначенная для преобразования механической энергии привода в гидравлическую энергию потока перекачиваемой жидкой среды (жидкости) с целью ее перемещения.

287

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Насосиприводнойдвигатель(рис.2.181),соединенныемеждусобой контрольно-измерительныеприборы и аппаратура автоматическогорегулирования и контроля в совокупности представляют собой насосный агрегат. Насосный агрегат и комплектующее оборудование с подводящим и напорным трубопроводами и арматурой называется насосной установкой (рис. 2.182).

Рис. 2.181. Насосный агрегат типа К

Рис. 2.182. Общий вид насосной установки

Насосы — один из наиболее сложных видов оборудования нефтеперерабатывающих заводов в отношении ремонта и эксплуатации. Известно, что нормальная, безаварийная работа любого оборудования в оптимальных режимах в значительной степени зависит не только от правильного выбора и обеспечения основных конструктивных решений при проектировании и изготовлении машин и аппаратов, но и от условий и выполнения правил их эксплуатации.

288

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

На нефтеперерабатывающих заводах насосы служат для перекачивания нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды, щелочей, кислот и работают в широких диапазонах производительности, напора и температуры. Поэтому обычные требования, предъявляемые к насосам(надежностьидолговечностьвэксплуатации,герметичностьсоединений и безупречная работа сальниковых или торцовых уплотнений), в условиях указанных предприятий приобретают чрезвычайно важное значение, поскольку неисправности в насосах и их узлах приводят к нарушениям технологического режима установок, а иногда и к авариям.

Требования надежности и долговечности насосов повышаются, особенно сейчас, когда в проектах новых технологических установок резко сокращается количество резервного насосного оборудования.

2.7.2. Классификация насосов

Из-за большого разнообразия конструкций, сфер использования, свойствперекачиваемойжидкостиразработатьединуюклассификацию для лопастных насосов до сих пор не представилось возможным. Поэтому классификация осуществляется по отдельным признакам.

Классификация по назначению

Классификация по назначению имеет наибольшее значение для эксплуатационного персонала. Однако она важна и для конструктора, который должен учитывать особенности работы насоса в определенных условиях.

—Насосы общего назначения — предназначены для перекачивания холодной, чистой, неагрессивной воды или сходных с ней по физи- ко-химическим свойствам жидкостей. Насосы общего назначения применяются в различных отраслях народного хозяйства.

—Насосы для транспортирования взвесей — предназначены для перекачивания нейтральных или малоагрессивных жидкостей с твердыми частицами. Они применяются в горнодобывающей промышленности, строительстве, коммунальном хозяйстве и др. К этой группе относятся грунтовые, шламовые, фекальные, массные и другие насосы.

—Энергетические насосы — предназначены для работы в схемах тепловых и атомных электростанций. К ним относятся питательные, конденсатные, сетевые и специальные насосы.

—Химические насосы — предназначены для перекачивания чистых и загрязненных агрессивных жидкостей в химической промышленности.

289

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

—Насосыдлянефтянойинефтехимическойпромышленности—пред- назначены для сырой нефти и продуктов ее переработки в широком диапазонетемператур.Этонасосыдлямагистральныхнефтепродуктов, законтурного заводнения нефтяных пластов, бензина, сжиженных газов и др.

Классификация по роду перекачиваемой жидкости

Выбор материалов, конструкция и принцип работы насосов зависят от физических и химических свойств перекачиваемых жидкостей. Можно рекомендовать подразделять насосы для перекачивания чистых и слегка загрязненных нейтральных жидкостей, загрязненных жидкостей и взвесей, легко загазованных жидкостей, газожидкостных смесей, агрессивных жидкостей, жидких металлов.

Классификация по принципу действия

Попринципудействиявсенасосыможноразделитьнадинамические и объемные (рис. 2.183), принципиальное различие между которыми заключается в способе сообщения рабочей камеры с входом и выходом.

Рис. 2.183. Классификация насосов по принципу действия

К динамическим насосам относятся центробежные, осевые, вихре-

вые, струйные и другие насосы.

В динамическом насосе жидкая среда перемещается в камере, постоянно сообщающейся с входом и выходом, т.е. жидкость движется через рабочую камеру непрерывным потоком.

Основные схемы и конструкции насосов показаны на рисунках

2.184…2.192.

290

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 2.184. Разрез консольного насоса одностороннего всасывания типа К: а — всасывающий патрубок насоса типа К в разрезе; б — насос типа К в разрезе

Рис. 2.185. Схема консольного насоса одностороннего всасывания типа К:

1 — крышка корпуса; 2 — корпус; 3 — сменные уплотняющие кольца; 4 — рабочее колесо; 5 — гайка крепления колеса; 6 — набивка сальника; 7 — защитная втулка; 8 — крышка сальника; 9 — вал; 10 — опорный кронштейн; 11 — шарикоподшипник

291

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 2.186. Одноступенчатый насос двустороннего всасывания:

1 — рабочее колесо; 2 — кольцо гидравлического затвора; 3 — полуспиральный подвод; 4 — ради- ально-упорный шарикоподшипник

Рис. 2.187.

Схема многоступенчатого секционного центробежного насоса: 1 — рабочее колесо; 2 — направляющий аппарат

292

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 2.192. Объемные насосы:

а — поршневой насос; б — плунжерный насос; в — насос двойного действия

293