Текст
о
Lй
):S:
UJ
к:::;
.
::r:
.
«
...
::r
ш
:J:
«
са
::s::
.
tt:
.
:з::
/
ОБОРУДОВАНИЕ
НЕФТЕПЕРЕР АБА ТЫ ВАЮЩИХ
ЗАВОДОВ
И ErO ЭНСПЛУ А Т АЦИЯ
Допущено Министерством . .
высшеzо и cpeaHezo спецuальноzо об разованuя СССР
в качестве учебноzо пособия
для нефтяных техникумов
ИЗДАТЕЛЬСТВО -химия.
МОСИВА 1966
. .
удк 665.5.002.5
1 18
в книrе подробно описано основное технолоrическое
оборудование нефтеперерабатывающих заводов (еМIШСТИ,
резерву ры для хранения нефтепродуктов, фракциони-
рующие и теплообменные аппараты, трубчатые печи, ме-
шалки, фильтры, центрифуrи, реакторы и pereHepaTopbI).
Рассмотрены материалы, которые наиболее часто при-
меняются для ero изrотовления; изложены требования,
предъявляемые к качеству оборудования и освещены,
I
вопросы ero эксплуатации. Приведены расчеты аппара-
туры.
Книrа является учебным пособием для нефтяных тех-
никумов. Она может быть также полезна среднему тех-
ническому персоналу нефтеперерабатывающих заводов.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . 7
r ЛАВА 1
Общие сведения . . . . . . . 9
Классификация аппаратуры и оборудования . . . . 9
Основные материалы . . . 10
Металлы . . . . . . . . . . . . . . . 10
Неметаллические материаЛЬ,1 и изделия из них 20
РАСЧЕТ АППАРАТУРЫ
r ЛАВА 2
Основные элементы аппаратов
25
rЛАВА 3 \
Расчет корпусов аппаратов ... ..........
Общие положения .'. ..... .......
Расчет тонкостенных аппаратов. работающих ПОД внутренним избы-
точным давлением. " ... .' . . . . . . . .
Расчет толстостенных аппаратов, работающих под внутренним избы-
точным давлением . . .. . ... 47
Расчет аппаратов, работающих под наружным ,изБЫ ОЧНl?IМ давле-
нием . . .
Расчет вертикальных аппаратов при ветровых наrрузкаХ" .
· 37
37
44
48
55
r ЛАВА 4
Расчет днищ аппаратов
Расчет выпуклых Днищ .
Расчет конических ДНИЩ . .
Расчет плоских днищ . . .
rЛАВА 5
Расчет фланцев, люков и лазов
Расчет фланцев . . . . .
Расчет люков и лазов . .
. '\ .
. . .
. .'. . .
61
61
64
67
. . . . . . . . . . . ....
.' ...........
. . .
74
74
83
rЛАВА 6
Расчет опор вертикальных и rоризонтальных аппаратов .
Расчет опор вертикально устанавливаемых аппаратов
Расчет опор вертикально подвешиваеМрIХ аппаратов .
Расчет опор rоризонтальных аппаратов. '. . . .
1*
. .
85
8.5
89
. . 90
. . . .
3
r ЛАВА 7
Сварные швы . . . . .
Расчет сварных швов
дефектыI сварных швов
Контроль качества швов
. .
. 4 . . . . .
. . 95
95
. 97
98
. . . .
. .
...... .
......... .
ОСНОВНОЕ ТЕхнолоrИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
/
r ЛАВА 8
мкости (приемники) и резервуары для хранения нефтепродуктов. 100
Вертикальные и rоризонтальные емкости . . . . . . . 100
Резервуары для хранения нефтепродуктов . . . . 101
Цилиндрические резервуарыf . . . . . .. .... 101
Каплевидные (сфероидальные) резервуары . . . 104
Оборудование резервуаров . . . . . . . . . . .. 105
Резервуары для хранения нефтепродуктрв под давлением . . 116
Расчет резервуаров . 1.. ..... . . . 118
Технические условия на изrотовление и' поставку емкостей и резер-
в у а р <? в. . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Эксплуатация оборудования. Техника безопасности . . . . . 122
r ЛАВА 9
Основные фракционирующие аппараты, вертикальные колонны и аппа-
раты различноrо назначения . . .. " ....... 129
Конструкции и типы тарелок " .... . . . 129
Расчет элементов тарелок на прочность . . '. ..... 145
Эксплуатация аппаратов. Техника безопасности .... 150
rЛАВА 10
Теплообменные аппараты . . . . . . . . . . . . . . . '" 152
Теплообменники . . . . . . . .. 152
Конденсаторы и холодильники . . . . 165
Расчет теплообмен,НЫХ аппаратов . . . . . . . . . . 170
Расчет корпусов и трубок теплообменников типов ТП и Т Л. 172
Расчет трубных решеток . . . . . . . . . . . ' 176
Расчет плоских вертикальных стенок холодильников и конден..
саторов '. . . . \' . . . . . . . . . . . . . . 180
Расчет днищ прямоуrольных резервуаров . . .. 181
Эксплуатация теплообменных аппаратов . . . . . 182
rЛАВА 1f
Трубчатые печи . . . . . . .
Типы печей. .. ...
Основные элементы печей . . . . . . . . . . . .
rарнитура печей . . . . " "-
Технические условия на изrотовление и поставку печей
Эксплуатация печей. Техника безопасности . . . . . . . . .
. . .
184
. . . 184
. . . . 189
. 196
211
. 212
r ЛАВА 12
Оборудование для смешения и разделения . . .
Механические мешалки .
Смесители . ',,' . . . . . . . .
Друrие устройства для перемешивания . , , .
. . . . . .
. 223
. 223
230
. 231
. . . . . .
""" ,
4
Отстойники и водоrрязеот делители . . . .
Фильтры ........
Центрифуrи ............
Эксплуатация оборудования ".
233
. . . . . . . 233
. . . . . . . . 240
248
rЛАВА 13
Реакторы и pereHepaTopbI . . . .. .... ... 251
j
Общие положения .... . . . . . . .. . 251
Реакторы . . . . . . . . . . . . . 252
PereHepaTopbI . . . . . . . . . . . 255
Реакторные блоки установок каталитическоrо крекинrа . . . . . 256
Реакторный блок с порошкообразным катализатором . . . . 256
Реакторный блок с шариковым катализатором . . .. . 259
Технические условия на изrотовление и поставку реакторов и pereHe-
раторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Эксплуатация реакторов и pereHeparopoB. Техника безопасности 264
ТРУБОПРОВОДЫ И АРМАТУРА
r ЛАВА 14
Трубопроводы
Трубы ........
Металлические трубы .. .
Неметаллические трубы . . . . . . .
Способы соединения . . . .
Компенсаторы ........
Опоры и подвески . . ., ,..
Расчет труб, компенсаторов и опор
I
. . .
. " .,. '". 267
. . . . . . 267
. . . . 267
. . . . . . . 270
. 271
. . . . 275
. 279
. . 279
........ .
. . . .
rЛАВА 15
Трубопроводная арматура . . . . . . . . . . . . .
Запорная управляемая арматура . . . " . . ' . .
Запорная ,неуправляемая арматура и прочие устройства
rЛАВА 16
Изrотовление узлов и деталей трубопроводов . . . . . . . . . . . 306
. .. 288
. . . 288
. . . . . 298
r ЛАВА 17
Изоляция трубоп оводов .' . . . . .
Изоляционные материалы
Расчет тепловой изоляции . . . .
. . .
....... .
313
315
317
. . . . . . . . . .
. . .
rЛАВА Т8
Эксплуатация трубопроводов
/
. . . . . . . 320
......... .
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Марки листовой двухслойной стали . . . . . . . . .. . 326
2. Марки литейных сталей . . . . . . . . . . . . . . 326
3. Области применения цветных металлов . . . . . . . . . . . 326'
4. Условия и области применения прокладок в разъемных соединениях. 327
5. Условия применения и материалы набивок в уплотнениях. . . . . 328
5
6. Характеристика теплообменников с плавающей rо.ловкой . . . . . 330 '
7. Характеристика теплообменников типа «труба в трубе» . . . . . . 331.
8. Характеристика подоrревателей с паровым пространством'. . . . . 331
9. Характеристика секционных поrружных конденсаторов-холодильников 332
10. Сравнительная характеристика поrружных и воздушных конден:сато"
ров для установок термическоrо крекинrа . . . . . 332
11. Характеристика типовых вертикальных резервуаров . 333
12. Давления условные, пробные 'и рабочие для арматуры и соединитель.
ных частей трубопроводов . . . , . . . .' . . . . . . . . 334
13. 'Трубы стаЛЬilые бесшовные rорячекатанные. Сортамент и основные
технические требования . . . . . . . . '. . . 336
14. Механические свойства электросварных труб, . 336
15. Химический состав трубных леrированных сталей . .. .... 331
Литература . . . " . . . . 338
Предметны указатель . ,. ....'... 339
;..,
'JS"
ПРЕДИСЛОВИЕ
а современном нефтеперерабатывающем заводе
основную массу оборудования составляют ап
параты, в которых осуществляются процессы, по
зволяющие проиЗВdдить из нефти целевые про
дукты. Пр?дукты получают. на ряде установок,
связанныIx между собой единым технолоrическим по-
током. Процесс на каждой установке протекает та-
ким образом" что на всем пути дви ения перераба-
TbIBaeMoro продукта физическое состояние и химиче..
u . -
скии состав по отдельным rруппам ero меняются,
вследствие чеrо различные аппараты даже одной
устано!3ки работают в различных условиях. ПО KOH
струкции, размерам, материалу и пр. аппарат должен
соответствовать требованиям осуществляемоrо в нем
процесса.
Настоящая книrа явл ется учебным пособием по
, \ .
курсу «Оборудование нефтеперерабатывающих заво..
ДОВ и ero эксп уатация» для нефтяных техникумов.
Содержание книrи соо.тветствует проrрамме, разрабо
танной Министерством высшеrо и среднеrо специаль-
, .
Horo образования СССР дЛЯ средних специальных
учебных заведений.
При подrотовке книrи к издаНИIО были учтены заме-
I
чания и советы специалистов: инженеров технолоrов
7
..И преподавателей Уфимскоrо нефтяноrо техникума,
которым авторы выражают rлубокую блаrодар-
насть.
Работа aBTopCKoro коллектива распределил ась
следующим образом: rлавы 2 5 и 7 11 написаны
К. Я. И в а н Ц о м; l"'лавы 1, 6 и 12 14 написаны
А. Н. Л е й б о.
Все критические замечания читателей будут при-
няты авторами с признательностью.
АВТОРЫ
r ЛАВА f
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
КЛАССИФИКАЦИЯ АППАРАТУРЫ И ОБОРУДОВАНИЯ
борудование cOBpeMeHHoro нефтеперерабатывающеrо заво-
да состоит из большоrо количеств? разнообразных аппара
тов, машин, механизмов, контрольно измерительных при
боров и др. В настоящем курсе рассматриваются только
аппараты и сооружения, входящие в состав технолоrи
ческих установок и общезаводскоrо хозяйства.
ноrообразие типов, видов и конструкций технолоrических
аппаратов, а также разные способы использования одина овых
аппаратов на различных технолоrических установках в значи-
тельной степени затрудняют разработку, единой КJ:Iассификации.
При изучении аппаратов целесообразно придерживаться
классификации основной и вспомоrательной аппаратуры, приве-
денной ниже:
, 1. Н а2ревательные аппараты 02невО20 действия. К ним OT
носятся аппараты, HarpeBaeMbIe от'крытым orHeM. В COBpeMeH
ных установках аппараты этой rруппы ,почти не применяются.
Они встречаIОТСЯ на старых технолоrических установках.
2. Трубчатые на2реватели (печи) различных технолоrических
установок. Они отличаются по конструкции и теплопроизводи-
тельности. '
3. Топки под давлением. К ним относятся [енераторы инерт-
Horo rаза, топки для HarpeBa воздуха, топки специальноrо на...
значения (для сжиrания вредных сред и др.).
, 4. Теплообменные аппараты. В эту rруппу входят rоризон-
тальные и вертикальные кожухотрубные ПЛОО НЕКИ (или
конденсаторы) 'различных конструкций: жесткоrо типа (Т 1), с
компенсаторами на корпусе (Т Л), с плавающей rоловкой (ТП),
с U образными трубками ( ТУ); теплообменники BbIcoKoro д -
вления ,для получения искусственноrо жидкоrо топлива; тепло..
обменники типа «труба в трубе» (с rладкими и оребренными
трубами); рибойлеры-подоrреватели с паровым пространством;
кристаллизаторы типа «труба в трубе», кожухотрубные К'ристал
лизаторы; конденсаторы Боздушноrо охла)кдения шатровоrо ти"
n l (rоризонтальные и вертикальные) с принудитеJIЬНЫМ потоком
,
охлаждающеrо воздуха; секционные и змеевиковые пqrружные
конденсаторы холодильники.
. 5. Реакторы, ре2енераторы, контакторы., Представляют rруп-
пу KaMep'-> крекинr установок, реакторов и pereHepaTopoB раз-
личных каталитических процессов со стационарным или дви-
жущимся катализатором (шариковым, порошковым, микросфе-
рически,М и псевдоожиженным слоем): ступенчато противоточ-
иыIe реакторы и реrеиераторы; реакторы и коксонаrреватели
установок пылевидноrо и KOHTaKTHoro коксования; реакционные
колонны установок искусственноrо жидкоrо топлива; вертикаль-
ные и rоризонтальные контакторы установок сернокислотноrо
алкилирования и сернокислотной очистки.
6. Основные фракционирующие аппараты. К ним относятся
ректификационные колонны, работающие под давлением, aTMO
сферные и вакуумные колонны, колонны для разделения ra30B,
(бутана, пропана, этана).
7. Вертикальные колонны и аппараты раЗЛllЧНО20 назначе-
ния: испарители, rазоrенераторы, абсорберы, десорберы, стаби-
лизационные и экстракционные колонны, очистные башни.
8. Фильтры: фильтрпрессы, вакуум фильтры ,И др.
9. Всnомоzательные аппараты приемники для rазов и 'жид-
костей (вертикальные и rОРИЗ0нтальные), монтежю, водоrрязе-
отделители, о стойники, мешалки, смесители, воздухоподоrрева-
тели. ,
\ 10. Емкости, работающие под давлением:. шаровые емкости,
rОРИЗ0нтальные и вертикальные емкости для. сжиженных нефтя-
н;ых rазов и леrкоrо бензина.
11. Трубоnровод1Jl из уrлеродистыIx и леrированных сталей
для технолоrических процессов, нефтепереработки и нефтехимии.
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аппаратура и оборудование, которые участвуют iз процессцх
нефтепереработки, испытывают различноrо рода наrрузки в
условиях действия аrрессивных сред, давления и повы1енныыx
rемператур. Поэтому -при изrотовлении аппаратуры выбранные
.материалы должны обладать такими свойствами, которые ,бы
противостояли действию этих факторов.
МЕТ АЛЛЫ
При изrотовлении нефтезаводской арпаратуры и оборудова
ния наибольшее применение иМеют такие металлы, как ст'али..........
уrлеродистые и леrированиые, в меньшей степени чуrуны.......... се-
рый, модифицированный и леrированный, еще I в меньшей..........
цветные металлы и их сплавы. I
10
'"
, Стали. ОСНОВНЫМИ способами ПОJIучеНИ51 стали ЯВЛЯIОТСЯ:
. u u u
мартеновскии, конверторныи и электроплавильным,
В зависимости от этоrо стали получили название: мартенов-
ская (основная и кислая), конверторная и 'электросталь. Ма рте..
новск я и конверторная стали обыкновенноr качества приме-
няются для CopToBoro проката и листовоrо металла; электро-.
. ;'
сталь спеuиальная, высококачественная применяется для
изrотовления наиболее ответственных узлов 'и деталей. аппара
туры. \
Сталь это сплав железа и уrлерода, в который из руд по-
падают и специально добавляются некоторые элементы. Содер-
жание уrлер да оказывает большое влияние на качество стали:
с увеличением ero повышается предел прочности и предел те-
кучести, снижается пластичность, уменьшается склонность стали
к старению, повышается хрупкость и ухудшается свариваемость.
Сталь, содерж:аJцая yr лерода меньше 0,25 О/о, называется НИЗ-
коуrлеродистой, от 0,25 до 0,6 О/о среднеуrлеродистой и от 0,6 О/О
дО 20/0 (предельное содержание) высокоуrлеродистой.
Элементы (сера, фосфор, мышьяк и др.'), попадающие в
сплав из руд, ухудшают качество стали и предельное содержа-
ние их в сталях, идущих для изrотовления аппаратов, реrла-
ментируется правилами rосrортехнадзора. .
Добавляемые в сплав элементы (кремний, марrанец, хром,
никель, молибден',. вольфрам, ванадий, титан и пр.) улучшают
качество стали, придавая ей необходимые, для' каждоrо конкрет-
Horo случая свойства, или улучшают условия выплавки .стали.
Jl2леродистые стали представляют собой плав железа с
уrлеродом, в котором содержание уrлерода не превыщает 20/0.
Стали марок Ст. 2, Ст. 3, 4, 5, 10, 15, 20 и др. широко при-
меняют для изrотовления а'ппаратуры и оборудования нефте-
перерабатыtаIощихx заводов. В основном их используют без спе
циальной термообработки, но в тех случаях, коrда требуется по-
высить прочностные, свойства; детали, изrотовленные из этих
сталей, подверrаlОТ термообработке (закалка, нормализация
и др.). В некоторых стандартах указываются область примене-
ния и виды испытаний для рабочих параметров (см., например,
rOCT 5520 62) '. Правилами rосrортехнадзора реrламентирует-
ся применение марок сталей и виды испытаний в зависимости
от рабочих параметров (давления и температуры) Например,
стали марок Ст. 3 и 4 (rOCT q80 60, rруппа' А) применяют
при- температурах от 15 дО 2QO° С и давлении 16 Kr/cM2 с ис-
пытанием от партии листов на растяжение и изrиб, или от ЗО
ДО 2000 С и давлении 50 Kr / см,2 с испытанием от партии на растя--
жение, изrиб и ударНУIО вязкость.
Для изrотовления оборудования, эксплуатируемоrо при TeM
пературах от зоо до 4000 С и давлении до 50 Kr/cM2, допу-
скаются только спокойные стали .(по [ОСТ 380 60).
11
..ТJ е2uрованная сталь. Это качественная сталь, к которой в
целях придания ей требуемых свойств добавлены леrирующие \
элементы. ,Природнолеrированными считаIОТСЯ стали, получае
мые при переплавке чуrунов, выплавленных из железных руд
. (например Халиловскоrо месторождения), содержащих леrи-
рующие элементы хром, никель и др. Такие стали обладают,
в сравнении с уrлеродистыми, более высокими механическими
/ I
свойствами.
В качестве леrирующих элементов применяют хром, никель,
молибден, вольфрам, ванадий, цирконий, T TaH, ниобий, кобальт,
в некоторых случаях медь. При выплавке сталей, удовлетворяю-
щих особым требованиям, леrирование производится элемен-
тами, часть которых обеспечивает' получение заданных свойств
сталей, а остальные иrрают роль стабилизаторов.
Таким стабилизатором является, например, хром, присадка
KOToporo при выплавке молибденовых, сталей марок 15М и 20М
обеспечивает их устойчивость при температурах дО 500 0 С без
снижения механических свойств, появления трещин при распа
де карбида железа (FeC) и выпадения'rрафита по rраницам
зерен. Примером может служить хромомолибденовая сталь Map
ки 12ХМ, которая применяется для изrотовления аппаратов,
работающих при температурах до 5400 С.
М о л и б д е н повышает жаропрочность и предел ползучести
уrлеродистой, хромистой нержавеющей (11 130I0 Cr) и XpOMO
никелевой стали типа 18 8, резко снижая ее склонность к
тепловой хрупкости (см. ниже).
Х ром. Уменьшает склонность молибденовой 'стали к rpa-
фитизации. Поэтому молибденовые стали 15М и 20М, подвер
женные rрафитизации при температурах 450 4800 С, замеНЯIОТ
сталью марки 12ХМ, содержащей дополнительно 0,5"0/0 хрома.
Присадка хрома в количестве 5........: 12 010 повышает сопротивляе
мость стали коррозии. При содер)кании хрома 12010 сталь прак
тически является нержавеющей, устойчивой к коррозии при вы-
сокой температуре. Хром повышает жаростойкость и жаропроч-
ность стали и защищает ее от окалинообразования.
В'о л ь фра м. В небольшой степени повышает механические
свойства и жаропрочность низколеrированных хромомолибде-
новых сталей. ,
В а н а Д и й. повыIаетT пределы прочности и ползучести. При-
садка ванадия в количестве О, 15 0,5 010 совместно G хромом И
молибденом повышает жаропрочность и сопротивление ползу..
","- чести стали.
Ванадий и вольфрам/при высокой температуре в некоторой
степени также' влияют на свойства стали, как и молибден. Это
послужило основанием для применения стали марки 12ХМФ, в
которой молибден частично заменен ванадием и марки Х5ВФ,
в которой молибден полностыо заменен вольфрамом и ванадием.
12
Стали марок Х5М, Х5ВФ и Х8ВФ применяют для изrоrовле
иия печных труб и двойников на крекин'r установках при пере '
работке сернистых нефтепродуктов с температурой дО 500 0 С.
Обозначения химических элементов сталей приведены в
табл. 1. -
Об означение химических элементов сталей
ТАБЛИЦА 1
':!
М
К
Ф
С
Х
1
I Обозначения, Обозначения,
Символ принятые Символ прннятые
Элемент элемента в стандартах Элемент элемента в стандартах
для маркиров- для маркиров
i< и стали l(и стали
rлерод С Молибден Мо М
арrанец Мп r Вольфрам f W В
.. ремний . $1 С Ванадий V Ф
осфор Р Алюминий Аl Ю
ера t S Титан . Тl Т
роМ . Cr Х Медь Си Д
1ИКСЛЬ . Ni Н Бор . . в р
При м е ч а н и е. В обозначениях марок сталей двузначные числа с левой стороны
ПОl(азывают среднее содержание уrлерода в сотых долях процента; следующие затем буквы
обозначают элементы, входящие в состав стали. Цифры после каждой соответствующей буквы
обозначают приблизительное содержание этоrо элемента в процентах; при содержании эле-
мента до 1 % цифра 1 опускается. Сталь повышенноrо I(ачества обозначается буквой А
в конце марки. Например, 30ХН3А обозначает ХРОМОНИI(елевую сталь со средним содержа-
нием уrлерода 0,3%, хрома около 1 % и никеля около 3%.
в зависимости от оБJцеrо''' содержания леrирующих элемен-
тов стали' делятся на низколеrиров нные (до 5 о/о леrирующих),
среднелеrированные (5 1 О о/о) и высоколеrированные (выше
1 О о/о ) .
Высоколеrированной является нержавеющая .хромоникелеI3ая
сталь lХ18Н10Т, которая содержит уrлерода менее 0,1 О/о, хрома
18 О/о, никеля 1 О о/о, титана 0,75 о/о.
Хромистые стали марок Х5, lХ13, 2X13, 3X13 и ЭИ496 широ
ко п именяются в аппаратах для переработки высокосернистых
нефтей: Х5.для изrотов ения руб теплообменноrо и KOHдeHca
ционно-холодильноrо оборудования; Х5М для изrотовления
печных труб, поковок, печных двойников, r фланцев и друrоrо
оборудования, работающеrо при температурах порядка
600 6300 С. Хромоникелевые' стали марок OX18H9, lX18H9,
lX18HI0T и ЭИ496 отличаются жар,ОПрОЧНОСТЬЮ, жаростой
костью и высоким сопротивлением., коррозии во мноrих аrрессив
Hыx средах. '
Хромоникельмолибденовые стали марок X18H12M2r,
XI8H12MI"3, кроме свойств, характерных для хромоникелевых
сталей, обладают высокой устойчивостью в растворах соляной
кислоты концентрации до 5 О/О при комнатной температуре, в ro-
рячих сернокислых растворах, кипящей фосфорной кислоте и др.
13
Двух'слоuные металлы .(бuметаллыl.. Успешное освоение про.;
'цесса изrотовления биметаллическоrо проката (двухслойных
листов) позволяет более экономно использовать антикоррозион
ные дороrостоящие д фицитные леrированные ста и в качестве
TOHKoro плакирующеrо слоя толщиной 2 7 мм ;ИЗ сталей марок,
указанных в Приложении 1.
Известны несколько способов изrотовления двухслойных
листов: пакетное плакирование, литое плакцрование и др. Ин-
ститутом электросварки им. Патона разработан способ произ-
водства двухслойных листов прокаткой тяжелых сварных
. заrотовок. Двухслойные листы изrОТОВЛЯIОТ шириной 1000...........
1800 мм при суммарной толщине 8 60 мм. Прочность сцепле-
ния между основным и' плакирующим слоями 1500...........1800 KrjCM 2 .
При расче!е составной, стенки на прочность учитывают и тол-
щину плак рующеrо слоя.
Литье применяется в массовом производстве изделий и в
тех случаях, коrда требуется создать конструкции деталей слож-
ных сечений.
Существует несколько методов литья: точное литье по ВЫ-
.плавляемым моделям, ЛИJье под давлением, отливка вметалли..
ческую или в земляную форму и центробежное литье.
В нефтеперерабатываlощей промышленности используют из-
rотовленную, этими методами большую rруппу деталей: КОРПУ 9-
и рабочие колеса насосов, двойники и rарнитуру трубчатых пе-
чей, детали, холодильников, арматуру, фланцы, фитинrи. при
изrотовл'ении этих деталей применяют литейные стали', чуrуны
и пр. ."
С Т а л ь н о е л и т ь е применяется там, I'де требуется .,полу..
чить детали с повышенной прочностью к ударным наrрузкам,
устойчивостью к коррозии и пр.
Для изrотовления деталей аппаратуры и оборудования наи..
более широко прим няются литей ые леrированные стали сле-
дующих марок:
хромомолибденовые 30ХМА..Л и 35ХМА..Л дЛЯ деталей,
, \
сильно наrруженных при переработке неаrрессивны.х продуктов
с температурой до 5000 С и слабоаrрессивных с температурой
до 4000 С; Х5М-Л при переработке сернистых нефтепродуктов
средней аrрессивности с температурой до 5500 с; 4
хромотитановые Х5Т..Л при переработке серни'стых нефте..
продуктов средней аrрессивности с температурой дО 425 0 С;
хромовольфр мовые Х5В..Л при переработке аrрессивных
сернистых нефтепродуктов с температурой до 6000 с;
хромоникелевые lХI8НI0Т..Л и Х25Н20С2 дЛЯ подвесок,
КРОНIIlтейнов и друrих деталей, подверженных действию пламе-
ни температурой до 10000 С и до 11000 С соответственно;
сильхромы Х9СА и ЭСХ12 дЛЯ трубных подвесок, омывае..
мых топочными rазами, .ВКЛlочающими сернистые соединения,
, 14
при температурах 800 9000 С. Стали этих марок плохо под...
'даIОТСЯ механической обработке. В Приложении 2 приведены
литейные стали некоторых марок и примеры их применения'в
. завиСИМОСТИ от температуры и давления.
Чуrун представляет собой СrIлав железа с уrлеродом, содер-
}кание KOToporo не ниже 2 О/о (обычно колеблется от 2 до 4 о/о).
Уrлерод находится в сплаве в виде цементита или свободмоrо
rрафита, имеет серым излом крупнозернистоrо строения (серый
чуrун по [ОСТ 1412 54). Являясь ,'хрупким материалом со сла-
бым сопротивлением действию динамических иаrрузок (сотря-
сения, удары), чуrун имеет хорошие литейные свойства, леrко
обрабатывается и широко применяется при изrотовлении и pe
монте аппаратуры и оборудования. Существует три основных
вида чуrуна: серый, белый и ковкий. Особенно ценными каче-
ствами обладает модифицированный чуrу? * (по [ОСТ 1412 54).
Он отличается высокИм сопротивлением росту при повышении
температуры и устойчивостью к коррозии.
Ч YZYfl1iOe литье широко применяется для изrотовления фа-
сонных деталей аппаратуры и оборудования и там, rде к этим
деталям предъявляются повышенные требования.
Серый (модифицированный) чуrун марок МСЧ ,28..48, МСЧ
. 32 52 и др. применяют для' oTBeTcTBeHHoro литья деталей на-
сосов, труб, двойников холодильников и конденсаторов, кор-
пусов арматуры, rарнитуры печей, фитинrов, деталей колонных
аппаратов. ОТЛИВК!1 из KOBKoro чуrуна (rQCT 1215 59) исполь-
зуют в производстве фитинrов и мелкой арматуры неответ"
CTBeHHoro назначения.
Правилами rGсrортехнадзора чуrун различных марок разре-
шается применять для изrотовления деталей аппаратов с теМ- \
пературой стенки от 15' до 2500 С при температуре обоrреваю-
, щей беспламенной среды не выше 6500 С. .
Отливки из леrированных чуrунов хромистоrо, хромони-
кельмедистоrо, ферросилида и антихлора (rOCT 203 41), вы-
сокопрочноrо (rOCT 7293 54) и жаростойкоrо (rOCT 7769
63) применяют для изrотовления деталей различноrо оборудо-
вания, работающеrо в условиях высоких температур и аrрессив-
ных сред. ,
Цветные метал,лы и их сплавы. Из цветных металлов цен.. .
ными для нефтеперерабатывающей промышленности являются
аЛIОМИНИЙ и ero сплавы. . ,
Алюминий леrко обрабатыIаетсяя прокаткой, прессовкой,
штамповкой. При нормальной температуре окисляется и обра..
зует на поверхности плотную оксидную плен'ку, предохраняю-
ЩУIО металл от дальнейших коррозии и эрозии.
* Серый чуrун, в которыЙ добавляют специальные rрафитнрующие при
сацки;.
tfj
Высокая теплопровод ость делает ero особенно приrодным
для изrотовления элементов теплообменной и конденсационной
аппаратуры. Л1алое rидравлическое сопротивление способствует
уменьшению потерь напора при перекачивании жидких продук
тов. Алюминий и ero сплавы при удар'ах не искрят и обеспе..
. чивают безопаСНУIО работу деталей во взрывоопасной среде.
Некоторые сплавы алюминия при достаточной механической
прочности и химической стойкости MorYT быть использованы
для изrотовления деталей, устойчивых в аr.рессивных средах и
работающих при температурах ниже нуля. '
Малдя плотность и антикорр озионные свойства алюминия
позволяют широко использовать ero при замеН,е водяноrо охла
ждения нефтепродуктов воздушным в теплообменниках, в pe
зервуарах для хранения сернистых нефтей и нефтепродуктов,
(кровли и наrревательные змеевики), в наливных и' сливных
устройствах, в качестве обшивки изоляции аппаратов и трубо...
проводов, при изrотовлении тары и замене дефицитныIx латун..
ных и медных труб.
Высокой стоикостью в аrрессивных средах обладают медь и
ее сплавы. Например, оловянистые латуни марок Л070..0 1 и
Л060..0 1 широко применяют для изrотовления труб и решеток,
для создания защитноrо слоя стальных решеток секционных
конденсаторов и холодильников, используемых в процессах пе
реработки нефти (с большим содержанием солей и небольшой
концентрацией соляной кислоты) при темпера'туре около 1000 С.,
Друrие цветные металлы успешно зам няются неметаллически'"
ми материалами и покрытиями неорrаническоrо и орrаническоrо
происхождения. Области применения цветных металлов указаны
в Прило)кении 3.
.....
в л и я 'н IИ ,е т е м пер а ту р ы и а r р е с с и в н о с'Т И 'с Р е Д,ь
на свой,ства металло'в \и сплавов
Такие условия эксплуатации, как высокая или низкая тем..
пература и аrрессивность среды в различной степени влияют
на структуру металлов и их сплавов. Например, аrрессивные
среды разрушают поверхностный слой металлов, а высокая или
низкая темп ратуры измеНяют их структуру, в результате чеrо
H KOTopыe металлы теряют свои первоначальные свойства. По..
этому для правильноrо выбора материала необходимо прини..
aTЬ во внимание изменения механических св йств и -структуры
металлов и сплавов в зависимости от перечисленных выше
условий. \
Влияние температуры. Нефтезаводское оборудование рабо..
тает в широком диапазоне температур от 600 до 11500 С (на..
пример, трубные подвески наrр вательных печей). Обычной для .
мноrих аппаратов является температура порядка 400 5000C.
lQ
I"
, ...
Технолоrия производства некоторых нефтепродуктов требует
применения температур от 40 до 700 С. ИНОI'да условия
процесса меняются от 20 до 600 С. На эти пределы рабочих
. температур и должны быть рассчитаны все ответственные дета..
ли, обеспечивающие нормальную работу аппаратуры, оборудо-
ваНИЯ и трубопроводов. ....
Всякий металл, находясь под действием напряжений, начи-
ная с определенной температуры, непрерывно деформируется
( «ползет»). Чем выше рабочая температура, тем с большей
скоростью нарастает деформация при данном наПРЯ)l{ении;
с уменьшением напряжения скорость нарастани еформации
при данной температуре уменьшается. Такое явле'ние называет-
ся п о л з у ч е с т ь 10. '
Для правильноrо расчета детали, работающей при заданной
температу'ре в условиях ползучести, должны быть известны на-
пряжения, при которых скорость ползучести (приводится в
справочниках) будет допустимой для ДC:lнной детали. I-Iапример,
для фланцев скорость ползучести не должна превышать
lO 8 ММ/ (мм · ч), для нефтезаводской аппаратуры и сварочных
швов 10 7 Jимj (мм · ч). При заданной скорости ползучести
можно определить допустимое напряжение для отрезка времени,
в течение KOToporo деталь будет работать в данном аппарате.
Структура стали влияет на сопротивление ползучести, которое
с укрупнением зерна возрастает.
Уrлеродистая сталь со структурой пластинчатоrо перлита
лучше сопротивляется ползучести, чем сталь со сфероидальным
перлитом.
Для некоторых сортов уrлеродистых и леrированных сталей,
характерно возникновение тепловой хрупкости после длитель-
Horo воздеЙствия высокой температуры в' интервале 400 5000 С.
Скорость и степень развития тепловой хрупкости зависят от
химическоrо состава и термической обработки сталей. у пер..
литных сталей тепловая хрупкость появляется при более низкой
температуре, чем у аустенитных. ',,-
Хром, никеЛ,Q и марrанец способствуют развитию тепловой-
хрупкости; молибден, 'вольфрам и ванадий, наоборот, умень"
Шают это свойство стали. Тепловая хрупкость уrлеродистой
стали может возникнуть в результате пластических деформаций
u
при высокои температуре.
Механическая прочность стали (предел прочности, предел
текучести, ударная вязкость) с повышением температуры сни"
жается, как это показано в отношении предела прочности на
Рис. 1.
В связи с понижени м механических свойств стали 'при вы..
Соких температурах rосtортехнадзор разрешает применять
rrлеродистую }аль для и r9товлеlIИЯ аппаратов, в которых тем..
пература не I1ревышаEtТ 47 O Сt,При боле BbICOKI1X температурах
2 3ак. 29
....
.1
u u
следует применять теплоустоичивые, жаростоикие и жаропроч
H Ie стали, обладающие достаточной механической прочностью
или сопротивлением ползучести.
Как уже упоминалось, при повышении температуры структу-
ра металлов изменяется. Например, чуrун при температуре BЫ
ше 3000 С - подверrается «po
сту», т. е. увеличивается в
объеме, в результате чеrо co
противление разрыву умень.
шаеТGЯ. Небольшая присадка
никеля или хрома значительно
уменьшает. «рост» чуrуна и по-
вышает предел прочности.
'Коррозия металлов и спла-
ВОВ. Под коррозией понимает
ся разрушение металла вслед
ствие химическоrо или элек-
. . U
трохимическоrо взаимодеи
С,твия ero с окружающей (ре-
дой (rOCT 5272 50). Среда,
в которой происходит корро-
зия металла, считается кор-
розионной, или аrрессивной.
Способность металла сопро-
тивляться коррозионному B03
действию rазов при высоких
температурах назъrвается жа-
ростойкостью.
Леrированные стали (хро-
О мистые и хромомолибденовые)
100 200 300 '100 500 600 подвержены межкристаллит
Температура, ос ной коррозии, при которой pa
рушение происходит по rрани
цам,' зерен кристаллов метал
лов или сплавов. Некоторые
сплавы, например меди с
цинком, подвержены струк-
турной или 'избирательной
коррозии, при которой по
ражается один компонент (в Д HHOM примере цинк). При
разрушении одноrо компонента разрушается все изде-
лие. . .
Коррозионная стойкость металлов определяется по 10 балль-
ной щкале, приведенной в табл. 2.
, Ниже рассмотрены наиболее химически активные (аrрессив-
ные) среды, вызывающие интенсивное коррозионное разрушение
деталей оборудования и а1ппаратуры.
50
..
' 40
sl
ЗО
C1S
20
70
80
\
\
\ б
\;.
\
\
\
10
Рис. 1. Изменение предела прочности
сталей в зависимости от темпера-
туры: '
1, 2, 3, 4, 5, б стали марок Ст. 1, Ст. 2,
Ст. 3 И MapOI( 4, 5, 6 (по rOCT 380 60) COOT
r ветственно.
16
ТАБЛИЦА 2
J().балльная шкаЛа коррозионной стойкости
(rOCT 5275 50)
rруппа СТОЙКОСТИ СКОрОСТЬ коgРозии Балл
MM/ZO
I Менее 0,001 1
1. Совершенно стойкое
11. Весьма стойкое Более 0,001 до 0,005, 2
» 0,005 до 0,01 ' I 3
111. С,тойкие » 0,01 ДО 0,05 4
» 0,05 ДО 0,1 5
IV. Пониженно стойкие » 0,1 ДО 0,5 6
» 0,5 ДО 1,0 7
V. Малостойкие » 1,0 до 5,0 8
» 5,0 до 1 0,0 9
IV. Нестойкие » 10,0 10
Безводные растворы сернистых соединений и элементарной
серы в нефтепродуктах в отношении большинства черных Me
таллов, а также алюминия и цинка совершенно не аКтивны при
комнатной температуре, но они разрушают медь" Аrрессивность
указанных сред возрастает при повышении температуры до
1000 С. При дальнейшем повышении температуры наблюдается
термический распад сернистых соединений с ,выделением cepы
активно действующей на большинство металлов. ..<
Сероводород считается наиболее ак'тивнЫм сернистым соеди
нением, и по общему количеству ero в сырой нефти, поступаю...
щей на переработку, оценивается ее -аrрессивность. -CepOBOДO
род и друrие сернистые соединения при отсутствии БОДЫ В пере
рабатываемом сырье почти не разъедают уrлероди тую сталь до
температуры 250 0 .С и давл.ении порядка 75 100 KfjCM 2 . По.
этому аппаратуру для эксплуатации в указанных условиях из
rотовляют из обыкновенной уrлеродистой стали.
Хлористый водород ..поступает на установки с исходным
сырьем и образуется при переработке в' результате разложения
солей. БольшинС'тво добываемых нефтей сопровождается буро-
Выми водами, содержащими растворенные в вод-е соли сильных
кислот хлористый маrний, хлористый '",кальций и хлористый
Натрий. Количество хлористоrо водорода, выделяющеrося в pe
t) .
3)'-льтате разложения солеи, зависит 'в основном от количеств
Хлористоrо маrнця и кальция, содержащихся в сырой нефти,
Соотношения между ними, а также от процесса переработки и
температуры HarpeBa сырья. С' увеличением содержания солей,
Особенно маrниевых и кальциевых, количество хлористоrо
2*
19
ВОДОРОАа увеличивается \й одновременно усиливается коррозй
. конденсационно холодильной аппаратуры. Сухой хлористый BO
дород при комнатной температуре почти не вызывает коррозии
таких металлов, как уrлеродистая сталь, чуrун, алюминий и ни
кель. С повышением температуры аrрессивность cyxoro хлорис
Toro водорода возрастает. '
Хлористый водород и сероводород. Влажный сероводород
при температурах до 1000 С не является чрезмерно аrрессивным
areHToM по отношению к стали, но присутствие даже неболь-
шоrо количества хлористоrо водорода, увеличивает скорость
коррозии в десятки и сотни раз (при температуре 70 0 С).
ОР2аническuе кислоты. В некоторых нефтях (майкопской
и др.) содержатся нафтеновые кислоты пальмитиновая; CTea
риновая и др. В большинстве случаев нафтеновые кислоты вы-
зывают коррози при температурах 250 3700 С, а в о)'дельных
случаях и при более низких температурах.
Серная кислота. В качестве peareHTa при переработке неф-
тяных дистиллятов, а также катализатора и селективноrо рас-
творителя наиболее широко применяют серную кислоту. Креп
кая серная кислота (при концентрации 750/0 и выше) образует
на поверхности уrлеродистой стали и чуrуна пленку окислов,
предохраНЯЮЩУIО металл от ра'зрушения при к-омнатной темпе-
ратуре. Поэтому ее можно долrо хранить и траjнспортировать в
емкостях из обычной уrлеродистой стали. "-
Слабая серная кислота обладает окисляющими свойствами
и активно разрушает СТаль. То же можно сказать и в отноше-
нии олеума.
Друrими КОррОЗ,ионноактивными средами, используемыми в
процессах получения синтетичеСКИХ'катализаторо и в процес-
сах нефтепереработки и нефтехимии, являются фосфорная кис-
лота, растворы сернокислоrо алюминия и др. При. обычных кон-
центрациях и температурах устойчивыми к коррозио ному раз-
рушению указанными реаrента1\1И оказались хромоникелевые и
хромоникельмолибденовые стали, цветные металлы (свинец,
бронза) и неметаллические материалы, в частности пластмассы.
НЕМЕТ АЛЛИЧЕСКИЕ МА)'ЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ
Эти материалы и изделия из них (штучныIe материалы) от-
личаются высокой стойкостью ко 'мноrим аrрессивным средам.
Например, керамические материалы, каменное литье и пласт-
массы применяют в производстве серной и соляной кислот; при
транспортировании areHToB применяют трубопроводы и корпусы
насосов из керамики и пластмасс, а для связывания различных
материалов широко используют цементы и бетоны. .
Неметаллические материалы подразделяются на неорrаниче-
ские и орrанические.
20
М а т е р и JI Ы Н е о р r а н и ч е с к'О r О про и ,С х о ж Д е н и я
к этой rруппе ОТНОСЯТСЯ: кирпич, цемент, и бетоны разных
мароК; керамика (корпусы специальных насосов, кольца Pa
шиrа); кислотоупорные и оrнеупорные плитки и кирпич; KaMeH
ное литье, базальт, фарфор, специальное стекло, асбест и др.
Как уже было сказано, некоторые из перечисленных материа
лов обладают очень высокой химической стойкостью почти во
всех аrрессивных средах и ИСПОЛЬЗУIОТСЯ в качестве покрытий
для защиты от коррозии.
В процессах, проводимых при температурах 600 9000 с, ши..
роко применяют жароупорные бетоны и ж'елезобетоны. "
Материалы орrаническоr.о происхождения
Материалы .этой rруппы характеризуются высоким сопро..
тивлением коррозии и низкой стойкостью к температурам (до
4000 С).
Резин'а и резиновые изделия. При изrотовлении аппаратуры
широко применяют бензо"масломорозостойкие резины и изделия
из них. Например, листовая резина применяется как обкладоч-
ный материал для rуммирования аппаратуры, корпусов насосов
и арматуры; из нее изrотавливают наливные и сливные шлацrи,
прокладки и набивки.
Резины стандартных сортов из натураЛl;>ноrо каучука приме-
няются до температур 700 с, из синтетическоrо каучука до тем..
ператур порядка 1 50 2000 С.
8uнuпласт. Обладает высокой химической стойкостью к дей-
ствию серной кислоты концентрацией до 90 о/о, азотной до ,
98 О/о, уксусной до 60 О/о, ф сфорной ДО 80 О/о, плавиковой
до 40 О/о, едких щелочей до 60 О/о, rазообразноrо аммиака Н-
о' cyxoro сероводорода 100 О/о ..ной концентрации. При HarpeBe до
600 С винипласт сохраняет высокие механические показатели,
при дальнейшем HarpeBe размяrчается. На нефтеперерабаты-
вающих заводах широко применяют винипластовые трубы, ар-
матуру, листы для футеровки от коррозии. Винипласт хорошо
поддается механической обработке и сварке в струе воздуха
при температуре 200 3000 с.
Фаолuт. Это кислотостойкая пластмасса, получаемая на ос-
нове феноло-формальдеrидной смолы и кислотостойкоrо напол..
нителя. Обладает высокой ,химической стойкостью и теплостой-
Костью. Нестоек к действию щелочей, спиртов, фенола и силь..
НЫХ окислителей. Применяется в виде листов, труб, фитинrов,
арматуры и друrих изделий. Ввиду хрупкости материала изде-
лия из фаолита рекомендуется защищать от механических по..
ВреЖдений.
21
fрафuтоnласт ATM l. Ero получают на основе феНОЛО-фОR-
мальдеrидной смолы с использованием в качестве наполнителя
меЛ,кодиспеРСllоrо иекусственноrо rрафита. ATM l стоек в ,кис-
лотах, растворах солей 'и орrанических растворителях. Нестоек
в щелочах. Обрабатывается режущим ИНС'трументом. Теплопро-
БОДНОСТЬ rрафитопласта близка к теплопроводности стали.
Применяется в виде плит, труб и фИТ,инrов, соединяеМ IХ за-
мазкой «а рзамит». ИздеJlИ из АТ M-l применяют в условиях до
1400 С.
Фторопл,аст 4. Представляет собой полимер тетрафторэти-
лена. Изделия !А3 фторопласта 4 имеют беЛУIО окраску и СКОЛЬ3 -
кую поверхность, напоминающую на. ощупь поверхность па-
рафина. ; \ ,
По химической стойкости фторопласт-4 превосходит нсе из-
вестные материалы. Он практически стоек ко всем минеральным
и орrаническим кислотам, щелочам, орrаническим растворите-
лям, окислителям и друrим аrрессивныМ: средам. Фторопла'ст-4
разрушает'ся лишь расплавленными щелочными металлами и
элеме!fтарным фтором. Не смачивается водой и Н,е набухает.
До.пускаемая рабочая температура эксплуатации 2500 С. Пл нки
фтороплаlста 4 сохраняют rибкость при температурах ниже
1000 с.
Большим недостатком фторопласта-4 является хладотеку-
че<;ть, увеличивающаяся с повышением температуры. При
удельных HarpY3Kax 30""':"'50 KrjCM 2 появляется заметная OCTa
точная деформация, а при давлениях ; 200 250 KrjCM2 материал
переходит в состояние текучести. Фторопласт-4 широко приме-
няют для изrотовления уплотнительных деталей (прокладок,
сальниковых' набивок, манжет, сильфонов и др.), химически
стойких деталей (труб, стаканов, вентилей, кранов, мембран,
дет'алей насосов др.).
л а к И, к р а с к и и п о к рыт и я
Процессы нефтепереработки сопровождаются, выделением
вредных веществ, таких, как сероводород, двуокись "уrлерода,
аммиак, двуокись серы, неконденсирующиеся низкомолекуляр-
ные жирные кислоты, водяной пар, влаrа и пыль. В такой ат-
мосфере защита, технолоrическоrо оборудования, зданий и co '
оружений трубопроводов, емкостей и металлоконструкций от
коррозии одно И3 важных мероприятий.
Поверхности, подлежащие окраске, предварительно зачи-
щают от rрязи и жира, rрунтуют, а затем дваждь покрывают
краской. Первую rpYHToBKY аппаратов и eMKOCTe рекомен-
дуется проводить на заводе изrотовителе, а дополнитеЛЬНУIО
rpYHToBKY и двухслойную окраску на месте. Окраска способ-
ствует уменьшению потерь леrких фракций при хранении их в
22
емкостях. Например, алюминиевая краска в большей степени
обладает способностью отражать солнечные лучи, чем обычные
краски, применявшиеся для защиты, от коррозии. <
Для окраски внешних поверхностей аппаратов, резервуаров
и мета локонструкций с целью защиты их от внешней среды и
придания им TOBapHoro вида применяют лаки, перечисленные
ниже.
АсфальтобиТУМfiые лаки применяют для окраски внешних
поверхностей аппаратов, трубопроводов, емкостей, металлокон..
струкций. '. ,
Бакелитовые лаки стойки против аrрессивных сред, кроме
u u u
окислителеи, щелочеи и некоторых орrанических соединении.
В связи со сложностью технолоr и покрытия имеют оrраничен-
ное применение.
Перхлорвиниловые лаки u эмали при температурах до 600 С
стойки в кислых и щелочных средах и против атмосферной кор-
розии.
Хлоркаучуковые лаки применяют для покрытия емкостей
большоrо объема, трубопроводов и друrих конструкций, рабо-
таIОЩИХ в условиях температур до 600 С. Стойки в минераль-
ных кислотах, щелочах, хлористом водороде, сернистом. rазе
и т. п. ,
П олиуретанрвые nокрытия применяются при температурах
до 1800 С в сушильных arperaTax конвейерноrо или шахтноrо
типа на катализаторных фабриках. Полиуретановый лак КР-71
наносят на защищаемую поверхность непосредственно или с
применением подслоя полиуретановоrо rpYHTa ур-о 1. .
Жаростойкий ,лак Фr-9 (ТУ МХП 2273..,......53) применяют для
получения жаростойкой эмали N2 9, которую приrотовляют не-
посредственнр перед употреблением' из 94 частей лака Фr-9 и
6 частей алюминиевой пудры ПАК-4 или ПАК-3. "ПРИ,rотовлен-
ной таким способом эмалью покрывают детали, работающие
при температурах до 450 5000 С.
Эмали наносят на зачищенные поверхности пульверизатором
или кистью. Поверхность изделия предварительно обрабатывают
пескоструйным аппаратом или фосфатируют и обезжиривают
орrаническими растворителями (толуолом, бензином). Поверх-
ность, подлежащая покрытию, должна быть совершенно сухой
и чистой.
Эnоксидные nокрытия отвержденные аммиаки ОQладают
сильной адrезией к металлам и большой стойкостью к щелочам,
слабым кислотаl\1 и растворителям: .
Для защиты металлов от коррозии применяют также и дру-
rИе способы. (I Iапример цементные покрытия и металлизация
Молибденом, вольфрамом и друrими металлами; покрытия ис-
Кусственными силикатными материалами диабазом и кера-
микой.)
23
у п л о т.н И Т е л ь н ы е м а т е р и а л ы
,
Уплотнение различных соединений аппаратуры (трубопро
водной арматуры, люков, фланцев' и друrих деталей) дости
rается посредством установки прокладок из материалов, под .
бираемых с учетом условий работы уплотняемоrо соединения,
среды, температуры и давления. Для подвижных соединений на..
СОСОВ и компрессоров применяются уплотне'ния или набивки из
соответствующих материалов. Некоторые пр имеры подбора про
}{Jt-ДДОК И набивок приведены 'в Приложениях 4 и 5,
...
......
РАСЧЕТ АППАРАТУРЫ
rЛАВА 2
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕН.ТЫ АППАР А Т08
сновные технолоrические аппараты, rоризонтальные и вер-
тикальные емкости (по приведенной классификации, за
ИСКЛIочеНием п. 2, 8 и 11, стр. 10) представляют!) собою ци
линдрические сосуды" которые состоят из слеДУIОЩИХ oc
НОВНЫХ элементов: корпусов, днищ, люков, штуцеров,
опорных устройств и BHYTpeHHero оборудования.
Корпусом, или обечайкой, принято называть цилиндричеСКУIО
часть аппарата. КОРПУС чаще Bcero изrотавливают из листовой
L
L n
,
Рис. 2. Приемник (аккумулятор) для воздуха и
rазов:
D внутренний диаметр аппарата; L длина аппарата;
L п полная длина аппарата; s толщина "стенки корпуса}
Sl толщина днища; Н'---расстояние низа опоры от оси ап-
парата.
стали или из труб и реже способом отливки или поковки. Дли-
Ной (для rоризонта ьноrо аhпарата) или высотой (ДЛЯ верти-
кальноrо аппарата) корпуса называют. расстояние между шва-
ми днищ и обозначают символом L; Н П ........ полная высота аппара-
та (рис. 2 и 3). -
ДНиЩа сосудов и аппаратов MorYT быть раЗJIИЧНЫХ форм:
ПЛоские, конические и выпуклые. ,,'
25
Плоские днища под действием' веса жидкости и виутреннеrо
избыточноrо давления работают на изrи , и поэтому их расчет
ная толщина получается большей, чем у днищ друrих - типов.
Плоские днищц просты в изrотовлении и применяются в аппа
ратах малых диаметров, размеры которых не нормализованы,
а также в аппаратах, работающих под наливом или под неболь-
шим избыточным давлением.
В этих случаях расчетная толщина днища I-fe превышает вы-
бранную из конструктивных. соображений толщину,_ л бо пре-
I I
I I
I I
I I
t: i s
D II """'
I I -
I I t::::
I I I
1.1 ,
I I "
I I
I I ::t:
I I (::)
е- J I ,
I I
"
t::j
IJ
(50льшая ОСЬ эллипса)
Рис. 3. Монтежю.
Рис. 4. Эллиптич<:;ское днище.
восходит ее на незначительную величину. Для усиления днищ
'иноrда применяют ребра жесткости из стали различных профи-
лей (полосовой, уrловой, швеллеров или двутавров). J
Конические днища применяют только в случаях неоБХОДИМQ-'
сти (коrда это диктуется условиями отстоя увеличением поверх-
ности HarpeBa у бойлера и пр.). I
. . Днища сосудов и аппаратов, работ"ающих под внутренним
давлением или под разрежением, в основном 'бывают выпук-
лые, с отборто кой; при этом на эллиптичес.кие днища имеIОТСЯ
общесоюзные стандарты (рис. 4; h высота борта днища).
, Меридиональное сечение таких днищ предстаВЛЯ J .собой
половину эллипса, у KOToporo большая ось равна диаметру ап-
парата, а малая ось равна 2Н.. Эллипс характеризуется непре-
26
I
рывно меняющимися радиусами кривизны, из которых наимень-,
lUийвточкеА (СМ.РИС.,'4) равен ,
Н2 2Н2
rmIn == D/2 '
rде Н высота днища;
D диаметр аппарата.
НаиБОЛЬШ!lЙ радиус в точке,В равен:
. (1)/2)2 1)2
Ятах === Н. == 4Н
На рис. 4 показано построение эллипса по координатам TO
чек а.......... а4 при условии, что начало координат находится Ц
точке о., '
в ) аппаратах, изrотовленных до введения стандарта на эл-
липтические днища (ДО 1955 r.), применялись коробовые
днища с отбортовкой. Мери
диональное сечение этих С
,-,днищ представляет собой
коробовую кривую (рис.,' 5),
u
описанную в центральнои
части 'радиусом R не более
пнутреннеrо д'иаМ,етра аппа
рата' D ви ., и В переходной
части радиусом r не менее
/ 0,1 R, и цилиндрическоrо
борта высотой h не менее
50 .мм.
Эллиптические и коробовые днища раССЧИТЫВqЮТ по одной
и той же формуле, но ВХОДЯПLИЙ в нее коэффициент перенапря
жения у принимается для первых в зависимости от соотноше-
ния H/D, а для вторых от соотношения r/R. ,
Менее широкое применение находят полушаровые (рис. 6),
сферические неотбортованные (рис. 7) и цилиндрические
(рис. 8) днища. ' .
ЛЮКИ, лазы, штуцеры. В соответствии сПравилами rocrop-
технадзора для аппаратов, работающих под избыточным дaB
лением свыше 0,7 ат, и ведомственными нормалями (для дру-
rих аппаратов), должна быть обеспечена возможность осмотра
внутренней поверхности каждоrо аппарата. 'Для доступа во
внутрь аппарата на корпусе. ero устанавливают люки-лазы, ,а
На опорной части лаЗ!?I. I(pqMe Toro, каждыi1 аппарат должен.
Иметь отверстия, выполненные с, соблюдением Правил и обору-
ДОванные для присоединения, ОСНОВНЫХ технолоrических и вспо-
Моrательных трубопроводов, КОНТРОЛЬНОЙ и запорной арматуры,
вентиляции при ремонтах и для друrих целей. \
27
Отвер'стия в корпусах не р'екомендуется располаrать на пр<
дольных швах и стыках продольных И 1 поперечных швов; не' ре
Ml
0,8.51. S,
lJ oH ,
:t::
Узел 1
R
'Т
t::}
/(ОЛUllест!Jо ceKтo
pod !/!f{]З{J!lО услоtJно
Рис. 6. Полушаровое днище:
Do диаметр центральноrо диска;
h высота центральноrо шаровоrо
cerMeHTa; s толщина днища; Н пол-
ная высота дниIhа; D BH . внутрен-
ний диаметр днища.
Рис. 7. Сферическое не отбор-
тованное днище.
комендуется также размещать большое количество отв рстий
на О,7 ной образующей корпуса.
А
в
[70 б"б
s
Рис. 8: Цилиндрическое днище.
Правила расположения отверстий на днищах и друrих час..
тях аппаратов приведены при ,расчетах элементов аппаратов.
28
Люки предусматриваются в аппаратах диаметром от 800 мм и
выше. В аппаратах диаметром менее 800.мм люки не делают, а для
осмотра устраивают либо съемное днище, либо предусматри
BaIoT не менее трех штуцеров, из которых один должен быть
диаметром не менее 76 мм для осмотра внутренней поверхности
аппарата при помощи специальных приборов с зеркалами.
А r tA
Рис. 9. Сварной люк (Ру == 16 25 1CrjCM 2 ;
t < 3000 С).
,
Количество и расположение люков зависят от размеров ап
парата, характера и типа BHYTpeHHero оборудования и иноrда
от технолоrическоrо процесса. Например, в аппаратах, в кото-
рых происходит интенсивное отложение кокса (эвапораторы,
реакционные камеры крекинr процесса и т. п.), люк в самой
Нижней части корпуса забивается коксом; поэтому делают за-
Пасный люк, который располаrают несколько ВI;>Iше первarо.
В ректификационных колоннах для монтажа некоторых ти-
ПОВ тарелок и периодических осмотров требуются один, а ино-
rДа и два люка на каждую тарелку. Применение друrих кон-
Струкций тарелок допускает их разборку через проемы, что поз-
ВОляет обойтись только верхним и нижним люками аппарата.
Однако при этом создаются неблаrоприятные инебезопасные
29
t;I
условия ,ДЛЯ монтажа и осмотров, вследствие чеrо 'продолжи-
ель'Ность их удлиняет'ся. Поэтому устраивают ,ОДИН люк ,на
rpynny из пяти..шести тарелок. I
На рис. ,9 приведена конструкция люка диаметром 450 .мм
для аппарато , рассчитанных на условное давление Ру==
А .
ПО А A
Вариант 11.
ф6БО
Рис. 10. Сварной люк (Ру == 16'""'7251tr /см 2 ;, t > 3000 С).
== 16 25 KrjCM 2 и температуру ниже 3090 С. Показан люк, вва-
и 4
'ренныи в корпус аппарата, коrда в.ыступающая внутрь ero часть
патрубка не мешает сборке BHYTpeHHero, оборудования (ва-
риант 1), и коrда по условиям сборки BHYTpeHHero оборудования
необходимо иметь rлад,КУЮ внутреннюю поверхность аппарата
(вариант 11). По этому )ке 11 варианту в аппараты вваривают
люки, 'выполненные и'з двухслойноrо металла, и люки, корпус
которых подлежит обкладке сталью, устойчивой к, коррозии.
В этом случае той же сталью облицовываIОТ крышки люков и
фланцы, а место вварки защищают накладкой или наплавкой
, леrированнuй стали. '
На рис. 10 изображен люк из уrлеродистой стали диаметром
45() мм на Ру==16 и 25 Kr/cM2 11 температуру выше 3000 С. Лю
30
'\
,
I
\ , ;'
на Ру } '16 KFjcM 2 применим при температуре" не выше 450 0 С и
допускаемом давлении 7 KTjCM 2 , а люк -на Ру'==25 KTjCM 2
при температуре не выше 4750 С и давлении 8 KTjCM 2 .
Для более ВЫСО,ких рабочих температур люки выполняют
u
по указанным на чертеже размера,М из )каропрочных сталеи и
для условий аrрессивной среды облицовывают леrированными
А.
r'
..,
+A,
Вариант 1
Рис. 11. Сварной люк на 40 /(rjcM 2 .
сталями. Конструкция TaKoro люка отличается от ранее рас-
смотренной тем, что фланец у fIero не плоский, а с хвостови-
КОМ. Вариант вварки выбирают, исходя из тех же соображениЙ,
что и для люка, показанноrо на рис. 9. '
Для аппаратов BbIcoKoro давле,НИЯ примеНЯIОТ ЛIОКИ диамет-
ром 400 мм. На рис. 11 изображен люк из уrлеродистой стали
I1а Ру==40 KTjcM2, который при температуре до 1200 С приме-
I-lяется для l\1аксимальных рабочих давлений не более 40 KTjCM 2
Н при температуре 4750 С ......... для максимальноrо давления
) 3 KTjCM 2 .
На рис. 12 показано шарнирное устройство для открыв ния
КРЫшки люка (а 'толщина усиливающеrо кольца; К' вылет
СКобы), расположеНf;IОЙ в вертикальной плоскости, а на рис. 13
31
't"
подъемное и поворотное устройства для крышки, расположен i1
иой в rоризонтальной плоскости.
Для присоединения к аппаратам трубопроводов и арматуры
используют также штуцеры, которые устанавливают и прива- '
ривают соrласно нормалям. Штуцеры бываIОТ литые или свар- :'
ные. Литые штуцеры применяют редко. Сварной штуцер со.. \
стоит из фланца, патрубка и усиливающеrо кольца (или без
Hero) .
На заводах штуцеры, так же как и ЛIОКИ, ИЗfотавливаIОТ ro-
,товыми узлами по нормалям на Ру==- lO 160 "rjCM 2 . Штуцер
ВиВ А
Рис. 12. Шарнирное устройство
для,.. открывания люков с крыш-
u
ками в' вертикальнои плоскости:
/ сварка прямоrо корпуса люка;
//...... сварка фасонноrо корпуса люка.
2/
(f !
. ,
\ . . .
Рис. 13/ IН арнирное устройство
для открывания люков ('\ крыш-
ка и в rОрИЗ0нтальной плоскости;
}.... бараш eKj' 2 cepbraj 3 скоба:
с;::)
на Ру==' 10 "rjCM 2 выполняется с плоским фланцем, приваривае- \ )
МЫМ. к патрубку внахлестку, штуцеры на остальные условные "
давления имеют фланцы с хвостовиком или коро ким бур:rом '
для п приварки встык. ,
риварку штуцеров к аппаратам производят так же, как ,:t
корпусов люков. Штуцеры на аппаратах устанавливают так, j
чтобы болтовые отверстия во фланцах не совпадали с осевыми I
плоскостями симметрии аппарата.' ' '
Фланцы штуцеров на Ру==40 KrjCJvt 2 должны быть со впади- f
ной, так как арматура на это давление изrотавливается с BЫ-
1 .. J
32 ,
.
'1 )
насТИ фланцев штуцеров должны быть закрыты деревянными
иЛИ метаЛJIическими заrлушками на временных прокладках.
Для крепления трубопроводов или арматуры к штуцерам на
Ру==- 10 и 16 KF/CM 2 и температуру до 2000 С можно применять
болтЫ; во всех остальных случаях необходимо применять шпиль
ки с rайками с обеих сторон.
Для присоединения трубопроводов с УСЛОВkЫМИ проходами
25 40 мм применяют муфты (рис. 14). Муфты имеют трубную
резьбу с допусками по 3 MY классу точно
сти.
Опоры. Для установки и крепления ци
линдрических сосудов существуют различ
ные конструкции опор. На рис. 15 изобр;.J
жена опорная часть, применяемая для Bep
тикально устанавливаемых аппаратов. Эта
конструкция состоит из обечайки 1, при
варенной к' корпусу I аппарата, в которой
имеется лаз, усиленный кольцом 2" и два
вентиляционных отверстия. К основанию
обечайки приварено опорное кольцо 3 с OT \
верстиями под фундаментальные болты и
ребрами. Конструкция и размеры опорной части должны обе
спечить возможность вывода трубопрqвода и обслуживание
патрубка 4, а также осмотра нижнеrо днища и в случае
необход'имости производства ремонтных работ. Обечайку
приваривают к аппарату двумя способами. Наиболее pac
пространен 'способ, показанный на узле А; сварка способом,
изображенном на узле , применяется только для аппаратов,
работаIОЩИХ при температуре не выше 2500 С.
ДЛЯ вертикально устанавливаемых аппаратов с малыми диа
метрами применяют обечайку конической формы (рис. 16). Ta
кая конструкция увеличивает устойчивость аппарат'а и дает B03
можность низить напряжения на поверхности фундамента и в
q)ундамен'rных болтах. _
На практике иноrда приходится устанавливать вертикальные
аппараты на опорных лапах, конструкция которых изображена
На рис. 17. вертикальныIe аппараты MorYT опираться на две, три
и четыре лапы.
В rоризонтальных апааратах часто приходится учитывать
тепловые расширения корпуса и аппарата, коrда одна из опор
ДОЛжна быть или перемещаlощейся на катке (рис. 18), или не-
подвижной, но с компенсацией за счет пазовых отверстий
(рис. 19).
Количество опор зависит от массы аппарата с продуктом
и определяется расчетом.
На лапах устанавливают такие rоризонтальные аппараты,
Как rазrольдеры постоянноrо объема, имеющие большую длину;
3 Заи. 299 33
2),450
Рис. 14. Муфта (D
наружный диаметр;
d внутрr...нний диа
метр; L r---- длина муф
ты). '
1
МВ
.IJ H
50
ф
,n,
IJ 2 =2R2
, f Ш
Мо
ит
Эпюра
суммарных
но пряжеlllll
о.
I
PB
Узел 11 .
Узел 8
50
л
II A
..............
€т
tloz
,
]}
1
])2
a z
F
МВ
W
б а2 +
'2 F
+ М$
W
.....
Рис. 15. Опоры вертикальноrо
аппарата, эпюры напряжений
и узлы:
1 аппарат малой устойчивости;
// аппарат повышенной устойчиво
сти; 1 обечайка опоры; 2 усилив аlO"
щее кольцо лаза; q опорное кольцо;
4 патрубок; S толщина стеН1(И аппа-
рата; So толщина стенки опорной
обечайки; ho высота лапы; 6 к тол-
щина опорноrо кольца.
тепловые аккумуляторы, топки под давлением, кубы с orHeBbIM
HarpeBOM и др.,' для которых необходимы специальные опоры,
обеспечивающие фиксацию положения при установке и B03
можность расширения аппарата при HarpeBe в пределах задан
ных величин и направлений..
л
,1
:t:«::::>
р
ПО А A
р НС. 16. Опора с ко-
ническои\ обечаикои.
в
20
ПО 5 б
р
р
а о
Рис. 17. Сварная лапа для подвесных аппаратов:
а общий вид лапы; Н, D соответственно полная высота лапы и ребра;
размеры а, 8, С, S, е ........ вылет, расстояние между ребрами, ширина, толщина
ребер и подкладки и высота притупления ребер; б расчетная схема.
Некоторые rоризонтальные аппараты I (в большинстве слу-
Чаев малоответственные) устанавливают на фундаменты без
опор. В качестве фундамента используют конструкции, выпол-
Няемые из бута, кирпича и бетона. Крепление аппаратов при
этом часто не предусматривается. Для случаев самой простой
УСтановки лежака (пустотелоrо аппарата) на фундамент сле-
дует между корпусом аппарата и фундаментом помещать сталь-
ную прокладку и фиксировать положение аппарата в том ero
!{онце, с KOToporo подходят трубопроводы.
3*
35
, Внутреннее оборудование. Успешное протекание технолоrи-
ческоrо процесса обеспечивается устройствами, расположенными
'внутри аппарата. Конструкции таких
устройств приведены при описании со-
ответствующих типов аппаратов.
В аппаратах вспомоrательноrо на-
u
значения отстоиниках, сепараторах,
промежуточных емкостях предусма
тривается более простое оборудование
в виде змеевиков, отбойников, разде-
лительных и направляющих переrоро-
док и др.
К такому же типу BHYTpeHHero обо
рудования относятся стремянки и пло-
щадки для доступа внутрь аппарата.
Обычно из..за сложности монтажа в
Рис. 18. КаТI<овая опора. аппаратах диаметром до 1000 ММ ВНУ"
TpeHHero оборудования не делают. Ero
выполняют таким образом, чтобы можно было установить и вы-
нуть целиком.
51
"
L
А Узел А , '
(БОJlт yr:JlO!lHO
118 ПОКGJОн)
Рис. 19. Опора для rОРИЗ0нта'льных аппаратов:
Д --- диаметр аппарата; $ и $1 соответственно толщины корпуса и верха опоры; 8..... ширина
опоры; 8 + 45 ширина подкладки. '
...
Такое оборудование, как обоrревательные змеевики, в аппа-
ратах l\1алоrо диаметра располаrают снаружи, либо делают в
нижней части аппарата рубашку для обоrрева.
i!
!.
"
J
r ЛА ВА Э
РАСЧЕТ КОРПУСОВ АППАРАТОВ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
СИЛИЯ, воздействуюп ие на аппараты. В процессе эксплуа-
тации на аппараты воздействуют усилия, возникающие от
следующих наrрузок:
собственный вес и вес изоляции;
внутреннее или наружное давление (вакуум);
вес металлоконструкций и трубопроводов;
наrрузки, возникающие в трубопроводах;
ветровые;
силы инерции;
u
напряжения, возникающие в результате ,изменении темпера..
туры по длине ил высоте аппарата вследствие происходящеrо
в аппарате теплообмена.
Для расчетов на прочность должны быть определены макси..
мальные величины перечисленных наrрузок.
1. Собственный вес и вес изоляции вертикально установлен..
Horo аппарата вызывают напряжения сжатия и увеличивают
устойчивость аппарата, так как при расчете на устойчивость
из общеrо опрокидывающеrо момента вычитается момент веса
и расчет производится по разности моментов:
Мр == М опр . .....М усТ .
rде М р расчетньrй момент;
М ОПР . общий опрокидывающий момент;
М УСТ . момент веса.
При rоризонтальной установке аппарата ero вес (ВКЛlочая
вес изоляции) действует как равномерно распределенная на..
rрузкз на балку, л'ежащую на опорах, и вызывает изrиб.
Современные, методы CKOpocTHoro монтажа вертикальных и
rоризонтальных аппаратов предусматривают подъем их со смон-
тированным внутренним оборудованием, частью' трубопроводов,
арматурой, обслуживающими металлоконструкциями и изоля..
цией. При подъеме этот вид наrрузки также вызывает изrиб
аппарата как балки, наrруженной сосредоточенными силами,
,37
приложенными в местах строповки. При расчетах на изrиб дол-
жен быть ,учтен и вес жидкости, которой заполнен или может
быть заполнен аппарат.
Необходимо учитывать все возможные варианты действия
этой наrрузки и за расчетный принять наихудший из них.
2. Расчетным внутренним или наружным давлением может
быть максимально допустимое рабочее давление при рабочей
температуре, определяемое в соответствии сПравилами focrop-
технадзора, или максимально ВОЗМОЖI:Iое давление для «но-
Boro» и «холодноrо» аппаратов данной катеrории. Если на аппа-
рат действует давление столба жидкости, превышающее 2,50/0
величины BHYTpeHHero давления Р,. то расчетное давление долж-
но приниматься равным сумме P+yh, rде yh давление столба
жидкости.
3. Наrрузки от металлоконструкций и трубопроводов дол-
, жны быть определены с учетом возможности использования ме-
таллоконструкций для подъема деталей BHYTpeHHero оборудова-
ния, ,арматуры и частей трубопровода при ремонтных работах.
Эти наrрузки MorYT оказ?ться б6льшими, чем в обычных усло-
виях, и, следовательно, расчетными.
4. Усилия, возникающие в трубопроводах при HarpeBe, rид-
равлических ударах и пр., окончательно определяются значи-
тельно позже стадии проектирования аппарата. Направление их
действия зависит от конфиrурации трубопровода, а величина
от диаметра, толщины стенки трубы и rrемпературы продуtта.
В rорячих трубопроводах большоrо диаметра такие усилия (мо-
rYT достиrнуть больших величин и служить причиной аварии.
Возможность их возникновения, прибли)кенная величина и на-
правление действия должны быть учтены при проектировании
аппарата.
5. Ветровые наrрузки и силы инерции определяются по дей-
ствующим нормативам по наибольшему воздействию каждой.
На действие сил инерции рассчитывается не только аппарат в.
целом, но и отдельные детали впутреннеrо оборудования.
6. Напряжения, возникающие в результа!е изменений тем-
пературы по длине или высоте аппарата, по толщине ero стенки
(в толстостенных аппаратах) должны учитываться особенно
тщательно в местах с большой разностью температур, напри-
u u
мер в стыках rорячеrо корпуса с'холоднои опорнои, частью, а
такя{е в сопряжениях деталей, изrотовленных из материалов,
имеющих разные коэффициенты термическоrо расш.ирения.
Уточнение рабочих условий и определеI:Iие наrрузок является
составной частыо расчета.
При расчетах сосудов и аппаратов следует руководство-
ваться деЙСТВУIОЩИМИ правилами и инструкциями.
С 1956 [ода действуют «Правила устройства в безопасной
эксплуатации СОСУДОВ, работающих под давлеlнием (rocropTex..
38
НаДЗОР СССР, 1956 r.)>> и Руководящие технические материалы
PTM 42 62, PTM 62 63 и др.
Допускаемые напряжения. COrJIaCHO Правилам rocropTex
адзора базой для выбора допускаемых напряжений для пла
стических материалов MorYT быть:
(jв предел прочности при растя)кении материала при TeM
пературе 200 С; .
a условный предел текучести материала при рабочей TeM
пературе аппарата (за предел текучести принимают
то напряжение, при котором удлинение равно 0,20/0 pac
четной длины);
(J л. условный предел ползучести материала при рабочей
температуре аппарата [напряжение, вызывающее CKO
рость ползучести материала 10 7 ММ/(ММ. ч)].
При коэффициентах запаса прочности n в , n т и nпл. COOTBeT
ственно допускаемые напряжения будут pa HЫ:
при расчете по пределу прочности при растяжении
а
ад ==:
N В
при расчете по пределу текучести при рабочей температуре
а '
, т
О'д' == ...............
n т
при расчете по пределу ползучести при рабочей температуре
t
1/ а ПЛ.
а ==
д n пл .
Величины коэффициента запаса прочности зависят от KOH
струкции И катеrории сосудов; их значения и приведены в
табл. 3. ,.
\
Пластическими материалами принято считать такие, дЛЯ KO
торых удлинение при разрыве составляет более 50/0 расчетной
длины, а хрупкими такие, для которых эта величина составляет
менее 5 о/о.
В случае хрупких материалов базой для выбора допускае-
мых напряжений является предел прочности при растя)кении
о"п И предел прочности при с)катии О'сж; при статической наrруз-
Ке допускаемые напряжения составляют:
при растяжении
О'в
ад ==
пl
при сжатии
== (Jсж
ад'
пl
39
ТАБЛИЦА 3
Значения коэффициентов запаса пРОЧflости при расчете
стальных сосудов
Сосуды
Обоrрев
Допускаемое
давление
«rjcM2
Температура
стенки
ос
Коэффициенты запаса
прочности
п в I п т I ппл.
Сварные и бесшов
ные при наличии
надежно YI<pe-
пленных OTBep
стий, а также
при отсутствии
отверстий
Необоrре Свыше 50 Свыше 400 3,75 1,7 1,10
ваемые До 50 .200 400 3,75 1,7
» 16 До 200 3,б
Обоrревае- Свыше 50
мые До 50
» 16
Свыше 400
200 400
До 200
4,25
4,25
4,00
1,9
1,9
1,15 .
Необоrре Свыше 50 Свыше 400 4,0 1,8 1,10
Сварные и б сшов ваемые До 50 200 400 4,0 1,8 >
ные при наличии » 16 До 200 3,75
неукрепленных
отверстий с раз ОБQrревае Свыше 50 Свыше 400 4,5 2,0 1,15
вальцованными
в них трубами мые До 50 200 400 4,5 2,0 ........
» 16 До 200 4,2.5 .........
Для бетона и чуrуна nj принимается от 4 до 8.
Базой для выбора величин допускаемоrо напряжения при
знакопеременных напряжениях (например, при расчетах ком-
пенсаторов) считают предел усталости aj. '
Для случаев чистоrо сдвиrа (кручение) допускаемые Ha
пряжения принимают
0,570'в
1:'д ==
п
I"ипронефтемашем для расчетов элементов нефтеаппаратуры
приняты предусмотренные PTM-62 63 нормы запасов прочности
и по ним подсчитаны допускаемые напряжения для наиболее
часто применяемых ,сталей в зависимости от их механических
свойств и рабочей температуры стенки аппарата данной KaTero-
рии (табл. 4). '
в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности к KaTe
rории А относятся сосуды и аппараты, в которых рабочей средой являются
[удроны, полуrудроны, масла или друrие нефтепродукты с аналоrичными
физическими и химическими свойствами, а также друrие среды (кроме
нефтепродуктов), к которым предъявляются менее строrие требования с точ-
. \
ки зрения безопасности эксплуатации. .
К катеrории Б относятся все остальные сосуды и .аппараты нефтепере-
рабатываlощей и нефтехимической промышленности, а так)ке все сосуды и
аппараты, для нефтепродуктов, собираемые сваркой на месте монтажа.
40
,/
Тонкостенные и толстостенные сосуды. Основными аппара
таМИ нефтеперерабатывающих заводов являются цилиндриче-
ские сосуды, работающие под внутренним или наружным давле-
ниеМ. Такие сосуды рассчитывают по формулам, принятым для
расчета тонкостенных или толстостенных сосудов.
Критери м д я деления сосудов на тонкостенные или тол-
стостенные служит отношение наружноrо диаметра цилиндра
к ero внутреннему диаметру
== ' D и
Dи 2 (s c)
I де D и наружный диа'метр цилиндра, см;
s толщина стенки цилиндра без прибавки на корро-
зию, см;
с прибавка на коррозию, см.
К тонкостенным относят сосуды, у которых -<. 1,2; а к тол-
стостенным сосуды, у которых > 1,2.
Толщину стенок тонкостенных сосудов, выполненных из пла-
стических материалов, определяют по усредненному' напряже-
нию по формулам, принятым для тонкостенных сосудов, а тол-
щину стенок толстостенных сосудов, выполненных из пластиче-
ских материалов по приведенному напряжению на внутренней
поверхности цилиндра по формулам, принятым для толстостен-
ных сосудов.
Вертикально устанавливаемые. высокие тонкостенные сосуды
подлежат проверке расчетом на устойчивость поперечноrо се-
чения.
rоризонтально устанавливаемые сосуды необходимо прове-
рять ра'счетом на напряжения изrиба под действием собствен-
Horo веса, веса находящейся в них жидкости и друrих внеШIIИХ
наrрузок трубопроводов, металлических конструкций и др.
Суммарное напряжение от действия BHYTpeHHero или' наруж-
Horo ар давления и напряжения изrиба <1 из . должно быть:
+ О'из. ./
О'сум, === о' Р 14 О' д
,
Все сосуды должны быть проверены на прочность во время
rидравлическоrо испытания. При этом величина напряжения
ДОлжна быть:
(]t
т
О'пр. -< 12
,
rде апр. напряжение во время rидравлическоrо испытания.
rидравлическое иепытание должно быть определено и назна-
чено в соответствии с указанием в паспорте сосуда соrласно
Положениям для даНН9И rруппы с.осудов.
Если сосуд работает в условиях, при которых возможно по
8Ышение давления или температуры в результате происходящих
41
,
11.'
<1,
Допус/(аемые напряжения для наи ':'
Предел Предел KaTe т е м ':
,1
прочности те!(учести rория
М арка стали при при 200 С сосудов
разрыве f(rjcM2 и аппа t.
urjcM2 ратов 20 100 200 250 275 I
,
r
, )
..,.
r
,
t
'1,
Напряже ;
l
СТ. 3 СП 3800 2200 А 1200 1160 1130 1100 1050
Б 1050 1050 1050 1050
4 сп 4200 2400 А 1310 1260 1240 1200 1180
Б 1180 1180 1180 1180
5 сп *** 5000 2700 А 1440 1400 1350 1310 1280
Б 1280 1280 1280 1280
10 3400 2100 А 1120 1090 1050 1010 965
Б 965 965 965 965
15 и 15к 3800 2300 А 1230 1200 1170 1120 1070
Б 1070 1070 1070 1070
20 11 20к 4200 2500 А 1350 1310 1280 ' 1240 1180
Б 1180 1180 1180 1180
40 *** 5800 3400 -- А 1810 1780 1730 1690 1640 I
Б 1640 1640 1640 1640
16rC (зн)4* 4800 3000 А 1580 1530 1450 1400 1350
Б 1350 1350 1350 1350
09r2C (М) 5* 4800 3200 А, 1600 1550 1460 1440 1400 I
! .
1400 1400 ,
Б 1400 1400 ,<'.
!,
121\1.Х (12ХМ) 4200 2400 1240 f
А
Б
15ХМ 4500 3000 А 1,285 1.,
"
Б
Х 18Н9Т (18Н10Т) 5000 5600 / 2200 АнБ 1220 1220 1220 1220 1220 ,,""
ЭИ496 (ОХ13) 6* .,
4500 2500 А 1280 1.270 1250 1240 1230 \'.
,Q
Х5М 4000 2200 А 1170 1166 1150 1140 1120 О
,
... Б 1120 1120 1120 1120
"
Х5ВФ 4000 2200 А 1170 1160 1130 1110 1100
Х8ВФ 4000 2200 А 1170 1160 1130 1110 1100 '
Б 1100 1100 1100 1100
Х5 4000 2200 А 1170 1160 1060 1020 1000 \ 11
Б 1000 1000 1000 1000
t
)
"
;
* Правилами rосrортехнадзора применениеJне предусмотрено. \1
:f.* Правилами rосrортехнадзора не предусмотрено применять стали ма ф О!(15 и 20 при '==470 0 С.
*:f.:f. Стали марок 5 и 40 предусмотрены для изrотовления накидных ланцев, трубных реше
не подверrающихся сварке деталей.
4:t: Для С'rали марки 16rC (3Н) по ro СТ 5520 62 при толщине s-<зо мм. ДЛЯ б6льших толщин
5* Для стали марки 09r2C M) по ro СТ 5520 62 при толщине s<24 мм. ДЛЯ б6льших толщин "
6* Сталь марки ЭИ 496 применять TO Ы(O в l(a eCTBe антикоррозионноrо слоя I1ЛИ для внут ,
.
\
42
"
\
т АБлt1ЦА 4
более чаСf}ZО прu.меflяg.мьtх с/палей
пер а т у р 3, о С
300 325 350 375 400 , 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650
н и е, Kr/CM 2
1010 970 910 850 770 680 560* 460* 350*
1130 1050 970 900 810 710 570* 470* 350*
1220 1150 1080 1000 900 780 590* 490** 350*
925 810 820 755 710 640 510 400* 500*
1030 980 920 860 790 720 570 460** 350*
1130 1060 990 930 860 750 610 460** 350*
1570 \1420 1270 1120 960 810 660 500 380
1290 1200 1100 1000 900 800 680 530*
1350 1270 1210 1125 990 880 780 670*
1190 1160 1110 1075 1050 1020 970 900 800 570 440
'\
1230 1185 1160 1135 1120 1100 1060 1000 860 650 520
1220' 1190 1150 1110 080 1050 1010 970 930 880 820 750 580 380*
1210 1160 1090 1040 940 870 770 680 540 380 280
1090 1060 1020 980 940 900 860 810 720 590 440 320 170
1050 1000 960 910 870 820 760 660 530 430 330 120
1090 1030 990 950 910 860 800 720 630 450 370 140
970 920 880 840 790 700 500
ток, теnлообменнИ!(ов с nланаlОщей rОЛОВI(ОЙ, укрепляемых болтами, плоских l(рышеJ<, и прочих
допускаемые напряжения уменьшаются пропорционально снижению механических свойств стали.
допускаемые напряжения уменьшаются пропорционально снижению механичеСЮ'1Х свойств стали.
ренних устр ойств аппарата, колпачков, желобов, балок и друrих деталей тареЛОIС
43
13 нем химических реакций, рекомендуется увеличивать при..
веденные выше запасы прочности или умеНl5шать допускаемые
напряжения по усмотрению конструктора.
Расчетную температуру стенки принимаIОТ равной:
1) температуре протекающей жидкости при HarpeBe про..
т ающей жидкостью и отсутствии внутренней изоляции (футе
ровки) или охлаждающих устройств на наружной поверхности;
2) среднему арифметическому температур наружной и пну
тренней поверхности стенки, получеl-!НЫХ расчетом для данноrо
случая при том же обоrреве, но при наличии внутренней фу..
теровки или наружных охлаждающих устройств;
3) среднему арифметическому температур наружной и BHYTpeH
ней поверхностей стенки сосуда по расчету, но ни ниже темпера
туры среды сосуда 1000 С при обоrреве rазами или электри
чеством. .
Расчету ДОЛ,жно предшествовать описание, в котором необ-
ходимо указать назначение аппарата, рабочие условия (давле
ние, температуру, аrрессивность среды и меры защиты от .ее
воздействия, предельное рабочее давление), материал, из KO
Toporo выполнен аппарат (корпус, днища, ЛIОКИ, внутреннее
оборудование), арматуру число и диаметр предохранительных
клапанов и друrих предохранительно з щитных устройств, раз
мер и тип продувочных и дренажных УСТРОЙСТВ, устройств для
контроля уровня жидк сти И температуры.
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ
ПОД ВНУТРЕННИМ ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
Тонкостенные аппараты рассчитывают по приведенному
усредненному напряжению, отнесенному к среднему диаметру
Dc; формулы позволяют определить это напряжение через Ha
ружн'ый D и или внутренний D BH диаметры.
В соответствии .. c заданными рабочими условиями выбира'ЮТ
способ изrотовления аппарата, материал, коэффициент запаса
прочности или допускаемо.е для данноrо случая напряжение,
коэффициент прочности cBapHoro шва, устанавливают величину
прибавки на коррозию и приступают к расчету, пользуясь фор
u u
мулами, основанными на первом или третьеи теории прочности.
При работе сосуда (рис. 20) стенки и днища ero подверrают
ся деЙствию равномерно распределенноrо избыточноrо давления
р (кТ/см 2 ). Силы, действующие на' днища, стремятся разорвать
цилиндрическую часть сосуда по поrtеречному сечению ero. ДaB
ление на боковые стенки стремится разорвать сосуд по обра-
зующим цилиндра.
Если выделить из цилиндрической части сосуда прямоуrоль
ный элемент ABCD, то он (соrласно принятой для расчета
44
первой теории прочности) будет nодверrаться расrя)кению в
трех направлениях: по сечениям вдоль образующих танrенциаль
ными (кольцевыми) напряжениями (J'1, по сечениям перпендику
лярным к образующим аксиальными (продольными) напряже-
ниями а2 и радиальными напряжениями аз (на рисунке не покя-
заны), перпендикулярными к 0'1 и а2. При расчете тонкостенных
сосудов напряжением аз пренебреrают.
CI':>
0"1 T
d. A .
2--пт;: 2
L .
Рис. 20. Схема действия виутреннеrо давления на
КОРПУС аппарата.
Обозначив соответственно диаметр, длину и толщину стенки
аппарата через Dc, l и s, определим напряжение 0'1 и 0'2.
Силы, действующие на днища и растяrиваIощие цилиндриче
скую часть сосуда вдоль образующих равны:
nD 2
Q==PT кТ
Площадь, воспринимающая эти силы
представляет собой кольцо толщиной s и
диаметром Dc:
F == nDcs
,Отсюда аксиальные напряжения, дей-
ствующие вдоль оси цилиндра, равны:
'Q р (nD / 4) pDc
а 2 == ........... F == D == 4 кТ/см2
п cS s
N
N
Рис. 21. Расчетная
схема для определе-
ния танrенциальных
напряжений в стенках
цилиндрическоrо со-
d
суда при деиствии
виутреннеrо давле
\ ния.
Танrенциальные, (кольцевые) напряжения можно найти, раз-
. резав сосуд диаметральной плоскостью и отбросив веРХНIОЮ
часть (рис. 21). На диаметральную поверхность в оставленной
части сосуда действует давление р. Оно уравновешивается си
лами N, растяrивающими материал сосуда в направлении пер-
пендикулярНоМ к образующим. При условии ра новесия сил в
нижней части сосуда
pDc1 == 2N кТ
N pDc l Kr
2
45
и танrенциальное напряжение
N pDc l РРс r 2
0'1 == sl == 2sl == lс /с.м
Расчет ведут по напряжениям 0'1, так как оно в 2 раза боль
ше 0'2.
Заменяя значения 0'1 допускаемым напряжением ад, вводя
коэффициент запаса прочности сварных швов ер (см. табл. 5) и
прибавку с на коррозию, получают расчетные формулы для
определения толщины стенки через внутренний, наружный и
ТАБЛИЦА ,5
Значения коэффицuента запаса nрочности ер
сварных швов
Вид шва
Значение ер
CTaJIbHbIe СОСУДЫ
1. Ручная rазовая пли электросварка
Стыковые швы с подваркой со стороны
вершины шпа
Стыковые швы, с ариваемые с одной
стороны, но имеющие со СТОРОНЫ
вершины шва' подкладки или кольца,
прилеrаIощие к основному металлу
по всей длине шва
Стыковые швы, свариваемые только с
одной стороны
продольные
поперечные
Соединения в тавр
с двухсторонним СПЛОllIНЫМ прова-
ром
при отсутствии СПЛОПIноrо провара
Соединения внахлестку при наличии
швов с двух сторон
If. АВТОI.Yi'атичеСI{ая сварка под слоем
фЛIОС а
Стыковые швы с двухсторонним про-
варом
Стыковые швы, свариваемые только с
одной стороны
Медные сосуды
Паяный шов крепким припоем
АЛIоминиевые сосуды
Паяный шов (применяется редко)
Сварной шов '
для мяrкоrо аЛIОМИНИЯ
для твердоrо аЛIОМИНИЯ
. .
. . . .
. .
0 95
0,90
0,70
0,80
0,95
0,80
0,80
1,00
0,80
0,8
0,6
0,8
0,4 0,5
46
средний диаметр соответственно D ви ., D и и Dc; [Dc== (DBH. +8)
ос== (D и s)].
s == pD BH . + с см
20'дС{) Р
s == Р D н 4- с см
20'дС{) + р
pDc +
s == С С.А!
20'дф
При использовании четвертой теории прочности расчетные
формулы имеют вид:
s == pD BH . + С см
2,30'.n.С{) Р .
pD H +
s == 2 3 + с С.А!
, о' дс{) Р
s == pDc + С см
2,30' дер
РАСЧЕТ ТОЛСТОСТЕННЫХ АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ
ПОД ВНУТРЕННИМ ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
При большой толщин стенки разность напряжений на вну.
тренней (более. напряженной) и наружной поверхностях может
достиrнуть значительной величины. Поэтому все толстостенные
аппараты, выполненные из хрупких материалов, и большин-
ство толстостенных сосудов, выполненных из пластических ма-
териалов, рассчитывают по напряжениям на внутренней поверх..
ности.
ИСКЛlочение составляют толстостенные сосуды, изrотовлен..
ные из пластических материалов, рассчитываемые по пределу
ползучести, так как явление ползучести выравнивает напряже..
ние по толщине стенки. Такие сосуды рассчитывают по форму..
лам для тонкостенных цилиндров. Для этих сосудов, а также
сосудов, у которых близко к 2, должно быть соблюдено уело..
вие:
О'т r 'l 2
CJ пр . -< 12 1( I СМ
, .
Толстостенные сосуды рассчитывают по формулам, получен..
ным исходя из первой, второй и четвертой теорий прочности.
Первую и вторую теории применяют при расчете сосудов из
хрупких материалов или в тех случаях, коrда первоначально
пластичный материал под дейст ием рабочих условий может
стать хрупким. По четвертой теории MorYT быть рассчитаны все
остальные сосуды.
47
Толщину стенки толстостенных сосудов определяют:
по первой теории прочности
D I3H . [у / ерад + р 1] +
S == с см
2 ера д р
D п [ , I (рад р ]
S== l V ерад+р +ссм
по второй теории прочности
D BH . [у (рад + О,4р ]
S == 1 + с см
2. (рад 1,3р
D и [ , / сра д 1,3р ]
s== 1 V ера д +О,4р +С см
по четвертой теории про чности
D BH . [ ' I ера д ]
S== V epaд 1,73p 1 +С см
D H [ , I сра д 1,73р ]
s == 1 V + с с.м
2 ера д
РАСЧЕТ АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД НАРУЖНЫМ
ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
Наружное давление стремится деформировать сечение со.
суда. Этому же способствуют первоначальная овальность сече..
ния, продольное сжатие, возникающее в результате действия
наружноrо давления на днища, напряжения сжатия у верти..
кальных аппаратов, возникающие в результате действия соб..
cTBeHHoro веса кррпуса, веса BHYTpeHHero оборудования и жид..
кости, находящейся в сосуде, метаЛЛОКО1;IСТРУКЦИЙ, труб, сжи..
маlощие напряжения от действия ветра и напряжения сжатия
у rоризонтальных ппаратов, 'возникающие в корпусе под дей..
ствием изrиба.
Поэтому при р счете корпуса сосуда, работающеrо под дей..'
ствием наружноrо давления, определяют толщину стенки. по на..
ружному давлеНИIО, провеРЯIОТ устойчивость сечения и суммар..
ное напряжение, возникающее в результате cOBMecTHoro дей
ствия всех неблаrоприятных факторов.
Под действием наружноrо давления р KfjCM 2 в стенке воз..'
никают напряжения, распределение которых по толщине ее по..
казана на рис. 22. Наибольшими, а следовательно, расчетными
будут напряжения на внутренней поверхности стенки aBI-I. с. Pac"'
четная формула по этому на пряжению имеет вид:
s == r ВН. ( ..., I а вн . -----:- 1 ) см
V а 6Н . с 2p
48
Выра)кая радиус; через диаметр r вн ==D пп /2, заменяя а вн . с
допускаемым напряжением ас. Д, а также вводя коэффициент
прочности сварных швов ер и прибавку на коррозию с, получаем
расчетные значения s, выраженные через внутренний инаруж..
ный диаметры сосуда:
D BH . [11 срcrс. д 1] +
s == ............... с с м
2 срcr с . д 2р I
DII [ 11 срcrс. д 2p J
s == 1 + с см
2 срcr с . д
После определения толщины стенки 'по приведенным выше
формулам необходимо проверить сосуд на устойчивость сече..
ния при данном наружном давлении и при изrибе, если сосуд
(
11
'ol
р
Рис. 2. Схема действия сил и распределения на-
пряжений, возникаIОЩИХ в стенках 'толстостенных
аппаратов под действием наружноrо давления.
подверrается изrибу под действием ветровых. или весовых на..
rрузок. '
Из сопротивления материалов известно, что в стержне
сплошноrо сечения любой длины при растяжении ero какой..
либо си ой Р возникают равномерно распределенные по сече..
НИIО растяrивающие напря)кения, которые, не искривляя продоль"
ной оси образца, до предела текучести дают упруrие деформа..
ции. В случае испытания длинноrо стержня на сжатие даже при
,
напряжениях, меньших предела текучести, происходит искрив..
ление продольной оси стержня и ПОЯВЛЯIОТс.я остаточные дефор-
мации.
Та наrрузка, под влиянием которой начинается искривление
u
стержня, называется критическои; напряжение, которое вызы"
вает' критическая наrрузка, называется критическим цапряже..
нием. Допускаемая наrрузка и, следовательно, допускаемые на...
пряжения должны быть меньше критических. Критерием для
принятия запаса является rибкость, т. е. Qтношение длины стер-
жня к радиусу инерции сечения л==,l/ri' .
4 3ак. 299
49
I
При работе кольцевых сечений на сжатие и изrиб происхо..
дит сходное ЯВJJение: под действием напряжений, значительно
меньших предела текучести, сечение начинает деформировать"
ся обраЗУIОТСЯ волны, восьмерки, местные вмятины (рис. 23).
На устойчивость сечения ВЛИЯIОТ следующие факторы:
1) отношение толщины стенки к радиусу сосуда (s c)/r;
l
Рис. 23. Схема деформации корпуса
аппарата.
Рис. 24. Схема опре-
деления овальности
сосуда.
2) отношение длины сосуда, не укрепленноrо кольцами жест-
кости, к ero диаметру Z/D;
3) отношение расстояния между кольцами жесткости укреп..
ленноrо сосуда к ero диаметру l/D;
4) величина первоначальной овальности (рис. 24).
Dmax Dml n
0== D
Значение наружноrо давления, при котором сечение начи..
нает терять - устойчивость, называется критическим давлением.
В зависимости от приведенных выше факторов критическое да-
вление может быть определено по одной ИЗ следующих формул.
Случай 1. Критическое давление на цили дрические сосуды
при l/D> 8, если сосуды не укреплены кольцами жесткости,
00 < 0,005 и критическое напряжение MeHblue предела текучести
при рабочей температуре:
Вт ( s с ) 3 2
Р{(р. == 4 (1 JA.2) · r кТ/с.м,
rде Е т модуль упруrости при рабочей температуре.
f.1 коэффициент Пуассона.
Случай //. Такие же сосуды, но критическое напряжение вы..
ше предела текучести при рабочей температуре, а ,овальность
00<0,011
r
,
а т
1 4(J ( r ) 2
+ Е s c
l'
кТ/ с.м,2
s c
Р кр . ==
50
При дlруrйх овальностях определяют ,l1.авление Рт, которому
соответствует напряжение, равное пределу текучести при рабо.
чей температуре, из уравнения:
2 [ (s c)a ( 6ю )] I (s c)a
Р т r + 1 + s с Рl(Р Р Т + r P1(p. == О
rде РНР. вычисляют, как для случая 1 (овальность ffi -< 0,005), и
при решении квадратноrо уравнения корень берут со знаком
минус.
Случай fll. Критическое давление на цилиндрические сосуды
при l/D> 8, укрепленные кольцами жесткости, или на короткие
цилиндры при l/D -< 8, коrда наружное давление действует толь..
ко на боковую поверхность сосуда и критические напряжения
меньше предела текучести при рабочей температуре, а ю-<
-< 0,005:
Ркр. ==
. Вт +
(п 2 1) [1 + ( : )T
+( S;C )3 lf(f l1) (п2 1)+ 2; ( { ] кпсм 2
Случай /v.. Критическое давление на такие же \ cocy ы, за-
крытые днищами, т. е. испытываlощие и осевое сжатие:
' s c 1
Ркр. == Вт r. ( nr ) 2 Х
п 2 +О,5 т
f 1 ' 1 ( s с ) 2 [ ( nr ) 2 ] 21
Х { [ 1 ( !!!:.. ) 2 ] 2 + 12 (1 112) r п 2 + т } кпсм 2
t + nr . J
s c
r
I
..
Более простая приближенная фор мула имеет вид:
2 42В ( s с ) 2 .... / s с
, т 2r V 2r
р "Т/с.м 2
кр. -,r (1 t2>3 ( ....... о 45 .,. / s с )
2r V 2r
или при J-t. == 0,3:
2,6Е т ( S ;; с ) 2 11' S;; с
Р кр. == "r /см 2
....... о 45 ... / s с
2r ' V 2r
rде n возможное число БОЛН, образующихся при 'смятии;
1 длина сосуда или расстояние между кольцами. жест:
кости, см.
4*
51
Если имеется короткий сосуд, то ПРИХОДится задаваться толь..
ко числом волн п и проделать ряд, подстановок в приведенных
выше формулах. Если l является расстоянием между кольцами
)I{есткости, то задаlОТСЯ величинами n и производят большое KO
личество расчетов для нахождения наиме,ньшеrо критичеСКQ,rо
давления.
Для облеrчения подсчетов составлен rрафик, показанныЙ на
рис. 25. На нем приведена зависимость Рнр. от lJDH для (()
5'
/б8,О
148,0
112,0
=o.040
]]tt /1 I I I
/а О[
0,0
И> К
--- \
оо? \.
.... <:::," \' \
.....0 %\ r\ \
O 6> " \.'
<:::' ... \. \, ' \
... \. \. , 1\
qo '\ \ \ ,
\ " \ \ , \.
О % t9 \. \ \. \. , ,
"'c:ъ \. \. \. '\ \. \
';"а , , \. ' \ '\.
о r\
-- .. , \ \ \ \ r\ \
f"'" ___ О r\ \ ' \ 1\ 1\" \
......c:? \ r\ 1\ 1\
r"' <?Q t\ \ \ \ \. \ \ r\ "
""'- Q r& 1\ \. \ r\ \ \ l' , \
'" :, \' \. i\ \:' '\ ' \ ,
....... о \% i\ " " \ \ \. \ \ ,\\. 1\
\
' '"' 1\ i\ \ i\ \ \ \ 1\ '
\? i\ \\\,\
\ \ \i\ \'\ \ ,\\' 1\
tf \. , i\r\ \ i\ \i\
84,0
70, О
5 IJ
L:: 4
,8
J Z
зз. 8
'
2.в-z. о
2:;.2
2i.'t
1.9,8
15,8
14, О
11,2
8.
,4
7,0
S,8
2
407 0,2 44 0,8 1,0 2 J 4- 8 8 /0
ОтНОШСНtiс расстОRIlLiЯ межи!! /(ольцамя. жесткости /(!
, Внешнем.!! оааметр!/ Z, /'1J H
Рис. 25. rрафик зависимости Ркр. ОТ 1/ D .
<. 0,005 (Е 2,1 · 106; J.1 == 0,3). rоризонтальные линии соответ-
ствуют сжимающим напряжениям, равным пределу текучести
ат==1820 KrJCM 2 ; S'==S C.
Так как rрафик составлен по модулю упруrости и пределу
текучести, с'редним для уrлеродистой стали при температуре
200 С, значения Рнр., полученные на наклонной части кривых,
должны быть умножены на отношение
Вт Вт
Е == 2 1 · 106
,
rде Е т м дул упруrости при рабочей температуре.
52
Величина Рнр.,' определенная по rоризонтальным участкам,
должна быть умножена на отношение о; /1820.
Принятые по rрафикам и откорректированные по ра,бочим
температурам l и п дол)кны быть подставлены в формулы (см.
.. выше) при значениях п; п 1 и п+ 1. Если при одном из них
Рнр. принимает меньшее значение, че.м при п, то следует повто
рить расчет при п 2 или n+2 и т. д. до тех пор, пока не бу
дет получено минимальное значение Рнр,
Критическое давление вызыIаетT критическое напряжение
Для стали при == 0,3
, Ркр. r ,Вт' ( s с ) 2 ' ( s с ) 2
а кр .== s с == 4 (1 Jl2) r == 0,275Е т r Kr/CM 2
Критическое напряжение может быть больше предела TeKY
чести; это значит, что сечение потеряет устойчивость при на-
пряжениях, близких к пределу') текучести. В этом случае сече...
ние устойчиво. ) .
Если критическое напряжение меньше предела текучести, то
запас устойчивости нужно выбирать таким, чтобы действующее
напряжение было близко к тому допускаемому напряжению, по
которому рассчитывается сосуд. Для этоrо нуж:u:о принять co
ответствующий запас устойчивости, т. е.
Ркр.
Рраб. ==
rде т запас ,устойчивости.
Этот запас принимается в случае 1 для вертикальных аппа
ратов т==4, для rоризонтальных аппаратов ==5; в случае 11
для вертикальных и rоризонтальных аппаратов m==5; в слу
чаях 111 и 'IV дЛЯ вертикальных аппаратов m==6 7, для rори
зонтальных аппаратов т==6,5 7,5.
Кольца жесткости. В случаях 111 и IV предусматривают
укрепление корпусц кольцами жесткости, которые придают со-
суду достаточную устойчивость при сжатии равномерно распре-
деленным наружным давлением, а также при изrибе, коrда на
одной 9тороне цилиндра действуют сжимающие, а на друrой
растяrивающие напряжения. В этом разделе рассматриваются
кольца жесткости, обеспечивающие усто чивqсть, при наруж-
ном давлении.
При выборе колец жесткости,необходимо учитывать, что:
1) кольца же ткости MorYT быть установлены на любой СТО-
r u U
роне стенки наружнои или внутреннеи; ..
2) в случае установки колец на внутренней стороне привар-
ка их служит лишь для закрепления на определенном месте, так
как наружное давление прижимает об лочку к кольцу, В связи
с чем прив'арку выполняют прерывистым швом;
53
3) при установке кольца на внутренней стороне температур-
ные напряжения при HarpeBe не возникают;
4) в случае уст новки на внутренней стороне уменьшается
поперечное сечение аппарата и УСЛОЖНЯIОТСЯ конструкция И мои..
таж внутреинеrо оборудования; ,
5) при установке на наружной стороне отпадаIОТ недостатки,
перечисленные в п. 4;
6) в случае наружной установки в кольце возникают темпе..
ратурные напряжения из..за разности температур на стороне,
u
прилеrающеи к корпусу, и наруж-
ной стороне; это обстоятельство
оrраничивает ширину кольца и тре..
бует тщательной ero изоляции;
7) при наружной установке для
предотвращения местных вмятин
требуется сплошная приварка 'коль..
ца к корпусу.
Кольцо жесткости несет наrруз..
ку, которая передается оболочкой;
последняя сама обладает жест-
Р 26 В кольцо костью и передает кольцу не всю
ИС. . нутреннее
жестко и. наrрузку, а только часть ее. Точная
методика определения этой части
наrрузки не разработана, поэтому кольцо жесткости рассчиты-
вают на полную наrрузку, передаваемую оболочкой.
При принятом расстоянии 1 между кольцами жесткости
удельная наrрузка a кольцо равна
q == pl 1Cr/CM
Эта наrрузка должна быть меньше критической
3Е т ! r
qKP == 3 1с /с.м;
ry
rде 1 момент инерции поперечноrо сечения кольца жесткости
относительно оси у у (рис. 26);
r радиус кольца по оси у у.
Коэффициент запаса устойчивости сечения кольца прини-
мается для вертикальных аппаратов m==6 7, для rОРИЗ0нталь..
ных m==6,5 7,5.
Отсюда
QKP
q == 1Cr/CM
т
Из уравнения для определения qHp. находим момент инерции
сечения кольца:
':)
/ == Ql(pr y с.м 4
ЗЕт
54
Заменяя значение qир., полу аем:
т q r 3 тplr3 y
I у 4
3Е т ЗЕт с-м
По найденному моменту инерции подбирают необходимые
линейные размеры кольца с учетом прибавки на коррозию с.
Полученное сечение кольца F дол)кно быть проверено на напря
жение от сжатия\ и изrиба с учетом овальности U) и за вычетом
прибавки на коррозию по формуле:
r( [ qr ВН. + qr;H.U) ] Т/ 2
vCK. У F ( q ) 1t см
1 W
qKp.
rде у== 1,1 поправочный коэффициент на толщину кольца;
W момент сопротивления кольца относительно оси
y y, см 3 .
Это напряжение не должно превышать половины предела
текучести при рабочей температуре, т. е.
a t
аск. -< ; 1tr / см 2
РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ВЕТРОВЫХ НАrРУЗКАХ
Большинство вертикальных аппаратов на нефтеперерабат
вающих заводах устанавливают на открытом воздухе. При об
текании плоско параллельным воздушным потоком на одной
стороне сооружения образуется давление, а на друrой разреже
ние. При переходе потока из зоны давления в зону разрежения
оздаются вихри, которые вызываI{)Т колебания высоких rибких
цилиндрических сосудов.
Установленный на открытом воздухе аппарат, подверrаясь
действию ветра, может быть опрокинут или разрушен вслед-
ствие резонанса, т. е. совпадения частоты срыва вихрей с часто
той собственных колебаний, или деформирован или раЗРУlпен
в наиболее слабом месте под совместным действием веса и из
rиба. 21
Для обеспечения безопасности аппарата все перечисленные
случаи должны быть проверены расчетом.
Опрокидывание. Аппарат считается устойч-ивым, если OTHO
тение момента устойчивости М УСТ . к опрокидывающему моменту
М ОПР . больше 1,5, т. е.
м
,уст, 1 5
y М ' > ,
опр.
Момент устойчивости Myc'l'" или момент веса, принимается ми-
нимальным, т. е. равным произведению веса пустоrо аппарата
55
на
R 1 ,
равный
металлоконструкции)
(включая
0,42 D и .
ОпрокидываIОЩИЙ момент М ОПР . берется максимальным,
включая момент от металлоконструкций и труб-опроводов. Для
устойчивых аппаратов фундаментные болты устанавливают без
расчета для фиксации напер-ед заданноrо поло ения. Для He
устойчивых аппаратов постановка фунда
ментных болтов по расчету обязательна.
Если расчет выполняют для районов,
не подверженных землетрясениям, то
опрокидывающий момент принимаIОТ
- u
равным сумме моментов от деиствия вет-
ра на аппарат, металлоконструкции и
трубопроводы, подвешенные на аппарат.
Трубопроводы подвешивают на аппарат
сравнительно редко. Обычно трубопро
воды значительных диаметров и веса
опираIОТ на специально сооружаемые
конструкции, но встречаются случаи,
коrда штуцер аппарата является опорой
трубопровода. Опрокидывающий момент
для расчета принимают:
":l:;. *
11
lJ H
радиус
, "
М опр . == + мв Kr. СМ
,
Р 27 С rде МВ момент от действия вет р а на
НС. . хема ветровых
наrрузок на аппарат по fI аппарат, Kr. см;
отдельным зонам. lH B момент от действия ветра на
металлоконструкции, Kr. СМ.
ДЛЯ определения M аппарат разбивают на зоны высотой по
1 О м (рис. 27), и для каждой зоны принимают свою величину
CKOpocTHoro напора q, определяют ПОЛНЬ>Iе ветровые наrрузки
(Р 1 , Р 2 · . . Рn) для каждой зоны, места их приложения относи-
тельно нижней части опоры и суммар,НЫЙ момент от действия
этих наrрузок.
Строительными нормами и правилами определяется вели-
чина CKOpocTHoro напора q в зависимости от rеоrрафяческоrо
положения района, высоты и периода собственных колебанйй
аппарата. Соrласно указанным выше нормам, территория СССР
разбита на rеоrрафические районы с точными rраницами. Вели-
чины нормативноrо CKOpocTHoro напора ветра q приведены в
табл. 6 для пяти высот; для промежуточных высот величину
CKOpocTHoro напора ветра определяют интерполяцией.
Расчетную ветровую наrрузку на сооружение или ero ча-
сти (зоны) опредеЛЯIОТ по формуле:
Р В == Pkqps. "r
56
u u u
rде qp расчетныи скоростнои напор ветра, принимаемыи для
цилиндрических сосудов равным нормативному, умно-
женному на 1,082;
k коэффици нт лобовоrо сопротивления (аэродинамиче
ский коэффициент); для цилиндрических сосудов он
равен 0,6; .
s площадь проекции рассчитываемоrо сооружения (или
ero части) на плоскость, перпендикулярную к направ
лению ветра, м 2 . -
ТАБЛИЦА 6
Величина CKOPOCтHOZO напора ветра q (8 кТ/м2)
r есrрафиче-
ские районы
Высота над пdв ерхностью земли, м
до 10 до 20 до 40 до 100 до 150
27 38 49 59 63
35 49 63 77 82
45 63 81 99 1О6
55 77 99 111 128
70 98 126 154 165
85 119 153 187 210
100 140 180 220 235
1
11
111
IV
V
VI
VH
Величина В == 1 + вт коэффициент увеличения расчетноrо
CKOpocTHoro напора, учитывающий динамическое воздействие по-
рывов ветра. Здесь в коэффициент динамичности, зависящий
от периода собственных колебаний Т (см. стр. 59):
т (в сек)
До 0,'25 . . . . .
До 0,25 4 . ". . .
4 12 . . . . . .
е
1
12 4
,
3,2
Величина т коэффициент пульсации' CKOpocTHoro напора,
принимаемый по табл. 7
Значения коэффициента пульсации
ТАБЛИЦА 7
Высота> зоны аппарата, м
До 20
До 4а
До 60 . До sз
100 200
Коэффициент пульсации т 0,35 0,32 0,28 0,25 021
,
Пусть Н 1 , Н 2 ... Н п будут высоты зон в м; D и наружный
диаметр аппарата (включая изоляцию), М.
57
Определяем ветровые наrрузки Р1, Р 2 . . . Р п на зоны:
Рl === BkqlH1D H ltr
Р2 === Bkq2 H 2 D lI lCr
Р1l == kqпHпDII TCr
i
Определяем расчетный момент как сумму моментов отдель-
ных зон:
M ==100[PIHl+P2(Hl+ 2 )+ ...
... +Рn(Нl+Н2+ ... +Hn 1+ I )] Kr.C.Jrt
Если на аппарате установлены площадки и лестницы, как
"
показано на рис. 28, то для определения BeTpoBoro момента Л1 в
от металлоконструкций аппарат разбивают на
зоны (например, зона I I). Предварительно
находят приведенный аэродинам ческий ко-
эффициент
k пр == k 1(Р.
rде 1'1 == 1,4 для плосКих сечений;
<р==О,35 коэффициент сплошности (ко-
эффициент заполнения) для изо-
браженной на рис. 28 конструк-
ции.
Обозначим соответственно площади проек-
циЙ площадок и лестниц по наружному обме-
ру через Р 1 , Р 2 ... Р п и высоты зон наrрузок
"" "
через Н1' Н 2 ... н п. Тоrда получим:
11
Рl == k пр Вq1 Р l ltr
"
Р2 == k пр Вq2 Р 2 Kr
"
Р п == kпрВq пР п ltr
Суммарный момент от ветровых наrрузок
на металлоконструкции будет равен:
Рис. 28. Схема раз- м: == 100 [ p H + z::; ( H +- Н 2 ; ) + ...
бивки. на зоны ме-
таллоконструкций, ( 'н" )]
монтируемых на + Р " н " + н " + н " + п r
· · · п 1 2 + ... п 1 2 lt. см
аппарате. \ I
, 11
Полный опрокидывающий момент М опр. == М в + м в является
расчетным моментом для обечайки опоры, опорноrо кольца и
фундаментных болтов.
58
..
Проверка аппаратов на резонанс. Выше было указано, что
при обтекании сооружения воздушным потоком образуются вих
ри, вызывающие поперечные колебания сооружения. При опре
деленных скоростях ветра частота срыва вихрей начинает COB
падать с частотой собствеНI-IЫХ колебаний сооружения. В этом
случае возникает явление резонанса, в результате чеrо амплиту"
да колебаний будет увеличиваться до недопустимых величин.
Скорость ветра, вызывающая резонансные колебания данной си
стемы, называется критической :скоростью И определяется по
формуле:
5D
Vl(p. === т .м/се"
rде D диаметр аппарата, м;
т период собственных колебаний сосуда, сек.
Расчету на резонанс подлежат все одиночные аппараты, за
исключением следующих случаев: ,
1) коrда критическа}I скорость ветра V ИР . дЛЯ 1 района боль
ше ураrанной скорости, т. е. коrда Vl{p. > 4 yq, rде q берется
для ни}кней зоны аппарата;
2) ссли критическая скорость больше 25 м/сек;
3) коrда период собственных колебаний Т меньше или ра..
вен 0,25 сек.
LLля аппаратов постоянноrо сечения период собственных KO
леба ий определяют по фОРМУЛ1е:
r QnH
т == 1,79Н 11 E/g се/С /
rде Qn максимально возможный вес аппарата, кТ;
Н полная высота аппарата, см;
Е модуль упруrости раСТЯ)J{ения материала, кТ/см 2 ;
1 момент инерции поперечноrо сечения аппарата, см 4 ;
g ускорение силы тяжести, равное 981 см/сек 2 .
Удельная аэродинамическая наrрузка при критической CKO
рости B Tpa V ИР .
V 2 D . 10 3
F 0== кр. 64 Т IM
или
v p.D
64 "rlM
! Резонансная амплитуда колебаний свободноrо конца аппа-
рата
[-'оН 4
У д == 0,35 Е/б см
rде 0'=:0,1 лоrарифмический декремент затухания для сталь
ных конструкций.
59
Круrовая частота колебаний
2л:
(i) == т cett..... 1
Расчетные динамические изrибающие моменты от сил инер-
ции при V Hp . < 10, м/сек для ап аратов постоянноrо сечения
М д == . Qn ф2У дН кТ..м,
4 g
или
.'
v Kp H2DQп
М д == ,54 . T2Elg кТ..м
При V HP .> 10 м/сек расчетным динамическим моментом должен
быть максимальный динамический момент
м' == v М 2 + М 2
д д В,
rде МВ} ветровой момент при скорости метра V Hp ..
, ('
r ЛА ВА 4
РАСЧЕТ ДНИЩ АППАРАТОВ
РАСЧЕТ ВЫПУКЛЫХ ДНИЩ
асчет днищ при внутреннем избыточном давлении. В этом
разделе приведен расчет полушаровых и эллиптических
днищ.
П олуu.tаРО8ые днища (см. рис. 6). Толщину стенки по
лушаровоrо днища при действии BHYTpeHHero избыточноrо
давления р кТ/см 2 С учетом коэффициента прочности CBapHoro
шва и прибавки на коррозию определяют по формулам;
pR cp . +
s== 2 с
О'дер
rде R,cP. средний радиус сферыI,
или
s == pR BH . + с
20' дер О,5р
rде RBH. ' внутренний радиус сферы,;
,Од допускаемое напряжение;
ер коэффициент запаса прочности cBapHoro ш а.
Эллиптические днища (см. рис. 4). Толщину эллиптических
отбортованных днищ- определяют через средний (Dc), BHYTpeH
ний (D ' BH .) 'И ТIи наружный (D H ) диаметры по одной из слеДУIО
щих формул:
s == рDсуэ + с
20'дер
S == рDвн.уэ + с '
2а д ер р
s== рDнуэ +с
20'дСР + Р
rде y коэффициент перенапря}кения (фактор формы), при-
нимаемый в зависимости от отношения Н /D по rpa...
фику (рис. 29).
61
Из rрафика видно, что нри меньших отношениях rлубины вы-
пуклости эллиптическоrо днища Н к ero большой оси D коэф"
фициент Уз принимает большие значения и толщина днища s
также получается большой (колебания значения Уз по rрафику
от 0,5 до 2,75).
rлубокая штамповка для ,получения большой выпуклости
дает возможность выполнять днища меньшей толщины, но в то
же время технолоrия изrотовления днищ с rлубокой выпукло..
стью сложна.
Помещенная на rрафике 29 влево от пунктирной черты об..
ласть применения соотношений H/D не допускается. В области
.
с:5
E3-
.
'dля 1.0 > 100
о .$ t'F:)
О, 143 0,/87 0,2 0,25 8,Ю 0,5
Отношение 2ЛУОи.ны /J",пухлости ЭЛЛ/J.птuчеСlfоео
онища Н J( СВО большей оси 1J
J,O
2,5
2,0
1,5
;:j
I,O
о:)
o,s
Рис. 29. rрафик для определения значения Уэ'
u u
применения, расположеннои вправо от пунктирнои вертикаль-
ной линии, допустимо выбирать любое соотношение H/D.
В нефтеперерабатывающей промышленности принято соот-
ношение H/D===0,25, при котором Уз имеет значение 1,06; по этим
величинам составлена нормаль на rлухие днища.
rлухими Н'азываются днища; не имеI{)щие никаких отверстий;
к rлухим приравниваются днища с полностью укрепленными от-
верстиями или имеющие неукрепленные отверстия, наиболь-
ший диаметр которых не превышает 48 при условии, что рас-
стояние между краем выреза и краем днища (по проекции) со..,
ставляет не менее 0,2 D и (см. рис. 30, стр. 63).
Если днища имеют отверстия (за исключением УПОМЯНУТЫХ)t
то значения коэффициента Уз, paBHoro 1,06, необходимо умно-
жать на поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 8.
При пользовании таблицей необходимо учитывать, что:
а) если отверстия укреплены неполностью, расчетный диа-
метр следует принимать равным приведенном'у диаметру не-
укрепленноrо отверстия, т. е. диаметру, соотвеТСТВУlощему не-
компенсированной площади выреза; /
62'
ТАБЛИЦА
,
Поправочные коэффициенты для Уэ == 1,06 в зависимости от размеров
и расположения oпzBe рстий на днище
(см. рис. 30)
Уэ для днища Днища с отверстиями при отношении (l+d)/D H
rлухоrо или pac I I I I I I
сматриваемоrо 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
как r.тfyxoe
1,06 1,25 1,46 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40
б) отверстие в центре днища с отбортовкой наружу может
быть выполнено диаметром до 450 мм без специальноrо усиле
ния;
в) если днище должно быть снабжено отверстием диамет
ром больше половины диаметра корпуса, то рекомендуется 'дe
лать конический или обратно воrнутый
переход; Лолрянои
r) если днище имеет два (или боль
ше) отверстия, то большее следует pac
полаrать ближе к центру и фактор
формы УЭ ПРинrrмать по наиболь
шей величине отношения (l+d)/DH lJ H
(рис. 30).
Для днищ из листовой стали к сла..
raeMoMY с кроме прибавки на коррозию
следует добавлять величину: 2 мм для
rлухих днищ, расчетная толщина KOTO
рых более 17 мм; 3 мм для rлухих днищ,
расчетная толщина которых M Hee 17 мм, Не MeHt'C' O,2IJ H ПО прямо;;
а так)ке для днищ любой толщины с от..
верстиями; 5 мм для днищ из стальноrо Рис. 30. Допускаемое
литья. расположение отверстий
Расчет выпуклых днищ при наруж.. в днищах.
ном избыточном давлении. Под дей
ствием наружноrо избыточноrо давления выпуклые днища мо"
rYT терять свою форму при напряжениях, значительно мень-
ших предела текучести. .
Эти днища рассчитывают по тем же формулам, которыми
пользуются при расчете днищ, работающих под внутренним из..
быточным давлением, но допускаемые напряжения принимают
по повышенному запасу прочности относительно предела теку-
чеСТlj рри рабочей температуре; этот запас прочности п прини-
мают в пределах 3 5. .
63
РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ДНИЩ
На СОСУДЫ С коническими днищами MorYT действовать:
избыточное давление rазов или паров;
rидростатическое давление ЖИДl<ОСТИ, налитой до определен
Horo уровня;
давление жидкости и давление rазов или паров над ее зер-
калом.
о-
Рис. 31. Расчетная схема !{оническоrо днища
цилиндрическоrо сосуда.
Для сосудов с коническим днищем (рис. 31) примем следую
щие обозначения: .
D BH внутренний диаметр цилиндрической части, см;
h 2 высота конической ,части от вершины до основания, см;
h 1 максимальная высота столба жидкости в цилиндрической
части сосуда, см;
а половина центральноrо уrла, [рад.;
s толщина стенки днища, см;
с прибавка на КОрр03ИIО, см;
R 2 радиус кривизны коническоrо днища, см (измеряется в
направле,НИИ, перпендикулярном к обраЗУlощей конуса);
р внутре'ннее давление rазов или па ров, кТ / см 2 ;,
'У удельный вес заПОЛНЯl0щей жидкости, кТ/см 3 ;
0'1 меридиональные напряжения (разрыв перпендикулярно
образующей конуса), KF/CM 2 ;
0'2 кольцевые напряжения растя)кения (разрыв вдоль обра-
зующей конуса), кТ/см 2 ; ,
ад допускаемое напряжение растяжения, кТ/см 2 ;
а из допусн:аемое напряжение, изrиба, кТ/см 2 ;
ер коэффициент запаса прочности' cBapHoro шва.
При работе сосуда с коническим днищем под внутренним
избыточным давлением р кТ/см 2 , в последнем" TqK же как в ци
линдрической ero части, возникают меРИДJ1:0нальные 'напряже
ния 0'1 и кольцевые напряжения 0'2, по величине в два раза
большие меридиональных.
/
64
,
В,еличину кольцевых напряжений в любом попереЧНОМI ce
чении п n, отстоящем от основания конуса на расстояние у
(рис. 31, а), определяют по формуле:
а р (h 2 у) tga "Т/с)./,2
2 (s с) cos а'
r
rде tga === (h 2 у) ·
Максимальное знаt,Iение 0'2 будет у основания конуса, rде
у==о, r==D вп ./2 и tg а==D ви ./2.
Тоrда 0'2 mах == 2<р ) "псм 2 (с учетом коэффициента проч-
ности cBapHoro шва).
Заменив 0'2 тах допускаемым напря,)ке
нием ад, получаем формулу для определе
ния толщины стенки: .D
s == pD BH . + с см
2а дер cos а
Если сосуд с коническим днище-м рабо-
тает под rидростатическим давлением жид q
кости высотой налива h 1 , то толщину CTeH
ки КО,нуса определяют по формуле:
vh D
s == 1 811. + с с'м
2ера д cos а
Сила веса жидкости действует по обра-
ЗУlощей конуса, как по равнодеЙСТВУIощей
двух сил вертикальной q и перпендику
лярной к ней силы Q1. Сила Q это сила
, веса )l{ИДКОСТИ, приходящ'Зяся на 1 см дли
вы окружности осно ания конуса. Сила q1
вызывает смятие кольца в месте присоеди.. >
нения конической части к цилиндрической
(рис. 32).
Из треуrольника находят:
q == q 1 tg а
Рис. 32. Схема распре-
деления усилий в ме-
сте крепления кониче-
CKoro днища.
По этому усилию определяют площадь усиливающеrо кольца
F == q1D BH . .С,М2
2а с. д
rде О-с.д........ допускаемое напряжение при сжатии. По вычис.
ленной площади подбирают линейные размеры усилив<:!ющеr,О
" \
кольца.
Полученное сечеt1ие проверяют на ус!'ойчивость по формуле:
3Е/
q,{p. === ----л.з кТ/см
5 3ак. 299
65
t
rAe 1 момент инерции кольца жесткости (в см 4 ) относительно
оси, прох;одящей через центр тяжести ero поперечноrо сечения
и параллельной образующей цилиндра. В расчет кольца следует
вводить часть корпуса шириной, Iравной высоте кольца плюс
15 толщин корпуса на ка)l{ДУЮ сторону кольца.
. Запас устойчивости т == QHp./q1 принимают в пределах 2 4.
К о н и ч е с к и е 'д н и Щ а с о т б о Р т о в к о й. Изrотовление
этих днищ значительно сло}кнее, чем без отбортовки, но они
2,6
2,"
2.2
'
....
20
'
[
1,8
с:)
1.6'
I
1,'1
1,2
1,0
0,8
о
IJ
I
,
, '1
J I
J '1
'"
11
:J
,tI
J
.,;
11
J ,
101" ","'; ...
I
"
.'
\)
\) I); ."
1.# I,V'\ ;) , ',1
I.J \), \) :,:.;
.J LI л \)J(\ 1" 11'
\)А О')
11'11 I"-, ""'" \) 0 ' O O "" ';"
11 l' \
I ""'" u, б .
111' ,.... l.. \
"" "" ';" о, О
;1;, 1,...0 0 2
,
" 1.0
...
...
20 80 '
.!Izол d.
Рис. 33 rрафик для определения фактора формы
, конических днищ.
10
40 45
имеют то преимущества, что MorYT применяться для сосудов, ра-
ботающих под значительным внутренним избыточным давлением.
Конические днища с отбортовкой рассчитывают по напря-
жениям изrиба в меридиональном на равлении, в ререходной
дуrе от конуса к цилиндру и пр кол цевым напря}кениям на ра..
стяжение (.0'2). Принимается большее из полученных зн чений
толщины стенки.
Из условий изrиба в переходной дy e толщину стенки опре-
деля,Ю'т по' формуле:
D '
s == иР у + с см
20' из. ер
, rде <1 из . напряжение 'при изrибе 1 принимаемое по запасам проч..
но ти (табл. 9);
"
66
у........... коэффициент перенапряжения, принимаемыI;; по rpa
фику (рис. 33); кривые ПО,строены исходя из отношения,
r/DH (r радиус отБОрТQБКИ, D H ....... наружньiй диаметр
отбортованной части конуса); ,
q> .......... коэффициент запаса прочности кольцевоrо шва, завися
щий от формы отбортовк ; если расстояни е ме)кду
шво и концом дуrи равно или больше. 0,5 11 Dиs/соs а,
то ер принимается равным единице, если меньше, т'о при
нимается по табл. 5' (см. CTp '46) в зави с мости от вида
сварки и тип'а шва. На длине 0,5 11 DHs/cos а по обе'
стороны от дуrи не ДОЛ)l{НО быть вырезов; в случае
установки 'каких либо штуцеров на меньшем расстоя
нии ПРИ,бавку на КОррО3ИIО удваиваIОТ.
ТАБЛИЦА 9
Значения l(оэффициентов запаса пРОЧI1,ости при расчете
стальных /(онических днищ
Темпера а стенки
Коэффициент запаса прочности
при ,расчете по меридиональным при расчете по кольцевым.
напряжениям напряжениям
n в n t n п n в n t n п
т т
Менее 250 .
От 250 до 400 .
Более 400. . .
2,9
, 4
125
,
1,25
0,9
1,8
1,8
1,0
По кольцевым напряжениям толщину стенки определяют,
пользуясь формулой:
s D1,p + с
........ 2срО'д 'cos а
rде D и ....... диаметр конуса' На расстоянии а от широкой части
обечайки; а принимается равным десятикратной расчетной тол
щине в дуrе, но не более половины длины днища по образующей.
РАСЧЕТ ПЛОСКИХ ДНИЩ
Плоские днища, как и друrие плоские элементы аппаратов
(крышки люков, лазов, заrрузочных о;z"верстий, трубные решет
ки), просты в изrотовлении и их применение во' мно'rих случаях
выrодно. '
Точный метод расчета. плоских плит крайне сложен. Обычно
пользуются приближенными методами, из которых метод поло..
сок более проет и дает достаточно надежные результаты.
5*
67
, Рассмотрим случай изrиба прямоуrольной пластинки с раз.
мерами А и В, закрепленной по периметру болтами или lIJПИЛЬ-
ками (рис. 34) и наrруженной давлением Р KrjcM2.
Выделим мысленно две взаимно перпендикулярные полоски .
шириной 1 см. Под действием давления пластинка проrибается.
В I\1eCre пересечения полос проrиб бу-
дет одинаковым, хотя более напря-
женной будет более короткая полоска
ДЛИI-IОIО В. Одну эту полоску можно
рассматривать как балку, лежаЩУIО
на двух ОПОRах. Предположим внача-
ле, что балка' свободно лежит на р.ВУХ
опорах.
Рассчитывая эту бал у и оценивая
влияние соседних частиц материала
соответствующими коэффициентами,
получаем формулы для расчета толщины плоской прямоуrоль-
ной плиты со сrоронами А и В:
I
Рис. 34. Расчетная схема
плоскоrо днища.
s в . r 9тр с'м
V 2[1+( )2]uиз.
rде т коэффициент заделки
при т == 1/1'2
ву 3р
s == [ ( в ) 2 см
8 1 + А ] U из .
S == В r 9 р с,м
V 32 [1 + ( )2]u из .
при т == 1/1(3
Если плита квадратная, т. е. В ==А , получаем
s == В -. / 9тр с,м'
V 40' из.
Для плиты эллиптической формы, у которой В и А соответ-
ственно малая и большая оси
трВ== . [1+( У]Uиз.s2 .
откуда
2 24трВ2 С,М 2
s ( В ) 2
7 [ 1 + А ] <1 из .
V 24тр
s == В . в 2 см
711 + (А) ] <1 из .
68
.
Для круrлой плиты, коrда В == А == D
s =:= ... (' 12тр с'м
V 7а из .
Мноrочисленными опытами было определено, что коэффи
циенты должны учитывать не только вид закрепления плиты, но
u '
И величину силы" с которои плита прижимается к плоскости
u
опирания, т. е. вид привалочнои поверхности, материал проклад-
ки, тип cBapHoro шв и прибавку на коррозию. Поэтому форму-
ла для определения толщины плоской плиты круrОБОЙ формы
приняла вид: . .
s == D 1( [(р + с
О'из.
. -
rде К........ коэффициент, учитывающий все перечисленные выше
условия.
Значения К, полученные экспериментальным путем, приве-.
дены в табл. 10.
Qб наибольшая наrрузка на болты (в Kr) из значений, полученных
при расчете _ фланцевоrо соединения (см. далее расчет фланцевых соедине-
ний); _
Q наrрузки (в Kr) от виутрениеrо rидростатическоrо давления на по-
верхность крыIlки,' оrраниченную внешним диаметром прокладки D. п , или по-
верхности ее соприкосновения (для линзовых прокладок) :
nD 2 р ,
Q == ; кТ
Из ЭТОЙ формулы может быть получено или действительное напряжение
при данном давлении, или допускаемое давление при данном допуска мом
напряжении, т. 'е.
D2p
О'ИЗ. == К ( )2 кТ/см 2
s c
О' ( S С ) 2
Р == из. KD2 ltr/CJvt 2
приведенныIe в таблице значения коэффициента К\ дЛЯ типов
11, IIa и IIB ВЫЧИСЛЯIОТ по величинам Ь радиальному расстоя-
нию от окружности диаметра D (средней линии прокладки) до
окружности диаметра Dб (диаметра центров болтов).
Укрепление плоси:их днищ. Плоские днища большоrо диа..
летра обычно укрепляют уrловыми связами, балками или анке-
рами. Расчет укреплений сводится к тому, что для принятоЙ тол-
щины стенки определяют размер неукрепленной площади 11 об-
щее давление на нее. .По это'му усилию рассчитывают укрепляю
щие элементы......... косынки, б лки, aHKepы
6Э
т АБJIИЦА 10
Значения коэффициента закрепления К в' зависимоспzи от конструкции
крышки днища или заzлушки
I
Тип
ЭСЮIЗ
Пояснение
Коэффици ент
К
1
Д.ТIЯ случая, Kor да
плоская крышка при-
креплена болтами к
фланцу цилиндриче-
cKoro сосуда. Про-
кладка по всей по-
верхности фланца
0,18
п
На
IIв
ь JJ
п - ДОн,
V) с оо'ЛеНtI{'
Да8ление ь
аО 'Нl.I(}
Для находящихся под
внутренним давлени-
ем крышек, у кото-
рых затяжка болтов
И.НИ шпилек вызыва-
eT IIзrиб. При этом
D == DH+DBH
2
Ь == Dб D2
2
03 + 1,4QБЬ
, QD
111
IV
Самоуплотняющийся
затвор BblcoKoro дав-
ления
Плоское днище с коль-
цом на резьбе
0,3
0,3
v . Плоское днище со 0,3
вста вными кольцами
d
VI. " Плос ое днище с при- 0,3
>КИМНЫМИ болтами,
70
Продй-Л,JIС{!fluе пzабл.' /0
Тип
ЭСК113
VH
'1'
VHI
IX
х
XI
ХН
Пояснение
, Диск ил и заr лушка
жестко закреплены
ме>кду двумя флан-
цами
Ь мин >- 1,25 81; ь мип >
>- 1,25 s; бере ся
меньшее значение
Для заrлушек с диа-
метром не более
450 ММ; Ь >8 или Ь>
>- 81; берется б6ль-
шая величина; а==
== 20......300
Для днищ, привари..
ваемых всты!{ или
Illтампованных за од..
но целое с СОСУдОМ
При условии, что ра..
диус .заrиба ДОНЫП1-
ка не мrиее Tpex
кратной толщины
борта: 'mln > 381
Для то.пстостенньiх со..'
судов допускается
уменьшение 'mln до
'0,881 при условии,
если 'mln >- 381
Коэффициент
К
0,3
0,5
0,5
0,25
0,25
0,3
71
В случае укрепления днища уrловыми креплениями (косын-
ками) пользуются формулой:
s =о d ' / kp + с см
V (J из
rде d диаметр окружности, касающейся
метра плоской част1-! днища, СМ)'
k коэффициент, принимаемый равным
Тоrда
u
креплении и пери-
0,25.
s == O,5d ' / р + с см '
V (J из
При укреплении Дl;Iища тяrами, связями,
случаи:
(1
t' 'I ' . . .
i a a
. .4. . , .
Рис. 35. Схема укрепления плоских стенок
равномерно распределенными распорными
"связями и бол ами (анкерными).
болтами различают
. ,
.' ..t
I \. I
l" .
р нс. 36. Схема укрепле-
ния плоских стенок не-
равномерно распределен-
ными связями и болтами.
1) paBHoMepHoro распределения связей (рис. 35);
2) HepaBHoMepHoro распределения связей (рис. 36).
В первом случае толщину стенки оп ределяют по формуле:
f} Stnin :--..: К V р (а 2 + Ь 2 ) + с см
rде а и Ь приведены на рис. 35.
Во BTOpOl\1 случае
- [' + ["
Sтiп == К I 2 V Р + с см
r "".. "".... .. .. .. .. n,
I
I I
I I
I I
I I
I I
I I
I
I J
L - .... .... .. .. ...
тде [/ И [/' указаны на рис. 36.
Величина К для обоих случаев прини..
мается по табл. 11.
При креплении днища балками (рис. 37)
Рис.37. Схема укреп- последние Р ассчитывают как свободно
ления плоских сте-
нок ребрами. лежащие на двух опорах, а плиту ме)кду
ними как прямоуrольную.
При этом необходимо учитывать напря)кения в балках и
определять проrиб их во время rидравлическоrо испытания..
72
ТАБЛИЦА 11
Значение коэффициента К в зависимости от CnQCQDQ,
укрепления связей
Способ Уl(репления
Ко ффициент К для расчета
стенок
обоrреваемых
rорячими
rазами
необоrревае-
мых
, .
Распорными болтами или связями, ввернутыми
на резьбе и раСl{леl1анными
То же при наличии на связях и болтах наруж-
ных [аек или точеных rоловок
tолько анкерными трубками. ...
Связями, снаб}кенными rайками и luайбами, ес-
ли диаметр шаЙбы равен 2/5 расстояния ме:ж:ду
креплениями, а толщина шайбы 2/3 толщины
стенки ............ .
То }ке, если диаметр шайбы равен 3/5 расстоя.
ния между креплениями, а толщина шайбы
5/6 толщины стенки . . . . .. .,
То же, если диаметр шайбы равен 4/5 расстояния
между креплениями, а шайба прикреплена или
прива рена к стенке'
0,017
0,0155
0,014
0,015
0,0135
0,014
0,0143 0,013
0,0132 0,012
0,0121 0,011
rЛДI3А s
РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВ, ЛЮКОВ И ЛАЗОВ
ланцевые соединения рассчитаны на условные даnления
РУ' Кроме условноrо и пробноrо давления, в стандартах
указано так}ке рабочее давление при раЗЛ\fЧНЫХ rемпе-'
ратурах для 'различных сталей.
фланцевые соединения 'аппаратов, имеющие, оrрани",
чеННУIО область использования, обычно рассчитываю.т на рабочее
давление при рабочей температуре. В этом случае расчет флан-
цезых соединений сводитс к выбору приемлемоrо для рабочих
услстзий типа фланца, ero толщины, расчету крепежных изделий
и выбора прокладки или определению деЙСТВУIОЩИХ напряжений
в предварительно выбранных крепежных изделиях' и фланцах
и сравнению их с допускаемыми напряжениями для данных ус..
u
ловии.
Выбор типа фланца облеrчается наличием разработанных
стандартов, определяюпI,ИХ область их применения. Расчеты же
крепе}кных изделий и толщины фланцев не всеrда соответствуют
теоретическим данным. Практика эксплуатации фланцевых сое-
динениЙ показала, что' расчетные :rолщины фланцев зачаСТУIО Не..
достаточны, в результате чеrо их толщину приходится увеличи-
вать. В отдельных отраслях промышленности в зависимости от
вида продукта C ro токсичности, оrнев рывоопасности и др.)
принято использовать фланцы, предназначенные для rораздо
большеrо рабочеrо давления,' чем действующее. Так, в нефтепе-
рерабатывающей промышленности ,для леrко испаряющихся
продуктов не применяются фланцы на давление ниже 16 Kr/CM 2 ,
для холодных темных трудноиспаряющихся нефтепродуктов.........
ниже 10 KF/CM 2 . Кроме Toro, имеется ряд эмпирических формул,
которыми предпочитают ПОЛЬЗQваться, как даlОЩИМИ наде)кные
в условиях данноrо производства результаты.
РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВ
ОБJцепризнанной теории расчета фланцев пока еще нет. Код
Американскоrо нефтяноrо института периодически вносит кор..
рективы в применяемые методы расчета фланцев и рекомендует
74
, .
производить расчет по напряжениям, возникающим от действия
CYMMapHoro изrибающеrо момента трех' сил: Н 1 .......... силы, возни-
кающей от BHYTpeHHero давления, Н 2 ......:.. наrрузки от BI:IYTpeHHe
ro давления на площадь кольца, наружный диаметр KOToporo
D cp ., а внутренний D BH .; Нз максимальная наrрузка на про-
кладку (см. рис. 38): '
D 2 D 2 D 2
п виР 3't С р 'Р 3't вн
Н З У Т . Н У Т ' ,
4 "',\ 2== 4 4 '"
пD pp
Нз == Qб. ср 4 "Т
Моменты от действия этих сил соответственно будут:
M 1 == H 1 h 1
М 2 == H 2 h 2
М 3 ------: Н 3h3
и расчетный. момент будет: МР===М1 +М2 +М З . ""
Для расчета цельных (по рис. 38 и 39) и накидных или' сво-
бодных фланцев (по рис. 41) в основном применяют метод,
tJ.5.cp.
, I
Нз
Н 2
Рис. 38. Расчетная схема фланца по
трем силам.
В о
Рис. 39. Расчетная схема
фланца, привариваемоrо
встык.
предложенный Централ/ьным' котлотурбинным институтом
(ЦКТИ). Плоский фланец (рис. 40) по :Коду Американскоrо
нефтя оrо института может быть рассчитан и как свободный, и
u
как цельныи.
Перед расчетом окончательно выбирают tип фланца, вид
привалочной поверх,НОСТИ, прокладку, материал фланца, кре'"
пе}кных изделий и проклаДI{И. Затем определяют наибольшие
расчетные наrрузки на крепежные детали и ведут расчет по на-
пряжениям, возникающим от действия изrибающеrо-- момента
75
одной силы Qб (см. рис. 40); фланец рассматривают как баЛI<:У
с защемленным KOHЦOM
Расчет цельных фланцев с хвостовиком (см. рис. 38 и 39).
Расчетной наrрузкой Qб.ф. будет наибольшая Qб.mах, полученная
при расчете крепежных деталей (см. стр. ,78).
l
J
t::
ао
Рис.. 40. Расчетная схема фланца, привари-
BaeMoro с двух сторон.
,ОН
R/1
R
Рис. 41. Расчетная схема накид-
Horo фланца.
I
ИзrибающиЙ .момент в сечении ЕВ М;fЗ === q,4Qб. max1l "r · см,
r де 0,4 коэффициент, учитывающий жесткость фланца, [1 ==
\ ==0,5(Dб Dер). \
Момент сопротивления .сечения ЕВ
«
, 2
nDcps 1
W' == 6 см 3
Напряжение в сечение ЕВ
I М З
" а из == W' кТ/с.м. 2
Изrибающий момент в сечении АВ
11
М из == Qб. max 1 кТ. см,
Момент сопротивления сечения АВ
W " nD H h 2 3
,6 с'м
Напряжение в сечении АВ
. ;,
М из
а" == W fI кТ / см 2
Расчет плоских приварньiх фланцев (см. рис. 40). Здесь рас-
четом нужно проверить толщину 'флан а и прочность CBap
Horo шва.
76
"
Изrибающий момент
М из == Qб. шах l Itr. см
Л10мент сопротивления
W nDHh2 3
== 6 см
Момент сопротивления сварных швов
. :tD H (НЗ h З )
W 1 === 6Н см з
Напряжения в сварных швах от изrиба
М
0'1 == w з Itr/c....u 2
Напряжения среза в сварных швах под действием силы Qб.ф
Qб. Ф Qб. Ф r / 2
0'2 === 2cnD H . О, 7 1,4cnD H к с-м
Приведенное напряжение в свар ных швах
О'пр == уат + O' kT/c-м 2
В' некоторых' отраслях промышленности при расчете флан-
цев, работающих при давлениях до 20 кТ/см 2 с мяrкими про-
кладками, толщину фланца определяют по приближенной фор..
муле:
I
' { О , ( Dб DBH )t
Рl 2 '
. h == а о' из (t d) d + 1,2, см
rде Рl наrрузка на' 1 болт, KF;
D б диаметр окружности центров болтов, см;
DBIt внутренний диаметр сосуда, см;
t .......... шаr болтов, см;
d диаметр отверстий для болтов, см;
о'
О'из == па .......... допускаемое напря)кение на изr!1б, KrjCM 2 ;
па запас прочности к временному сопротивлеНИIО, при-
_ нимаемыи для прокатной стали равным 6, а для.
стальноrо литья 8;
О'и3......... для чуrуна принимается равным 200 Kr/cM2;
а == 0,43 ........ для фланцев с прокладкой по всей ширине
торца фланца, не подверrающихся изrибу при затяж-
ке; а == 0,60 для фланцев, подверrающихся изrибу
при затяжке.
. Наrрузку на один болт опредеЛЯIОТ с коэффициентом затяж-
ки К:;= 175 2,O. '
77
Расчет свободных накидных фланцев (см. рис. 41). При pac
чете таких фланцев предполаrают, что излом IПрОИСХОДИТ по
диаметральному сечению, проходящему через отверстия для бол
тов. Для расчета ользую тся фор улой
'h .... (' 30QБ Х см
V 1& (R 1 R BH 1) а из
rде,. h толщина фланца, с.м;
х == R Rc расстоя ие от окру}кности центрьв болтов до
u u u
среднеи линии опорнои кольцевои поверхности
накидноrо фланца, см; ,
Я 1 радиус наружной окружности фланца, см;
Яви радиус внутренней ОКРУ)J{НОСТИ фланца, см;
а из допускаемое напряжение на изrиб, KrjCM 2 ;
1 диаметр отверстия для болта, см.
Расчет крепежных деталей
о
После выбора типа фланца и' прокладки приступают к
расчету крепежных деталеЙ, 'которые должны воспринять на-
rрузку от BHY'J'peHHero давления и создать такое давление H pO"
кладку, при KUTOpOM сохранялась бы rерметичность соединения.
Тип фланца и прокладки оказывает определенное влияние на
усили5'I, приходящиеся На 'крепежное изделие: плос ие /мяrкие
прокладки П9 всей привалочной поверхности не со дают изrи-
бающих усилий во фланце; прокладки друrих типов создают их,
причем величина их зависит от формы привалочной поверх-
ности.
Наrрузку на болты или шпильки в эксплуатационных усло-
виях Qэ.и определяют по формуле
1& 2
Qэ. к == р Д. с + Ру. П . 4 Dcpp + nDсрЬ эф тр Kr
r де Р д . с. даВcl1ение среды', Kr;.
Ру. п сила, необходимая для поддержания rермет чности
эксплуатационны) условиях, Kr;
D cp . средний диаl'4етр прокладки, см)'
р рабочее давле'ние среды, кТ/см 2 ;
Ь эф . эффеКТИВ,ная ширина прокладки, на которую рас-
пространяется удельное давление с)катия прокладки
(Ь:эФ. принимается по табл. 12), см.
т коэфф циент, показывающий, во сколько раз вели...
чина удельноrо давления на прокладку должна быть
больше BHYTpeHHero давления, чтобы обеспечить rep-
метичность соединений при работе; для н более
распространенных прокладок ero принимают по
табл. 13.
78
ТАБЛИЦА 12
Эффективная (раС t tет1-lая) ширина пРОlCлад1СU 8 зvависи.мости от 'формы
у пло тHeHfL lX пове рХНОС теu
Форма уплотненных Расчетная ширина
поверхностей прокладки
''1
Форма уплотненных Расчетная ширина
поверхностеЙ 1. прокладки '
Ь эф == О,5Ь 1
Ь эф == 0,125Ь 1
7//////////
7h 5rt
W
7777%7т
Ь 1 + Ь 2
Ь эф == 2
ъ tf
W
Ьэф == О,38Ь 1
///////////
Ьэф ,== О,5Ь 1
. Ь эф == О,38Ь 1
При применении линзовых прокладок формула для опреде-
леНИ.8 Qэ.н примет вид I
Q ....... р + р 'Jt D + nD п cos ( Р) «r
э. К...... Д. с у. п 4 .кР, .'!. pqy. п cos р
r де D K ....... диаметр окружности касания уплотнительных поверх-
ностей фланца и линзы;
пр расчетная ширина пояска касания линзы, прин мае-
мая в зависимости от D и (табл. 14),; r
уrол наклона уплотнитеclIЬНОЙ поверхности фланца (по
стандарту == 20°);
р......... уrол трения линзы по уплотнительной - поверхности
фланца; для стали принимается равным 8°30';
qу.п......... удельное давление, необходимое для уплотнения и при
нимаемое равным пределу текучести материала линзы,
кТ/см 2 .
После вычисления Qэ.и определяют усилие предварительной
затяжки болтов (шпилек) Qп.з, необходимой для 'начальноrо
сжатия прокладки
Q . з == пDсрЬэфqсм 1Cr
rде QCM удельное давление смятия
1'tr/CM 2 (табл. 13).
..
материала прскладки,
7lJ
п роltладОЧ1-lЫЙ 1Соэффици8Нnl т и давление
для жидкостей
ПРОl<ладки
ТАБЛИЦА 13
смятия QCM прокладок
ПРОI(ладочный Давление
1<0ЭффИЦИ ент смятия QCM
т «rjCM 2 .
0,50 35
0,75 53
1,00 70
1,50 315
2,.50 315
2,50 315
3,00 420
3,25 490
3,25 490
3,50 560
3,75 630
4,00 700
4,75 980
5,50 1270
6,00 1480
6,50 1720
Резина средней твердости . . . · . . . .
l яrкая резина с тканевой прослойкой или твер-
Д а я рез и н а. . . . . . · . · . . ·
Твердая резина с тканевой прослойкоЙ . . . '.
Паронит или прессованный асбест . . . . .
,Асбест, армированный ПРОВОЛdЧIIОЙ сеткой' · ·
rофрированная металлическая с асбестовым
шнуром . . . . . . . . . . . . . · .
Асбометаллические rофрированные с асбестовым
наполнением и оболочкой из тонколистовой
меди или алюминия . . . . . · . . . .
Асбометаллические rофрированные с оболочкой
из малоуrлеродиетой или нер)кавеlощей аусте-
. нитной стали . . . . . . . . . . . . .
Асбометаллические rладкие с оболочкой из меди
/
или алюминия . . . . . . . . . . . .
То )I<e с оболочкой из малоуrлеродистой стали.
То )ке с оболочкой из нер)кавеЮIцей аустенит..
ной стали . . . . . . .. "
СПЛОIllные из мяrкоrо (lJIIОМИНИЯ . . . . о .
Сплошные из мяrкой меди . . . .
Сплошные из мяrкой стали , . . .
Сплошные из хромомолибденовой 'стали типа Х5М
и ЭИ496 . . . . . . . . . . . . . .
Сплошные из хромоникелевой стали типа lХ18Н9'
При м е q а н и е. ДЮI rазов и паров прокладочный коэффициент принимается 2т.
ТАБЛИЦА 14
Ширина пояска lсасания линзы
DK, СМ . . . . 1 2 5 10 15 и боле
пр, с-м . . . . 0,1 0,13 0,2, 0,3
При применении линзовой прокладки
D cos( p) V r
Q п п q '"
П. 3 l{ Р C cos р
е
Число болтов или шпилек и их диаметр определяют по боль-
шему значению Qэ.н или Qп.з.
Если фланцевое соединение работает при температуре выше
2500 С, необходимо определить температурные напряжения, ВОЗ-
, 60
никающие в результате разности температур фланцев и крепеж-
ных изделий. При этом обычно пренебреrают деформацией про-
кладки и изrибом фланцев. Эти усилия определяют по формуле:
ETd (t 1 ..... t 2 ) F Б F Ф
Qт.б== Fб+Fф
r де QT. б у илие в' шпильках от разности температур, Kr;
Е т модуль упруrости при рабочей температуре, KrjCM 2 ;
F б площадь поперечноrо сечения шпилек, с.м 2 ;
F ф площадь поперечноrо сечения фланца, см 2 ;
t 1 температура фланца, о с;
2 температура шпилек, о С.
Так как площадь сечения фланца во MHoro раз больше пло-
щади сечения шпилек, то без большой поrрешности МО)КНО при-
нять
Fф ===1
F б + F ср
QT. б == ETd (t 1 t 2 ) Fб иr
Полное усилие в шпильках при эксплуатационных условиях
I будет
Тоrда
Q . к == G э . 1(+ Qт.б иr
При расчете по усилиям предварительной затяжки
Q . з == Qп. з + Qr. б иr
/
Число болтов или шпилек определ ют по формулам
Qэ. к Q . '(
п == или п ==
\ q ' , q
Qп.з Q .з
п == или п ==
q q
rде q усилие на один болт или шпильку.
Для облеrчения разметки число болтов или шпилек прини-
MaIOT кратным 4, а шаr возможно меньшим: при давлениях \до
25 кТ/см 2 lllar t==5d (d диаметр крепежноrо изделия); при
давлениях свыше 25 KfjCM 2 шаr t принимают равным примерно,
3 d.
Полученное по приведенной формуле число болтов уточняют
по условиям разметки. Затем уточняют наrр)rзку на один болт:
Q э. к Q . к
q == или q == и соответственно
п n
Qп. з
q==
n
Q'
или q == П. 3
п
6 3щ). 299
I
51
Qб.mах, чем это
Qэ.к, Q .K' Qп.з,
чете фланцев.
На практике встречаются случаи применения фланцев
моуrольной или эллиптической формы. Усилия на болты
шпильки) для этих форм
определяют аналоrично yc -
лиям для круrлых фланцев.
Во фланцевом соединении
при отношении А/В>2 '(см.
рис. 42) наrрузка на, один
болт в эксплуатационных
условиях будет
qэ. к max == 0,6pB + tЬэфтр lCr
По уточненной величине q либо подбирают по таблицам диа..
метр болта' или шпильки (по внутреннему диаметру резьбы),
либо опредеЛЯIОТ ero по формуле Р 1 == q!ад, rде Р 1 площадь
сечения стержня по внутрен-
, нему диаметру нарезки и
ад допускаемое напряже-
ние растяжения для выбран-
ной стали при рабочей тем-
пер а туре.
по полученному диамет-
ру берут ближайший боль-
u U
шии размер стандартнои
резьбы. Блаrодаря этому
Р 42 Р ro Ф актически У станавливаемые
ис. . асчетная схема прямоу ль-
НОЙ плиты. болты принимают несколь-
.КО б6льшую наrрузку
было, определено для любой из наrрузок
Q . 3' что необходимо иметь в виду при рас-
. +.........
.......... . .....ф..- .
t
+
('(:) +
+. .
. +- +'t
+
t
11
пря- r
(или
а
Рис. 43. Схема расположения болтов
на прямоуrольной и эллиптической
Для случаев прямоуrоль- крышках.
ной (рис. 43, а) или .эллип..
тической формы фланца по рис. 43, б при отношении А/В -< 2 на-
rрузка на один болт в эксплуатационных условиях будет равна
АВ! '
qэ. к max == пr + tЬэфтр 1Cr
, ".,<
rде А, В, t и r приведены на рисунке.
Наrрузка на болт при первоначальной затя}кке равна;
qп. 3 == tЬэф QCM 1Cr
Расчет в-едут по большему из двух значений,
82
РАСЧЕТ ЛЮКОВ И ЛАЗОВ
Патрубок или корпус люка рассчит'ывают как цилиндриче-
ский сосуд, работающий под действием виутреннеrо избыточно-
ro давления. Обычно для корпуса используют трубу соответ-
ствующеrо диаметра.
Фланец и фланцевые соединения рассчитывают в соответ-
ствии с указаниями, приведенными на стр. 74, а крышки люка
в соответствии с указаниями, изложенными на стр. 67 сл.'
Укреп ение вырезов в аппаратах. Любое отверстие ослабляет
сосуд и это ослабление ДОЛ)f{НО быть учтено и компенсировано.
С
I
'G'
I
c\f
Рис. 44. Расчетная схема укреП,ления мест вырезов
в корпусе.
РО
Д
, '
по Д 11
2(d+2c) 11
С к
d
Отверстие можно не укреплять, если диаметр ero не превы-
, шает величины d H , равной
, d H == 8,1 ti"Dвиs (1 ....../()
rде 1( ==PD BH ./2aPs ....... действительны коэффициент прочности
аосуда, но не более 0,99;
р расчетное давление в сосуде, кТ/см 2 ; J
D BH внутренний ДИ,аметр, мм;
ад ......... принятое в расчете сосуда допускаемое на",
пряжение, кТ/м.м 2 ;, \
s толщина стенки, мм. "
Вычисленное d H не должно быть больше 0,6 BHyipeHHero диа-
метра аппарата и по абсолютной величине более 200 мм. Для
сосудов с неукрепленными отверстиями величина давления ис-
пытания не должна превышать 1,5 расчетноrо давления!
6*
..
83
Во всех остальных случаях отверстия укреПЛЯЮТ приваркой
односторонних или двухсторонних накладок или укрепляющих
" втулок с накладками (или без них).
При расчете укрепления отверстий опредеЛЯIОТ расчетную
площадь поперечноrо сеченйя' Р 1 --:--- площадь выреза и площадь
поперечноrо сечения, укрепленноrо в пределах зоны MNOP,
т. е. Р 2 (рис. 44). Необходимо, чтобы Р 2 == 2Ft. Зона MNOP orpa-
ничивается:
а) при укреплении отверстий накладками прямоуrольни-
ком длиной 2(d+2c) и высотой .........2,5(s c)+(s.........c)+2,5X
Х (s c) ==6 (s......... с);
б) при укреплении отверстий втулками (штуцерами)........
-прямоуrОJlьникбм дл ной 2 (d + 2с) и наименьшей из высот:
2,5 (s ....... с) + (8 ....... с) + 2,5 (8 ....... с) == 6 (8 ....... с)
2,5 (sп........ с) + (8 с) + 2,5 (8п с) + 5 (sп........ с) + (8 с)
или
rде sп......... толщина втулки или патрубка.
Расчетный диаметр отверстия:
d p == d + 2с
,
Расчетная толщина стенки сосуда
8 р == fP (5 ....... с)
Расчетная площадь выреза
Рl == d p ' 8 р == (d + 2с) ер (5 с)
Расчетная площадь укрепленноrо мет лла
, {,
Р2==Р2+Р2
, . ,
r де Р2 площадь металла кольца и стенок патрубка на высоте
h (h......... высота кольца); .
р; ........... площадь металла сосуда в' пределах зОНы и патрубка
на высоте (8......... с).
. , f/
Величины Р 2 и Р 2 равны:,
p == [DK..... (d + 2с)] h
{,
Р 2 == [2 (d + 2с) ........ (d + 2с)] (s ........ с) == (d + 2с) (8 с)
и
Р 2 == [D K (d + 2 )] h + (d + 2с) (s с) == DKh (d + c) [h (s с)]
При Р 2 ==2Р 1 получаем D H == (d+2c)[(s ---- с) (2ср......... 1) +h]/h.
. Имеется стандарт на кольца для усиления вырезов диамет-
ром от 70 до 600 ММ. Стандартом устанавливаются диаметры,
толщины, конструкр:ия усиливаlО ИХ коле и способ их, при-
варки.
r ЛАВА 6
РАСЧЕТ ОПО ВЕРТИКАЛЫiЫХ и rОРИЗОНТАЛЬНЫХ
АППАРАТОВ
РАСЧЕТ ОПОР ВЕРТИКАЛЬНО УСТАНАВЛИВАЕМЫХ
j АППАРАТОВ
а наиболее распростраиенныIe виды опор разработаны
стандарты, по которым принимаlОТСЯ все элементы 'опор
ной части.' При конструировании опорных частей, не BO
шедших в стандарт, необходимо руководствоваться поло-
жениями, заложенными в основу стандарта в части схемы
крепления обечайки к корпусу аппарата, расстояния шва креп
ления обечайки от шва' нижнеrо днища,
количества швов, вентиляционных отвер-
, стий и др.
Расчет опорной части вертикально о Ь
аппарата (рис. 45) сводится копределе..
нию толщины стенки обечайки, ширины
и толщины onopHoro кольца, количества
и '''диаметра фундаментных болтов, на-
пряжений в сварном шве.
Толщину стенки обечайки опреде-
ляют из устойч'ивости сечения при совме-
стном действии сжимающих усилий, воз-
никающих от собственноrо веса, включая
вес лестниц, площадок, полезной наr,руз-
< u
ки на них, из ляции и находящеися в
аппара'те жидкости, а также BeTpoBoro,
резонансноrо и сейсмическоrо момен"
, u
тов, если аппарат устанавливается в сеи-
смически неблаrополучном районе.
Большее значение одноrо из двух МО- Рис. 45. Расчетная схе.
ментов на уровне опорноrо кольца явля- ма опорноrо кольца.
ется расчетным М опр (см. rлаву 3) для
определения толщины стенки обечайки, onopHoro кольца и фун-
даментных болтов; большее значение момента на уровне свар-
Horo шва приварки опоры к корпу/су Мр является расчетным для
опре)!еления напряжения в сварном ЩВ6. '
85
\ .
Напряжения в обечайке опоры
Qп Мр
0"0 === :!: "r(CM 2
Ft W o
rде Qn полный вес аппарата, кТ;
Р 1 площадь сечения обечайки, см 2 ;
W o момент сопротивления сечения обечайки, см 3 .
Большее из полученных напряжений ДОЛЖНО удовлет орять
УСЛОВИIО:
акр о .
а о < ' . Kr/CM 2
т
r де акр. о критическое напряжение сжатия, при котором воз-
можна потеря устойчивости цилиндрической обе-
чайки, кТ / см 2 ;,
т == 2 запас устойчивости.
Критическое напря)кение в крайних волокнах при изrибе
TOHKocTeHHoro цилиндра (обечайки) может быть определено по
формуле:
, ( s с ) /2
акр _ 1,37 'н
KtjCM 2
r де s . толщина стенки, см;
с ПРJ1:баВI{а на КОррОЗИIО, см;
r Н....... наружный радиус обечайки, см;
Е модуль упруrости, кТ/см 2 .
Если не обеспечивается запас устойчивости, то увеличиваIОТ
толщину стенки обечайки или устанавливают кольца жесткости.
Кольца жесткости устанавливают на расстоянии 1 (расстоя-
ние . между кольцами) одно от друrоrо и рассчитывают их 'про-
филь (размеры). Получив действующее напряжение сжатия, по
принятому значению т определ ют необходимое критическое
напряжение для обечайки, укрепленной кольцами жесткости:
,
акр аот
Расстояние 1 определяют из уравнения:
- а' == О 0605Е (8 с)2 ( .2. . .i:.. +!. п 4 ) Kr/CM2
, I(P , 8.,4 6 12
1-1
а профиль кольца жесткости подбирают по моменту инерции
кольца 11\ (в см 4 ), I{ОТОРЫЙ В свою очередь определяют из ypaB
нения: r
aK == 0,0605Е (8 ..... с) [( 4.5 1: +.7.. )] + 4,36 1 3 Е/к /cr /с.м 2
'н 6 (21) ,(8 с) '1<'11
?
rде '}\........ радиус кольца жесткости по -центру тяжести ero с че
,
ния.
86
\ .'
о пор н о е 1{ о ль ц,О работает под реактивной наrрузкой, пе
редаваемой от фундамента. Чтобы найти это напряжение, за
даются м;инимально возможными раЗ '1ерами фундамента, при
нимая ero кольцевым.
ДJIЯ предварительных подсчетов минимальные размеры фун"
даментноrо кольца принимают в. пределах.:
Dl == (0,9 0,85) D и ; D 2 == (1,08 1,18) D H '
rде D 1 внутренний диаметр Фундаментноrо кольца, см;
D 2 наружный диаметр кольца, см;
D п ,..... наРУ)I{НЫЙ диаметр обечайки, см.
Тоrда опорная. поверхность ФундамеНТНОI"'О кольца будет
равна: /"
n ( 2 2 ) 2
Р Ф ==4 D2 Dl см
а момент сопротивления сечения фундаментноrо кольца
:rt ( D Di )
W Ф == ............. СМ З
32 l) 2 '
Опорное кольцо' будет наrружено:
,Qп М опр
О'ф .тах::::: ' + 1<r/C.M 2
РФ WФ
(ЭПlора напряжений см. рис. 15.)
Минимальное напряжение
Qn М опр
о' ф. mln == Р ф ........ w ф ttr / с.м 2
..
Толщину б и otIopHoro кольца опредеЛЯIОТ, рассматривая ero
защемленным в месте крепления обечайки и применяя метод
выделения полоски. Полоску выIел,яIотT шириной 1 см и раССМа-
тривают, как консольную балку с равномерной удельной Ha
rрузкой О'ф. тах. При длине консоли Ь изrибающий момент по-
лоски равен
Ь 2
, М иэ == 1 · О'ф. max 2 == 0,5аф. ma"b 2 1<r. СМ (см. рис. 45)
Потребный момент сопротивления
,' М из 0,50'ф: maxb2
WK
О'иэ О'из
Так как ширина полоски составляет 1 см, то при тол-
щине б н
1 .62
W K == 6 к
откуда;
b == 6W
в7
I
Подставляя вместо W1\ ero з начен ие через М из ., получаем:
O'I( == .. / 6М из см
V О'И3
Фундаментные болты рассчитывают (приближенно) по pac
тяrивающим напряжениям О'ф. тl11, полаrая, что вся наrрузка на
фундаментное кольцо распределяется равномерно на все болты.
Если число болтов обозначим через n, то каждый из них будет
воспринимать наrрузку, приходящуюся на площадь фундамен,!,
, Horo кольца, делеННУIО на n; следовательно, максимальная на..
rрузка на болт будет равна:
Fф
Рб == О'ф. mln n 1C
Зная наrрузку на один болт, подбирают по таблица'м e o
диаметр или опредеЛЯIОТ d 1 (внутренний диаметр резьбы болта)
по формуле:
d 1 == .. / 4Рб
V :rt0' д
Напря}кение в сварном шве (шве приварки опоры к корпусу)
проверЯIОТ по cYMl\1apHoMY напряжению от наибольшеrо веса
I '
аппарата и расчетному моменту Мр относительно сечения ,на
уровне шва. Этот шов располаrают обь чно на части днища, ко-
торое пр дает жесткость сечени'ю, но имеет раБОЧУIО темпера-
I туру среды в аппарате. Поэтому суммарное напряжение в этом
ш'ве не должно превосходить О,80'д (ад допускаемое напряже-
ние растяжения для OCHoBHoro металла аппарата).
CYM apHoe напряжение в шве опре,цеЛЯIОТ по формуле:
Qп M
а сумм == F :f:: W 1Cr/cM2
ш ш
rде Fш площадь cBapHoro шва, см 2 ;
M расчетный момент на уровне шва, Kr см;
W ш момент сопротивления CBapHoro шва, см 3 .
Площадь F ш cBapHoro шва, имеющеrо катет б, равна
F ш == :rtD H · 0,70 см 2
Момент сопротивления W Ш cBapHoro шва
W ш == 0,70 · 0,8D; == 0,560D; с.м 3
В практике проектирования и расчета аппаратов может
встретиться необходимость удовлетворения особых требований
Например, при большой высоте аппарата (60 70 м) нужно
обеспечить cTporo вертикальную установку ero с минимальной
величиной раскачки верхней части, либо конструировать опору
88
( '
для аппарата, выпопнеННОrо из высоколеrированнои стали и
имеющеrо высокую температуру стенки, либо разработать опо..
ру для тех же температурныIx условий, но для аппарата боль-
шеrо диаметра порядка 8 16 м и т. д.
В таких слуqаях необходимо тщательно учесть все дополни-
тельные усилия, которые MorYT возникнуть' как при работе ап..'
парата, так и при ero монта}ке, спроектировать опору с таки'М
расчетом, чтобы эти усилия не создавали ни в одном узле на-
пряжений, I превышающих допускаемые. /
РАСЧЕТ ОПОР ВЕРТИКАЛЬНО ПОДВЕШИВАЕМЫХ
АППАРАТОВ
'в практике встречаются случаи установки аппаратов в вер-
тикальном положении на лапах, привареfIНЫХ к корпусу; при
подвеске аппаратов малоrо диаметра на двух лапах, большо-
ro на четырех. Для наrрузок до 8 т на лапу разработаны нор-
Мали.
При этом способе установки в корпусе аппарата возникают
местные сжимающие и растяrиваlощие напряжения, вызываю-
щие изrибы в сечении аппарата; поэтому необходимо учитывать
их и принимать соответствующие меры для предохранения се-
чения от смятия и друrих видов деформации.
Л1етодика точноrо расчета опорных лап для подвески аппа
ратов не разр/аботана. Однако достаточно надежные результаты
дает расчет по сосредоточенным силам, приложенным к коль-
цевому сечению.
Обозначим через Q полную наrрузку на лапу (от веса и
опрокидывающеrо момента), а расстояние от стенки аппа-
рата до оси опоры (см. рис. 17, б) .
Тоrда относительно стенки аппарата возникнет 'момент М1,
равный М 1 == Q · а, который уравновесится моментом пары сил' Р
с плечом 1. Величину силы Р опредеЛЯIОТ делением момента М 1
на плечо 1.
р М 1 == Qa
1 1
в сечении I I (верх подкладки под лапу), ноказанном на
рис. 17, силы Р будут жимать кольцо, а в сечении 11....:.....11 рас-
тяrивать ero. В, зависимости от числа ап кольцо будет сжи
маться двумя или четырьмя еосредоточенными силами.
При двух силах максимальное 3,начение изrибающеrо мо-
мента равно
M max == О,318р,
rде (......... радиус аппарата.
При четырех силах маI{симадьный MOl\tleHT равен М тах ::::2,
==0,183 Pr
89
Принимают, что сопротивляться будет КОЛЬЦО высотой', Ь,
равной высоте подкладки ПЛIОС 2х 15 5, rде s ТОJ1Lцина стенки
аппарата.
Момент сопротивления кольца l{ равен
bs 2
W(( == т с.м 3
Напряжение
М mах r 2"
<1 из == W к 1с /с-м
Если это напряжение выше допускаемоrо, то или увеличи--
вают высоту подкладки, или ставят в сечениях I I и II II '
кольца жесткости.
РАСЧЕТ опор' rОРИЗОНТАЛЬНЫХ АППАРАТОВ
I
В нефтеперерабатываIощей и друrих отраслях промышленно
сти часто устанавливают аппараты и емкости в rоризонталь
ном положении. Условия их работы, материал и типы опор
весьма разнообразны. q HaKo во всех случаях уси ия от опор
создаIОТ нормальные напряжения по сечениям перпендикулярно
образующим аппарата (как балки, лежащей на опорах) и по
сечениям вдоль об.l)аЗУIОЩИХ аппарата. Вследствие, этоrо' сечение
может потерять правильную форму смяться. I
I3ели"Чина изrибаIОЩИХ напряжений зависит от }кесткости ап-
парата, числа опор, расстояния между ними, способов опирания, ,
величины центральноrо уrла, т. е. от конструкции опоры, спо-'
со<?а закрепления на ней, а иноrда и от ОКРУ)I{ающей среды
влияния солнечноrо HarpeBa, мороза и т. Д. ' I
При раСПlирении аппарата возникает rdризонтальная на'"
rрузка вдоль образующей, которая передается на фундамент
или несущую КОНСТРУКЦйIО.
Величина этой наrрузки равна
Р Ii == J-tР теТ
[де J1 коэффициент трения;
р реакция опоры, '(Т.
Коrда нужно уменьшить rоризонтальную наrрузку, приме..
няют катковые опоры (см. рис. ]8)'. В этом случае принимают
коэффициент трения качения 0,05 (ко ффициент трения сколь
жения 0,15 0,24). ,' '
При Лlобом типе опор в аппарате возникаIОТ наrрузки, вызы
вающие напряжения и?rиба; поэтому после выбора типа 1-1 ко-
личества опор необходимо проверить аппарат на нормальные
напряжения, дополнитеЛЬН0 возникающие в сечениях, вдоль об-
раЗУIОЩИХ и перnеНДИI{У ЯРНЫХ к НИМ.
90
Если напряжения "окажутся выше допускаемых, то необхо-
димо либо увеличить толщину стенки аппарата, либо ввести до.
I
полнительные элементы кольца }кесткости, распорные рамы
и т. д.
Как 'указыJалосьь выше, при расчете аппарата по внутренне..
му избыточному ,давлению, опредеЛЯIОТ 0'1 напря)кение вдоль
оси аппарата (или вдоль образующей)
1';
pD
CJ 1 == ...............
4s'
или через р диус
, pR
аl== 2s
а TaK)l{e напряжение по сечениям, нормальным к образующим
pD
CJ 2 :=::: ...............
48
или через радиус
pR
cr 2 :=:::
S
Значения новых напряжений от изrиба нужно соответствен-
но прибавлять к (;1 и (;2.
, ,Для определения нормальных напряжений 'по сечениям вдоль
образующих аппарат рассматрив ют как балку, лежащую на
принятом числе, опор. Число опор выбирают в завис мости от
материала аппарата, ero длины и рабочих условий. Для наибо..
л е распространенных размеров rоризонтальных аппаратов. и
емкостей разработан стандарт на число опор и расстояние ме-
жду ними. Например, для стальных емкостей с длиной цилин-
дричеекЬй части 12 м (общая длина 13,64 м) число опор при-
нято равным 3 и расстояние между ними 1==4,5 м; для стальных
емкостей с длиной цилиндрической части 1 О м (общая длина -
11,31 м) число опор 3 и 1 I 3,75 м; для алюминиевых емкостей
с такими же размерами опор должно быть 9 lO и расстояние
между ними около 1,0 м. ' '
Опоры размещают таким образом, чтобы консольные части
аппарата максимально разrружали и опоры, и пролеты, т. е.
чтобы опорные и пролетные моменты мели минимальные зна-
чения.
Так как ,днища имеют сферическую форму, определяют так
называемую Пр',иведеННУI<? длину, заменяя высоту днища ..дли-
ной эквив.алентноrо ему по объему и весу цилиндра. Для этоrо
пользуются приближенной формулой:
lцо:: ( 1+ 2)+аз 2 дм
"1 · 0,785 D и D BH + '\'2' O,785D BH
91
rде [ц приведенная к ЦИЛИНДРУ длина эллиптическоrо дни..
ща, дц;
01 вес М,еталла днища, кТ;
02 вес жидкости в объеме выпуклой части днища, кТ;
АЗ вес жидкости в объеме цилиндрической части днища,
кТ;
У! кая{ущийся удельный вес металла аппарата, KTjaM 3 ;
У2 удельный вес жидкости в аппарате, KrjaM 3 ;
D и наружный диаметр корпуса аппарата, дм;
D ви внутренний диамет}У корпуса аппарата, дм.
Рассмотрим обычный способ установки стальноrо цилиндри'"
ческоrо сосуда на двух опорах (рис. 46).
Пусть Q полный вес аппарата; а приведенная длина ап-
парата.
Тоrда удельная наrрузка
q == 9.... кТ /с,м
а
Для аппарата на двух опорах, как' показано' на рис. 46, ре-
акции опор RA и RB равны половине общей наrрузки '
а Q qa
R A == R B == 2 == 2 Kr
11
'8
о
х
)
t I .'11111 I illl; I I
Д /з С
Рис. 46. Расчетная схема аппарата, лежа-
щеrо на двух и на трех опорах.
Момент консолей ОТ-
носительно опор
qc 2
М А == МВ == 2 T. с,м
Пролетный момент ме-
жду опорами
М Q (а 4с) r
пр === 8 IC' С,М
При C==O,5l:=O,25a максимальное значение моментов
q ( : )2, 1 1
М А == МВ == 2 == 32' qa 2 === 32 · Qa ICr. С.А!
При С==О,207 а
1
МА==М в == 47 .Qa кТ.см
будет М тах . Тоr.ца максимал ное напряжение
Расчетным
равно
I
М
<1 из == тах кТ/с.м 2
W
I
rде w......... момент сопротивления сечения корпуса аппарата, см 3 .
9
Величину этоrо напряжения прибаВЛЯIОТ I{ ,величине напря-
жениs;I растя)кения (j1 вдоль обраЗУlощей;' полное напряжение D
стенке равно
. + pR + Мтах Т/ 2 .
<1с == (J 1 (Jиэ == "2s w к см
На консоли верхние волокна сечения будут растянуты, ниж J
ние сжаты; в пролете верхние волокна будут сж'аты, а нижние
растянуты.
Если аппарат работает без давления 'или в какой то период
находится ПОД заливом без давления (промывка и пр.), то сжи
мающие напряжения Gиз. == M/W MorYT деформировать ero.
Как указывалось выше, потеря устойчивости может произой
ти при критических напряжениях, значительно меньших пре-
дела теI<учести. ПОЭТОМУ неоБХОДИl\10 проверить, обеспечивается
ли требуемый запас устойчивости пр полученном напряжении
с)катия. Если этот запас недостаточен, то либо увеличивают тол-
щину стенки аппарата, либо устанавливают кольца жесткости. .
Для определения нормальных напряжений по сечениям, нор-
мальным к образующим, рассматривают сечение аппарата как
кольцо, наrруженное сосредоточенными силами, равными реак-
циями опор и приложенными к сечениям, проходящим через
опоры. _ #
Под действием сосредоточенных сил в кольце возникает из-
rибающий момент:
... '
М из == aPR кТ. СМ
Значения коэффициента а приведены ниже:
1) если аппарат опирается на плоскость по одной образую-
щей, то а==0,75;
. 2) при опирании аппарата цилиндрической поверхностью на
дуrе 600 а == 0,41;
. 3) при опирании аппарата по двум обраЗУЮIЦИМ, координи-
руемым центральным уrлом 900, а == О, 172;
4) е ли аппарат опирается по двум образующим, КООРДИНИ-
руемым центральным уrлом 60°, то а==0,067;
5) при опирании аппарата по двум образующим, координи-
руемым Il:ентральным уrлом 120°, а , 0,04.
rlапря)кение от изrиба по кольцевому сечению
М из aPR r 2
(Jиз == w---- == к /с.м
Если аппар т опирается по двум образующим, то значение
р 'невелико, так как оно равно половине удельной наrрузки, т. е.
P==q/2; вводимый в расчет момент сопротивления в этом слу-
чае ра.вен моменту сопротивления полоски шириной 1 см и
93
\
U U '
толщинои, равнои толщине стенки аппарата, за вычетом при..
бавки H коррозию, т. 'е.
1 · (s с)2
W == 6 см 3
При опирании аппарата на отдельные опоры значение Р
принимают равным максимальной величине реакции опоры. Рас.
четный момент сопротивления берут как момент сопротивления
полосы, у которой ширина равца ширине опоры ПЛIОС некоrорая
величина по обе стороны опоры. Из практики эту величину при..
нимают равной от 4 до 15 толщин стенки на каждую сторону,
за вычетом прибавки на коррозию, т. е. если Ь ширина опоры;
то ширина В кольца принимается от B==b+2.'4(s c)==b+
+8(s c) см дО B==b+2.15(s c)==b+30(s c) см. '
Тоrда вводимый в расчет момент сопротивлеJIИЯ W будет от
W [Ь + 8 (5 с)] (5......... с)2 з
== ,6 с-м
до
w == [Ь + 30 (s с)] (s :C)2 с.м 3 ,
I
I 3наЧ,ение напряжения от изrиба (1из. прибавляет я I{ величине
нормальноrо напряжения (12:
pR
а 2 == ...............
I 5
т. е.
I pR М 2
ас == а 2 + О'из == 7:f: W kT/c-м
При работе аппарата под наружным избыточным давлением
напряжения будут одноrо знака, т. е. t'
а' == pR + м
с 5 W
Если это суммарное напряжение превосходит допускаемое,
то между корпусом аппарата и опорой помещают подкладку,
ширина которой больше ширины опоры. При определении рас..
четной ширины кольца В принимают Ь равным ширине подклад-
ки. Если этоrо оказывается недостаточно, устанавливают кольца
жесткости, .
J
r ЛАВА 7
СВАРНЫЕ ШВЬI
варка является основным видом неразъемноrо соединения
металлоконструкций. В настоящее время созданы север"
шенные сварочные arperaTbI, присадочные материалы и
флюсы, ПОЗВОЛЯIощие получить швы, не уступающие по
своим механическим свойствам ОСНОВН,ому металлу. Имеют..
ся также электроды, при помощи которых надежно свариваIОТ
стали различных классов уrлеродистые и,высоколеrированные,
аустеJ:Iитные. ,
Аппараты, изrоrовляемые на машиностроительных заводах,
в основном сваривают автоматической сваркой под слоем флю-
са; места, недоступные для автоматической сварки, сваривают
ручной rазовой или электросваркой. На монтажной площадке
меТ,аллические конструкции, стыки узлов трубопроводов, стыки
неrабаритных аппаратов сваривают в основном ручной сваркой.
3arOT,OBKa узлов трубопроводов на монта)l{НОЙ площадке opra..
низуется с расч том изrотовления крупных узлов трубопроводов
в специальных цехах при помощи сварочных автоматов, полу..
автоматов, специальных приспособлений. На типы сварных
111ВОВ, подrотовку кромок под сварку разработаны стандарты. '
РАСЧЕТ СВАРНЫХ ШВОВ
При изrотdвлении аппаратуры основным типом свариЬrо, со..
единения, является стыковая сварка листопой стали.
Стыковые швы ра,ссчитывают по усилиям данн.оrо узла как
цельноrо металла с учетом к<?эффициента прочности CBapHoro
шва.
. Швы внахлестку и в'тавр в ответст::зенных аппаратах неже..
лательны, а при больших толщинах свариваемых деталей не..
допустимы. В тех случаях, коrда такие швы приходится приме..
нять, ,их необходимо рассчитывать.
Предположим, что сжимающая или растяrиваlощая си.
ла Р Kr . направлена по , оси соединяемых элементов. ШОВ
95
внахлестку (валиковый) в ЭТОМ случае рассчитывают на срез
по рабочей площади сварки Рсв,
р
р св == с.м;2
а св
rде (J'CB.......... допускаемое напряжение для ева pHoro шва, !(,Т/см 2 .
За рабочую площадь принимаIОТ произведение ДЛИНЫ шва
(за вычетом катетов ,в начале и конце шва) на ero толщину,
принимаемую равной высоте равнобедренноrо Jреуrольника,
вписанноrо в профиль валика (rлу\бина провара и усиление шва _
не учитываются). Если наименьшая ТОЛlцина свариваемых эле..
ментов s, то высота т треуrольника равна 0,78; длину каждоrо
кратера обычно принимают равной т.
При рабочей длине шва l ПЛОШ,адь сварки равна:
Р св == 0,78"il
Отсюда на одят рабочую длину l. Прибавляя к ней длиныI
}<атетов, пол'учают. фактическую длину швов. Например, при
двух односторонних фланrовых швах ! == 2! фактическая длина-
должна быть:
lф :...... 2 (l + 2 · 0,78) == 2 (l + 1,4s)
Фактическая длина ка)кдqrо шва
1 Ф == 1 + 1,48
Допускаемое напряжение (jсв. для cBapHoro шва зависит T
I<атеrории соору)кения, качества OCHoBHoro и присадочноrо ма..
териалов, условий производства сварочных работ и' положения
швов относительно направления действия силы Р. ДЛЯ флан"
[,рвых швов (располаrаемых параллельно действию силы Р)
ДQпускаемое напряжение qрини'мают 6льшим, чем для лобовых
(располаrаемых перпендикулярно направлению действия си.
лы Р). Поэтому для крепления одноrо' элемента не рекомендует..
ся применять комбинаЦИIО лобовых и фланrовых швов; ЛУЧlпе
применять'только q)ланrовые. Если из..за малой длины узла не..
БОЗМ.ОЖНО расположить фланrовые швы расчетной длины, целе..
сообразно добавить пробочные швы в виде продольных проре-
u
зен с закруrленными концами.
В этом случае определяют часть общеrо усилия, восприни-
Ma'eMoro фланrовыми llIвами, а остальное усилие относят на
пробочные Ш Ы, определяя необходимую длину прорезей. Мето"
дика определения длины прорезей такая же, как для определе-
ния длины шва.
В практике часто приходится встречаться с одновременным
Действием на сварное соединение срезывающей силы Р и изrи-
96
'бающеrо ,момента М из .. В этом случае максимальное напряже-
ние: в ,шве iопредеЛЯIОТ по форм уле:
О'сумм. СВ. -v a + O' ur/CM 2
r де аl напряжение от среЗ,ывающей силы Р; а1 == р/ F св. Kf / см 2 ;
a2 максимальное нарряжение изrиба;' <J2==М ИЗ .. у/l Kf/CM 2 ;
1 момент инерции сечения шла о.тносительно нейтраль-
ной линии, CAt 4 ; У расстояние наиболее удалеI:IНОЙ
точки сечения от нейтральной' линии, см.
В Gлучаях приварки элементов ,мe;rаллических конструкций
к аппаратам после термообработки прерывистый сварной шов,
расположенный в направлении, параллельном продольным швам
аппарата, должен быть не более 6х6 ММ, а в направлении, па-
раллельном кольцевым, не более 8х8 мм при длине провара
не- более 150 ММ. .
ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ ШВОВ
. ,
Различные дефекты сварных соединений оказываlОТ большое
влияние на механические и эксплуатационные свойства изделий.
Дефекты MorYT появиться вследствие применения для данной
кон трукции неприrодноrо OCHoBHoro и пр садочноrо материа-
лов, неправильноrо технол'оrическоrо процесса сварки, вызы-'
, вающеrо нежелательные структурные изменения в околошов-
ной зоне, остаточных напря}кений и др. Основными дефектами
'сварных соединений ЯВ{IЯЮТСЯ ,поры, шлаковые ВКЛlочения, не-
провары, трещины, 'и остаточные напряжения.
Опытами установлено', что единичные, порь! и шлако ые
ВКЛlочения, находящиеся внутри шва (закрытые), при статиче- '
ских наrрузках не оказывают заметноrо вл яния на прочность
соединения. При выходе на поверхность поры и шлаковые ВКJIЮ-
чения являются местами концентрации напряжеI-iий, которые
значительно уменьшают прочность сварных швов, особенно при
знакопеременных наrрузках.
Не'провары и ,трещины неблаrоприятно влияют на работу
швов 'при ,всех видах наrружения; при температурах ниже 00 С
и остаточ ых -напряжениях шов в зоне непроваров и трещин
переходит, в хрупкое состояние, причем резко падает усталост-
ная и статическая прочность.
'Непровары 'оказывают вредное/влияние не на все' металлы
одинаково. К усталостным напряжениям особо чувствительны
аустенитные стали типа 1 Х 18Н9Т: при непроваре Bcero 50/0 тол-
щины предел усталости' снижается почти на 50010; для мало-
уrлеродистых стал.ей 'непровар в 6 7010 толщины понижает прс-
, дел выносливости до 30010 по сравнеНИIО с хорошо проваренным
швом; ударную вязкость, аустенитных сталей непровары ухуд-
шают незначительно.
7 3ак. 299
97
Остаточные напряжения резко уменьшают сопротивление
шва хрупким разрушением. При низких температурах сопро
тивление шва хрупким разрушениям резко падает. При сочетз-:-
нии дефектов (непроваров, трещин, остаточных напряжений) и
низких температурах возможно разрушение швов да)ке при He
значительных напряжениях от внешних наrрузок, а иноrда и
самопроизвольное разрушение.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ШВОВ
Сварные швы контролируют двумя основными методами:
1) вырезкой контрольных образцов и всестороннйм испыта
нием их (при этом соединение нарушается, а затем вваривается ,
вставка) ;
2) применением средств современной физики без разруш ния
шва проС'вечиванием рентrеновскими или rамма лучами раз
личной интенсивности, маrнитным и ультразвуковым методами.
I(онтроль просвечиванием рентrеновскими лучами. При Ha
личии дефектов в сварном шве на экране или фотопленке, по
мещенной за просв чиваемым объектом, ПОЯВЛЯIОТСЯ места с
различной степенью затемненности. Этот вид контроля дает воз
можность обнаружить трещины, непровары, подрезы размераrv.lИ
3 80/0 толщины кон!ролируемоrо Шва. .
Имеются стационарны.е и' небольшие передвижные peHTreHoB
ские установки, монтируемые на небольших самох'одных тележ
ках.
Созданы электронно"оптические преобразователи, которые
используются в комбинации. с телевизионными установками, пq..
зволяющими осуществлять дистанционный контроль швов с
большой точностью без применения фотопленок.
I(OHTPO,JIb просвечиванием rамма..лучами. Для контроля, ка че
ства сварных швов широко применяются радиоактивные изо..
топы. Преимуществом этоrо способа по сравнению с pe TreHoB-
ским является:
1) возможность пользоваться небольшими по размеру и по
весу радиоаКТИВН IМИ источниками в заводских и полевых усло-
виях для контроля малодоступных мест;
2) отсутствие потребности в источниках питания;
3) возможность одновременноrо КОНТрО{lЯ большоrо количе- I
ства деталей;
4) возможность подбора таких изотопов, при помощи KOTO
рых можно контролировать изделия толщиной до 200 300 мм.
ДЛЯ контроля ИСПОЛЬЗУIОТСЯ 10 изотопов: кобальт..60, це-
зий 137, цезий 134, европий 152, европий 154, иридий I , ce
леII..75, тулиЙ 170, европий 155, церий..144.
Выбор Toro или иноrо изотопа зависит от толщины просве-
чиваемых деталеЙ. Для просвечивания стали толщиной ДО 10 мм
98
применяю.т изотопы: с мяrким излучением ТУJIий..170 и eBpo
пиЙ..155 ТОЛЩИНОЙ lO 60 мм; со средн й жесткостыо излуче..
ния цезий..137, европий..152, европий..154, иридий..192 толщи..
ноЙ 60 200 мм; с жестким излучением, например кобальт..60.
, 'При просвечивании рентrеновскими и rамма"JIучами необхо..
димо соблюдать правила защиты от 'вред оrо влияния излуче..
ний на человеческий орrанизм. Толщина защитноrо слоя при
работе с радиоактивными изотопами зависит от ero активности,
энерrии rамма..лучей и расстояния от источника излучения. При
одинаковом расстоянии ,для защиты от излучений кобальта..60
требуется защитный слой в .два раза большей толщины, чем при
работе с цезием..137 и примерно в пять раз большей толщины,
чем при использовании тулия..170. ,!
Маrнитные методы контроля. Маrнитные методы контроля
менее точны. Они основаны на том, что в местах дефектов Mar..
НИ'f,ная проницаемость отличается от ПрОIIицаемости сплошноrо
металла. Вследствие этоrо образуется поток рассеяния: если
шов не имеет дефектов, то маrпитные силовые линии распреде..
ляются без изменения направления; если шов имеет дефекты,
то маrнитные силовые линии отклоняются. В зависимости от
способа показания отклонений различаI-GТ:
а) маrнитную порошковую дефектоскопию, применяемую для
выявления-- поверхностных трещин и дефектов, залеrающих на
rлубине 2 8 .мм;
б) маrнитоrрафическую дефектоскопию, применяемую для
контроля 100 О/О швов толщиной до 12 .мм;
в) индукционный и электромаrнитный методы, применяемые
для выявления дефектов в швах толщиной до 20 мм.
, Хорошие результаты дает комбинация маrнитоrрафическоrо
метода и просвечивания: все швы подверrаются маrниrоrрафи..
рованию, а забраКОВqнные или вызываIощие сомнение участки
шва просвечиваIОТ для более точноrо выявления дефектов.
у льтраЗВУКО80Й метод контроля. Этот способ применяется
для контроля качества швов толщиной более 20 мм. Ультразву"
ковые дефектоскопы некоторых конструкций записывают резуль-
таты контроля на БУl\1ажную ленту, что позволяет сразу же по..
лучать данные контроля без обработки ленты.
Все перечисленные методы контроля не ИСКЛlочаIОТ испыта..
ния аппаратов или трубопроводов rидравлическим давлением
или под вакуумом. ' I
,
1*
ОСНОВНОЕ ТЕхнолоrИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
, ,..,0'
r ЛА ВА 8
ЕМКОСТИ, (прv,ЕМНИКИ) И P EPBY bJ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ
НЕФТЕПРОДУКТОВ
",
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ И rоРизонт АЛЬНЫЕ ЕМКОСТИ
начитеЛЬН)тIО rруппу оборудования технолоrи:ческих уста..,
новок и объектов общезаводскоrо хозяйства составляют ци..
линдрические сосуды, не имеющие BHYTpeHHero оборудова-
ния, либо снабженные весьма несложными устройствами,
(пустотелые аппара,ТЫ, см. рис. 2,3).'
Технолоrические функции, рабочие ус овия и.размеры ,arpTa..
ратов этой rруппы чр звычайно разнообразны, что затрудняет
стандартизацию пр,И простоте ,их конструкции. 1-1:a основании '
общих требований для сосудов работающих под давлением в He
фтеперерабатывающей промышленности разработана ,'нqрмаль
на пустотелые ап'параТЬ1 (приемники) , работаЮЩl:Iе под давле..
нием до 40 1Cr/CM 2 и при темпе'ратуре не выше 250° С. Нормали-
зованы внуrренни диам тры а,ппаратов 'D (от 800 до 6400 мм),
толщины стенок ,8 от 8 до 36 .мм (см. рис. 2 и :5), размеры L,
\ Н И Н п по рис. 2; L и L п по ,рис. 3, ,а так}ке номинальные объ-
e1\1bI емкостеЙ, (от 0,01 до 200 .113).
По назначению' аппараты (приемники) классифицируются на:
а) приемники для воздух'а; б) приемники для rазов; в) прием..
ники для жЙдкостей; r), MOH)l{YCbI. ' "
ПриеI'ЛНИКИ из1rотавливают из спокойной 'l\1артеновской стали
с оrраничением СО,держания cepь и фосфора (не, более 0,05 О/о
кзждоrо элемента)'. , , " .
в тех случаях, Kor a необходимо п и енение a цapaTa по
,размерам, имеющимся в НОрl\1а.ry:ях, но к которому, предъяв"
ЛЯIОТСЯ fпециалы-ыыe требо,вания, нужно перепроектировать ап-
, парат сохранением размеров по нормаля yf" н,о 'с включе»ием
указанных для данноrо случая требований. , . "
На емкости для леrких бензиновых фракций (ПЛQТНОСТИ не
. менее O,65 при t ==20°1 С) И сжиженных' rазов разработана оса..
бая нормаль, учитываIощая «Правила безопасности при хране..
НИИ и транспорте' сжиженных ra30B» Эта HopMa ь распростра-
няется на' сталь'ные сварные, rор зонтаJIьные емкости, предна..
значенные для хранения указанных выше ПРОДУ ТОI? при темпе..
ратуре не Bы e 50° С ,11 не ниже минус 40° С. При установке
lОО
. , I
таких емкостей в местности, t)J,e температура зимой не опускает
ся ниже минус 300 С, корпус и 'днища, изtотавливают из Toro ,же
материаJ!а, что' и приемники; для местностей, rде температура
может опускаться до минус 400 С, аппараты выполняют из каче..
, ственной стали 15К.
Емкости для леrких бензиновых фракций рассчитывают на
изБЫТОЧfIое давление 1 и 2 KrjCM 2 и проверяют на усто'йчивость
при полном вакууме; прибавка на KOPpo I1\ 2 ММ. Емкости для
бутан"а рассчитываlОТ на избыточное давление 7 KrjCM 2 и прове..
ряют на устойчивость при полном вакууме; прибавка на корро"
'3ию 2 ММ. Емкости для пропана рассчитывают на 17 кТ/см 2 ;
прибавка H коррозию 4' ММ. , " .
Емкости должны быть оборудованы специальным указателем
,
,уровня, предохранительными клапанами, устроиствами для от-
бора проб, незамерзающим спускным устройством, термомеТР0М,
ШТУЦ,ерами для вентиляции, для уравнительной линии и удале-
ния остатка rаза, 'люком для BHYTpeHHero OC OTpa, внутренними
с-rремянками; I " \ , I
, ,1 Для ослабления' действия солнечноrо ,иаrрева емкости окра..
,шивают кра'сками, отражающ м,И солнечные' лучи (алюм,иниевая'
краска и, др;),' покрывают изол'ЯЦИОНН IМИ матеру!аJIами и усу..
раивают защитные продуваемые навесы. 1 '
Емкости для сжиженных rазов устанавливают, на 'бетонных
постаментах, высота которых обеспечивает подпор на прмеме
насоса. Постаменты qборудуют маршевыми лестницами с укло"
ном 45 500; у мест ,обслу)к вания люков, клапанов, приборов
I сооружаIОТ площадки. ' i
Расчет емкостей ПР9ИЗВОДИТСЯ в соответствии с' ранее приве-
денными требованиями и указанинм'и «Пра'вил безопаснос,ТИ при
хранении; и транспорте С./I{ищенных rазов».
РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ
, Цилиндрические резер'вуары
\
, I
Хранение нефтепродуктов 'на нефтеперерабатывающих зава..
дах производится в резервуарах стальных, железобетонных,
бетонных с облицовками для создания' rерметичности стен и
днища, и в амбарах (ямах). " "
По от ;:ошению к поверхности земли резервуары Moryr быть
наземными, полуподзеМН I И и подземными..
В наземных резервуарах ДНИlце расположено выше поверхно..
\ сти земли и установлено на фундаменте.
ПодзеМliЫМИ" наЗ Iваются заrлурленные резерв'уары, в. KOTO
рых ВЬН;ШИЙ уровень нефтепродукта, при полном заполнении
резервуара, находится на ,0,2 м ниже планировочной отметки
прилеrающей территории
101
Наземные стальные резервуары строятся слеДУIОЩИХ КОН-
струкций: вертикальные, rоризонтальные, шаровые сфероидаль..
ные (каплевидные, мноrокупольные) и специClЛЬНЫХ KOHC PYK"
ций (резервуары с плавающими крышами, С' дышащими кры-
шами и др.). '
Наиболее широко распространены' цилиндрические верти-
кальные резервуары с ПЛ9СКИМ днищем и ,конической крышей
типа 1, рассчитанные на внутреннее избыточное давление в ra
зовом пространстве 200 мм вод. СТ. и разрежение 25 мм вод. СТ.
и типа 11, рассчитанные на давление и разрежение 25 мм вод. СТ.'
В настоящее время на ,нефтеперерабатывающих, заводах , .
применяются стальные резервуары с условной емко тью от 100 :
до 5000 м з (без применения дерева в "
резервуарах для светлых нефтепро-
дукт@в). Характеристика резервуаров
при'ведена ,в Приложении 11.
Корпуса резервуаров сооружаются
методом полистовой сборки в соответ-
ствии с rOCT 2486 44. с ПРИ,мене-
нием следующих способов монтажа:
1. сборка и сварка на стеллажах
I
и клетях; I I
2. сбор ка корпуса «снизу, вверх»
при помощи копра и унив ерсальноЙ
: тележки или крана-укосины и MQH-
тажных тележек;
3. сборка корпуса «сверху вниз».
Рис. 47. Расположение поя При изrотовлении корпуса резер-
сов стальных веРТИI<альных вуара стальные листы длинной СТОРО-
резервуаров: ной располаrаются rоризонтально.
а ступенчатое; б телескопиче- В
ское; 8 встык. заимное расположение поясов в кор.
пусе может быть:
ступенчатое (рис. 47, а) применяется в полусфероидах;
телескопическое (рис. 47, б) применяется для сварки резер-
вуаров;
встык (рис. 47, в). применяеТСfI при изrотовлении резервуа..
ров рулонным методом. l'
Для изrотовления корпусов' и днищ резервуаров емкостью от
700 до 5000 м З В настоящее 'BpeMfI применяется lVlартеновская
споко'йная сталь марки Ст. 2 по ЧМТУ 5232-55, предел текуче-
сти которой не менее 24 Kr/MM2, а ударная вязкость не менее
8 KgM/CM2 при 200 С. Строительство резервуаров из кипящей стали
I
запрещено. ' \
Указанные выше методы полистовой сборки с 1953 r. у пеш
но замеНЯIОТСЯ более совершенным индустриальным методом
«рулонирования», разработанным Институтом электросварки
им. Е. о. Патона. Этот метод состоит в том, что днище, CT HKa,
,
а
J02 ,
б
:J
I
---l
....
.
,
.
....
....
8
3, ИНО,rда и крыша реЗ рВуара I1редварительно свариваются В
I виде ПОЛОТНИЩ на специа!lЬНОМ заводе. После сварки, осмотра
и контроля швов полотнища на специальном стенде свертывают
в рулон, диаметр KOToporo подобран таким образом, что раз I
вертывание erd не вызывает остаточных деформаций. ,
, в соответств'ии с rабаритами поg.вижноrо состава железных
дороr, длина рулона, не дол{кна превышать 13 м, а диаметр
2,86 м. '
На монта}кной ПЛОlцадке раскатывают рулон днища при П0-
мощи; rpaKTqpoB. На не-!,о вертикально устанавливают рулон
стенки и при помощи тра'кторов ра катывают ero по периметру
/5
а
15
Рис. 48., Сборка резервуаров из рулонных заrотово,К:
а подъем рулона корпуса; б разворачивание рулона ((орпуса; 1 стальной
лист; 2 paCTBOp мачты; 3 бо«овые передвижные якоря; 4 задний пере-
движной якорь; 5 трос; 6 расчаЛl(а: 7 трос диаметром 23 мм; 8 поли-
спат в 4 'нит!(и диаметром 18 мм;' 9 рулон корпуса; 10 «падающая стрела»;
11 опорная труба-шарнир; 12 деЙствующий резервуар; 13 леСТJ-Iица;
14 трос; 15 трактор; 16 ферма.
днища (рис. 48). Выверив и закрепив прихватами положение
корпуса, выполняют сварочными автоматами вертикальный шов
на корпусе и кольцевой шов между корпусом и днищем, после
чеrо монтируют ферму, проrоны и кровлю.
В качестве ,основных механизмов, при монтаже применяют
тракторы С-80 с 1яrовым усилием до 8,8 т. ,
Рулонный метод изrотовления позволяет снизить стоимосrь
монтажа каждоrо резервуара на 30 400/0 и сократить объем
сборочно-сварных работ на площадке в несколько ра,З.
Покрытие (крыша) вертикальноrо Р,езервуара вы олняют из
стальных листов, соединенных внахлест. Крыши, как правило,
МОНТИРУI0ТСЯ на стропильных перекрытиях, которые MorYT быть
с Пр,омежуточными колоннами внутри резервуара или бесколон-
ные, опираlощиеся только на стенки резервуара.
103
Стропильные перекрытия выполняют для' резервуаров боль.
,ших прол тов, В виде сложных реш тчатых стальных ферм.-
М'етоды расчета строительных ферм изложены в специаль- ,
ных курсах. /
, Каплевидные (сфероидальные) резервуары ,
, ' , l' , ' , "
Так называются рез рвуары у KOTOpbix форма оqолочки СООТ"
ветствует форме капли жидкости, ле)кащей на не мачи аемоЙ
rоризонтальной,по ерх ости., В 'OCH BY ко струирования таких
I резервуаров положен принцип равнопрочност,И оболочки по-
стоянной толщины, при этом \ полностью используется несущая,
4
I
Рис. 49. Каплевидный резервуар с ОПОРНЫМ КОЛЬЦОМ конструкции rипроспец-
нефти: "
1 ДfIище,; 2 КОРПУС; 3 лестница; 4 площаДI<а с оборудованием; 5 опорное I<ОЛ,ЬЦО.
способность' оболочки, ,так как ПОД действием, внешних сил ее
элемеыты ИСПЫТЫвают одинаковые напряжения растяжения в
любом сечении, нормальном срединной поверхности. _
Так как каплевидные резерву.ары в процессе эксплуатации
подверrаIОТСЯ различным комбинациям наrрузок в зависимости
от уровня' нефтепродукта И давления в rазовом пространстве,
профиль равнопрочной безмоментной,оболочки сф роидальных
резервуаров рассчитывают по наиБО!Iьшей наrрузке, коrда ре...,
зервуар залит до максимальноrо уровня, а давление в rаЗОБОМ
пространст е, равно давлеНИIО, на которое',рас читана дыхатель-
ная арматура. Для упрощения расчета принимаIОТ, что объем
101
, .
rаЗQвоrо пространства, сфероидальных резервуаров, равен НУЛIО.
Построение их контура производится rрафически или ПQ анали..
тическому IJрибли}кенному методу' r. м. 'Чичко, описанному в
книrе' В. И. Черникина «Сооружение И эксплуатация нефтебаз».
(rостоптеХИ3Аат, 1958 r.). '
I На р.ис. 49 роказан общий вид каплевидноrо резервуара KOH
струкции rипроспецн'ефти емкостью до 6'000 м 3 , рассчитцнноrо
на избыточное, давление 0,3 2 ат, с опорным кольцом. Этот ре-
зервуар более распространен, чем каплевидные резерв ары с
Узел I
, ,
". '
Рис. 50. Каплевидный резервуар с экваториальной опорой:
1 напорный дыхательный клапан; 2 вакуумный клапан; 3 поплавковый указатель уровня;
4 приборы для замера уровня и отбора проб; 5 оrнепреrрадитель; б наливная линия
с задвижкой; 7 обратный клапан. '
экваториально,Й опорой (рис. 50). Последние, хотя на их изrо-
товление затрачивается меньше металла (на 15 200/0), сложны
в монтаже и нуждаются в сложных фундаментах.
060руд вание резервуаров " ,
Для правильной, и безопасной эксплуатации наземных сталь-
ных рез'ервуаров, включающей прием, хранение и отпуск нефте-
продуктов, замер уровня, отбор проб и друrие ОП,ерации, на на-
.'
земных стальных резервуарах монтируется специаль ое ooopy
дование.
Для светлы продуктов, нефтей и дизельноrр топлива уста-
новку оборудования производят по схеме, показанной на рис. 51,
для темных нефтепродуктов и масел по схеме на рис. 52.
JOQ
Описание конструкций некоторых видов оборудования и ero
l1аЗfIачение проводится ни)ке.
Верхний световой ЛIОК (рис. 53) служит для проветривания
ВО время ремонта, зачистки резервуара, 'а также для подъема
хлопушек и lчарнирных труб при обрыве рабочеrо, троса.
7
I
I/J}
Рис. 51. Схема ра положения оборудования на
резервуарах для светлых нефтепродуктов, сырой
\ нефти и дизел bHoro топлива:
l светлый люк; 2 люк лаз; 3 замерный люк; 4 прибор
для замера уровня; 5 вентиляционный патрубок; б предо-
хранительный 1 клапан; 7 дыхательный I{лапан; 8 ,(ран
сифонный; 9 перепусююе устройство хлопуш ек; 10 при
еМО 1>аздаТОЧIIЫЙ ,патруБОI(; 11 хлопушка; 12 управление
боковое ХЛОПУШl(ОЙ; 13 оrнеrrрсrрадитель.
3амерный ЛЮК (rOCT 3589 4.7) служит для замера уровня
нефтепродукта и подтоварной воды в резервуаре, а та же для
отбора проб при помощи пробоотборника (рис. 54).
В нтиляционный патрубок (rOCT 3689 47) устанавливается
в верхней точке резервуара с темными продуктами и индустри
альными маслами.
O
ДыхательныЙ клапан (рис. 55).. Пр'ИМеН51ется в резервуараХ
ДЛЯ хранения светлых нефтепродуктов и сырой нефти.
В процессе эксплуатации резервуаров, содержащих светлые
нефтепродукты, сырую нефть и дизельное топливо, происходит
По 11....//
\
\
\
\
\
\\ I
Т
7 .
it
Рис. 52. Схема расположения оборудования на
резервуарах для темных нефтепродуктов и масел:
l световой лю!(; 2 люк лаз; З замерный лIOК; 4 прибор
для замера уровня; 5 вентиляционный патрубок; 6 сифон-
ный кран; 7 подъемная труба; 8 перепускное устройство;
9 приемо ра3"даточный патрубок.
«дыхание» резервуара. При повышении температуры окружаlО
щей среды давление в rазовом пространстве повышается и
часть rаз.а из емкости должна быть выведена. При понижении
температуры давление понижается и для предупреждения обра-
зования вакуума в емкость ДОЛ:iкен быть введен rаз или воз-
дух. Та'кой обмен называют «малым дыханием» резервуара.
107
.Узе./l А
rтm m rm rтn
Ф500
550
-'
-r
Рис. 53. ЛЮК световой.
Ф205
"-
Рис. 54. ЛЮК замер IЫЙ.
f1ри gакачке '13 резер уар продукта ВЫТеснfIется rаз, sаnол..
нивший резервуар; при отк чке осво ождаемый продуктом объ-
ем, ДОЛ)I{еI быть заполнен' каким либо, l'азом (нефтяные rазы,
иноrда воздух). Вытеснение или подсос rазов при закачке вы-
качке называют , <большим дыханием» резервуара. Дыхательные
клапаны должны 'обеспечить нормаЛЬНУIО, с минимальными по-
терям rаза ,работу резервуара при «малых дыханиях» и для
1 типа рассчитываются на избыточное давление 200 мм вод. СТ.
и максима ьное разрежение 25 мм вод. СТ. Устанавливаются на
Рис. 55. НеЦРИ 1ерзающий механический дыхательный
клапан:
1 корпус; 2 тареЛI(а; 3 седло; "4 обойма; 5 защитный кожух;
б оrнепреrрадитель; 7 што!<; 8 направляющая трубl(а; 9 по.
(рытие тареЛi(И (пленка из фторопласта 4). .1
оrиевых предохранителях или в комплексе с rидравлическим
предохранительным клапаном. Размер и количество дых?тель-
ных ,клапанов определяется производительностью насосов, заня-
тых пр,и операциях закачки и выкачки. нефтепродуктов. ,
Типовые механические дыхатеЛЬ Iые клапаны (rOCT 3691-47),
устанавливаемые на pe epByapax, практически неработоспособ..
ны в зимних условиях. Влаrа, содержащаяся в паровоздушноЙ
смеси, при ПрОХQждении через клапаны конденсируется на та-
релках, седлах и напраВЛЯIОЩИХ Шl оках, в результате чеrо они
промерзают. Этот недqстаток устранен в конструкции непример-
зающеrо дыхатеЛЬНОI"О клапана, представленной на рис. 55.
На тарелках этоrо клапана закрепляется фторопластовая пле ..
ка. Седла изrотовляются из, фторопласта 4, штоки обертываlО,ТСЯ
фторопластом и перемещаются в направляющей втулке из фторо..
пласта 4 химически стойкоrо, сохраНЯlощеrо механические
109
своЙства при НИЗКИХ температурах ДО 1 Q06 С, не СМачиsае.
Moro водоЙ (уrол смачивания 114°), имеlощеrо незначительное
сцепление со льдом.
Предохранительные клап'аны (rидравлические), устанавли'-
BaelVIbIe в КОМПJlексе с дыхательными и оrневыми на резервуарах
со светлыми нефтепродуктами,
рассчитываются на большее дав-
ление, чем дыхательные (lVlехани-
ческие) , и вступают в работу в
случаях, коrда последние по тем
или иным причинам не срабаты
вают. :Конструкция клапана по
rOCT 4630-49 на избыточное
давление 55 60 мм вод. СТ. и
разрежение 35........:40 мм вод. СТ. в
наетоящее время заменена новой
конструкциеЙ, рассчитанноЙ на
давление 210 мм вод. СТ. и разре-
жение 30 мм вод. СТ.
, 1iJ'
На рис. 56 показан rидравли"
ческиЙ предохранител,ьныЙ кла-
7 пан конструкции «rипронефте-
Маша». :Клапан заливаI{)Т неза-
мерзающими и неИСП,аряющимися
маловязкими жидкостями, напри-
М,ер дизельным топливом, соляро-
вым маслом, водным раствором
rлицерина и т. П., которые обра-
зуют rидравлическиЙ затвор. При
ПОQ!=>Iшении давления внутри pe
зервуара rазы вытеСНЯIОТ )кид-
кость из внутреннеЙ кольцевоЙ
щели во внеШНIОЮ. Коrда ypl -
вень жидкости понизится до ниж-
ней зубчатоЙ крышки переrород-
ки, rазы начнут прорываться под
переrородками и в атмосферу.
При разрежении жидкость из
нару)кноЙ щели опустится до зубчатой переrородки и откроет
доступ воздуху во внутрь резервуара. Зубчатая кромка пере-
rородки способствует спокойной .работе клапана. Во избежание
одновременной работы двух клапанО'в, дыхатель оrо ,и rидрав-
лическоrо, последний .устанавливают на повышенное давление
и более rлубокое разре)кение (на 5 lOO/o).
.Оrнепреrрадители, или заrрадители пламени, предохраНЯIОТ
резервуар от проникновения внутрь ero оrня и искр через дыха-
тельные и пр дохранительные КJIапаны.
<
1- .
Рис. 56. Предохранительный
(rидравлический) клапан кон-
струкции rипронефтемаша:
1 штуцер l(лапана; 2 стакан.-' для
жидкости, 3 подв еснан п ереrородка;
4 каплеуловитель; 5 вентиляционный
патрубок с сеткой; б воронка для за
дива жидкости; 7 указатель 'уровня
со спускным краном; 8 предохранитель
, иая трубка. '
110
На рис. 57 показан оrнепреrрадитель, представляющий собой
фольrОВУIО кассету, состоящую из rофрированных и плоских
алюминиевых лент, свитых в спираль и образующих ряд парал
лельных клапанов. Преrрадители этоrо типа устойчивы против
'обледенения и обладаIОТ небольшим rид 1
равлическим сопротивлением; монтируются
orHeBbIe предохранители обычно под дыxa
тельным клапаном.
Пенокамеры представляют собой YCT "
ройство, устанавливаемое на верхнем поясе
резервуара и предназначенное для ryu1t:-
ния rорящих нефтепродуктов ,посредством
пены, подаваемой в резервуар под давле
ни ем по пенопроводу.
Пена разрывает мембрану из промаслен-
HOI"'O картона или листовоrо свинца, посту
пает на поверхность нефтепродукта и, пре
пятст'вуя доступу кислорода в резервуар,
rасит пламя. На каждые 10 м диаметра
резервуара устанавливается одна камера.
Конструкция пенокамеры представлена на
рис. 58.
Водоспускной кран (рис. 59), YCTaHaB
ливаемый на нижнем поясе резервуара,
предназначается для периодическоrо спус
ка подтоварной воды, предохраняющей неф-
'тепродукт от утечки через неплотности дни-.
ща. Подтоварная вода накапливается при Рис.
I хранении обводненн х нефтепродуктов или
подкачивается искусственно. «Зеркало» по
душки ,используется для отсчета при за
мерах нефтепродукта. Нормальная высота
водяной подушки равна 3 5 Cht над BЫC
шеЙ точкоЙ дна. В процессе эксплуатации
кран осматривается обычно перед спуском продукта, но не ре)ке
двух раз в месяц. Во избежание замерзания, патрубок крана
после спуска воды должен находиться в rоризонтальном поло-
)кении.
Х,лопушка препятствует утечке нефтепродукта из резервуара
в СJIучаях повреждения т,рубопроводов и арматуры. ХЛОПУПIка с
упра'ВлениеNI показана на рис. 60'1
Подъемная тру,ба с шарниром, блоком и лебедкой устанав-
ливается нутри резервуара для темных нефтепродуктов и ма-
сел целью отбора их с требу,емой высоты. Подъемная труба
показана на рис. 61. '
Подоrреватели служат для подоrрева темных нефтепродук-
тов и масел некоторых сортов, вязкость которых при хранении
2
J
'f
5
8
7
57. Оrнепреrра-
дитель:
1 фланец; 2 прижимные
болты; 3 корпус; 4 l\р е
n ежные болты; 5 фаль-
rовая rофрированная спи-
раль (кассета); б кожух
спирали; 7 уплотняющая
проклаДI(а.
1 i 1
в резервуарах по разным причинам увел чивается, настолько"
что перекачка их по трубопроводаl'Л без подоrрева предстаI3
ляется невозможной. 'Подоrрев нефтепродуктов в емкостях про
2
....
8
7 , -- . . .
Lf r ' j
Ж=, ,=(' = J
......,.....,.. . ..
1 :C=1 T .
Рис. 58. ПеНОI<амера;
1 пенопровод; 2 мембрана; 3 корпус камеры; 4":'" кры-
ШI(а корпуса (для смены мембраны); 5 пснослив; б цапра-
вляющий козырек; 7 верхниЙ пояс резервуара.
изводится почти исключительно apOM, с применением преиму
щественно внутренних подоrревателей, отличающихся просто
той,.- экономичностью конструкций и вы,сокой эф,фективностыо.
Подоrрев делается общий для Bcero резервуара и обеспечивает
такую температуру и вязкость продукта, при которой он беспре
пятственно подтекает к месту вывода.
112
,-
/
/
Q:)
,
.
,
,.
t
8 щ\. 299
. 81\ ..
cцC'\:S
o
tI::t::S
Q) о
e::: 1 t::
CQ о
C'\:S t:::
, м
I
о.....
e:::t::.....
C'\:S0
CQ Е-4 ...
I и
I
с]) 001;:
::s:: .. .
::r: C'\:S....
(l) O \
r=: :s::g \о
E-4tI::0
CQ
О.с с\3 Е-4 C'\:S
t:: u Q) t::
е :s:
cц :а
u о е::: :X::
S g
s I CQg
I S
k'....
t:: . ... t:: С:Ц
О C'\:S....06
r=:
\oCQ Q)
C'\:S E-4
О 'g О
Ф\О::Z::ul
etS I о""
u .....
Е-4
Q.. c.:s" :s:
(-o o
CQ.....=
I u
C\3C'\:S
....С)(I)
C)I
\О <::>
etSt::.....
о..сц
c;
I I
,.", i(;) l:tI
Ь="
C'\:S
сц
I
ct) ы
с\.1 :s:
::t::
9.J
\ :> @ .
'-Jt::::> О С);;
::r: с:ц
<:::) и::а
U (I)
t::o
t:: g.
u I
о Ii(;)
1::{ ...... ...
о ..." r::t
CQ g
. ... f-4
ci o
li.) I
u
::s::
t:lt t::
:s::
о
tI::
u
'
t:: .
u
I
'"'1
2
3
а
Рис. 61. Подъемная тру-
ба:
1 труба; 2 роликовые блоки;
3 трос; 4 УI(азатель НО-
ложсния трубы: 5 л еб едка;
б перепускное устроЙство;
7 шарнир трубы.
,
228 O
р цс. 62. Секционный трубчатый, ПОДОI:реватель для
установленный в резервуаре.
общеrо подоrрева,
.............
ПРОО!lкт
Рис. 63. Схема установки трубчатоrо подоrревателя (вид в плане).
а
8:f;
)
6800 1
о
Рис. 64. Местные подоrреватели:
а шахтный; б в ерТИl\альный.
/'
СеКЦИОННЫli трубчатый подоrреваrель для О,бщеrо nQдоrреsа,'
установленный в резервуаре, показан на рис. 62 и 63, а местные
подоrреватели на рис. 64. \
Резервуары для хранения нефтепр.одуктов
ПОД давлением
.
Описанные выше верти'кальные стальные резервуары, 1 и 11
типов мало приrодны для хранения леrких нефтепродуктов, так
как конструкция их рассчитана на небольшие избыточные дaB
ления (не выше 200 мм вод. ст.) и разрежение 25 мм вод. ст.,
r а при указанных пределах
Д,авлений наблюдают'СЯ боль
'шие потери от испарения
леrКИХ i { нефтепродуктов,
имеIОЩИХ значите{lьное дав-
ление паров.
ДJIЯ хранения нефтепро-
дуктов при более высоких
.6)
давлениях применяют резер-
вуары следующих конструк-
ций:
1) радиа ьные с OKpЫ"
тием в виде секционных CBO
дав, рассчитанные на избы-
точное давление 0,7 ат, ем-
костью до 13 000 М З ;
2) цилиндрические со
сферическим покрытием для
избыточных давлений до
0,45 ат, емкостью до 5000 м З ;
3) полу сфероидальные
ертикальные цилиндриче-
ские, со сферическими ,дни
щами и покрытиями, pac
считанные H избыточные
давления до 0,45 ат; ' MKO
стью ДО 1500 А1 З .
4) шаровые и каплевид-
Рис. 65. Illаровой резервуар емкостью ные.
600 м 3 . С кольцевой опорой на избыточ- Особенно широко приме-
1I0е, давление 6 T rICM2.' няются шаровые и капле-
видные резервуары, исполь..
хранения сред с изБЫТОЧН IМ
С-)
<:3)
7458
зуемые в настоящее время для
давлением до 2 ат и выше.
Шаровые резервуары (сферы) на нефтезаводах примеНЯIОТ'
для хранения пропан бутановых фракций, а также в качест е
116
элеkтродеrидраторов на установках электрообессоливания неф-
ТИ. При их сооружении расходуется мен ше металла, чем на
,ЦИЛ,индрические rОРИ30нтальные резервуары. Они MeHe , опасны
\ ,..
\
-...,;;;
'.t)
q)
7900
Рис. 66. Шаровой резервуар емкостью 600 лt 3 на избыточное давление на
колоннах 2 кТ / с-м 2 :
1 дыхательная арматура; 2 поплаВI(ОВЫЙ указатель уровня; 3 прибор совмещенной I(OH-
струкции для замера уровня, температуры и отбора проб;' 4 задвижка; б приемный и раз-
, даточный патрубки; б'..... дренажный кран.
в пожарном отношении, так как' «дыхание» в них происходит
ре}ке, чем в обычных резервуарах.
Толщину оболочки шаровоrо резервуара, без учета явлений
MeCTHoro изrиба И концентрации, напряжений у опор, можно
определить по формуле:
б == (Р + Ри) D с-м
4Я р
117
cJ e п....... диаме'l"Р ШарОf3dtd резе,рвуара, ем: '
р rидростатическое давление, кТ /см 2 ;
Ри . избыточное давление, KF/cM2;
R p расчетное напряжение, принимаемое в соответствии
справилами 'rосrортехнадзора по которым запас
прочности по отношению к пределу прочности дол-
жен быть не менее 4. '
При избыточных давлениях более 2 ат и значительных 6
вследствие большой жесткости шаровые pe epByapы опир ют
на ряд опор, приваренных к нижнему, усиленному поясу, KOTO
рые передают давление на кольцевой' фундамент (рис. 65).
Тонкостенные шаровые оболочки для резервуаров, рассчи
танных на давление менее 2 ат, устанавливают наиболее часто
на стойках (рис. 66). Средний пояс таких резервуаров делают
большей толщины и усиливают по экватору ребрами или кольцом
)кесткости. Опорные башмаки стоек привариваIОТ снару)ки к
экватори?льному поясу, а стойки для большей жесткости свя-
зываIОТ системой растяжек.
Расчет резервуаров
Определение основных размеров вертикальных стальных ре-
зервуаров. В основу соору}кения стальных резервуаров поло-
жен принцип минимальной затраты металла. Метод определе-
ния наивыrоднейuтеrо соотношения диаметра и АЫСОТЫ резер-
/ !t
:L
t I
с т
R
:::t:
а.
6
IВI
а
Рис. 67. Эпюры давлений и толщин стенок резервуаров:
а эпюра rидростатическоrо давлении; б то же при избыточном давлении под поп ерх-
НОСТЬЮ ЖИДКОСТИ; в и z эпюры толщины CTeHOl( резервуара.
вуара, при котором весь металл корпуса был бы равномерно
напряжен, предложен в 18 3 r. В. [. YXOBЫM и без существен-
ных изменений применяется до наст6ящеrо времени. На рис. 67
представлены эпюры давлений и толщин стенок резервуаров.
Если отсутствует избыточное давление над поверхностью жид-
кости, давление жидкости на стенки распределяется по закону
треуrолыIкаa (рис. 67, а), при нали ии избыточноrо давления .........
по закону трапеции (рис. 67, б).
118
"1
в первом случае в нижней точке, у днища pe epByapa rидро ,
статическое давление будет
р == Hv ltr / с.м 2
rде Н высота резервуара, см;
V удельный вес, кТ/см 3 .
На рис. 67, в в соответствии с этой формулой изображена
теоретическая ЭПlора толщины стенок резервуара, представляю
щая собой при полном наливе и без избыточноrо давления Tpe ,
уrольник adf. ,
Для резервуаров c избыточным давлением теоретическая
эпюра ТОЛII.J:ИНЫ стенки I преДСТавляет собой трапецию (рис. 67, а).
Сооружают резервуары с постоянной и переменной толщи
ной стенки.
\ Резервуары с ПОСтоянной толщиной стенки. Высота, резер
вуара, при которой объем металла будет минимальным, опреде
ляется из уравнения
.. 3; V/\,2
Н == V см
:rtб с
rде V объем резервуара, см 3 ;,
л суммарная эквивалентная тол,щина 1 см 2 днища и
крыши;
Ь с толшина стенки корпуса, СМ.
Минимальный объем" металла, необходимый для сооружения
резервуара с постоянной толщиной стенки корпуса опреде
qJ1яется по формуле:
l ' 2 2 з'
Qmin == з v 1tлЬ с V см
В резервуарах с постоянной толщиной стенки корпуса Me
талл используется не рационально.
Резервуары с переменной толщиной стенки. Высота резер
вуара с еременной толщиной стенки, удовлетворяющая усло
вин) экономичности
Н== V Д: (6 к + 6)\) см .
Минимальный объем металла', необходимоrо для из'rотовле
ния TaKoro резервуара, будет
I Qmin == v [ 2" / l (6к + 6 д )+ l +h ] + пb5 см 3
V ад ад V
rде h высота одноrо пояса, СМ.
Минимальный объем металла, необходимый для сооруже
ния резервуаров с переменной толщиной стенки, работающих
119
с избыточным 'давлением
Qmln == v о: {[ 2 V (б к +б д ) +н и ] + h } сЛt З .
По диаметру и высоте, рассчитанным по указанным выше
формулам' и скорректированным по размерам листов, YCTaHaB '
ливают число поясов и рабочую высоту резервуара. Толщину
стенок каждоrо пояса с учеТОl\1 прочности шва и прибавки на '
КQРРОЗИЮ определяют по формуле:
(h 1 +Н И ) v D +
u == 2 с см
, адСР
· () +К т '
r де ад == т допускаемое напря)кение на растяжение,
п
кТ/см 2 ;
к == 0,9 коэq)фициент однородности для стали марок Ст.2 И
, Ст.3; , ,
m:t:=: 0,8 коэффициент условий работы (для резервуаров, CBa
, риваемых на монтажной ,площадке);
О'т предел текучести; )
п === 1, 1 коэффициент переrрузки;
h 1 rлубина располо)кения рассчитываемоrо llояса над'
урЬвнем )кидкост в резервуаре, см; ,
Ни избыточное давление над поверхностью, мм вод. СТ.
Расчет ферм перекрыт й, для резервуаров. Условию мини-
мальноrо веса сrрОllильноrо перекрытия отвечает число ферм n,
связанное с пролетом ферм:ы уравнением
nD
п== 5+0,1 шm
"-
rде l) пролет фермы, М.
Высота фермы h зависит от числа панелей т и по Н. С. Стре-
лецкому и А. Н. rениеву р'екомендуется:
для ферм с треуrольной решеткой
\
h == ... / (2т + 3) т .М
, т V 3 (т + 2) ,
для"ферl'Л с раскосной решеткой
h == D ... / 2т 1 .М
п'l V 6
,
..
ТЕХНИЧЕСКИЕ'> УСЛОВИ?I НА изrОТОВЛЕНИЕ
И ПОСТАВКУ ЕМКОСТЕй И РЕЗЕРВУАРОВ
Обычно пуотqтелые аппараты изrотовляют на специализиро..
ванных заводах химическоrо и нефтяноrо' машиностроения по
чертежам и техническим условиям, выполненным проектной ор-,
rанизацией.
12Q,
в техническйх услов ях указываются класс аппарата, рабо
чие условия, назначение, материал корпуса, днищ и друrих
элементов, сварочный материал, необходимость отжиrа, условия
d!1Р ССОВКИ, особенности монтажа, а также пер числяются ДOKY
,менты, подтверждающие соответствие примененных материалов,
способов изrОТОВJIения и' контроля, требованиям технических
условий.
Если в процессе, изrотовления заменяли материалы или вно-
с;ил,и изменения в конструкции, то ,соотвеТСТВУlощие документы
на', эти изменения должны' быть внесены в технические 'условия.
'Резервуары изrотовляются на заводах-изrотовителях и мон"
, ,
тируются по ведомственным техническим условиям.
Приемка и хранение. Недостаточное внимание к правилам
приемки и хранения аппаратов приводит к затяжке их монтажа,
к дополнительным работам и затратам С,редств.
На нефтеперерабатывающие заводы аппараты поступают
полностью собранные (включая и все внутреннее оборудова..
'ине), или со сваренным корпусом, но ез BHYTpeHHero оборудо-
В'ания, которое поставляется' отдельно, а также частями для
сборки на месте установ'ки.
В первом случае 'пр емка сводится к проверке ко плектно
сти технической документации, соответствия аппарата чертежу
и техническим условиям, к правильной разrрузке ero с желез..
I ОДОРОЖНОЙ плат,формы или судна, доставке на место хранения
до' монтажа. Соответствие аппарата чертежам проверяют обме-
ром erp основных размеров. Проверяют также расположение
штуцеров, люков, лазов, опор ,н BHYTpeHHero оборудования. При
разrрузке нельзя сбрасывать аппара...ты с платформ, строповка
должна исключать возможность повреждения Iптуцеров, люков,
опорных частей, кронштейнов для металлоконструкций и друrих
выступающих частей или корпуса аппарата.
Во втором случае выполняют все перечисленные операции,
проверяют комплектность' BHYTpeHHero' оборудования, размеры
отдельных узлов и возможно rь их установки внутри корпуса.
В третьем случае, кроме контроля комплектности прставки, не-
обходимо 'пр6верять возможность соединеrrия и сборки деталей,
правильность маркировки, 'подrотовки KpO OK под сварку, пра..
вильность различноrо рода вырезов, соответствие присланных
,электродов условиям сварки при' монтаже, возможность мон-
тажа на данной строительной площадке, контроля качества
сварки в данных условиях. ,
При выявлении каких либо отступлений от чертея{ей состав..' ,
Ляют акт для предъявления рекламаций заводу-изrотовит лю.
Для хранения аппаратов должно быть выбрано сухое lHecTO,
не заливаемое ливневыми или вешними водами, обеспечиваю-
Iцее с ободный доступ для поrрузки и транспортировки rрузов
к месту монтажа.
12]
Аппараты укладывают на подкладки. Для длительноrо хра..
lIения неокрашенные части покрываIОТ предохранительной,
леrко отделяющейся смазкоЙ.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.
Эксплуатация оборудования. Всякий технолоrическиЙ про
цесс мо}кет нормально протекать только' в том случае, коrда
в каждом аппарате осуществляются заданные операции. По
этому для каждоrо аппарата предусматриваIОТСЯ CTporo опре
деленные условия работы давление, температура, KOpOCTЬ
движения продукта, .положение уровня и др. '
На эксплуатационный персонал возлаrаются слеДУI-Gщие обя
занности:
1) приемка оборудования после монтажа. или ремонта;
2) пуск установки и установление в каждом аппарате рабо
чих условиЙ, заданных технолоrическоЙ картоЙ;
3) соБЛlодение технолоrическоrо режима наблюдение за
ходом процесса по приборам, реrулирование, ПР.f>изводство за
меров, отборы проб, периодические записи показаниЙ приборов;
4) наблюдение за техническоЙ исправностью аппаратов, пре
дохранительноЙ, запорной, реrулирующей арматуры, контроль-
ных и дренажных устроЙств;
5) предупреждение и устранение аварий. Аварии MorYT вы-
зывать остановку установки. При некоторых видах неисправно
стеЙ остановка установки не обязательна. Такие неисправности
MorYT быть устранены «на ходу», если это допускается прави
лами техники безопасности; \
6) остановка установки, Т. е. остановка аП,паратов в опре-
деленной последовательности, предусмотренноЙ технолоrиче
ской картой процесса;
7) подrотовка аппаратов к ремонту;
8) ремонт аппаратов (если ремонт возлаrается на эксплуа-
тационный персонал) ;
9) приемка оборудования после ремонта (если ремонт про-
изводится специальной службой).
Вертикальные цилиндрические аппараты примеНЯI-GТ и' экс-
плуатируют на мноrих установках в самых различных условиях,
определяемых технолоrическоЙ картой. Обслуживающему пер-
соналу приходится выполнять все работы, перечисленные выше.
Обычно обслуживание этих аппаратов поручают помощнику
оператора, реже оператору, который совместно с работником
ремонтной rруппы выполняет работы, указанные в пунктах 1,
--...
/
* в этом разделе изложены общие вопросы эксплуатации оборудования
(ВКЛJочая емкости и резервуары) и техники безопасности. Дополнительные
сведения по этим вопросам приведены в соотвеТСТВУIОЩИХ rлавах книrи.
. I
122
4, 5, 7 и 8, а работы, перечисленные в пунктах 2, 3 и 6, выпол
няет самостоятельно по указанию старшеrо оператора.
Новое' оборудование принимает rруппа механика цеха по
общесоюзным правилам или ведомственным техническим yc
ловиям .
При приемке аппаратов после ремонта проверяют докумен-
тацию о произведенных работах (по дефектной ведомости),
плотность люков, соединений в штуцерах, сварных швов, арма-
туру и дренажные устройства, изоляцию адпаратов, прочность
/ . u...
И исправность площадок, лестниц, оrраждении и rрузоподъем
ных устройств. Приемку оборудоgания оформляют актом. '
Пуск установки весьма ответственная операция, требую-
щая от обслуживающеrо персонала четкой и слаженной работы.
Как правило, на каждои установке имеется инструкция, в кото-
рой изложены правила пуска с указанием общих требованиЙ
и требований по каждому аппарату. '
К общим требованиям относятся: заблаrовременное извеще-
ние смежных ,цехов и обlцезаводских подразделений (цех водо-
снаб)кения, центральная распределительная подстанция, тепло-
электроцентраль и др.)' о времени предстоящеrо пуска ус-
тановки, проверка на проходимость дрена)кей, и правности
системы паротушения и наличия пара в ней, качества уборки
территории, схемы подrотовки установки к IJYCKY.
В требованиях по каждому аппарату даются указания, Ka
кие операции и в какой последовательности необходимо выпал-
'"
нить для прокачки, продувки и вывода установки на заданныи
j
ре)liИМ.
В период пуска необходимо учитывать возможность замер-
зания дренажных устройств, скопления rазов в системе, а так-
же друrих неисправностей. '
Такие. неполадки приходится устранять в то время, коrда
система заполнена нефтепродуктом и установка fIаходится в ра-
бочем или близком к рабочему состоянии.
Несоблюдение правил техники безопасности при устранении
u u
неисправностеи может послужить причинои несчастных случаев.
Так, например, дренирование аппарата при неисправных дре-
нажных устройствах и выполнении работы без противоrаза мо-
жет привести к отравлению оБСЛУ,живающеrо персонала и к за-
rазованности территории. Применение OTKpbIToro оrня для ото-
rpeBa замерзших устройств может привести к взрыву и пожару.
Конструкции, ,рассматриваемых аппаратов весьма простые
и потому наблюдение за их технической, исправностью, в основ-
ном, сводится к наблюдению за исправностью арматуры, дре-
на)кных устройств, ЛIОКОВ, штуцеров, контрольных отверстий на
поверхности аhпарата, прочности и надежности изоляции.-Следы
просачивания продукта указывают на скрытые пор оки в свар-
ных швах в основном металле.
123
"
Некоторые из замеченных неиспраВНОСТ I\ MorYT быть YCTpa
нены «на ходу». На крышках ЛIОКОВ или фланцах штуцеров ап
паратов, работающих под небольшим давлением и при низкой'
температуре (до 1500 С), допустима подтяжка raeK. Обычно
,на установке имеется инструкция, в которой перечи ляются
работы, выполняемые «на ходу», без выIлюченияя аппарата:
Обо всех замеченных неисправностях, устраненных и не
устраненных, следует делать 'подробные записи в вахтенном
журнале и докладывать руководству цеха., Все неисправности
должны ,быть BHeceHbi в дефектную ведомость и при бли)кай,
шем ремонте устранены. ' , '
Обслуживающий персонал должен быть знаком с видами
аварий, возникающих в результате нарушений теХнолоrическоrо
ре)кима, а также аварий в смежных цехах, влияющих на pa
боту данной установки. Различают аварии, при которых, необ
ходима 'остановка установки и аварии, rде остановка не обя
зательна. I
I В инструкциях по установкам указаны .виды аварий, при KO ,
торых, произврдят нормальную или аварийную O.CTaHOB Y. По
следовательность операций зависит от места и вида аварии.
ПРИ' друrих авариях,' требующих остановки установки
(например,' при прекращении, подачи пара, электроэнерrии,
'Воды, разрыве линий, 'выходе из.. строя одноrо или rруппы ос..
новных аппаратов), устанавливается друrая последовательность'
работ. "
Кроме инструкций по эксплуатации данной устаНОВI{И, аДI\1И
нистрация завода разрабатывает для каждой установки, «П р а ..
в и л а в н у т р е'н н е r о р а с пор я Д к а», ' в. которых 'УК,азы-
вается распределение обязанностей де}курноrо персонала в пе..
риоды пуска, нормальной эксплуатации, авари,Й, остановок и
ремонта. В соответствии с этими правилами эксплуатационный I
пеРСОНqЛ обслуживает ,назначеННУIО ему rруппу аппаратов и
трубопроводов. t ' , ,
При авариях, коrда остановка не обязательна, ехнолоrиче..
ский режим по аварийному узлу или по всей установке облеr..
чаIОТ и принимают меры по ликвидации' аварии.
При остановке установки от обслуживаlощеrо персонала'
также требуется четкая и слаженная работа, знание своих обя..
занностей и последоватеЛЬ -IОСТИ ,проводимых операций. ,YCTa
новку останавливают под руководством старшеrо оператора.
О начале остановки заблаrовременно предупре дают связанные
с данной установкой подра делеНИ$I завода и пожаРНУIО охрану.
До остановки подrотовляют и пр?веряют устройства, связанные
с процессо остановки. , '
Пропарку и промывку отдельных аппара ов производят в
cTporoM соответствии с инструкцией по эксплуатации уста",
новки.
12'1
При ремонте досту:п B YTPЬ аппарата ра'зрешается только
, Iо ле пропарки, промывки и получения положительных резуль..
татов аII':!лиза воздуха, взятоrо ,ИЗ аппарата.
На мноrих установках пропарка является одной из вз)кней..
ших операций. Ее' необходимо проводить 'по инструкции, в КО..
торой указаны порядок и последовательность всех необходимых
р а б от.
После пропарки в зависимости от указаний либо дополни..
тельно пропари ают отдельные аппараты с п'ослеДУIощей про-
мывкой, лиро аппараты промывают. I ,
l-1з промыIоrоo аппара.та д.ry:я, анализа берется проба воз'..
, духа. Если в воздухе содержатся вредные примеси повышенной
концентрации, прqмывка продолжается до тех пор, пока не бу-
дут получены положительные результаты. После этоrо началь..
ник установки или друrое,ответственное лиц6 дает разрешение
на, открывание nIOKOB.
Если на аппарате иМ'еется несколько люков, то их нужно
открывать, начиная с ,BepxHero; при наличии одноrо люка необ-
ходимо, открыть в верхнеЙ част апрарата один штуцер, после,
чеrо можно открывать люк.' , '
. После открытия люков проводят повторный анализ возду а,
посл , чеrо приступают к внутреннему осмотру аппараТff. В про..
цессе ОСМО,тра за олняют типовую дефектную 'ведомость, кото..
рую передают руководству, установки или це,ха' на утверждение,
а зат'ем в ремонтную rруппу на ИС,полнение. О результатах
осмотра составляют акт. .
. I
Все эти работы производят с, соблюдением правил техники
безопасности и противопожар ь х> м роприятий. :
Особое внимани )при эксплуатации резервуаров до'лжно быть
I обращено на поддержаНИ,е их rерметичности и предупреждение
течи в корпусе и ДНИIl е, которые при обнаружении устраняются
" немедленно, наложением аварийноЙ ензостойкой замазки (аце..
'тон + целлул,оид + аЛЮlVlиниевая пудра I--- тальк). \
В случае появления течи в сварных швах корпуса и днища
, перед ремонтом' pe epByap ОСВQбождается от продукта. Течь в
Днище мо)кет быть вызвана неравномерноЙ . осадкой основания
резервуара, ПОЭ,тому, необходимо тщателья'ое наБЛlодение за
осадкой ф'ундамента резервуара. I
Во избежание размыва основания следует тщательно сле..
дить за состоянием отмостки откосов и чистотой кювет канали..
зации BOKpyr резервуара.
Для зачистки,резервуаров широко'применяют механические
скребки, лопаты" специальные передви)кные вакуум установки и
автоматически действующие промывочные приБОрЫ 1 (rидромо-
ниторы). При смене нефтепродуктов в резервуаре' последниЙ
должен' быть тщательно зачищен. Зачистку резервуаров после
хранения светлых нефтепродуктов допускается выполнять только
125
деревянными лопатами, неметаллически и щетками, метлами,
ветошью и т. п.
Пребывание в резервуарах персонала, . производящеrо за..
чистку, разрешается только в противоrазах и спецодел{де.
Во избежание замерзания воды в арматуре и ['арнитуре ре..
зервуара и нарушения нормальной эксплуатации перед начаJIОМ
осенне..зимнеrо периода и зимой, воду из Hero необходимо уда..
лять.
Для oTorpeBa оборудования следует пр.именять пар или меш..
ки с rорячим песком.
В' целях предотвращения переполнения резервуара необ..
ходимо cTporo слеДИТh за высотой уровня при Наливе. Положе..
ние уровня с учетом расширения нефтепродукта при повышении
температуры, определяется недоливом 3 50/0 емкости резер..
вуара. ,
Неплотности в крышах, являющиеся причиной потерь леr..
ких фракций, продуктов, следует устранять немедленно. .
Перед сливом продукта из резервуара подтоварНУIО воду
осторожно выпускаIОТ через сифонный кран в канализаЦИIО. От..
стоявши'еся от воды и мехаНI1ческих примесей TeMltыIe нефтепро..
д'укты извлекают из верхних слоев при помощи подъемных труб.
Несртепродукт, оставшийся ни)ке приема всасываlощеrо тру- i
бопровода, откачивается насосом через ЛIОК. ,..'-. /
Резервуар, освоБО)I{денный ОТ продукта, после открытия верх..
них и нижних ЛIОКОВ И азов, тщательно вентилируется и про..
паривается, в случае отсутствия пара резервуар подверrается,
двукратному заполнению водой.
Резервуары Д:олжны быть снабжены средствами пожароту- \
шения. I I
Средствами пожаротушения являются пена, пар и вода. "Для
получения пены применяют порошки, состоящие из кислых и
I1 елочных солей и стаБИЛИЗИРУI-Gщеrо вещества, которые после
смешения с водой в пеноrенераторе обраЗУI-GТ стойкую пену,
подводимую через рукавную линию, в пеносливную KaIXIepy,
установленную на резервуаре. ,
Воздушно..l\1еханическая пена представляет собой механи
ческую смесь воздуха, воды и пенообразователя, образуется
путем перемешивания водноrо раствора пенообразователя с
подсасываемым воздухом на специальном оборудовании.
Тушение распыленной водой осуществляется через стацио..
. нарные распылители: щелевые (бортовые) и' дефлекторные. При-
меняется для резервуаров емкостыо до 1000 м 3 . Тушение паром,
переrретым или насыщенным (предпочтительно последним), ре.. '
комендуется при соответствующей мощности парОСИЛОВОI'О ха..
зяйства.
Резервуарное оборудование. При осмотре оборудования не..
обходимо'прьверять плотность фланцевых соединений, сальни..
126
u
ков, а также места присоединении арматуры к корпусу резер-
,вуара, устраняя замеченные течи.
ДыхательныЙ (механическиЙ) клапан. Не менее двух раз в
месяц летом и четырех раз зимоЙ (при температуре воздуха
ни)ке 00) необходимо очищать седла, тарелки, штоки от различ
ных отложениЙ и ржавчины щетками и ветоillы,, смоченными
в керосине.
Примерзшие к седлам тарелки клапанов и обмерзаlощие пре
дохранительные с тки следует oToI'peTb паром или мешками с
rорячим песком. Чистку следует проводить при атмосферном
давлении.
Предохранительный ( сид рав/lический) клапан. 3 алив )кид
кости В клапан и проверку уровня следует производить при qT
крытом замерном люке. Жидкость нужно менять два три раза
в rод. При обнаружении в клапане воды ее спускаIОТ через ниж
ний кран указателя уровня.
Оzнеnреzрадители следует осматривать ежемесячно, OДHOBpe
менно с дыхательным'и КЛ,апанами при температуре ниже 00 два
раза в месяц. Кассеты следует очищать от пыли и rрязи, обду-
вая паро'м или промыв растворителями, не допуская обмерзания,
а поврежденные кассеты немедленно заменять.
, Пенокамеры. Не менее двух раз в месяц необходимо прове
рять / наличие и состояние диафраrм, срочно заменяя испорченные.
,Для защиты резервуаров с леrкими нефтепродуктами от
HarpeBa солнечными лучами необходимо их периодически OKpa
шивать. Для этой цели рекомендуются светлые краски (белые
и аЛIоминиевые) с высоким коэффициентом отрал{ения.
, Заu{ита стальных резервуаров от коррозии. В процессе экс
плуатации в результате коррозии стальные резервуары разру
шаются. Коррозии MorYT быть подверrнуты как внутренняя, так
и наружная стороны резервуара.
Для борьбы с' коррозией, пора)l{аlощей внутреННIОЮ сторону,
применяют коррозионностойкие металлы (природнолеrирован
ные), цементные и пластмассовые покрытия, лаки и эмали.
Коррозия наружной стороны резервуара не отличается осо-
бой интенсивностью и может быть предупреждена защитой, на..
u u .,
ружных поверхностеи корпуса, крыши и стропильнои системы
механически прочными и водонепроницаемыми лаками, метал-
лическими красками и перхлорвиниловыми эмалями. Способы
защиты днища резерв rаров следующие:
а) применение нейтрализаторов (добавление в подтоварную
воду щелочей, нейтраЛИЗУЮll ИХ кислоты);
б) покрытие днищ? слоем торкрет бетона толщиной 75 мм
(1 ряд) до 125'мм (2 ряда);
в) применение автономных анодов.
В последнее время для строительства резервуаров стойким
против, всех видов коррозии считается биметалл, т. е. двухслойный
127
лист, представляющий собой лист ,оd5ычной уrл'еродистой стали,
облицованный леrированноЙ листовой сталы-о.
Техника безопасности. ПроrраммоЙ КоммунистическоЙ Па,р
тии <;::oBeTcKoro Союза предусмаТРI1вается всемерное оздор вле-
ние условиЙ труда, внедр'ение на всех пр'едприятиях современных
средств техники безопасности и обеспечение санитарно-rиrиени-
ческих УС.[Iовий, устраняющих производственныЙ травматизм и
профес,сиональные заболевания.
, На каждом неф теперераб{lтываIощем заводе' имеется слул{ба
техники безопасност'И, работаIощая на основании правил, раз-
работанных Научно-исследовательским институтом по, технике
безопасности и утвержденных rосударстпенными орrанами.
Общее руководство техникой безопасности, ВОЗ,zIаI'ается на
rлавноrо инженера предприя'rИЯ, а проведени, необходимых Me
роприятий по технике безопасности и охране труда по отдель-
, u
НЫМ цexa , установкам, участкам на ,руководителеи перечис-
ленных подраздел'ений. Работа лиц, ответственных за технику,
безопасности, проводится под rосударственным, партийным и
профсоюзным контролем. Дирекция .,предприятия А)обяз на opra-
низовауь изучение правил BHYTpeHHero распорядка предприятия,
инструкций по 'эксплуатации, ,правил техники безопасности,
-охраны труда и противопожарных мероприятий. О,собенно подроб-
но' должны' быть изучены правила техники безопасности на ра-
бочем месте общие и по индивидуальной защите рабочеrо. Ди-
рекция дол)кна требоват}> от рабочих cTpororo соблюдения всех
требо.ваний техники безопасности, охраны !руда и пожарной бе-
зопасности, проводить аттестацию, периодически проверять зна-
ния работаlощеrо персонала.
Рqботающий персонал обязан знать и соблюдать правила
виутреннеrо распорядка, техники безопасности и охраны труда,
пожарной беЗ9пасности и инструкции по э сплуатацйи.
Знание характера производства, правил эксп уатации, воз-
мо)кных причин И ;источников воспламенении rазов и жидкостей
в производственных или' складски)\ емкостях и помещениях, фи-
зико-химических свойств и пок азателей взрыво и пожароопас-
ности сырья, растворителей и промежуточных продуктов произ
Бодства в значительной степени облеrчает усвqение пра ил тех-
ники, безопасности, способствует безаварийной работе установки. .
Несоблюдение правил BHYTpeHHero распорядка техники бе-
зопасности, ПРОТИВ.9пожарных мероприятий, инструкций. 'по
u
эксплуатации может слу)кит цричинои несчастных случаев .и
аварий. '
rЛАВА 9
OCHOBHblE фр АКL ИОI;ИРУЮЩИЕ АППАРАТЫ,
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ И АППАРАТЫ
РА3личноrо НАЗНАЧЕНИЯ
быч}\о к этой rруппе относят вертикальные аппараты,
снаб)кенные большим числом тарелок, на ка)l(ДОЙ из кот,()-
рых происходит процесс тепло.. и массообмена, сопрово-
ждающимся однократны-м испарением и конденсацией.
В одних ппаратах движение \ складывается из пр моли-
, неЙноrо дви)кения rазовом фазы и вертикальноrо и rоризонталь-
Horo дви/кения )кидкости, в друrих среды движутся по винто-
ВОЙ линии от центра к периферии и от периферии к центру.
Количество и взаимное расположение BHYTpeHHero оборудо
вания зависят от технолоrических требований.
В {Эектификационных колоннах 'м'ожно выделить слеДУЮlJ-Lие
.
части или секции:
испарительную [де ,осуществляется ВВОД продукта, испа-
рение леrких фракций и опускание тя)келых фракциЙ в нижнюю
часть колонны;
верхню.ю концентраЦИОННУIО (обоrащаЮIЦУIО или укреПЛЯIО-
щую) ;'
отпа PHYIO (внутреннюю или BbIHOCHYIO) , r де происходит
дополнительное отделение леrких нестабильных фракций от ro..
TOBoro продукта (в случаях отбора rOToBbIx продуктов с проме-
жуточных тарелок);
отrонную rде происходит OTroH леrких фракций,' увлечен-
. t.I t.I U
I:lbIX жидкостыо, стекаIОЩИИ с нижнеи тарелки онцентрационнои
части;
. НИ)КНЮIО, слу)кащую eMKocrbIO тяжелых неиспарившихся
фракций, откачиваемых насосом.
В зависимости от рабочих условий ректификационные ко-
лонны подраздеЛЯIОТСЯ на KOJIOHHbI избыточноrо давления, атмо-'
сферные (рис. 68) и вакуумные (рис. 69).
КОНСТРУКЦИЯ И ТИПЫ ТАРЕЛОК
Основным промышленным типом ректификационных устройств
являются барбота:rкные тарелки; 1)0 своей конструкции они раз..
деЛЯIОТСЯ на слеДУlощие типы:
9 3ак. 299
129
I
1<олt1аЧ1{овые (с туннельными желобчатыми полуцилиндри
ческими, црямоуrольными и S..обраЗIIЫМИ, а так)ке капсульными
колпачками); I
ситчатые и решетчатые;
л
Ir
По A A
'f
/
F
По Б Б
. . . .
. .. " .: 3
. ............... . ............... . ................ ...............................
ПО Л Il
,б
на
1 1 11 1 .fJUt1uH
//Е // I I ' ' a 0м' а
- - I II " 11 ...: t' .;j (1у,
l l I
I I
d l ' _ ...
11 ,'\
I I
I I
I I
I I
а
iJля
",
A
3
По 1../ 880880рячеu
стр!/и
Оси колпачкоВ .
I
СлиВ с т..арелкII.
N4
8808 соряче;;
нвсрmи
3500
Рис. 68. Атмосферная колонна с 23-мя тареJll<ами, отбойником и
, защитными листами:
1 ребро отбойника; 2 полоса отбоЙника; 3 защитныЙ лист из леrированной
стали; 4 реш етчаТрlЙ отбойник.
каскадные;
тарелки поД, насадку.
НаН,более распространены колпачковые тарелки. В ПОСJIеднее
, .
время все шире начинаIОТ внедрять ситчатые и решетчатые.
130
Для НОрJ\1аль ой работы барботажных тарелок пути, на
которых происходит Macco и теплообмен, дол}кны быть воз-
можно более длинными, а rидравлические сопротивления на всех
участках тарелки о'динаковыми. Степень раздробленности па-
ров должна быть достаточной, а их
распределение o всему сечению тарелки
равномерным.
Эти условия MorYT быть обеспечены
правильноЙ конструкцией колпачка,
cTporo rоризонтальным поло)кением Ta
релки, одинаковым (на данной тарел
ке) поrружением колпачков в жидкость',
достаточной величиной rидравлических
затворов и правильным расположе
нием подачи и слива жидкости на Ta
релках.
П'ри конструировании тарелк'и необ-
ходимо стремиться к тому, чтобы жи
вое сечение ее) (суммарная площадь про-
резей) было наибольшим, потери напора
при движе ИИf сред минимальным, унос
капель ЖИДКОСТfи не должен быть интен-
сивным. Тарелка долж'на быть удобна
в изrО1'овлении, монтаже и эксплуа
тации, а также Э'кономична, т. е. удель- '
ный расход металла или ДРуrоrо мате-
риаспа (вес 1 .м 2 тарелки) должен быть
. минимальным.
Применяемые колпачковые тарелки,
в различной степени удовлетворяют пе-
речисленным требованиям, однако до сих
пор не разработана конструкция, KOTO
рая одновременно обладала бы всеми
достоинствами. '
Поэтому при выборе тарелки для дан-
Horo проц'еС'са необходимо учитывать
особенности процесса, достоинс'тВа и не-
достатки каждой конструкции.
Одинаковая длина путей наилучшим
образом обеспечивается на тарелках с
колпачками желобчатоrо типа одно-
сливные (рис. 70)' и двухсливные (рис. 71). Тарелки этоrо типа
широко применяют в технолоrичесwих процессах несмотря на
ряд существенных HeДO TaTKOB.
Достоинствами Tape OK этоrо типа являются:
технолоrичность, т. е. изrотовление их сравнительно неСЛО}J{-
но, и практически не за,ВИСИТ от диаметра колонны; облеrченные
9*
Рис. 69. Вакуумная ко-
лонна:
1 отбоЙнИI<; 2 изоляция;
3 ребро жеСТI(QСТЩ 4 пло.
щадка.
: .131
условия типизации деталей позволяют без больших расходов
орrанизовать создание фонда запаСНLIХ частей; .
возмо)кность достаточно быстроrо монтажа тарелки, смены
колпачков 'и желобов при ремонтных работах;
\ возможность монтировать пять шесть тарелок через о,цин
люк, что умеНь.шает число люков в корпусе колонны;
упрощенные металлоконструкции для обслуживания колонн;
при выполнении деталей 'I1з среднелеrирова'нных или BЫCOKO
леrированных сталей тарелка может быть применена для cpe
различной степени аrре сивности;
сравнительная )кесткость желобов и колпачков позволяет
ПРИ!\1енять их в аппаратах диаметром до 3,0 м без промежуточ
ных опор (односливные) и в аппаратах с диаметром до 6,0 м
с одной промежуточной опорой (двухсливные) .
По q-H
н
F
Рис. 70. Разрезы части КОЛОННЫ
1 колпачок; 2 желоб; 3 полужелоб; 4 cerMeH
8 опорный уrолок; 9 установочные КОрОТЫШИ; 10
установки кодпачков; 18 ШПИ,rII I{а
132
К недостаткам тарелок эrоrо типа следует отнести:
сравнительно большой удельньrй расход металла (140
160 К2 стали на 1 м 2 сечения колонны); ,
малое живое сечение колонны (9........11 О/о от общеrо сечения);
значительное сопротивление прохождению паров (120........
150 мм вод. СТ. на одну тарелку);
мен;ьшая по сравнению с тарелками друrих типов степень
раздробленности;
чувствительность к заrрязнениям и осадкам при переработ.
ке заrрязненных или поли еризующихся ПрОДУКТОВi
чувствительность к переrрузкам и неравномерности поступ-
ления продукта, &!,
Тарелки этоrо типа не рекомендуются к применению для
случаев четкой ректификации.
При монтаже колонн и ремонтных работах необходимо со-
блюдать указания на чертежах о поло}кении планки, реrулирую
щей rлубину поrружения колпачков, оно различно для отдель-
ных зон одной и трй же колонны.
Общий вид атмосфериой колонны с 23"мя односливными та-
релк ми с колпачками }келобчатоrо типа приведен на рис. 68.
Несмотря на ряд недостатков, этот тип тарелок широко распро-
странен на деЙСТВУIОЩИХ заводах. Односливные тарелки норма-
ЛИЗQваны для аппаратов диаметром 1000 3400 мм.
По АВСОЕР
12 15 '11 13
2
'"
4
9
9
с односливны-ми тарелками' iI{елобчатоrо типа:
ТНЫЙ карман; 5 rлухой CermeI-JТ: б переrородка; 7 rребеш(а;
=--- прямоуrольная шайба; 11 донышко l(олпаЧl(а; 12 шцилька ДJЩ
для прижима желобов; 14 болт; 15.... rайки.
lЗЗ
Конструкция такой тарелки состоит из приваренных к кор-
пусу колонны cerMeHTHblX карманов 4, rлухих cerMeHTOB 5, к
которым приварены опорные уrолки 8 с полужелобами 3, и пе-
реrородок 6 с закрепленными на НИХ rребенками 7. Эти детали
в середине колонны образуют свободное прямоуrольное сечение,
которое перекрывается )келоб'ами 2 и колпачками 1. Желоба 2 '
укладыIаIотсяя в ПОJ,Iукольцевые rнезда опорных уrолков 8, 'снаб-
женных пазами, в которые для уплотнения закладывается ,асбе- -
u u
стовыи II1HYP, пррпитанныи жидким стеклом.
Желоба'2 прижимаются к опорным уrолкам 8 rайками через
прямоуrольные шайбы 12. Колпачки \ 1 устанавливаются на
шпильках 14.
rлубина поrружения колпачков в жидкость определяется по-
ложением колпачка 1 на шпильке 14 и rребенки 7 на переrо-
родке 6.
При диаметре аппаратов свыше 3600 мм применяют двух-
сливные тарелки. В этих тарелках орошение подается на оба
,5
/
..
, I
...............
........ -- ..",
. в
.
. +'
Рис. 71. Двух с ,1ивная тарел
J KapMaIl сливной без отбора; 2 CerMCH'f
штей»; б f1дастина; 7 уrольник ОllОрНЫЙ:
, бенка
134 "
сеrменtиьrх 1<арМана (с ,ПРОТйВО110ЛО.!r{НblХ сторон), И жидкость
Движется по направлению к середине аппарата, к центраЛЬНQМУ
сливу На каЖДУIО половину НИ)I{ележащеи тарелки, а от центра,
к БО1(О1ЗЫМ cerMeHTHbIM карманам и т. д. , "
в слуЧае необходимости промеiкуточноrо' отбора продукта
штуцеры для отбора размещают в боковых cerMeHTHbIX карманах.
Тарелка желорчатоrо типа с боковым сливом изобра)кена'
на рис. 70. Ее конструкция состоит из двух односливных Tape
\ u
лок, У которых устроиства для приема жидкости аналоrичнЬ1
u u
односливнои тарелке, а устроиства для слива располаrаются на
центральной балке. Устройства для слива и приема, располо
женные в центральной части аппарата, одновременно являются
несущей конструкцией (балкой) для одной или ДВУХ смежных
по высоте тарелок. На рис. 71 показана такая тарелка. Hecy
щая конструкция (балка) поставляется в сборе, устанавливает
ся на болтах или при помощи сварки на, опорные кронштеЙны,
определяющие ее cTporoe rоризонтальное поло)кение.
]Lвухсливная тарелка так )I{e как и односливная состоит из
приваренных к корпусу деталей, образующ х в средней части
аппар та свободный проем прямоуrольной формы. В эту часть
колонны устанавливаIОТСЯ сливные карманы 1 (для тарелок без
отбора), rлухие cerMeHTbI 2, к которым приварены полу)кело..
ба 16 и опорные уrолки 12.
По A A
По 8 8
/1
7
I
.
.
- .. .
i
J
ПО б б
..1
.9 10
1<3 )l{елобчатоrо типа с боковым сливом:
rлухой; 3 полоса опорная; 4 rребенка сливная; 5 крон-
8 колпаЧОI( D сборе: 9 желоб; 10 ПОJlужеJJоб; 11 rpe.
реrУЛИРУlOщаЯj 12 КОСЫНЮ1.
135
Опорами для )келобов, колпачков и сливных или приемныIx
устроЙств ЯВЛЯIОТСЯ припаренныIe к корпусу детали иресущая
конструкция (балка).
На рис. 72 изобра,кена двухсливная тарелка с цеНТRаль
ным сливом. Она отличается от друrих конструкциЙ (рис. 71)
тем, что узлы и присоеДИIIения деталей тарелок, расположен
ных одна над друrой, неодинаКО8Ы, так как для об.еспечения
слива нижняя несколько сдвинута относительно верхнеЙ. (см.
рис. 70).
Желоба, колпач и и реrУЛИРУIощие rребенки на двухслив
ных тарелках устанавливаIОТ так ,к е", как на ОДНОСЛIlВНЫХ.
Тарелки с S-образными I{олпа ками. Широко распространены
тарелки, составленные из S образных элементов односливная
(рис. 73) и двухсливная (рис. 74). В них желоб и колпачок
предстаВЛЯIОТ собой одну деталь, БJ1аrодаря чему при МОНТRже
не требуется выверять положение колпачка относительно же-
лоба и проверять На барботаж.
Движение жидкости осуществляется в направлении, перпен"
дикулярном продольной оси
элемента.
Основными преимущества..
ми тарелок этоrо типа ЯВЛЯIОТ-
я:
большая }кесткость профи..
ЛЯ, что позволяет изrото.,Влять
детали из листовоЙ стали ма..
лоЙ толщины 1 ,5 2 мм;
малый удельпьrй расход ме..
талла (72 К2/м 2 для колонн
диаметром до 1,6 м и 50/(,2/см 2
для колонн диаметром до
4,0 м);
малая трудоемкость работ
по изrотовлеНИIО, 'монта)ку и
ремонту;
возможность применения
тарелок без проме,куточных
опор в аппаратах диаметром
до 4 м;
незначител ная чувствитель-
ность к неравномерности за-
rрузки и допустимость значи-
тельных переrрузок режимноrо
характера;
при изrотовлении деталей Рнс. 72. Двухслив
из среднелеrированных или выI.
J.... ба/ша цеllТ'раЛЬНЕ1Я; 2 cerAl сит rлухой;
соколеrированных сталей Ta опорный; 9 колпачок
136
бr--
.
релка мо}кет быть применена для сред различноfI степени arpec.
сивности.
К недостаткам тарелок этоrо типа следует отнести:
м алое iкивое сечение колонны (11 12 О/о от общеrо сечения);
значительное сопротивление ПРОХОiкдению паров (не мень.
шее, чем у тарелок }келобчатоrо типа), что делает неiкелатель-
ным их ПРИ1\1епепие для колонн, работаlОЩИХ под вакуумом;
чувствительность к заtрязнениям и осадкам при переработ
ке заrрязненных или полимеризующихся продуктов.
Секционные чуrунные тарелк.и с тунеJIЬНЫ И колпачками
ПРЯМОУI'ольноrо сечения (рис. 75) по своим достоинствам и не..
достаТК31\1 близки к описанным видам тарелок. Они находят
оrраниченное прим'енение вследствие большоrо удельноrо расхо.
да металла (до 200 кс/м2 сечения колонны) и СЛО)I{НОСТИ монта..
iKa в случаях переработки КОРРОДИРУIОЩИХ продуктов.
, Конструкция рассматриваемой тарелки состоит из следую-
щих основных частей: одноrо кармана rидравлическоrо за-
твора 1, одноrо сливноrо кармана 11, двух cer eHTOB 111 и трех
секций тарелки IV. Колпачки 1 И,меют внутри обработанные по
плоскостям ребра, которыми они цеНТРИРУIОТСЯ на ниппелях.
JTCTaHOBJIeIIHbIe колпачки сверху прижимаются, уrолками при
По 55 вв
I
2'
.. '
Ло E E
Под....д
I
J
ная тареЛI<а желобчатоrо типа с центральным сливом;
3 полоса: 4 rp ебенка сливная; 5 кронштейн; б n ерсrородка; 7 ребро; 8.... уrольник
сборе; 10 .жС40б; 11 полуже40б; 12.... rребеНl\Ц реrУJJИРУЮЩ 5J.
J37
А l
.
. , .J iOQi
.' Ht :' 1
J 4
а
;2
:5
'Рис. 73. Односливная 'S 0'бра3ltая :т.аре'ЛI{:а:
.a ----: 09,l;!J.ИЙ ВJ:IД, б С,хема сб?рки т ре,ЛК ; 1""",; ре?РО;.2 "'""';'.ДЩiJ>Н1,J1W.
помощи ввернутЬ1х в тело тарелки шпилек. Сливные стаканы 2,
обработанные буртиком на прокладке, устанавл'ИваЮТ1СЯ на об-
работанные выступы на сливном кармане 11.
..,L
Тарелка 3 устанавливается на опорном кольце 4 из полосо-
вой или уrловой стали. Зазор между корпусом аппарата и бор-
том тарелки плотно забивают а,сбестовым шнуром и сверху
заполняют специальной массой, состоящеЙ из двух частей СВИН
riOBoro rлета, двух частей свинцовоrо сурика, трех частей жид-
Koro стекла, одной части натуральной олифы 'и одной части ас-
беста. Поверх набивки укладываю'т разрезное кольцо, которое
6r
А l
По АА
"'18
J A
Рис. 74. Двухсливная S-обра lIая тарелка.
139
/70 8 E
д
.J
8
!/Je.ll А
4
з
<c<c««c. cc.c c
Рис. 75. Чуrунная тарелка с прямоуrоль-
IIЫМИ I\олпачкамн:
1 1C0лпачо!(; 2 сливноii стшсан; 3 тпреЛlса;
4 опорное кольцо; 1 rидраВЛИЧI:СIСПЙ затвор;
//..... СЛИВНОЙ карман; /// cerMeH1bl; /v.... ССI<ЦIШ
та р e ol\.
прижимаIОТ болта'МИ КРIОl{ами. Уровень тарелки ВЫGерЯIОТ при
помощй установочных болтов (на чертеже не показаны).
Тарелки с I<руrлыми колпачками. Тарелка (рис. 76) пред
ставляет собой диск из листовой ста.ни, в котором высверлены
отверстия диаметром 76 JvtJt для установки при помощи раз
вальцовки патрубков ниппелей. Ниппели обычно делаIОТ ИЗ об
резков бесшовных труб с толщиноЙ стенки 3 мм. Верхние торцы
ниппелей дол)кны находиться в одной rоризонтальной плоскости.
Кд.е17//ение уёолка
пооВеса колпачкоВ
Узел соорки колпачка
\..\
ф 3000
От8, фбмм аля стока жиВкости
Реора 80 х 18
Рис. 76. Тарелка с I<руrлыми колпачками.
Высота ниппеля выдер)кивается соrласно чертежу и допускам,
приводимым [3 технических условиях, так как при неодинаковых
u
проходах между верхом ниппеля \ и колпачка и неодинаковои
rл,убиной поrружения колпачка в жидкость в местах наимень"
шеrо сопротивления дви}кению паров появляются интенсивные
потоки, в результате чеrо участки тарелки с БОЛЫlIИМИ сопро-
тивлениями не работаIОТ.
Размеры допусков в технических условиях зависят от требуе-
мой четкости ректификации. TaI{ KaI{ установки ниппелей.........
веСЬ1\13 трудоеМI{ая операция? то ужесточение допусков дол)кно
141
быть оriравдано экономической целесообразностью удорожания
изrотовления. Обычно принимаlОТ следующие ОТI{лонения от ro-
u u u
ризонтальнои плоскости: при rрупповои независимои подвеске
колпа чков + 3 4 МЛ!, при индивидуальном креплении + 2 .111М.
При таких допусках возмол{на разность высот колпачков для
IiepBoro случая 6 8 MJJtt, а для BToporo случая 4 мм. При )кест"
ких требованиях к четкости ректификации устанавливают, ДО"
пускаеМУIО разность между высотами колпачков 1,5 мм, что со..
ответствует допуску на rори?,онтальность + 0,75 ММ. Тарелка
1 мо)кет быть установлена при
2 помощи приварки диска к кор-
пусу ()кесткое крепление).
Недостатком TaKoro креп-
ления является то, что возмож..
ны короБJI'ения или отрыв та'"
релки при температурных де-
формациях. Для предупр.ежде-
ния 3Toro явления диск снаб-
)кается бортом и т релка сво"
бодно опирается на кольцо,
приваренное к корпу,су' аппа-
рата., Зазор между бортом та-
релки и орпусом заполняется
так же, как у чуrун,НЫХ сек-
ционных тарелок.
Рис. 77. Индивидуальное крепление I(руrлый колпачок (ч у r у п-
круrлоrо колпачка:
l rаЙI(а; 2 шаfiба; 3 I(олпачок; 4 нип" ный или стальной штаLYIпован-
пель; 5 болт М12; б скоба. ный) выполняется двух ви-
дов для rрупповоЙ и ииди..
видуаЛIiНОЙ подвески. При rрупповой подвеске колпачки rир-
ляндой крепятся на несущий уrолок, которыЙ устанавливается
На привариваемые к корпусу аппарата кронштейны (см. рис. 76).
Для индивидуальноrо крепл.ения к колпачку изнутри привари..
Бают фасонные ребра, которые одновременно центрирую'т и фи...
ксируют высоту установки колпачка, и прижимаrот колпачок
к ниппеЛIО при помощи болта через специальную скобу
(рис. 77).
Достоинствами этоrо типа тарелок являются:
возможность получения )кивоrо сечения до '20 О/О сечения
колонны;
меньшие потери I-Iапора при прохо)кдении паров. (80
120 ММ вод. СТ. на одну т релку);
lVlеньший удельный расход металла (120 150 K2/Jrt 2 сечеНIIИ
колонны) ;
возможность применения для четкой ректификации.
К недостаткам тарелок этоrо типа следует отнести:
трудность создания одинаковых путеЙ )l{ИДКОСТИ на Т,lреЛl\е;
з
li')
Q::)
/
142
\.
.
сложность изrотовления и установки диска тарелки в cTporo
rОРИqонтальном поло}кении;
сложность упл тнения между корпусом и диском;
трудоемкость п рвоначальноrо монта}ка и выверки равномер"
ности поrру)кения колпачков в жидкость; \
к
r
ПоДД
Ф (6 f.Q
'Узел J
'.
+-
Е
.
L. J'
А А
'C:
к r
иt
,
ПоАА
д
По ЕЕ
....... .........+ --::........
/+
4 I :-=:J 1 [:,
t JIC I[..d
/ .J I C I C
/ L',] 1111111111111111111111111 [',
о
'.J 111111111111111111111111" I [:
'1=.J I C. I [.'
\[,] C.=:J С.
+ ' 1[:
'...... .L
....
РИС,' 78. Ректификационная решетчатая тарелка.
\
большая чувствительность к заrрязнениям;
. необходимость во мноrих случаях устанавливать отдельный
люк для доступа на каждую тарелку;
оrраниченные возможности типизации элементов тарелки
(нормализован колпачок). .
Решетчатые тареЛI'И этоrо типа MorYT быть изrотовлены из
металлических или неметал ическцх полос или трубок, закреп..
113
u
ленных в каркасе тарелки, или из листовои с rали с щелями
(рис. 78).
решетчатыIe и ситчатые тареJII(И относятся к бесколпачко
БЫМ тарелкам. Барботаж ОСУIl ествляется через тонкий слой
жидкости, поддеР)КИБаемой при определенном ее расходе под-
д
.
ПоАА/
ПоВВ
r
Насечка
щелеи
ПоББ
, Рис. 79. Ректификационная ситчатая тареЛI{а.
пором паров. Поэтому )кивое сечение тарелки находится Б СТРО-
rOM соответствии' с расходом жидкости и с колебаниями этоrо
расхода.
В общем случае этот вид тарелок характеризуется:
незначительным удельным расходом l\1еталла (40 60 К2/м2 се-
чения колонны);
малой потерей напора (15 40 мм вод. СТ. на одну тарелку); .
болыпим }КИВЫМ сечение колонны (ДО 40 О/о и выше);
небольшим расстоянием ме}кду тареJIками (80 309 Л'LЛ1) ;
141
.
малой чувствительностью I{ переr'РУЗJ<3 м;
маJIОЙ чувствителыIстыыo к ВЛИЯНИIО отло}кений, что позво-
ляет увеличивать периоды ме)кду чистками.
Решетчатые тареЛI(И примеНЯIОТ для четкой и сверхчеткой
ректификации, так как их конструкция позволяет сократить BЫ
,соту аппарата На 30 500/0' I(онструкция решетчатых тарелок
позволяет ОСУПJ,ествить дополнительный подоrрев или охлажде
иие продукта иа ЛlобоЙ тарелке при помощи несло)кных приспо...
соблений.
В аппаратах нефтехимических производств при переработке
особо коррозионноаrрессивных продуктов тар лки изrотовляют
ИЗ специальноrо стекла и друrих неметаллических материалов,
устойчивых против коррозии. Однако м:онта)к этих тарелок за..
труднителен; кроме Toro, их нельзя примепять в тех случаях,
коrда невозможно создать слой жидкости над ними (для бар-
бота)ка) .
На рис. 79 ИЗQбра?кена ситча'тая тарелка, rде стальной лист
с просечкой толщиноЙ 1,5 мм закреплен на опорной KOHCTPYK
ции, опредеЛЯlощеЙ }кивое сечение колонны. Отбортовка щелей
способствует перемеIl(еНИIО )J(ИДКОСТИ по винтовой липии в На-
правлении от периферии к центру и от центра к периферии. Ta
KYIO тарелку часто ВЫПОЛНЯIОТ вместе с 'раСПОЛО)I{еННЫl\i над неЙ
(на расстоянии 12 15 Jl1.М) отбоЙником, который представляет
собо.Й такоЙ же настил, как и тарелка, но просечки в нем на,"
правлены в HY}KHYIO дЛЯ данноrо участка колонны сторону.
РАСЧЕТ ЭЛЕЛt\ЕНТОВ ТАРЕЛОК НА ПРОЧНОСТЬ
При тщательном изучении редких случаев обрыва отделы-Iыx
тарелок или их rрупп было установлено, что такие аварии про..
исходили вследствие износа несущих элементов под совместным
воздействием коррозии и эрозии. Металлическая тарелка испы
тывает неболыuие наПРЯ)I{ения, так как работает под малыми
наrрузками, и размеры элементов приходится назначать йе по
расчету, а по конструктивным сообра}кениям с учетом износа,
коррозии и эрозии.
При конструировании тарелок с круrЛЫI\1И колпачками необ
ходимо учитывать, что крепление диска тарелки к корпусу ап-
парата не дол}кно быть жестким, 'так как диск разоrревается
раньше корпуса, а при устаНОI3ившемся ре}киме температура
стенки корпуса несколько I-Iи)ке температуры диска. Поэтому
трсБУIОТСЯ компенсационные устроЙства. Величина необходимой
КО 1пенсации определяется расчетом. Она зависит от коэффи
циеJIТОI3 термическоrо расширения материала корпуса и диска
и максимально возможной разности температур диска тарелки
и стеНI<И I(орпуса. Определив величину компепсаЦИИ 7 КDНСТРУИ-
PYIOT компенсационное устроЙство"
O 3ш\. 2Uq
Ji
Так как диск тарелки дол)кен занимать cTporo rОрИЗ0нталь
ное положение, то поэтому принятую толщину диска проверяют
на изrиб. Расчетная наrрузка на диск составляется из собствен..
Horo веса диска, веса колпачков и ниппелей, а ,такх{е слоя жид
кости На тарелке в рабочем поло)кении. Разность давлений ме-
жду рассчитываемоЙ и нижележащей тарелкой в расчет l\10ЖНО
не принимать. Перечисленные наrрузки рассматриваЮ1 как рав-
номерно распределенные. Вес колпачков и крепежных деталей
учитывают в зависимости от способа их подвески: при индиви-
дуальной подвеске вес колпачков а также вес установленных
детал.ей рассматривают как равномерно распределеННУIО наrруэ-
ку, а при rрупповой подвеске как сосредоточеннуrо, прихо--
ДЯЩУIОСЯ на одну стойку и расположенную в месте ее YCTaHOB
ки. По этим наrрузкам плиту проверяют на допустимый по тех-
ническим условиям проrиб, величина KOToporo определяется
ве ичиноЙ допустимой разности поrружения колпачков в жид-
кость. При 'Рруп.повой под'веск колпачков нужно знать проrиб
пл,иты для более точноrо определения веса находящеися на
тарелке жидкости. 13 этом' случае имеет значение П ОI'иб элемен..
та (уrолка), не,сущеrо колпачки. Ero определяют по допускае-
мому отклонению rлубины поrружения колпачков, рассматривая
как балку, лежаIЦУIО на принятом числе опор (стоек) и Harpy-
женную равномерно распределенной наrрузкой от собственноrо
веса, 13еса уrолк,9; колпачков и крепежных деталей. При расчете
'плиты уrолка дол)кно быть учтено' ослабление сечения, выреза-
ми для прохода паров и отверстиями для болтов.
MorYT встретиться следующие расчетные случаи:
1) при малых диаметрах аппарата диск !арелки восприни-
мает все наrрузки как плита, ослабленная выр зами и опертая
по периметру; ,
2) при больших диаметрах аппарата диск работает как уси-
ленная ребрами (балками) плита, ослабленная вырезами и
опертая по периметру, либо как' разрезная плита, ослабленная
вырезами и лежащая на опорном кольце и балках.
Для первоrо случая рассмотрим расчет диска тарелки с Kpyr..
лыми колпачками колонны диаметром 1200 мм при индивиду-
альной подвеске колпачков. '
Определим исходные данные для расчета:
1. Живое сечение Р 1 составляет 150/0' сечения колонны F
:rt · 1 22
Р 1 == О,15Р; F == 4' == 1,13 .м 2 ;
Рl . 0,15.1,13==0,17 м 2
2. Диск опирается На опорное кольцо, приваренное к KOp
пусу аппарата; зазор ме)кду стенкой аппарата и диском при..
нимаем 25 hlM; тоrда диаметр диска D9 будет равен 1150 .lI1J1t ,
..,.
146
3. Принимаем, что ниппели изrотовлеflы 113 труб 76х3 высо..
той 90 мм; тоrда сечение одноrо ниппеля
f тed 2 те. 0,0762 О 00384 2
4 , м
4. Общее количество колпачков на тарелке
. F 0,17
n == т == 0,00384 == 45 ШТ.
5. Вес одноrо штампованноrо колпаt.iка 0,965 кТ; вес одноrо
ниппеля 0,505 кТ; вес крепежных деталей для одноrо колпачка
0,22 кТ; тоrда вес одноrо комплекта колпачка равен 0,965+
'+0,505+0,22== 1',69 кТ.
6. Вес 45 колпачков равен 1,69 Х 45 == 76 кТ.
7. Обычно толщину диска принимают в пр делах 8 12 мм;
для расчета принимаем собственный вес диска с учетом вырезов
для ниппелей и сливных устройств 64 кТ.
8. Вес незаполненной жидкостыо тарелки, составит 76+64==
== 140 кТ, тоrда удельная наrрузка
, ' 140 · 4 О 01 2
Рl == N. 1152 == , 34 1tr /СМ
9. )Кидкость на тарелке поддерживается слоем
80 мм; поэтому удельная наrрузка Р2==0,ОО8 К2/см2.
10. Полная удельная иаrРУЗI{а
р == Рl + Р2 0,0134 + 0,008 == 0,022 lCr /см 2
J
и
высотои
41'
11. Расстояние между колпачками принимаlОТ в пределах
145 180 мм; наибольшее количество колпаЧКОD в одном рядv
при данном диаметре мо)кет быть 7 шт.
12. I(оэффициент ослабления сечения диска вырезами
D д nd
ер == D и
115 7 .76
,
115 == 0,46
Толщина диска's определяется по, формуле для расчета Kpyr-
лой плиты,' наrруженной равномерно распределенной наrрузкой
р кТ/см 2 при условии незначит ельн оrо проrиба '
s == D д ... / Кр +2с с.м
V а изq>
rде K . коэффициент, принимае1\1ЫЙ для данноrо случая рав"
ным 0,3;
2с........... прибапка на ДВУСТОРОННIОIО КОррОЗИIО, см;
ер коэс})фициент ослабления Dырезами;
О'IfЭ допускаемое напря)кение для данных условиЙ!.
10*
147
s
13. Полная наrрузка на балку Q == 0,025 · 45 600 == 1140 Kf.
14. Толщина диска определяется как толщина круrлой пли-
I U I U
ты, вписаннои в контур опор; для данноrо случая максимальныи
диаметр вписанноrо !{pyra D д == 1400 MAi.
15. На этом диаметре можно раСПОЛО)I{ИТЬ 9 колпачков; ко-
эффициент ослабления вырезами
....... 140 9,76 ....... О 51
qJ ....... 140 .......,
Балку рассчитывают На из ибающий момент
Q 1 1140 · 380
М из == 8 == 8 == 54 150 1tr. CJ4
rде [==АВ==380 см (см:. выше).
при
О'из == 1200 1tr/cM2
Необ ,ОДИМЫЙ момент сопротивления
w ...... М иэ ...... 54 150 ..... 45 з
....... а ид ..... 1200....... с Jt
По получен ому моменту сопротивления выбираем профиль
балки или, если это необходимо, конструируем сварной профиль.
Полученный или принятый профиль проверяем на проrиб
5 Ql3
f == 384 · Е/
Для несущих балок тарелок
f 1
Т < 250
Толщину диска определяют так же, как и ДJIЯ первоrо
случая:
, , / l(p 1/ 0,3 · 0,0025
s == D д V О'идср(rl + 2с === ,140 1200.0,51 .0,9 + 2. 0,2 == 0,5 + 0,4 == 0,9 см
Принимаем s== 10 мм:
Для аппаратов большоrо диаметра (более 4,5 м) экономи-
чески целесообразно применение балс;>к, несущих HarpY3KY по I
верхнему и ни)кнему поясам, т. е. балок, воспринимаIОЩИХ на..,
rpY3KY от двух смел{ных по высоте тарелок. В этих случаях
высоту балки принимаIОТ равной расстоянию ме>кду тарелка..
МИ. Профиль балки конструируется таКИ1\1 образом, чтобы ero
149
элементыI 5tВЛЯЛИСЬ не ТОЛЬКО ОПОрНЫМй, 'Но И выIолняющимии
определенные технолоrические функции, т. е. СЛУlI{ИЛИ rидрав-
лическими затворами, карманами и пр.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ АППДР А Т08.
ТЕХНИКА БЕ ЗОПАСНОСТИ
Эксплуатация аппаратов. На одной и той' же установке ап-
параты с тарелками MorYT служить для выполнения различных
теХНОЛQrических процессов, т. е. как испарители, ректификаци..
онные колонны, абсорберы, стабилизаторы и пр.
Каждый из них эксплуатируется по отдельным правилам,
u
определяемым инструкциеи по эксплуатации.
Выше были приведены общие указания по эксплуатации пер-
тикальных цилиндрических аппаратов. Большинство этих ука..
заний полностью применимо к аппаратам с тарелками. При
эксплуатации аппаратов с тарелками особо необходимо cTporoe
соблюдение правил эксплуатации, так как во мноrих случаях
А\ б
эти аппараты являются основными и неполадки в их ра оте
приводят к остановке всей установки.
Эксплуатационный персонал должен быть хорошо знаком
с техн..олоrической схемой установки, ре)кимом работы каждоrо
аппарата.......... пределом колебания темпераТУРрI в различных ча-
стях, поДлежащих контролю (верхней, нижней, сырьевой, кубо-
вой и др.), технолоrическими способами реrулирования темпе-
ратуры в каждой части, допустимыми пределами колебания
давлен я, технолоrическими способами ero реrулирования, нор-
мальными ,уровнями в каждой части аппарата и способами ре-
rулирования. ) ,
в период пуска следует CTporo выполнять указания о време-
ни подачи орошения, количестве ero, о заполнении отдельных
частей колонн до предусмотренноr,О уровня, проверке работы
реrуляторов уровня в этих частях аппаратов, подrотовке и про-
ведении холодной циркуляции и выводе установки на режим.
В период остановки прО'парку ведут по схеме в течение 12 ч
и после установки заrлушек.
Техника безопасности. Правилами безопасности эксплуа-
тации нефтеrазоперерабатывающих заводов предусмотрены
следующие дополнительные требования к этой rруппе аппа-
ратов: '
люки колонн и испарителей следует открывать после про-
парки и пром: ывки аппарата в соответствии с производственноЙ
инструкцией;
люки следует открывать, cTporo соблюдая последователь..
ность, начиная с BepXHero. Перед открытием ни)кнеrо люка ис...
парителя необходимо пустить в Hero пар или иметь иаrотопе
специальный шланr (на случай заrорания кокса);
150
, ,
'колонны или испарители можно вскрывать с разреШtНИЯ на-
чальника установки. ,
Колонны или испарители, подrотовляемые к очистке и pe
монту, после освобождения от нефтепродуктов, должны бы,ТЬ
отключены от обвязывающих трубопроводов при помощи заrлу
шек.
Если боковые стены испарителя очищаются с люльки, то
люлька и трос перед каждой очисткой должны быть проверены
под двойной наrрузкой.
\..
rЛАВА 10
JЕПЛООБ меННЫЕ 'ДППДР А ТЫ
зависимости от назначения теплообменные аппараты мо-
ryr называться подоrревателями, холодильниками, тепло'"
обменни ами и. конденсаторами.
ТЕПЛООБМЕННИКИ '
Ifj)
Теплообменники предстаВЛЯIОТ собоЙ оБШИРНУIО rруппуаппа-
.ратов, в которых ПРОИСХОД}iТ обмен тепла l\1е}кду двумя средами,
при этом тепло переходит от одноrо теплоносителя,к друrому.
TaKa передача тепла может происходить: '
1) мел{ду жидкостыо и парами ( в пародистиллятных тепло-
обменниках) ;
2) ме}кду двумя ЖИДКОСТЯМИ (в )I{ИДКОСТНЫХ теплообменни-
ках, конденсаторах-холодильниках и т. п.);
3) ме)кду rазами в воздушных экономайзерах (в воздухо-
наrревателях-рекуператорах или pereHepaTopax).
По способу передачи тепла теплообменники относят к одной
из сл дующих rрупп:
1) поверхностные, в которых среды, участвующие в тепло.
обмене, отделены одна от друrой стенкой (обычно металличе-
ской), ЯВЛЯЮlцейся поверхностыо, теплообмена;
2) смесительные, в которых теплообмен осуществляется при
непосредственном соприкосновении сред. На нефтезаводах наи-
более широко примеНЯIОТСЯ поверхностные теплообменники и,
в которых HarpeB осуществляется посредством труб, стенок ап-
парата или плоских поверхностей (пластинчатые теплообмен-
ники) .
к первой rруппе теплообменников относятся аппараты, rде
поверхностью HarpeBa является поверхность труб:
1. К о ж у х о т р у б н ы е т е п л о о б м е н н и к и состоят из
пучка труб, закрепленных в трубных решетках, которые заКЛIО
чены в общий ко)кух.
Один из теплоносителей циркулирует по трубкам, а друrой
в межтрубном пространстве?
Igg
Кqпструктивно эти теплообменники раздеЛЯIОТСЯ на: OДHOXO
дoBы,, В которых теплоноситель проходит параллельно по всем
труба1V1 ПУЧК'а (рис. 80, а) ;
мпоrоходовые, в которых пучок труб разделен На несколько
сеI{ЦИЙ (ходов), а теплоноситель проходит последовательно че
рез все ходы (рис. 80, б) ;
батареЙные, состоящие из нескольких теплообменников, со-
единенных последовательно;
1
'
+
а
о
6
е
fJ
Рис. 80. Теплообменники жеСТI<оrо типа:
а ОДIIоходовые по }(орпусу; 6 с плавающей rОЛОВI(ОЙ: в с U-образными трубаМII;
z с двойными трубами; д с перекрестным TO OM.
теплообменники с И-образными трубами (рис. 80, в), с дпоЙ-
ными трубами (рис. 80, е) и с перекрестным TOKOl\1 теплоноси-
теля (рис. 80, д) .
2. Т е п л о о б м е н н и к и «т р у б а в т р у б е», состоят из
двух концентрически расположенных труб, в которых один теп-
лоноситель циркулирует по внутренней трубе, а друrоЙ по коль-
цевому пространству между трубами.
3. К о н Д е н с а т о р ы .. х о л о Д й л ь н и к и, у которых по-
верхность теплообмена (змеевики) поrружена в сосуд с охла-
)l{дающеЙ жидкостью (обычно с водой).
4. П о Д о r р е в а т е л и с пар о в ы м про с т р а н с т в о м .....
оБЬiЧНО rОРИЗ0нтальные сосуды,' в нижней части которых распо-
ложены один или два съемных трубных пучка. В трубные пучки
подается теплоноситель, за счет ero тепла в корпусе происходит
испарение более леrких продуктов, которые из BepXHe части
аппарата удаляются, а тяжелый остаток непрерывно выводится
через нижний штуцер, располаrае мый за сливной переrородкон"
153
Теплообменники кожухотрубные с плаваl щей rолоВКОЙ. Эти
теплообменники, получившие наибольшее 'раСIJространение на
нефтезаводах, применяются для HarpeBa или охла,l<дения' чаще
Bcero жидких нефтепродуктов. ,
Процесс теплообмена Б аппаратах этоrо типа осуществляется
следующим образом.
Поступив в распределитеЛЬНУIО коробку, жидкость проходит
ПО трубному пучку в плаваЮЩУIО rоловку, делает поворот и
I
Вторая опора )
!jс.ло!Jно не ПОl<озана
УзеJll
..
Рис. 81. Теплообменник одинарный
с плапаЮlцей rоловкой.
DНОБЬ возвращается. Причем более вязкая и заrрязненная жид..
кость пропускается по трубному пучку.
Удлинение пути жи кости В межтрубном пространстве дости-
rается продольными вертикальными переrородками, ПОЗВОЛЯIО-
щими получить теплообменник «мноrоходовой по корпусу».
Для очистки трубноrо пучка от заrрязнений применяются
механические HCTpYMeHTЫ. Очистка межтрубноrо пространства
обычно выполняется химическими способами (средствами). Ко-
ЖУХQтрубный теплообменник с плавающей rоловкой (рис. 81)
представляет собой сБОРНУIО КОНСТРУКЦИIО, основными элемен-
тами которой являются трубный пучок и корпус. Трубный пучок
одним концом' жестко крепится к неподвижной решетке, дру-
rим к плаваIощей rоловке, крышка, которой соединена с труб...
ной решеткой при} помощи полукол'ец (см. там iKe, узел 1)
154
Плавающая rоло.вка вследствие незав,исимоrо крепления ее
в корпусе имеет возможность перемещаться в осевом направле-
нии, не передавая тем caMpIM на корпус возникающих в трубном
u '
пучке напряжении. '.
Для снижения температурных напряжений в мноrоходовых
теплообменниках, при наружном диаметре корпуса более 700 мм
и значительных разностях температур на входе и выходе из пуч-
ка, подвижные решетки рекомендуется делать разъемными.
л
Рис. 82. Типы поперечных переrородок:
1 для прямолинейноrо тока; // для спиральноrо тока жидкости; /// для переменноrо
тока (сверху вниз); /V для переменноrо TOl(a (впра130 влево); V для nepeMeHHoro тока
(от периферии к центру).
Количество ходов по трубкам при диаметре корпуса менее
500 мм равно двум, более 500 мм четырем или больше. В меж..
, трубном пространстве обычно принимаIОТ один поток. I
В качестве промежуточных опор для трубноrо пучка исполь..
зуются поперечные переrородки (рис. 82).
В переrородках часто устраивают вырезы различной формы
дл изменения тока теплоносителя в межтрубном пр ос т.ранс тв е,
направление KOToporo УI<азано стрелками.
Методы крепления труб в трубных решетках показаны на
рис. 83' (а, б, 8, 2, д, е, ж, з). Наиболее надежным способом,
,обеспечиваIОЩИМ плотность соединения и леrкость смены де-
фектных трубок, является рпзвальцовка, проверенная на сталь.,
ных, медных, латунных и алюминиевых трубках..
155
Для увеличения сопротивления вырыванию концы трубок
подверrают отбортовк;е, которая выполняется \ одновременно с
развальцовкой. Наличие канавок в rнездах также значительно
(в 1,5 2 раза) увеJ!,ичивает сопротивление вырываН'ИIО. При
температурах более' 5000 С трубы после развальцовки' иноrда
обваривают.
Степень развальцовки составляет обычно 15 300/0 толщины
стенки трубы (для высоких давлений).
Повышение этих пределов, вызываемое «перевальцовкой»,
может быть причиной сни/кения прочности и плотности соеди
нения.
Ол 080
а
tf
а
о
А\
е
Jft
з
, 'По А -А
Труба УСЛО ВН О не поназо на
Рис. 83. Способы крепления труб в трубных
решетках (обозначения в тексте):
а развальцовка в отв ерстиях с канавками; б то же
сотбортовкой z, д, е закрепление при помощи элеl{ТрО-
сварl{И; Ж, з заливка оловом.
в теплообменниках для низких температур мед,ные трубки'
закрепляют в бронзовых решетках пооред,ством заливки оловом,
(рис. 83, ж) .
Если удаление завальцованных трубок затруднительно, их
отключают, забивая с обоих концов точеные металлические
пробки (не рекомендуется заrлушать более o 20/0 т бок).
Преимущество рассматриваемых теплообменников заКЛIочается
в ВОЗl\10ЖНОСТИ леrкой замены пучка или извлечения ero из KOp
пуса с целью очистки, ремонта или установки дополнительных
переrородок. .
Недостатками считаются сложность конструкции (недоступ
ность ПОДВИЖНОЙ rоловки), трудность контроля во время экс
плуатации, более значительный вес и стоимость единицы поверх
ности HarpeBa в сравнеIiии с теплообменниками жесткой KOH
струкции. '
Основные размеры теплообменника с плавающей rоловкой
нормальноrо ряда (по нормали МНП H 458 53) приведены :а
Приложении 6.
156
"'с
f't,)
t::
Е--с
О
t-c
О
Е--с
::Е
с..)
:s:
.
t:1 а.>
;S ::g
'8
t:j о
t=:
(::) с:::
':t: .
00
u
о..
Теплообменники кожухотрубные жесткоrо типа (рис. 84)
применяются при сравнительно малоЙ разности температур теп-
лообменивающихся сред (не более 500 С). При более высокой
разности teI\-1ператур напряжения, возникаIощие, в' корпусе и
трубках, l\forYT нарушить плотность flсоединения в местах раз-
вальцовки труб и теплоноситель из трубноrо пространства будет
проникать в трубный пучок (или наоборот).
Теплообменники жесткоrо типа в сравнении с друr ми кон-
струкциями проще, леrче 'в изrоrовлении и дешевле.
Основной их недостаток невозможность механической чи-
стки наружной поверхности трубок. Поэтому их применяют в
тех случаях, коrда в межтрубное пространство вводится тепло-
носитель" не дающий отложений на стенках, не вызываlОЩИЙ
коррозии.
8хоо проо!!нта
)
!
а 8ыхо;; пpOU!/!r'.тa
{f
Рис. 85. Однотрубный теплообменник «труба в
а из rлаДЮIХ' труб; б соребренными ч>убами; 8 крепление ребер закаТI<ОЙ;
158
Теплообменники с U..образными трубками применяют ,только
тоrда, коrда теплоноситель не вызывает заrрязнения трубок,
чистка которых механическими средствами затруднена.
Применение U образных трубок в кожухотрубных теплооб
менниках позволяет при тех же rабаритах значительно увели
чить поверхность теплообмена блаrодаря увеличению ПОDерх
ности rHYTbIx участков пучка и уменьшению зазоров между кор-
пусом и пучком.
Конструкция теплообменника для rаза с трубным пучком
из U образных трубок схематически показана На рис. 80,8. Эта
конструкция отличается простотой, леrкостью изrотовления и
ремонта в сравнении с теплооб'м нниками с плавающеЙ rолов
кой И, такои же свободой перемещения трубноrо пучка в осевом
направлении.
Теплообменн к «труба в трубе», конструкция KOToporo пока
зава на рис.' 85, изrотовляется
из отдельных элементов труб,
вставленных одна в друrую, при
'чем внутренние трубы и наруж-
ные кольцевые Е.2", и н я ются пс
следовательно оп ская полный
отивото к...&.. I--Ia внутренних TPy
_ б ах устанавливаIОТ ребра. Спо
соб их крепления может быть
ра личным (C1\tI. рис. 85, в и 85, е).
Прот воток 11 высокие скорости
турбулентноrо потока YMeHЬ
шают возможность отло)кений на
стенках ',труб. В теплообмеIl
никах «труба в трубе» XOpOIllO
компеНСИРУIОТСЯ температурные
десрормации по сравнеНИIО с ко-
жухотрубными И теплообменни
ками и снижается вес на единицу
передаваемоrо тепла.
Эти преимущества опи'сыае--
мых теплообменников особенно
заметны при малых расходах, KO
I
rда В кожухотрубных теплооб-
менниках получаются низкие ско"
рости и слабая эффективность
теплообмена.
К недостаткам теплообменни-
КОВ «труба в трубе» относят:
rромоздкость конструкции и боль-
шой расход металла на 1 м2 по
верхности наrревз. Механическая
ПоАА
,
а
трубе»:
z..... крепление ребер сваркой.
159
чистка труб в этих теплообменниках ИСI(лючается. ИХ MO:iKHO
чистить лишь промывкой rорячеЙ водоЙ и растворителями.
LI}ICTKa внутреIIН,ИХ труб в теплообменниках с отъемными
двоЙниками возмо)кна только с внутреннеЙ стороны. .
Максимальная разность температур стенок внутренней и Ha
ружной трубы в теплообменниках )KeCTKOro типа не по л}кна п р е..
пышат ь 700 С./ При ,большой раз н'о сти температур напря)кения
Мо7у't........превыси1 ь допустимые.
Для увеличения обll еrо коэ(рфициента теплопередачи наруя{
ные поверхности внутренних труб снабжаIОТ ребрами в резуль-
тате чеrо коэффициент теплопередачи, отнесенный к поверх-
ности внутренней трубы, повышается на 50 80 О/о.
............,..
б50
, v> 7635
Рис. 86. Теплообмеl- НИКИ:
а одинарпыI:: 6 строенныЙ.
'<
а
Теплообменники «труба в трубе» применяются ДЛЯ рабочей
среды с максимальной температурой в межтрубном простран-
стве 2000 С и в трубном 4500 С, при условном давлении в той и
друrой зонах Ру==25 кТ/см 2 . .
Конструкция одиосекционноrо теплообменника показана на
рис. 86, а, oeHHoro на рис. 86, б. rlаружные трубы (рис. 87)
завальцованы в передней и задней плитах, а внутренние прохо
дят через реПlетку распределительной коробки и с задней сто-
роны соединяются l\lе)I{ДУ собой двойниками. Способ уплотнения
внутренних труб в отверстиях реlllетки и в соединениях с двой
никами резьбовое, без прокладок. Достиrается это за сче1
упруrой деформа ии контактных поверхностеЙ шаровой у нип.
160
пеля трубы и конической у rнезда. Характеристика теплообмен,
ников HopMa.тibHoro ряда приведена в Приложении '7.
2
7
"""7635
Рис. 87. Теплообменник «труба в трубе»:
1 штуцер для входа теплоносителя; 2 штуцер для выхода теплоносителя; 3 штуцер для
входа продукта; 4 щтуцер для выходcf продукrа; 5 распределительная I(оробка; б труб-
ная решетка задней крышки; 7 передняя трубная р шетка распределительной коробки;
8 задняя трубная решетка распределительной коробки.
в настоящее время разработана документация на теплооб-
менники с увеличенной поверхностью HarpeBa (rOCT 9929 61)
с плавающей rоловкой, схема которых показана H рис. 88.
Рис. 88. Теплообменник с увеличенной поверхностью обмена:
1 . КРЫШl(а распределительноЙ l(aMepbl; 2 распределительная камера; 3. трубная решетка
неподвижная; 4 кожух; 5 теплообменная труба; б переrородка промежуточная; 7 пере-
rородка опорная; 8 прокладка l(РЫШКИ кожуха; 9 полукольцо; 10 трубная решетка по-
движная; 11 крышка кожуха; 12 прокладка плавающей rоловки; 13 крышка плавающей
rоловки; 14 опора; 15 подклад и под опору; 16 платформа; 17.... прокладка кожуха;
, 18.... прок.ладка распределительной «амеры.
Подоrреватели с паровым пространством. Такие аппараты,
обычно rоризонтальноrо типа, применяют в качестве испарите..
леЙ нефтепродуктов, например остатка пиза ректификационных
11 3al(, 299
'161
KOJtOHlI или Наrр'еВателей жидких нефтепродуктов. Подоrревате-
ли состоят из цилиндрическоrо корпуса, в днище KOToporo вмон-
тированы один или два трубных пучка, аналоrичные примеНЯIО-
щимся в теплообменниках. Конструкция подоrре ателя с паро-
БЫМ пространством, и одним труб ым _ пучком показ на на
, рис. 89. Теплоноситель, обычно пар, подается в трубный пучок,
а наrреваемый нефтепродукт или остаток снизу ректифика-
ционной колонны в НИЖНЮЮ, часть 'котла. При подоrреве испа-
РЯIОТСЯ более леrкие нефтепродукты, пары которых возвра-
щаются в ректификационную колонну, а тяжелый остаток не'"
прерывно выводится из подоrревателя.
Трубный пучок располаrается в нижней половине аппарата.
Для получения достаточной поверхности 'зеркала испарения,
расстояние от уровня жидкости до верха орпуса аппарата дол-
_. с
в
м
..........
, \
I 8
I
А к-
'1.
I I
I
!
L
по Авсп
,
, Рис. 89. Подоrреватель с паровым
l подвижнаяопора; 2 неподвижная опора; 3 овальные отверстия;
ская таБЛИЧl<а; 7..... козырек;
162
жно быть не менее 0,35 внутреинеrо диаметра корпуса, а слой
жидкости над верхними, трубками пучка не менее 100 ММ.
Уровень жидкости в подоrревателе и равномерный слив ее
по всему периметру реrулируется переrородкой с зубчатой кром"
кой (рис. 89).' Уровень жидкости за переr6родкой поддержи"
"-
вается автоматически посредством реrулятора уровня, так как
при ero изменении пары MorYT попасть в насос и нарушить ero
работу. При повышении уровня подоrреватель может перепол..
няться жидкостью, что так}ке недопустимо.
Максимальная температура среды в корпусе не должна пре..
вышать 3000 С, а в трубных пучках 4000 С. .
Для затаскивания трубноrо, пучка в заднем днище корпуса
предусмотрен штуцер, а в переrородке люк, через которые про-
пускается тяrовый трос. С целью предохранения трубок пучка
\ от эрозии. У входноrо штуцера установлен отражательный ко..
зырек.
J
2
BuiJ м
(
t
.... ..,
I 3
5
N
..
KOIIOt'If(Oт
IJ{) J(BCE
BIJ{7N
1
1:.
/
простраНСТБОМ:
4 муфты для мерных стекол; 5..... муфты для реrулятора уровня; б.... завод-
8....люК g п реrородКе.
11*
t6З
Для ,упрощения эксплуатации подоrревателей и уменьшения
возможности пропуска пара иноrда ПРl;Iменяют подоrреватели
с трубными пучками из U образных трубок.
Характеристики некоторых подоrревателей с паровь м про-
странством приведены в Приложении' 8. . "
Пластинчатые теплообменники. В последние rоды в связи
с развити м rазотурбинных двиrателей и ряда имических про-
изводств стали применять пластинчатые теплообменники, обла-
дающие рядом преимуществ по сравнению с кожухотрубными.
Рис. 90. Схема пластинчатоrо теплообменника.
к этим преимуществам следует отнести:
возможность значительной интенсификации процесса теПJIО-
обмена; .
малый удельный расход металла, что особенно важно при
выполнении аппаратов из леrированных сталей или цветных
металлов;
возможность размещения в единице объема максимальной
поверхности теплообмена;
возможность перекомпоновки пакетов пластин для получения
оптимальной эксплуатационной характеристики аппарата;
широкие возможности нормализации узлов.
Для подоrрева воздуха отходящими rазами rазотурбинных
устаНОБОК изrотавливают подоrреватели с тонкими пластинами
из ж;аропрочной стали и поверхностью теплообмена до 5000 м 2 .
Для химической'и нефтяной промышленности изrотавливают
разборны,е пластинчатые теплообменники с пластинами, I'ОфРИ-
рованными «в елку» (рис. 90). .
Перекрестный противоточный теплообменник. Трубный пу-
чок T8Koro теплообменника показан на рис. 91. Спирально H;:J-
164
мотанные трубы леrко воспринимают температурные удлинения,
что позволяет обойтись без плаваlощей rоловки.
Наиболее высокий, эффект теплообмена достиrается в' том
случае, ко!"'да теплообменники по корпусу и по трубкам выпол-
1
,
, ,
,
..;
"
..: ..:
р НС. 91. П рекрестный противоточный теплообменник.
няются одноходовыми ' С проти отоком. Конструкция позволяет
изrотовлять теплообменник мноrоходовым по трубкам.
КОНДЕНСАТОРЫ И ХОЛОДИЛЬНИКИ
Конденсаторы предназначены д я конденсации паров нефте-
продуктов, а холодильники для охлаждения тех или иных
жидких или парообразных нефтепродуктов до требуемой темпе-
ратуры. И те и друrие состоят из трубчатых змеевиков, YCTa
новленных в прямоуrольные стальные ящики-резервуары, через
которые проходит проточная охлаждающая вода. Поэтому та-
кие теплообменники носят название ПОI"рУЖНЫХ конденсато-
ров-холодильников, которые MorYT выполнять те и друrие функ-
ции без каких-либо изменени . По конструкции трубчатой
поверхности все поrружные конденсаторы-холодилы1кии подраз
деляются на змеевиковые с прямыми трубами или rнутыми OT
водами и секционные.
Широкое применение поrружных конденсаторов-холодильни
ков в нефтеперерабатывающей промышл'енности объясняется
простотой их конструкции, надежностыо в эксплуатации, ,малой
чувствительностью к изменениям режима и перебоя м в снаб-
жении водой, удобство,М чистки И ремонта, возможностью при
f 'u
менения" для охлаждения засоленнои воды, применением деше-
вых чуrунных труб, длительным сроком службы установки.
Недоста ки поrружных конденсаторов-холодильников: боль-
шие rабариты, значительный расход металла на единицу пере
даваемоrо тепла 1 малая интенсивность те Л90бмена, потеря теп..
165
лоты конденсации и охлаждения жидких нефтепродуктов вместе
u u '
С проточнои водои. .
Конструкции прямоуrольных резервуаров применяются для
конденсаторов и холодильников поrружноrо' типа.
ИХ ВЫПОЛНЯIОТ как без промежуточных переrородо.к, так и
с одной, двумя и более переrородками.
Стенки и днища соединяют стыковой электросваркой. Соеди-
нения укрепляют косынками, установленными с внутреf.Iней сто-
роны.
Вертикальные стенки соеДИНЯIОТ под прямым уrлом и так)ке
укрепляют косынками, а верхний борт резервуара укрепляют
бортовым уrольником. вертикалы:Iеe стойки при;варивают к
стенке прерывистым швЪм. '
Стяжки вtIПОЛНЯЮТ по нормали Н 517 51.
Охлаждающая вода подается в резурвуар снизу через кол-
лектор или отдельные вводы, а наrретая выводится сверху через
корыто, привариваемое вдоль стенки резервуара.
В змеевики или секции продукт поступает через коллекторы
или OTBOДЫ, а вывод ero из секции осуществляется через стенку
резервуара. Воду и rрязь из резервуара сливают через отвер-
стие в днище, закрываемое пробкой.
Змеевиковые конденсаторы-холодильники поrружноrо типа
представляют собой теплообменные элементы, выполненные 'из
труб. Трубы MorYT быть собраны в виде змеевика или секции,
которые устанавливаются в специальных резервуарах.
Конденсаторы-холодильники из прямых труб (рис. 92). Эти
аппараты собирают из чуrунных или стальных труб на Py
== 10 Kr/CM2 и Dy==80 100 мм, на Ру==40 KrjCM 2 из стальных
труб и Dy == 50 1 00 ММ.
Чуrунные трубы применяют при температуре не выше 1200 С
и давлении не более 10 KrjcM 2 , а также при температуре не
выше 2000 С и давлении не более 8 KrjcM 2 . Длина чуrунных
труб 3 М, стальных 6 м. Те и друrие имеют квадратные фланцы,
позволяющие при монтаже опирать фланец одной трубы на,
фланец друrой без специальных поддерживающих устройств.
Чуrунные трубы с Dy== 100 ММ обычно собирают на деревянных
брусьях, уложенных на опоры из двутавровых стальных ба-
лок NQ 12 или NQ 14.
Трубы' змеевиков соединяют литыми двойниками чуrунны-
, ми при Ру==,10 Kr/CM 2 и стальными при Ру==40 KrjcM 2 . Сосед-
ние секции соединяют крутоизоrнутыми двойниками или rHYTbl-
ми ОТВОДаМИ.
3MeeBukOBble конденсаторы-холодильники из сnиральнозам-
КНУТЫХ (2НУТЫХ) труб изrотовляются для следующеrо ряда по-
верхностей охла'ждения: 15, 30, 5q, 65, 110, 130, 170 и 225 м 2 .
I1учки труб, длиной 3 и 6 м собирают, из стальных ,труб Dy==
== 50 мм. ИХ сборку выполняют в' соответствии с нор-
166
с
малью 418 50, а rоризонтальные резервуары ,ПО норМали
Н 517 50. На рис. 93 показана конструкция поrружноrо xo
лодильника с поверхностыо охлаждения 110 м 2 '1 собранноrо из
"::;1
т т- I ; I r J
i [ ! 'i 1;' 11 i.;! I r I ii i
! ! f i Щ 1 l+l i l'! ! '
_ I [ !,J .l I I t iL _.__J._. ) ,l lJ.. U 1
:J 11J J =+JЮ =Щ I I 1 I
JJ II! ; I i 111 1 111 i
<: j ; =J : I I I i' 11 l J I ' '
I
J\.Q.
""
tc:::>
l(:)
r--...
cq)
JtlL
""
О с=:) с::::)
с=> <:::.:)
О с) с::)
G:::) <:::.:)
О с:::) <:::.:)
с'::) с::)
О с=> <:::.:)
с:::) с)
О с..:::) <:::.:)
с=> <:::.:)
Т=Р
--::=
. ,
f'"'"""'""o .............
/""'.. .........
. - "х
,.............,
,..... ..........
'"vu'
I
""
"'У
.!1l\.
...'"
"., """ , -с! .
....
...................
+ /ь I
I - -€1 I't\ 11---
'v
H g I H
6100 ...
\
Рис. 92. Конденсатор-холодильник с прямыми трубами.
спирально замкнутых труб Dy===50 ММ. Змеевики крепят к KapKa..r
су, установленному .в резервуаре. Для облеrчения монтажа чи
стки и ремонта в змеевиках преАусмЬтрен фланct в й разъем.
Минимальный шаr между, трубами достиrается применением
КРУ10изоrнутых двойников (калачей)!
\ 167
nрямоуrольные резервуары изrотовляют по нормали Н 517
51. В зависимости от rабаритов трубчатой поверхности YCTaHO
влены следующие размеры ре зервуаров: длина 4,600, 7800 и
1 О 600 мм, высота 1700, 2000 и 2300 мм.
fI
...............
......nf1 """
Ifli
.
11I 11 t'I 111 ! 111 ., !! I! ...11 l : : n J
1'1 ..., L.:J"o U
-4}: 111 с::
. 111
11
plll 1:::
111 ".,
111 '" , t"V)
II с::
1,
:::J 11, с:::
111 n
, ,,'!! n U U..J I 11 UU 11 I J' 11 ии II..J uu 11 ии II ш Ш/ / u \ I
L==-780a 4500
J
l' V
,,'
ВиВ А
Рис. 93. Конденсатор"холодильник
со спиральнозамкнутыми трубками.
2000
Секционные конденсаТОРbl холодuльникu ,применяют при зна
чительных расходах продукта и низких давлениях и выпу"
скаю'т по нормали .Н 419 50 с характеРИСТИКQЙ, указанной в
Приложении 9.
Секции KOH eHcaTopOB с разрезной решеткой имеют 6 и 8 xo
дов, секции холодильников 8 и 12 ходов, секции снеразрезной
\,решеткой 8 ходов. Общий вид нормализованной секции с 12 хо-
дами пока за н на рис. 94.
168
Секция имее! три трубные решетки: одну высотой 2040 мм
со ст<?роны входа продукта и две высотой по 1020 ММ с противо
положной СТОРОНЬ1. Такая конструкция позволяет верхней ре:'
шетке свободно перемещаться относительно нижней при темпе
ратурном расширении труб.
Количество ходов пучка секции определяется числом пере
rородок в крышках трубных решеток. Общий вид холодильника,
состоящеrо из нескольких секций, показан на рис . 94.
2
5950
:J
А
5
D
Рис. 94. Трубный пучок 12-ходовой секции холодильника:
l трубная решетка неразрезная; 2 опорные решетки; 3 I(рышка решеТЮ1; 4 трубная
vешетка разрезная; 5 крышка решетки; б переход; / ввод продукта; // вывод продукта
При переработке сернистой нефти для предохранения дета-
лей секционных конденсаторов от коррозии хлорис ым BOДOpO
дом И сероводородом рекомендуется: изrотовлять трубы из
оловянистой латуни (29 О/о Zn и 0,5 о/о Sn), решетки из стали с
наплавкой латуни, крышки из чуrуна ,СЧ 32 52 ПО,крывать ба-
келитовым лаком или фаолитом.
Барометрические конденсаторы. Применяются для создания
разрежения в BaKYYMH:bIX колоннах. Пары и rазы отсасывают из '
них вакуум насосаl\1И или Э)l{екторами.
Схема барометрическоrо конденсатора показана на рис. 95.
Из колонны (не 'Показанной на схеме) смесь паров и rаза
поступает в' конденсатор А через ш уцер 1 и поднимается Ha
стречу стекающей полок холодной воде, подаваемой через
169
трубу 2. Смесь конденсата и отработанной' воД:ы отводится по
трубе б в колодец, являющийся rидравлическим затвором.
rазы и пары, не у певшие сконде IСИРО
ваться, отсасываются вакуум-насосами или
эжекторами. "
Из конденсатора А жидкость будет He
прерывно вытекать только при условии,
если высота барометрической трубы б не
менее столба воды, уравновешиваlощеrо
давление 'атмосферы (10,336 м вод. СТ.).
Практически барометрический конденсатор
устанавливают таким образом, чтобы рас':' ,
стояние от уровня воды в колодце 5 до
уровня воды в конденсаторе было I равно
примерно 11 м.
, Конденсат,ОРЫ 80здушноrо охлаждения.
Воздушный конденсатор конструкции rи-
пронефтемаша показан на рис. 96. Он Иl\Iеет
вид шатра, наклонные стороны KOToporo,
изrотовленные из ор бренн х или rладких
тру.б, являются теплоотдзющей пов рх
, ностью. Для OHдeHcaTopOB и холодильни-
ков светл'Ых нефтепродуктов применяют
оребренные трубы диаметром 25 и 30' мм,
дЛЯ мазута rладкие стальные. Воздуш-
ным охлаждением техноло ических потоков
температура может быть снижена до 35° С.
Искуественную тяrу создают осевыми вен-'
тиляторами, расположенными в основании
шатра. В, Приложении 10 приведены срав-
нительные данные KOHдeHcaTopOB поrруж
ных и воздушноrо охлаждения для устано-
В,ок термическоrо крекинrа.
Как видно 'ИЗ, характеристики, воздушные конденсаторы
имеют ряд существенных преимуществ в сравнении с поrруж
ными. К их числу следует отнести т.акже возможность автома-
тическоrо реrулирования процесса охлаждения.
Рис. 95. Схема бара-
метрическоrо KOHдeH
сатора:
1 труба для входа паров;
2 труба для входа' воды;
3 ПОЛКИj 4"':'" труба для
выхода rаЗОВj б колодец-
(водослив) с rидравличе-
СЮiМ затвором; б баро
метрическая труб
А конденсатор смеше-
ния.
РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
в процессе эксплуатации теплообменных аппаратов в их
элементах возникают. усилия, на которые они должны быть
рассчитаны.
Общими элементами для мноrих' видов кожухотрубных:\ тец-,
JIообменных аппаратов являются:
1) корпус с фланцами для крепления крышек;
2) трубный пучок теплообменника;
170
Рис. 96. Конденсатор Боздушноrо охлаждения шатровоrо типа квш.
3) штуцеры, опоры и дренажные устройства;
4) приспособления для rидравлическоrо испытания, монта-
жа и демонтажа пучка и корпуса.
В корпусе возникают усилия от BHYTpeHHero иJ1и наружноrо
давления, соБСТ,венноrо веса и веса жидкости, разности, темпе-
ратур стенки корпуса и трубок.
В т убах пуч а возникают усилия от BHYTpeHHero или на-'
ружноrо давления разности температур корпуса и трубок, рас-
тяrивающие, изrибающие и сжимающи.е усилия, а в решетках
изrибаlощие под действием BHYTpeHH ro или наружноrо давления,
усилия при развальцовке, 'от разности температур в разнь х зонах.
ОСНОВЫ расчета опор и соединений были рассмотрены ранее.
Величины и направления усилий зависят от типа теплообмен-
Horo аппарата, рабочих усло'вий, способов монтажа и демон...
тажа.
Расчет корпусов и трубок теплообменников
типов тп и тл
,
Кроме рабочих условий, для расчета долж-ен быть задан
диаметр корпуса; если он не задан, ero следует определить в
первую очередь. ,
Исходя из заданной поверхности теплообмена, определяют
длину труб (6 9 м), устанавливают схему их расположения
(по треуrольнику или по квадрату) и по принятому шаrу
количество трубок.
Шаr между трубками, иаметры трубок и способы их распо-
ложения. В теплообменниках применяют трубки с наружным
диаметром d и ==25 мм, толщиной стенки 2 3 мм и d и == 19 мм,
, толщиной стенки 1,5 мм. Если теплоносители вызывают большие
отложения и коррозию, то для облеrчения чистки пучков при
ремонтах следует выбирать трубки d и ==25 мм и более.
Для повышения эффективности теплообмена, что достиrает-
ся созданием максимальных скоростей потока в межтрубном
пространстве, в корпусе теплообменника размещают м;аксималь-
но возможное количество трубок при минимальном шаrе между
ними и равномерном ра,спределении их по сечеНИIО аппарата.
Широко применяется расположение трубок по вершинам
,равносторонних треуrольников (рис. '97), шестиуrольников
'(рис. 98), квадратов. Последний способ удобен для чистки на-
ружной поверхности трубок механическими средствами, но при.
этом плотность размещения трубок уменьшается на lO 14%.
При расположении трубок по треуrольнику или Iпестиуrоль-
нику Me)KД элементами схемы имеются следующие завис "
J\10СТИ:
р == 2а 1; 1: == За (а 1) + 1 или == З ( Р2 4+ 1) + 1
172
rде а число трубок, расположенных На одной стороне ести
уrольника; /
число трубок, находящихся на диаrонали шестиуrоль
ника; \
""'7'" сумма всех трубок, размещенных в шестиуrольном
пу ке. '
Однако, вследствие Toro, что часть ПЛОlцади трубной решет
ки занята переrородками, необходимыми для образования хо-
дов (потоков), и зазора
ми между корпусом и
трубками, не представ
ляется возможным раз
местить то количество
трубок, которое получает
ся по указанной выше
ФОРl\1уле. Реальное коли
-чество трубок на 1 м 2 ре...
шетки будет
=== 'Ут
L .
/
t
Рис. 97. Расположение трубок теплооб-
менника по вершинам треуrольников.
Рис. 98. Расположение
трубок по схеме ше-
стиуrольника.
rде V == 0,70 ....... 0,85 ....... коэффициент заполнения решет и; меньшее
значение 'у принимается для мноrоходовых
теплообменников малоrо диаметра;
т количест о трубок.
Количество' трубок, располаrаемых по вершинам квадрата,
определяется по формуле:
:rcD и
n=="4t2
rде D п ........ наружный диаметр решетки, мм;
t шаr между трубками, мм;
I(оличество трубок т" которое можно размесrить на пло
щади трубной решетки аппарата с диаметром корпуса D BH при
располо}кении трубок в вершинах paBHoCTopOHHero треуrольника
173
СО стороной [, опред ляют по формуле:
пD;и
т := 0,9 4t 2
а при расположении трубок в уrлах квадрата со стороной t
пD;и
то == 0,8 4t 2
,,\r
Для определения числа трубок на 1 м 2 решетки и величины
площади \плиты " приходящейся на одну трубку, можно пользо-
ваться табл. 15.
ТАБЛИЦА 15
Число труб о" на 1 м 2 решет"и
"" \ Диамет.р
Диаметр Площадь Колич ество площадь Количество
трубки трубl(И
.мм с.м 2 трубок .IJ€M' с.м 2 труБОIС
25 5,42 1849 I 30 7,79 1284
26 5,85 1710 31 8,32 1204
27 6,31 1586 32 8,87 1128
28 6,78 1474 33 9,43 1060
29 7,28 1373 34 10,01 999
Точное количество трубок определяют по чертежу решетки
и корпуса (в масштабе 1/4 1/2); зазор между корпусом и край-
ней трубкой принимают не менее 1 О ММ. \ '
Оконча ельный диаметр корпуса принимают по стандарту
на днища и корпуса По этому диаметру и заданным температу-
рам (корпуса 't и и трубок t T ) и давлениям (в корпусе РН и в
трубках РТ) определяют толщину стенки s по фОРl\1улам для
цилиндрическоrо сосуда. '1
Если аппараты устанавливают 'один на друrом или несколь-
ко на одном "(батарея), то после определения всех BeCOBЫ на-
rрузок корпус проверяют на устойчивость сечения и, если не-
обходимо, снабжают нижние корпуса ребрами щесткости.
По принятой, соrласно расчету, толщине материала опреде-
ляют ,площадь сечения стенки корпуса
F K == rt (D ви + s) s см 2
Под действием виутреинеrо давления трубки также растяrи-
ваются и ОQщее усилие Q, растяrивающее корпус и трубки, бу-
дет равно: }
rt ( 2 2 ) n ( 2 2 ) 3t ( 2 2 ) 3t 2
Q ==. Р к 4 D BH пd H + Р Т 1[ DBH пdBH == Р К 4 DBH пdH + Р Т 4" пd BH "r
174
rде dн наружный диаметр трубок, .мм;
d вп внутренний диаметр трубок, мм;
п принятое число трубок.
Площадь поперечноrо сечения стенок трубок
(
, N ( 2 2 ) 2
F т == n"'4 d п d ви с-м
Напряжение рас..тяжения, возникающее в корпусе и трубках
(}к == (}т == F + F "n с.м 2
к т
усилие, растяrивающее одну трубку qT
qT == f тат 1Cr
и удельная наrрузка на вырывание трубки из rнезда составит
(J ==..!!:L. 1с r / с'м'
nd п '
Эта \ наrрузка может быть' и большей и меньшей, чем при
определении по наибольшему одностороннему давлеНИIО; в рас..
чет следует вводить большее из полученных значений. '
Температурные напряжения в корпусе и трубках. Процесс
теплообмена может происходить только при определенной раз
ности температур, т. е. tи=l=t т ; возможны случаи изrотовления
аппарата с разными коэффициентами линейноrо термическоrо
расширения ан и ат и модулями упруrости Е н и Е т материалов
корпуса и трубок. . ) . I
Эти факторы будут вызывать термические усилия QT, кото-
рые в трубках равцы
QT т == ЕкР К (aKt K (J.TtT) kr
. 1 + Е к . Р к
Е т Р т
Термическое усилие QH.T в корпусе по величине равно Tep
мическому усилию QT. Т В трубках, но противоположно по' зна-
ку, т. е.
QK. Т == ..... QT. Т 1Cr
Термическое напряжение в трубках
(] == QT. Т 1Cr/CM 2
т. т Р т '
I Термическое напря}кение в корпусе ,-
а == QK.T 1Cr/cM2
к. т Р К
'\
Термическре усилие в ,одной трубке
QT, т == а т . TfT кr/с.м. 2
175
Суммарное напряжение в корпусе от действия виутреннеrо дав-
ления и термических усилий
О'с. к :::: О'к + О'к. т кТ /см 2
То же в трубках
О'с. т :::: О'т + О'т. т lСТ jcM 2
Суммарная наrрузка на одну трубку от действия BHYTpeHHero,
давления и термических усилий
qT. с == f 10'С. т Kr
Сумм рная удельная наrрузка на развальцовку
а ,qT. с rj
сумм. == nd H к с.м
в раtч т необходимо вводить наибольшее значение, которое
будет получено при самом неблаrоприятном сочетании условий
в процессе эксплуатации, так как значения ат. т И ан. т MorYT
быть и положительными и отрицательными (растяrивающие и
сжимающие напряжения), а ат и ан всеrда растяrивающие. -
. ,Если в аппарате трубки и корпус выполнены из одинаковоrо
материала, т. е. CGи==ат И Ен==Е т , то термическое усилие равно
ЕРка (t K t T ) V r
QT. т == Il..
1+ р к
. Р т
Расчет трубных решеток
Теплообменники жесткоrо типа. В этих аппаратах толщину
трубной решетки определяют из условий надежной разваль
цовки трубок при допустимой ширине простенка (мостика) ме-
, жду соседними отверстиями под трубки q Х,тlп (рис. 97)," вели
чину KOToporo находят из уравнения:
Qx 1 :::= (t d H ) s' м.м 2 ,
тп
Минимально допустимые размеры мостика определяют TaK
же по формулам:
QX m ln>- 4,8d H мм
. t.> d и ( ;' + 1) ММ
1.......... 4,8d H
S t dH .м,М
rде 8'==8 с; с прибавка на коррозию, считая по 2 мм на
сторону.
176
Если ПРИНЯТЬ t> 1 ,25 d и и подставить в формулу для опреде
ления 8', то минимальная толщина решеl'КИ при этом будет:
, 4,8d H 4,8 19 2
smin == 1 ,25d H d}l == 0,25 === , .м-м
s == s' + 2с == 19,2 + 4 == 23,2 .мм
Толщину решетки обычно принимаIQТ не менее 24 ММ.
При, наличии давления в трубках и межтрубном простран
стве необходимо дополнительно проверить толщину решетки на
изrиб.
Если трубки развальцованы в обеих трубных решетках,
жестко скрепленных с КОРПУСОl\;1, то толщину трубной решетки
определяют по формуле:
s' == Е,. / 0,23р см
V (1 O.7 ) (J113
а+Ь
rде Е=== 2 (см. рис. 97);
Р рабочее давление, Kr /см 2 ;
О'из допускаемое напря)кение на изrиб, l(r/CM 2 .
, Если величина 8', определенная по этой формуле, получится
большой и практически неприемлемой, то устанавливают допол-
нительно анкерные тяrи и связные трубы.
При закреплении трубок развальцовкой, ус лие, восприни
маемое одной трубкой,' должно быть меньше сопротивления BЫ
рываНI:IЮ, т. е. должно соблюдаться условие:
,
pf'== G'Jtd и
а== pf "r/CM
dH
r де р........... наибольшее одностороннее давление в труБНОl'vi\ или
межтрубном пространстве, KrjCM 2 ;
f площадь между трубками, см2.
При расположении трубок по вершинам равносторонних тре-
уrольников
,зtd;
f == 0,866t 2
Минимальную величину cr принимают при развальцовке в
rладких отверстиях атах==40 КТ/СМ, при развальцовке с отбортов ,
кой О'тах==70 Kr/CM, ПрlИ отверстиях с канавкой О'тах==70 Kr/CM.
Материал трубных решеток должен обладать ббльшим пре-
делом текучести, чем материал трубок. Это необходимо для co
хранения формы rнезда при развальцовке.
Теплообменники с плавающей rоловкой.
'Выше о надежности валь-цовочноrо крепления
12 Зак. 29
Все изложенное
трубок, размерах
177
\
мостиков для развальцовки, прочности закрепления концов TPy
бок в rнездах,относится и к решеткам теплообменников с пла-
вающей rоловкой. ,
Для теплообменников с подвижной решеткой и с U-образ
ными трубками наrрузку на 1 nое. см длины окружности опре-
деляют по фОРlVlуле:
рлd;
о' == 4nd H O,25pd H кТ/см
Значени'я р и d п указаны выше.
Толщину решетки s опредеЛЯ IОТ по форму е:
s == D . / O,122p +с
V О'изЧ>
rде D...... диаметр Kpyra, площадь KOToporo подвержена давле-
нию и равна внутреннему диаметру прокладки непо-
движной решетки, см;
р внутреннее одностороннее давление ,в трубном или
межтрубном пространстве' (берется больша,Я величи-
на), KrjcM 2 ;
с ......... прибавка на ДВУХСТОРОННЮI9 коррозию '0,4 см;
<р коэффициент прочности; решетки;'
Онэ допускаемое напряжение на изrиб, KrjCM2.
в зависимости от материала решетки и температурных усло..
вий принимают, что
о' из ""7 1, 050' д
rде О'д допускаемое напряжение на растяжение, KrjCM2;,
(nl l)t+d +t nld
ер == (nl 1) t + d + t
ИЛИ
\
ер== nlt (nl l)d
n1t + d
пl ....... число трубок' по 'диаметру решетки;
t шаr м,ежду трубками, см;/
, , ,
ан........ диаметр отверстия под трурку, см. '
Обычно в теплообменниках с плавающей rоловкои рассчиты-
вается толщина неподвижнои решетки, а толщина подвижноЙ
принимается такои же.' Расчет остальных элементов произво-
дится так же, ка,К для трубных решеток теплообмен иков жест-
Koro типа. ·
Расчет скобы. В плавающих rол'овках для крепления вну-
TpeHHero дни!ца применяется фланцевая скоба (рис. 99).
17$
Для расчета скобы определяют усилие на болты Qб. Ф I 1'ем
же способом, которым пользуются при расчете обычноrо флан-
цевоrо соединения. Затем определяют усилие РО, приходящееся
На 1 см длины 'окружности
болтов:
Р Qб. Ф r
O "
nDб ·
Расчет ведут по сечеНИIО
скобы АВ на совместное дей-
ствие раСТЯ)l{ения и изrиба,
приложив к середине сечени
силу Р1, равную Ро cos 450 Kr.
Напряжение в сечении АВ'
определяют по формуле: '
Р I + Миз ' + Миз 1 Т/ 2
а, == f ............... f f . + 1 " с-м
r ,а r r '
РО
,.
Рис. 99. Расчетная схема фланцевой
скобы.
rде f........ площадь поперечноrо сечения, равная 1 Х 2l, см2; ,
r радиус кривизны, определяемый по формуле
r == l-{ 0,01 + ( y + 1 см;
) ,
р радиус закруrления в уrлу, rде имеет место, концентра-
u
/ ция напряжении, см;
а.......... коэффициент, зависящий для прямоуrольных сечений
'l '
от отношения ; ero значения приведены в табл. 16.
r
ТАБЛуIЦА 16
Значения "оэффициента а
ц, 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 '0,8 0,9 0,95
а 0,003354 0,01366 0,317 0,9591 0,0986 0,1552 0,2390 0,3733 0,6358 0,9282
. .
Миз РО (х + f) 1Cr: c
Напряжение фланцевой с об I при. отношении O,2 можно
определить по формуле:
, м! Р
а=-1 85 + .........2.. "Т / с-м 2
, W с
12*
179
l"'де W момент сопротивления стенки скобы высотой С и
1. с 2
шириной 1 см; W == см3;
rде 1,85 КО9ффициент, учитывающий концентрацию напряже-
нии в месте перехода радиусом р.
Расчет плоских вертикальных стенок
холодильников и конд.енсаторов
Стенки аппарата (рис. 100) испытываIОТ внутреннее давле..
ние жидкости. Для придания жесткости их укрепляют верти-
кальными стоиками и rоризонтальными ребрами с необходимым
количеством связеи.
:t::
L
Рис. 100. Расчетная схема' ящика поrружноrо
холодильника.
Основное 'уравнение ДЛЯ расчета стенки резервуара между
укреПЛЯIОЩИМИ ст,оЙками шириной L и высот,ой Н имеет вид:
CP!pL (8 с)2
(Jиз 6
rде СР! коэффициент, учитывающий закрепление стенки и ха-
рактер приложения наrрузки (см. табл. 17);
Р - rидростатическое давление на высоте' Н ,от ур,овня
жидк,ости; при удельн,ом весе БОДЫ 1'==0,001 кТ/см3,
р == VH == 0,00 1 Н 1(,Т / см 2 ;
L 1 ......... расст,оЯ1ние между внутренними кромками двух со-
седних стоек, к к,от,орым приваривают стенки резер-
вуара, см;
О'из......... д,опускаем,ое напряжение на изrиб, кТ / см 2 ;
S == s' + с ....... т,олщина стенки, включая прибавку с == 1 мм на кор-
розию (обычн,о принимают s==6 8 мм).
Из предыдущеr,о уравнени'я имеем
L 1 == 129. s' ... (' (Jиз см
-' JI ffCPl
rде <P1/ коэффициент, ,определяемый по табл. 17;
, ,\
H==ffl b
180
Если Н 1 полная высот'а резерВуара, Ь==? 10 см........ i3ели
чина недолива резервуара, то из предыдущеrо уравнения. при
заданных размерах L и Н толщина стенки для стали марки
Ст. 2 9удет равна
L 1 ..r
s,== 483 r ерН + с .мм
ТАБЛИЦА 17
Значения коэффициента ерl
H/L ер H/L ер!
3 0,0715 1,5 0,042
2 0,055 1,4 0,040
1,9 0,053 1,3 0,036
1,8 0,050 1,2 0,032
1,7 0,048 1,1 0,028
1,6 0,045 1,0 0,024
Укрепление стенок прямоуrольных резервуаров вертикаль-
ными стойками и rоризонтальными элементами жесткости со
связями применяется в тех случаях, коrда толщина стенки по
расчету не превышает 5 мм.
Расчет днищ прямоуrольНЫХ резервуаров
Днй iда таких резервуаров, устанавливаемых На сплошном
основании (без поверочноrо pac eTa) изrотовляют из листовой
стали толщиной от 4 до '6 мм. Днища толщиной менее 4 мм не
разре ается ПРИ1У1енять из за опасности коррозии.
Расчет днищ,' устанавливаемых на балках, приведен т&иже.
[-Iаrрузку Q, приходящуюся на полоску шириной 1 см и дли-
ной 1 см, определяют по формуле:
Q == 11yH ....:. ylH кТ
rде Н высота налива резервуара, см;
1 расстояние между балками, см;
'v вес 1 см 3 жидкости, кТ (для воды ==0,001 KrjCM3).
Максимальный изrибающий момент ·
Ql
М Н \ 9,4 Kr. 'с-м
, Момент 'сопротивления указанной полоски
1. (S')2
W == б с-м 3
rде 8' теоретическая тол щи на Днища без, прибавки на кор/!
роз ию.
181
Напряжение будет равно
М Н Ql · 6
О'из == W == 9,4 (S')2
или, подставляя значение Q, приведенное выше, получим
.'
vlHl.6 I 6Vl2H
О'И3 == " 9,4 (S') 2 == 9,4 (S')2
откуда
1 == -( 9,4 С1 И3 == 1,2545' -( H
При аиз == 1400 кТ/см 2 и ,\,==0,001 кТ/см 3
I 1480s'
1 == уН ,см
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛQОБМЕННЫХ АППАР А Т08
При эксплуатации кожухотрубных теплообменников, исполь-
зуемых для подоrрева и охлаждения сырья на установках
ЭЛОУ, АВТ, комбинированных термических крекинrов, необхо-
димо своевременно очищать трубы и межтрубное пространство
от осадков солей, серы и разных механических примесей, YMeH -
тающих пр опускную способнос.ть, ухудшаIОЩИХ, теплообмен,
снижающих к. п. д. аппарата. Следует своевременно выявля'1'Ь
и устранять просачивание и течь жидкости в трубном пучке,.
через развальцовки или места, поврежденные коррозиеи в труб-
ной решетке, прокладки между распределитесЦЬНОЙ коробкой и
передней решеткой пучка, а также через фланцевые соединения
riрисоединительных трубопроводов. При срочных ремантах «на
ходу» необходимо полное отключение аппарата, что возможно
только' при хорошем состоянии запорной арматуры. Дефектные
трубки отключают, забивая с двух концов конусные металличе-
ские пробки. При ремонте «на ходу» отключают до 30 О/о об-
щеrо количества' -трубок. Пропуск жидкости в, развальцовке
устраняют дополнительной подвальцовкой. Забитые солями и
механическими примесями трубки пучка очищают специальным
инструментом. После ремонта теплообменник rидравлически
опрессовывают, удаляют опрессовочную жидкость, снимают за-
rлушки и осторожно включают в схему.
При эксплуатации теплообменников «труба в трубе» выяв-
ляются те же неполадки, которые свойстве ны кожухотрубныrvI.
Резкие перепады давления и температуры обусловливают заби-
вание трубок осадками и продуктами коррозии.
Неисправности выявляют при повседневном осмотре обору-
дования. Чистка забитых внутренних труб отнимает MHoro вре-
мени, поэтому такие трубы рекомендуется заменять запасными.
18
В случае обнаружения течи в соединительных rайках, аппа-
рат отключают, освобождают от продукта, снимают зцднюю
крышку и давл}ением жидкости во внутренних, трубах опреде
ляют дефектные места. ' ,
Если подтяжкой raeK не удается устранить" течь, снимают
д ойники (калачи). и зачищают, уплотнительные поверхности.
,При ПР9сачивании продукта через развальцовки следует
снять обе крышки теплообменника, удалить внутренние трубы
из наружных, в, которых обнаружены пропуски, произвести до-
ПОЛНИ,тельную подвальцовку, после сбо,РКИ опрессовать BHYTpeH
ние, а' затем" наружные трубы. Пропуски в прокладках крышек
фланцевых со;единений устраняют подтяrиванием крепежных де-
талей при отключенном теплообменнике. "
Особенности эксплуатации' поrружных конденсаторов"холо-
дильников. П,ри эксплуатации поrружных конден'саторов холо-
дильников основное внимание следует\ уделять состоянию сек-
ций и змеевиков. Появление масляных пятен на воде и бурле-
ние на поверхнос и свидетельствуют о течи (пропуске) про-
дукта. В секционных конденсаторах холодильниках этот дефект
может появиться,в результате коррозии контактных поверхно-
стей' или, разрыв в (трещин) трубок, крЫ'шек и со:единительных
калачей в сварных ЦIBax, ослабления развальцовки трубок,
ослабления прокладок крышек или фланцевых соединений, на-
ХОДЯЩИХС5J в' воде.
В змееви.ковых конд н!саторах-холодильниках просачивание
и течь продукта наблюдаются в пораженных коррозией участ-
ках тр б, в местах сварки TPy и двойников' (калачей) или БО
фланцевых соединениях.
. При эксплуатации поrружных конденсаторов-холодильников
следует проверять состояние ящиков для воды, фу даме тов и
постаментов под ящики, а также состояние лестниц, площадок
и оrраждений. Если На дне ящика имеется коллектор, надо ле-
дить за тем, чтобы барботаж воздухом проводился непрерывно,
так как при периоди.ческой работе коллектор заполняется БОДОЙ.
Тщательно надо следить за неизменным положением rребен- ,
ки на сливной переrородке ящика. При обрыве rребенки уро-
вень воды в ящике понижается, вер ние ряды труб оrоляются,
переrреваются и деформируются, что приводит к нарушению
развальцовки, разрыву труб и выходу аппарата из строя.
rЛАВА 11
ТРУБЧАТЫЕ ПЕЧИ
типы ПЕЧЕй
\
ля наrревания нефтяноrо ырья применяют трубчатые пе..
чи с orHeBbIM обоrревом. Печи MorYT быть наrреватель..
ными или реакционно наrревательными.
В наrревательных печах ,происходит только HarpeB
нефтепродуктов, причем учитываIОТ специфику данноrо
процесса, т. е. в одном случае на начальной стадии HarpeBa
дают максимальное количество тепла, в друrих lVIинималь..
ное.
. В реакционно наrревательных печах, Hq.rpeB нефтепродукта'
совмещен с соответствующими технолоrическими реакциями.
В этих печах необходимо учитывать опти альные условия по-
дачи тепла для HarpeBa и протекания реакции.' Указанные усло
вия предопределяют способ передачи тепла нефтепродукту.
С этой точки зрения трубчатые печи MOr.YT бь ть подразделены
на три основные rруппы: конвекционные, радиантные и pa
диантно"конвекционные. "
к конвекционным печам (рис. 1 О 1) относятся печи, в кото..
рых тепло нефтепродукту передается r'лавным образом конвек...
u .
циеи, а теплопередача излучением ничтожна.
В радиантных печах (рис. 102) тепло нефтепродукту пере...
'дается rлавным образом излучением, а камера конвекции, яв..
ляется вспомоrательной или oTcyтtTByeT.
Радиантно"конвекционные печи относятся к промежуточной
rруппе. В них тепло нефтепродукту передается rлавным образом
конвекцией (в камере конвекции), а теплопередача излучением
имеет вспомоrательное значение. Эта rруппа печей показана
на рис. 103.
По способу подвод воздуха различают печи с подоrревом
воздуха и печи без ero подоrрева.
По способу реrулирования температурноrо режима печи дe
лятся на печи с реЦИРI{уляцией rаза и без ero рециркуляции.
По способу пере ачи радиантноrо тепла печи MorYT быть
разделены на следующие типы:
18
1) печи, в которых основное I значение ИМеет лучистое теПJ10
факела (излучения кладки и rазов являются вспомоrатель
ными) ;
2) печи, в которых процесс rорения протекает за предеЛrМИ
камеры излучения;
3) печи с использованием лучистоrо тепла от твердоrо тела.
В этих печах обычно используют излучаlощие насадки, настиль
ное пламя или мноrоочковое
беспламенное rорение. ВхоВ
По конфиrур?ции труб-
чатые печи делятся па ци-
линдрические, I вертикаль-
ные, коробчатые и с нак"ТIОП-
ным сводом; по количестну
камер на ,однокамерные,
двухкамерные и MHoroKa-
мерные.
По способу расположе-
ния экранов отличают печи:
с потолочным экраном,
раСПОЛ!Jженным параЛJIель-
но перевальной стене;
с потолочным экраном,
расположенным перпенди-
кулярно перевальной CTeH ;
с ПОТ9ЛОЧНЫМ и OKOBЫM
экранами;
с потолочным и подовым
)
экранами;
с экранированием всей
поверхности обмуровки;
с настенным боковым
экраном;
с экраном двустороннеrо
облучения.
По способу расположе-
ния камеры конвекции раз..
личают печи с расположе- Рис. 101. КонвеI<ционная печь BbICOKoro
нием камеры сбоку или в давления.
центре печи, над радйантной
камерой 'или под ней. По способу соединения труб в змеевике
различают печи, в которых трубы, соединяют ДВОЙНИI<ами (ре..
турбендами), сваркой или с'Вемными калачами.
По rидравJiическим признакам трубчатые печи MorYT отли-
чаться схемой движения rаЗОБоrо потока в раДиантной камере,
ИЛИ в камере конвекции, причем rазовыи поток движется в пре-
делах топки или с прохождением через экран. В I(амере конвеКIlИИ
выхоа
с:: ;:::: ?
"-
1::: l'
r-.
r-.
l'
,. ;.& t\
l'
:...:
7
:.:
""""
l'
l'
l'
l'
l'
F"
"'
"-
"-
"-
"'
"'
'7' 7
:::; :::;
r
17 ;.&
l'
1'\
l'
1'\
1'\ l'
l' l'
l'
f-" "' "' .
"-
"-
t/
f'" '-'
7" ,
/ .
"""""
v .
.
'\.'\.'\.'\.,'\.'\.
'96рцсты е mpytfbI I
.
""
.
.
""""""" """"".....
А
От 'тОЛК!l N9/
От /!lОПКlI N92
От тОПКLI N9J
185
"
О
:t::
U
О
-е-с.з
tl:: U
a)
:t::t:Q
col::f
t:QO
I::
co
e::::t::
U\O
\O
Ос..
Е-4
I
e:::
1::1......
:i
<:> O
<:> r::{:t::
C'O
ЕТО
u О Q)
е::: О
::s I::::t:
:s I
:з:: Q)
:::r::
<:> '.:!.':
t:;: с'о
::t:: а о..
CQ
:::r:: Q) 1::1
uQ)
U о..
I::
I
::r' ::Х::"
cl) о....,
= ...
::(0
tI:: :t::
CQ ф
f-4 t:Q О
С'О :t:: Q)
::те о О
\о t:Q
10
f-4 О
.:.."
tI:: OQ u
С'О I
::: O-too
c:l.c
cl) т "
::;S Q) е:::
С'О ....
,Q с'о
1>< tз:I
1::( Q)
g
'"""-LI
.С"':)ф
,C"I 1::
С ... О
,..... Z o-t
:t:: co
'е,) со 1::
I
\о.. т"
Q) "
z::1'
:t::
::1'1::
0O-t
e:::
O
E-tС'О
O
I::u
/ф
,G\I
, ." О
:s::1:I
I
(Q
,с.>
о..
О
-е.
,
....
I I
(или воздухоподоrревателе) rазы MorYT двиrаться потоком ни
сходящим, восходящим илиl прямолинейным. .
Трубчатые печи классифицируются также по тепловой .l\10Щ-
ности пропускной способности, давлению и'температуре в конце
наrревательноrо змеевика. По
тепловой мощности печи делят
на малые (до 3 м.лн. ккал/ч),
средние, (до 15 млн. ккалjч) и
большие (более 15 млн. ккал/ч).
По пропускной способности пе
чи также делят на малые (до
300 т/сутки), средние (да
1000 т/сутки) и' большие. (более
1000 т/сутки). Рис. 103. Схема печи радиантно-
По давлению в конце Harpe конвекционноrо, типа ДЛЯ, терми-
вательноrо змеевика, трубчатые ческоrо крекинrа.
печи подра3.Деляю+ на атмосфер
ные, вакуумные и BbIcoKoro давления. В атмосферных печах в
конце HarpeBa избыточное давление обычно бывает от 0,6 до
20 Kr/CM 2 . Вакуумными обычно называют печи, у которых в
конце наrревательноrо змеевика давле
ние ниже 0,6 Kr/CM 2 , а также печи, об
служивающие вакуумную колонну или
вакуумный эвапоратор даже в. тех слу...
чаях, коrда внутреннее давление в кон-
це змеевика у них выше атмосферноrо.
К печам BblcoKoro давления ,относят пе-
ЧИ, у которых давление внутри 3l\lееви-
ка выше 20 KrjcM 2 .
По максимальной температуре Harpe-
ва сырья печи. подразделяются на низ-
котемпературные и, высокотемпера i:yp-
ные. rраницей 'раздела служит темпера
тура 4000. С. .
Двухкамерная печь имеет наклонный
u I
свод, которыи выравнивает тепловые Ha
rрузки потолочноrо ,экрана, так как
обычно тепловая наrрузка экрана боль-
ше в центре и меньше на концах. Эта
печь имеет муфели, ..в которых происхо
дит rорение. В малом объеме 'муфеля
реакция rорения ускоряется, топливо cropaeT, а в радиантную
камеру поступ'ают раскаленные rазЬr. Муфелям придается на-
клон к rоризонт"у. Этим улучшает я движение ,rазов.
ДвухкаМ1ерная вертикальная печь с настенным боковым экра-
ном показана на рис 104. Форсунки расположены в поде и уста-
новлены под уrлом к переr'ородке, в результате чеrо пламя
о
о
о
о
о
о
о
о
о
О
О
О
О
О
О
О
О
О
.
,t,
//11
11
:/111
111 1
111
111
1,1
Рис. 104. Схема двухка-
мерной вертикальной
печи с настенным боко-
вым экраном.
0000000000000000000000
000 000 00 000 000000000 о о
о о 00 о
о о 0000
о о о 000
о о о 00 о
00000
187
направлено параллельно переrородке. Это явление принято Ha
зывать настиланием пламени. Такие печи очень компактны, так
как позволяют максимально приблизить пламя к экран . Тепло
вые напряжения поверхности HarpeBa очень равномерны и мало
меняются как по длине, так и по высоте печи.
Принцип настильноrо ПЛqмени применяется также в печах
с экраном двустороннесо излучения (рис. 105 и 106). Примене
ние экранов двустороннеrо облучения
позволяет еще больше повышать теп
ловое напряжение поверхности Harpe
ва вследствие paBHoMepHoro распреде
л ния тепла по окружности трубы.
В обычных экранах, облученных с oд
Рис. 105. Схема
однокамерной пе-
чи С экраном дву-
CTopOHHero излу-
чения.
t
B030!lI' о.]
8О3ОILI'опоiiо"
среВателя
Выхоо
п ооукта
В:соо
проiJ!lкта
РИС. 106. Схема двухкамерной печи
С экраном двустороннеrо излуче-
НИЯ.
НОЙ стороны, освещенная сторона трубы воспринимает значи
тельно больше тепла, чем не освещенная. При двустороннем
облучении этот недостаток УС'Рраняется. Теплоотдача в этих пе
чах осуществляется от излучающих стен, расположенных на рас..
стоянии 600 1100 мм от змеевика по всей длине труб. Излу
чающие стены собраны из беспламенных панельных rорелок для
rазообразноrо топлива. '
Вертикальная мнососекционная (мносокамерная) печь пред
ставлена на рис. 107. Применение нескольких секций, работаю
, u
щих параллельно и независимо одна от друrои, дает возмож-
ность значительно повышать тепловую мощность arperaTa, ин-
тенсифицировать процесс и увеличивать продолжительность
межремонтноrо периода теХНОЛО,rической установки, так как OT
188
дельные секции печи MorYT быть ВЫКЛlочеНЬJ для ремонта или
о истки без остановки всей установки.
Показанная на рис. 107 печь состоит из четырех радиантных
и одной конвекционной камеры. Для современных укрупненных
УстдойстОо clJoila
o o o
BbI:z:od
000000000000000000000000: .... 10000J
О О :/ 000000
i
g 1 2 О 000000000000
о о 000000
о о о 0000 О
: о о 000
о о .... ......, . /
о о \
о о
: g
о l2'J5J2:ISJ о
g I \
о :/ о
;... .......
.
/3
Вы:соо
oOOOOOOOPOOOOOOOOOOOOOOOOO
g
:/0 2 rry 1 о
:
о о
О о
о о
g
О О
! m
g g
О О
4' .,;. B.xod
Рис. 107. Схема мноrокамерной реаКЦИОННО"наrревательной
печи:
1 реакционная секция; 2 наrревательная секция; 3 свод; 4 воздухо.
подоrреватель.
установок сооружаются печи с числом камер до семи и более
при тепловой мощности каждой камеры до 30 млн. ккал.
) ,
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЕЧЕй
Каркас печей. Наrрузка от веса печ,НЫХ труб, двойников,
кровли площадок и лестниц в большинстве конструкций воспри
НI1мается !{аркасом, состоящим из стоек, ферм и СВЯЗУЮЩИХi
элементов. В зависимости ()т размеров печи принимается та ил'и
иная система каркаса. У двускатной печи, показанной на рис. 103,
каркас представляет собой шарнирную рамную ферму, ни}кние
опоры которой состоя! из стальных литых шарниров, к к,оторым
крепятся основания рам. Нижняя плита шарнира анкерными
болтами прикрепленq. к фундаменту. Риrель рамы выполнен в
виде фермы, к нижнему поясу которой крепятся трубные под-
веСI{И и кронштейны для подвески кирпича свода. На стойках
рам имеются кронштейны для подвески кирпича, стен, площа..
док и лестн;иц. l"аким образом вес труб, кровли, оБМУР9ВКИ и ме..
таллоконструкций передается на каркас. Такая конструкция
- \ I
каркаса при едином уклоне риrеля дает возможность типизиро
вать основные узлы несущей конструкции, а также элементы пе
чи трубные подвески, кроншт'ейны для подвески кирпича CBO
да и боковых стен. Шарнирные крепления стоек каркаса позво.
u
ляют применять раму и для широких печеи, так как поворот
139
стоек в шарнирах,< компенсирует тепловое расширение риrеля.
без больших rоризонтальных усилий. I ".
При малых пролетах, коrда обмуровка из специальноrо кир-
u ' u
пича является несущеи конструкциеи, каркас и пользуется для
обслуживающих Пe!Iощадок, металлической облицовки и друrих
второстепенных элем нтов КОНСТРУКllИИ. В этих случаях каркас
выполняют в виде отдельно стоящих стоек ИЛ:{1 раскосной си-
стемы.
Во всех случаях предусматривают защиту каркаса от излиш-
Hero переrрева пу ем применения тепловой изоляции или оста-
вления зазоров между стойкой каркаса и обмуровкой.
Трубный змеевик. Наrреваемый продукт движется в змее-
вике, расположенном в печи. Змеевик состоит из труб и соеди-
u
нительных частеи. Различаю! однопоточные, двухпоточные и
мноrопоточные змеевики. Соединительные части двойники (ре-
турбенды) и калачи дают возможность очищать внутренние по-
верхности труб от отложений солей и различных заrрязнений,
осматривать их и замерять толщины стенок труб в различных
местах змеевика. При полном отсутствии заrрязнения внутрен-
ней поверхности змеевика и наличии надежных 'способов кон-
троля толщины стенки трубы возможно применение цельно-
/
cBapHoro $меевика (без ретурбендов). Змеевик изrотовляют из
rлад их Qесшовных труб с толщиной стенок от 4 до 30 мм в за-
висимости от температуры, давления и диаметра. В некоторых
конвекционных печах для деструктивной rидроrенизации с
целью увеличения поверхности HarpeBa применяют толстостен-
ные трубы из леrированной стали с ребристой на<;адкой из уrле-
родистой стали.
Выбирая материал труб, нужно. учитывать разность темпе-
ратур при передаче тепла через ряд тепловых сопротивлений.
Во время эксплуатаций печи эти сопротивления не остаются по-
стоянными и в какой-то период температура стенки трубы по-
вышается до HeKoToporo предела, коrда дальнейшая работа мо-
жет привести к аварии. Например, в змеевике печи термическоrо
\крекинr . происходят следующие изменения тепловых сопро-
тивлений: ' ,
1. При цуске печи внутренние поверхности труб чистые; ско-
pqCTb движения продукта по сечению трубы неравномерна; чем
ближе, к поrраничному слою, тем она меньше, поэтому на вну-
тренней поверхности трубы образуется устойчивая пленка 7 обла-
, l'
\дающая значительным тепловым сопротивлением; при темпера-
туре продукта в трубе 4900 С температура наружной поверх-
ности трубы достиrает 5250 с; ,
2. Высокая температура пленки ведет к коксообразованию и
отложеНИIО слоя кокса на стенке трубы, тепловое соп'ротивление
KOToporo тем больше, чем толще слой. При толщине слоя кокса
/ 190
.....
3 , M И той же температуре нефтепрqдукта ,(4900 С) температура
н'а наружной поверхности труБыI повышается до 6350 с;
3. Повышение температуры наРУЖI10Й поверхности трубы в
окислительной среде дымовых rазов приводит к образованию
окалины, вследствие чеrо толщина стенки уменьшается. Поэтому
при том же давлеrrии напряжение повышается. Все это вместе
взятое может привести к раздутию или проrару трубы.
Для" н еаrрессивных сред при температуре стенки трубы не
выше 4750 С. можно J4спользовать трубы' из уrлеродистой стали
марок 08; 10; 15. Если температура стенки выше, нуж о приме-
нять трубы из леrирова ных сталей. Наибол:е часто применяют
трубы из хромомолибденовой стали со средним содержанием
хрома 5 О/о, и молибдена 0,5 О/о (12Х5 МА, Х5М), а такж безмо-
либденовые Х5ВФ и Х5. Последние можно использовать при
темпер туре аrрессивной среды, не выше 4250 с. ' '
Печные ДВОЙНИКИ служат для соединения отдельных труб
змеевика и 'являются разборными .соединительными деталями,
от надежности- и исправности которых зависит нормальная без-
ава'рийная работа наrревательных печей и, следовательно, всей
u
технолоrическои установки.
К конструкции двойников предъявляются следующие требо-
вания: п\ростота и надежность соединения. их с печными трубами,
- доступност'ь при ремонте и чис ке труб, минимальные rидравли-
, u
чески е сопротивления, устоичивость к коррозии, достаточная проч-
ность 'при рабочих температурах и давлениях. В нефтеперераба-
тывающей промышленности применяют печные двойники: итые,
кованые, двухтрубные (ОДНQlпоточные), четырехтрубные (двух-
ПОТОЧН Iе), уrловые, с отводами под развальцовку или под резьбу.
Заводы выпускают следующие три типа двойников:
oBaH le полуоткрытые;
KOBaH;ble закрытые;
литые' с ушками. ,
Каждый из них имеет несколько серий (ступеней), области
применения _ которых ,приведены в табл. 18. ,
При выборе материала для нажимноrо болта и траверсы
РУJ5:,QJЗ0дствуюtся даННЬJМИ табл. ,19. ' I
,,'- Двойники при изrотовлении подв рrают термической обра-
ботке, а после сборки rидрС!-влическому испытанию керосином.
Давление при rидравлическом испытании. на заводе..изrотови-
теле назначается в соответствии с табл. 18.
Каждый' корпус двойника снабжают клеймом, на котором
указывают ступень (сеРИIО) и мате'риал. При сооружении но.вых
печей необходимо тщательно проверять COOTBeTCTB e устана-
U u
Вливаемоrо двоиника проектнои документации и составлять
акты. Данные о двойниках заносят в паспорт печи и при смене
двойников во время реМ,онта, устанавливают TaKYJO же ступень;
u
сведения о замене двоиников заносят в паспорт печи.
191
Основные дан.ные двойн.иков лит ых и 1tOBaflblX
I \
Серия
(ступень)
Марка стали для
корпуса и пробки
Максимальное рабочее давление
р раб' l(r/CM 2 , при температуре, ос
4/0 450 I 475 I 500 525 I 550
25
25 или 30,-ЗОХМА Л
Х5М Л (Х5ВФ) '25
25 65
30ХМА Л
Х5М-Л (Х5ВФ)
28
20
50
65
14
50
70
65
100
40
55
40
т АБЛИЦЛ 18
Пробные
давления
«r/cА(, 2
, "
р пр р пр
75
200
200
210
42
110
110
120
,
При м е ч а н ия. 1. Р пр давление Прll испытании ДВОЙНИ!(3 на заводе изrотовителе;
п u
р пр давление при испытании ДВОl1шша в печи.
2. Для аrреССИВlIЫХ серусодержащих сред независимо от рабочих условий корпус и проб
l(И изrотовляют из стали MapOI( Х5М пли Х5ВФ. В зависимости от материала основных дета-
лей двойцика нажимной болт и траверсу изrотовлшот из л rированной стали.
I
Материал болтов и траверс двойников
ТАБЛИЦА 19
Температура Материал
Ступень рабочей среды) I(opnyca и пробки I
ос нажимноrо болта
25 425 25 40ХН * или зохrСА
426 475 30ХМА
65 475 30ХМА **
25 425 30ХМА Л 40ХН * или зохrСА
426 475 30ХМА
65 500 30ХМА
25 425 40ХН * или зохrСА
500 30ХМА
65 ' 500 Х5М JI 30ХМА
100 500 30ХМА или Э 1 10
траверсы
30ХМА
* Может быть заменена сталью маРI(И 35Х.
** При ,температуре среды до 4250 С разрешается применение стали 35Х или зохrСА.
Детали Д130ЙНИКОВ пробки, траверсы и нажимные болты
также снабжают клеймом, с ук'азаниеl\1 материала, из KOToporo
они выполнены.
Обычно у печи сооружаIОТ стелла{Ки, на которые при pe ,
монтах в опредеJIеННОl\l 'порядке укладывают детали двойников.
Двойники кованые открытые двухтрубные (рис. 108) состоят
из корпуса с четырьмя отверстиями. Из них два отверстия пред \
назначены для крепления труб с развальцовкой, а два закры
вают конусными пробками, которые прижимаIОТ .болтами через
192
траверсы, упираlощиеся заплечиками в подковообразный вы-
ступ корпуса.
Двойники этоrо типа изrотавливаIОТ для труб диаметром:
Серия (ступень)
25. . . . . .
65. . . . . .
1 00. . . . . .
Диаметр труб, Мо/К
60, 89, 102, 127, 152
102, 127
102
,
к этому )ке типу двоiiников относятся И четырехтрубные ДВОЙ
ники, рассчитанные На давление Ру==65 KrjCM 2 , выпускаемые е.
теми )ке основными раз I
мерами, за ИСI):лючением
длины изделия, которая
определяется количе
ством отверстий (четырех
отверстий для труб BMe
сто двух).
Двойники кованые за
КрЫТО20 типа (рис. 109)
З90
Рис. 108. Двойник 1<0-
ваный открытый двух..
трубный.
L ...1
'-
Рис. 109. ДВОЙНИК кован.ый закрытый
двухтрубный.
имеют в верхней части СПЛОШНОЙ кольцевой упор для траверсы,
а пробка имеет два небольших хвостовика.
Двойники этоrо типа изrОТОВЛЯIОТ для труб диаметром:
Серия
(ступень\ Диаметр труб, .ММ
25. . . .. 50, 90, 100, 116, 125, 150
65. . . '. 50, 90, 100 ..
ДВОЙНИКИ серии 25 изrотовляюr с одной канавкой ПОД раз-
вальцовку, а серии 65"":""" с ДВУМЯ канавками.
Двойники литые с ушками (рйс. 110) имеют в верхней части
корпуса два ушка с прорезями, которые служат упором ДЛЯ
траверсы. Эти двойники изrотовляют тех же серий и для тех
}ке размеров труб, что и кованые открытые.
13 3ак. 299
193
Все детали ДвойнИков терМИЧески обрабатывают. При
hриемке двойников контролируют твердость по Бринеллю (Н В) .
I В месте развальцовки труб
По IIВСО
твердость дол)кна превышать
твердость материала труб не
меньше, чем на 50 единиц НВ
и составлять для уrлеРОДIIС10Й
стали 170, а для леrирован I
ной с али 210 250. Для
траверсы1 рекомендуется тrзерм
дость НВ 220 240, для болта
НВ 280 300.
Отверстия (rнезда) под
развальцовку обязательно дол
)кны' быть снабжены канавка-
м'и; РекомеНДУIОТ два т.ипа раз-
делки отверстий: тип 1 с од-
ной канавкой для ступени 25 и
o. тип 11 с двумя кан;авками ,для
Рис. 110, ДВОЙНИI{ двухтрубный литой. ступеней 65 и 100 (рис. 111).
Обозначенные буквами разме-
ры принимают в зависимости от диаметра трубы и серии двой-'
ников: а от 10 до 14 мм; т от 8 до 21 мм; п от'l до 10мм;
Z OT 13 ДО 16 мм; Нз от 30 I
до 75 мм; y 10 мм.
Крепление rруб в двойни-
ках весьма ответственная
работа, которую 'должны вы..
полнять опытные рабочие. Пе..
ред началом работы прове-
ряют и отбраковывают трубы и
двойники.
Трубы провеРЯIОТ по сер"
тификату, фактическим разме..'
рам и твердости на концах, на
овальность и разностенность.
Концы труб зачищают 'спе-
циальным приспособлением. Рис. 111. Разделка отверстий в двой.
При наличии на зачищенных никах под развальцовку труб:
У частках п р одольныIx Р исок тип 1 для серии 25; тип II для серий 65
и 100. !
,rлубиною 0,1 мм и более тру-
бы бракуют; _
При проверке двойников следят за маркировкой' rнезда и '
пробки. Трубы и двойники подбирают так, чтобы зазор между
ними был не более 1 мм, а твердость материала двойника у
rнезда выше" твердости трубы не менее, чем на 50 единиц 118.
Фактический диаметр rнезда, наружный и внутренний диаметры,
По lF
tf
194 ,
. 0'7110 I
Тип Л
t::::
t::j
:t:
трубы записываIОТ. Состояние канавок и пояска в корпусе двой-
ника проверяют визуально. На внутренних поверхностях не
допускаIОТСЯ выбоины, забоины, риски или друrие дефекты.
Двойники устанавливают на трубы при помощи направляю-
щих конусов так, чтобы концы труб выступали из rнезд внутрь
двойников на 2 3 мм.
Трубы развальцовывают при помощи вальцовки (рис. 112),
которая приводится в действие от пневмо- или электродвиrателя
_ через редуктор. При этом вальцовку
поrружают в минеральное масло (Bepe 150 максимальныu
h, ,
f"'- \. . . .
У/ - /, ? ::: . /Б;"
.L L LLL.(L; 7
а
t /
. - ' '
3 4. 5 8
( "
,
о
"
Рис. 112. Вальцовка для печных труб:
а рабочее положение вальцовки в трубе в момент
окончания процесса разваЛЬЦОВЮ1:; б вальцовка;
1 оrраничитель; 2 веретено; 3 обойма; 4 раз-
вальцованные ролики; 5 отбортовочные ролики;
б рукоятка.
Вио /1
J ,
/
.
3 lf
Рис. 113. Приспособление для
замера внутренних диаметров
труб до и после развальцовки:
1 победитоваsr нэплавка; 2 рычаr;
3 скоба; 4 шкала.
2
тенное или цилиндровое), затем заводят ее в трубу так,
чтобы отБОРТО130чные ролики находились на уровне кромки
трубы, вручную до отказа заклинивают конус веретена, соеди-
няют с двиrателем и включают' ero.' Развальцовку производят
плавно, без рывков., В случае заедания вальцовку обратным
вращением следует подать сначала назад; а затем снова вперед.
Развальцовку ПрОБОДЯТ до плотноrо прилеrанмя разбортованных
концо13 труб к rнезду д'войника. После развальцовки специаль-
ным приспособлением (рис. 113) замеряют внутренний диаметр
трубы на участке rнезда' и сравнивают с ранее замеренным.
Для заТЯ)I{КИ на)кимных болтов мо)кно пользоваться пнев-
матическим ключом КПР и ПI\-36 КОНС'f,рукции rипронефте-
маша.
13
. 5
rдРнитУрд ПЕЧЕЙ
К rарнитуре трубчатых печей относятся: дверки h окна раз-
Horo назначения, подвески и кронштейны для труб и кирпича,
трубные решетки радиантных и конвекционных камер.
600
,
Рис. 114. Предохранительное окно (инспек-,
ЦИDнное).
Предохранительное окно топочной камеры (рис. 114) пред-
назначено для ослабления действия силы взрыва, а также для
инспекции топочной камеры. Рамы и дверцы изrотовляют из се-
poro чуrуна СЧ 15..32, ось из стали марки Ст. 3.
270
Рис.. 113. Смотровое окно.
t:::::>
.
Смотровое окно (рис. 115) служит для наблюдений за rорел..
ками в период эксплуатации печи и за состоянием труб ради-
антной секции. Материал корпуса и крышки серый чуrун
СЧ 15..32, рукоятки и ОСИ сталь марки Ст. 3,
lР6
Лаз в конвекционную камеру (рис. 116) предназначен для
BHYTpeHHero осмотра конвекционной камеры печи. Лаз YCTaHaB
ли:вают в зоне отработанных топочных rазов с теl\1пературоЙ
не выше 400 0 С. Материал
сталь марки Ст. Ос.
Шибер (рис. 117) слу
жит для реrулирования тя
[Н. МатеРиал ДЛЯ' лопасти
шибера серый чуrун СЧ
15 32. Остальные детали из
стали марки Ст. Ос.
Трубные решетки ЯВ
ляются опорами для труб
, .
продуктовоrо змеевика.
Трубные решетки, OMЫBae
мые дымовыми rазами с
температурой до 8000 С, из-
rотовляют из ceporo чуrуна
марки СЧ 21 40, а иноrда
из листовой стали.
Трубные еU1етки, KOTO
рые Оl\lываются дымовыми
u
rазами с температурои до
10000 С, изrотовляют из жа-
ростойкоrо чуrуна, а при
темпераJтуре выше 10000 С их отливают из жаропрочной стали
марки (ЭИ 316. Толщину отли;вок рекомендуется принимать
не менее 20 MAt. 'Под аждую трубу в месте соприкосно-
вения ее с решеткой подкладывают асбестовый картон 'толщи-
ной 5 6 MA't.
Трубные решетки, применяемые для двускатных трубчатых
подоrревателей, подразделяются на сл дующие типы:
трубные решетки радиантной секции, устанавливаемые в
торцах печи (рис. 1 18);
трубные решетки' конвекционной секции, устанавливаемые в
торцах печи (рис. 119);
трубные реПlетки конвекционной секции, устанавливаемые
в середине печи (рис. 120);
В зависимости от количества опираIОЩИХСЯ труб трубные
решетки радиантной секции делятся на двух-, Tpex , четырех-,
пяти и шеститрубные. Решетки покрывают слоем ,термоизо-
ляции.
Трубные подвески поддерживаlОТ радиантные трубы в про-
лете ме)кду трубными решетками и предотвращают их прови-
сание.
Трубные подвески устанавливают внутри топочной камеры,
rде те пература дымовых rазов достиrают' 11000 С. Они бывают
..
II
t::)
"-::- ............... -:-: ...........
540
.1
j " ",(,т
V(' .. ..' , ,,»»»:,-,,,:,- ,, - . .... ·
Рис. 116. Лаз в конвекционную камеру.
197
g
с:1
'\с::)
.. ..
I :
11
I 11
11
I
: r" ci
Q)
I \о
:s-:
:3
L.. ..J
,.....
,.....
u
:s-:
..Q
f-OI
r:::
CIj
:х::
I
C'I:S со
::::
Е--4 :Q
ф\о
S
Q) f-OI
РоеО)
с:ц
t:J:: :Q
C'I:S f-OI .
::r:: Q) \о
\о ::r 1>1
Cljo.
рое :х:: f-OI
I
.'0
00
;:: :а"
\о
.1>1
U О.
:s-: f-OI
(1)
са
1::{
CIj
:х::
I
цельнолитые неразборные и составные разборные. Недостаток
неразборных подвесок состоит в том, что при необходимости их
cMeH I приходится 'вырезать трубы.
. По количеству поддерживаемых рядов труб подвески бывают
однорядные и двухрядные. Для поддержания боковых экранных
печных труб примеНЯIОТ разборные или неразборные кронштейны.
Подвески и кр'онштейны подверrаIОТСЯ воздействию высоких
температур и .аrрессивной rазовой среды, поэтому их обычно
1.-
.
I
t
I
I
t
.
I
t
I
+
1 r
J* ',,' ,J
)Ф ' ф
}' (}s; ,
>ФZr)Jr*:d7j. >ф f<
iiЖ r+,( r+o,(fS;, & ,а)ф t+,(
---ех r=! EJ. т1.r
)ф .... 'rJ.l ,1 rr $
"lt ;ct '4 Ф , :р<
Ч ,"1 Ф
, *
'.ч /It iS' ф' \IJ
Xn""
)t 4; * k'
YBIE YElXHl'Q)..
. "t'\)'f у+'< l't'\ l't'I 1\
r
}нl
,
I
\...
/ "
изrОТОВЛЯIОТ из специальных сортов жароупорной 'стали. Для
изrотовления подвесок и' разборной части кронштейна, находя.
щейся в топке, рекомендуется применять хромоникелевую сталь
марки ЭИ..316. Друrую часть кронштейна, присоединяемую к
колоннам каркаса и закрытую кладк'ой, обычно изrотовляют из
ceporo чуrуна. Подвески и кронштейны обычно литые и, сраБНИ
тельно реДКО t штампованные. ,
Трубные подвески для двускаТI;IЫХ типовых трубчатых подо
rревателей (печей) подразделяются на два типа: тип 1 под-
вески, расположенные по наклонному участку свода (рис. 121, а);
тип 11 подвески, расположенные на rоризонтальном участке
свода (рис. 121, внизу справа) или приле[аю ем. к нему
(рис. 121, внизу слева).
j
дl т
r ' " !l
f . " I
.
: : Нё3$
Рис. 119. Трубная perueTKa конвеJ<ЦИОН-
ной секции. '
Рис. 120. Трубная опора кон...
векционной секции.
199
Подвески ДЛЯ КЙрПИЧа. Плоскйе 11 йаКЛ0нные CBOAbt, В He
которых конструкциях и вертикальные стены печей изrотовляют
из фасонноrо кирпича, подвешиваеМОi э на специальных KpOH
штейнах, которые крепятся к фермам или друrим элементам
каркаса. Подвески для кирпича отливают из ceporo чуrуна.
Размеры и форма подвесок ОПр,еделяются их местоположением
д
а
f1
8х(п t}
/8
1"
I
':1-
/8
Рис. 121. Трубные подвески для двухскатных трубчатых подоrревателей
I{ОНСТРУКЦИИ «rипронефтезаводы»:
а для наклонноrо участка свода; б для наклонноrо участка, прилеrающсrо l{ rоризонталь-
J:IОМУ учаСТI{У свода; 8 ДЩI rоризонтальноrо участка.
и числом подвешиваемых кирпичей. На рис. 122 показана ниж-
няя подвеска для кирпича, на рис. 123 верхняя подвеска для
кирпича вертикальной стены печи, а I на рис. 124......... подвеска для
кирпича свода.
Форсунки ДЛЯ топлива. Для сжиrания жидкоrо и rазообраз-
Horo топлива в наrревательных печах примеНЯIОТ форсунки с па..
ровым, воздушным и м'еханическим распылением.
Применение пара для распыления'топлива имеет ряд пре-
имуществ и недостатков. К преимуществам следует отнести воз.
можность сжиrания топлива почти Лlобой вязкости, ПРОСТОТУ
изrотовления и надежность в эксплуатаци'и, а к недостаткам...........
200
сравнительно большой расход пара (O,3 O,6 К2 на 1 ке топли.
ва), ильный шум при работе форсунки и большое содер)кание'
ВОДЯfЫХ паров в продуктах сrорания, что при сернис..,ТЫХ топли
вах увеличивает коррозию HarpeBaeMbIX поверхностеи.
Из форсунок с паровым распылением основным типом яв
ляется форсунка с внутренним смешением топлива и пара.
Такой, например, является широко применяемая форсунка си
стемы Il1yxoBa, Hq. которую был выдан патент еlце в 1880 r.
(рис. 125). Форсунки этой системы выпускаIОТСЯ различных раз
l\1epOB (номеров) с максимаЛЬНЬ1М раСХОДОlVl с)киrаемоrо топлива
120 ке/ч.
Форсунки для )кидкоrо топлива с воздушным распылением
работаIОТ при низком (160 200 мм вод. СТ.) давлении воздуха
и обладают высокой производительностью (500 600 ке/ч). На
рис. 126 показана форсунка Орrэнерrонефти, хорошо и беСШУl'vl
но работаIощая на топливах различной вязкости.
Форсунки для жидкоrо топлива с механическим распылением
работают экономично и бесшумно. В форсунках этоrо типа жид
кое топливо подается под давление1'rl до 15 1\F/CM 2 , распыление
происходит при прохо)кдении )кидкости через узкое отверстие
форсунки, а воздух поступает в струю распыленноrо топлива.
Эти форСУНКА неприменимы для распыления вязких и смоли
стых топлив И треБУIОТ дороrостоящих устройств для подrо..
. товки топлива (подо..
rреватели, фильтры).
Комбинированные ra
зонефтяные или ra
30мазутные форсунки
о
о
о
о
о
\
РИС. 122. Подвеска для кирпича нижняя.
Рис. 124. Подвеска длн l{ирпича свода
речи. '
...... I
о
о
РИС. 123. Подвеска ДЛЯ
({ирпича верхняя.
201
, Топлиfjо
Рис. 125. Форсунка системы Шухова.
BOJogI /13
8ентилято п о
t f./'
Ф/58
t;aJym
Пор
. (а 80 рuаныu)
Рис. 126. ФОРСУНКИ с воздушным распылением системы
Орrэнерrонефть.
п'редI-tазначенЫ для СЖИrанИя ЖЙДкоrо или rазообраэноrо то-
плива. На нефтеперерабатывающих заводах применяются ком..
бини ованные форсунки rипронефтемаша производитеЛЬНQС ЬЮ
ОТ 70 до 160 кF/ч по )КИДI{ОМУ топливу И по rазу до 100 М 3 /Ч.
На рис.' 127 изображена комбинированная rазонефтяная
форсунка rНФ lМ. Жидкое топливо под давлением 8 10 KF/cM 2
поступает по внутренней трубке 1 в камеру 2 и через отверстия 3
в спиральные каналы на наружной поверхности камеры. Пар
;v500
НеtpтЯf/ОLl ёОЗ
7
I
.J
Рис. 127. Комбинированная rазонефтяная ФОРСУНI<а rНФ.1М:
1 трубка; 2 камера; 3 отв ерстие; 4 иrольчатый клапан; 5 кольцевой коллектор;
б жиклер; 7 выходное ,отверстие.
под ,давлением около 10 KF/CM 2 поступает по кольцевому про-
странству, распыляет завихренное топливо, и паромазутная
смесь попадает в топку. Отверстия и каналы можно продувать
паром через иrольчатый клапан 4. rаз поступает по кольцевому
коллектору 5 через )киклеры б в топку. В жиклерах б прос:еер-
лены центральный канал и одно или несколько выходных OTBep
стий 7.
Показанная на рис. 128 комбинированная форсунка rнФ-з
имеет большую производительность по )кидкому топливу, рабо-
тает при' давлении жидк<?rо топлива до 1,2 KF/cM 2 и пара .до
0,5 KFjcM 2 . ' ,
I'азомазутная форсунка ФrМ-4 (рис.- 129) работает с распы-
лом воздуха при давлении до 300 мм вод. СТ.
rазовые rорелки, применяемьrе в промышленных печах, де-
лятся на две rруппы: 1) беспламенные, с предварительным сме-
шениеlVI воздуха и rзза; 2) атмосферные, в которых rаз и около
поло ины воздуха, необходимоrо для rорения, смешиваются до
203
C'IJ
-е.
Рис. 128. Комбинированная rазонефтяная форсунка. rнФ з.
80зi/!//С
S70
Рис. 129. Форсунка rазомазутная Фr M 4:
1 коллеl{1'ОР rазовый; 2 шибер; 3, 4 зав ихритеЛll D === 95 и 75 .м.м соотв етств енно;
б- наконечник; б заслонка; 7 корпус; 8 rUЛОВI{а паромазутная.
начала rоренИЯ, а остальной воздух доба ляется в Ilроцессе ro-
рения.
Б спламенная панельная rорелка f"ипронефтемаша показана
на рис. 130. ['азообразное топливо по трубопроводу 1 через
сопло 2 поступает в смесительную камеру 3 инжектора 4. Воз
дух в смесительную камеру подсасывается через отверстия б,
величина которых изменяется реrулятором б. Из инжектора
rазовоздушная смесь, поступает в распределительную камеру 71
ti
..с 2#
) Рис. 130. Беспламенная rореЛI<а: ,
а БЛОI( пансльных rорелок; б панельная rOpeJlKa; 1 трубопровод; 2 сопло; 3 смеси"
тельная камера; 4 инжектор; 5 отверстие; б реrулятор; 7 распределительная камера;
8 трубка; 9 тунель.
из которой по трубкам 8 поступает в тунели 9 в специальной
керамике, являющейся катализатором rорения. Разработаны
rорелки типов а и 6, имеющие излучающие поверхности ДВУХ
размеров: тип a 500x500 MJH и тип б 605Х605 мм для тепло-
производительности от 55 до 1000 /(кал/ч. .
ноrосопловая инжекционная .rазовая rорелка показана на
рис. 131. В этой rорелке rазообразное топливо по патрубку 2
поступает к .соплу 1, имеющему форму трубки Вентури. Струя
rаза ИН)I{ектирует из корпу а rорелки воздух и смешивается с
ним в трубке Вентури, иrрающей роль смесителя. Процесс ro
рения начинается у устья сопла.
Беспламенные rорел.ки ЯВЛЯIОТСЯ более совершенными устрой
'ствами для сжиrания rазообразноrо топлива и находят более
, широкое применение, чем атмосферные (инжекционные).
Воздухоподоrреватели. Для использования тепла уходящих
дымовых rазов примен'яют воздухоподоrреватели, из которых
наrретый воздух подводится В, ТОПОЧНУIО камеру печи. При
, ,
205
nодоrреВе воздуха до темпераТУРЫ 1206 С расход топлива сни-
жается на 15%, а при подоrреве до 2600 С на 300/0. /
Целесообразность \подоrрева воздуха теплОм уходящих ra..
З0В наrревательных печей признана давно. Однако первые
опыты применения воздухоподоrревателей различных конструк-"
ций оказались неудаЧНЫlVlИ, T K Ka аппараты быстро забивались
продуктами коррозии, их приходи"
лось выключать и чистить, на что
затрачивалось MHoro времени и тру-
да.-Основной причиной этоrо недо-:
статка являлась конденсация водя-
ных паров дымовых rазов при со-
прикосновении с холодной поверх-
ностью воздухоподоrревателей.
Так как в дымовых rазах Bcer-
да содержится сернистый rаз, ко-
торый, растворяясь в воде, образует
сернистую кислоту, вызываIОЩУЮ
коррозию, то нельзя допускать та-
Koro охлаждения поверхности воз-
духоподоrревателя, при котором ее
температура будет равна темпера-
туре точки росы или ниже нее. По-
этому необходим предварительный
подоrрев воздуха друrим теплоно..
Рис. 131. Мноrосопловая ИН- сителем до температуры на 4"7"""""50 С
жекторная rорелка: выше той температуры, при которой
1 сопло для ввода rазообразноrо из дымовых rазов данноrо состава
топлива; 2 па1'рубок для ввода топ- выпа д ает Р оса. П р именение дру rоrо
лива; 3 вход воздуха; 4 смеси-
тельная диафраrма.. теплоносителя для предваритель..
Horo подоrрева входящеrо воздуха
резко улучшило работу воздухоподоrревателя и ,в настоящее
время большинство наrревательных печей О,борудовано воздухо-
подоrревателями. .
На заводах можно встретить 'старые установки, на которых
для предварительноrо подоrрева воздуха используется )келезная
дымовая труба с кожухо,м. По кольцевому пространству между
трубой и кожухом проходит поступаIОЩИЙ в подоrреватель воз-
дух. Блаrодаря малым скоростям движения воздуха в кольце-
вом пространстве и дымовых rазов в трубе воздух наrревается,
труба слеrка охлаждается и все устройство работает наде}кно.
Схема одноходовоrо трубчатоrо воздухонаrревателя пока-
зана на рис. 132. Воздухон"аrреватель состоит из металлическоrо
каркаса, трубных решеток и приваренных к ним сварных труб,
з'аключенных в металлический кожух. Подоrреватель установлен
На борове (дымоходе). Дымовые rазы идут снизу вверх по
трубкам, а подоrреваемый воздух проходит в межтрубном про-
206
странстве. I1:a верхней части подоrревателя установлен переход,
ОТВОДЯIЦИЙ дымовые I"азЫ в дымовую трубу. Со стороны выхода
воз,Цу а таК}I{е устанавливается переход, через который подо-
rретыIи воздух направляется по воздушным каналам к форсун-
кам. Воздух подается вентилятором.
К такому воздухоподоrревате ю может быть добавлено со
стороны входа воздуха устройство для предварительноrо подо-
rpeBa возду:ха. Если для этой цели применяется дымовая труба,
то приемный патрубок вентилято- '.
ра присоеДИНЯIОТ к кольцевому
пространству между, корпусом
дымовой трубы и кожухом на
ней, а выход посредством перехо..
да присоединяют к воздухоподо-
,rреватеЛIО со стороны воздуха.
Если со стороны входа возду-
ха в воздухоподоrреватель уста-
новить подоrревательную секцию,
в трубах которой будет циркули-
ровать теплая (отработанная)
вода, то наrнетаемый из атмо-
сферы воздух пройдеg: через меж-
трубное пространство этой сек-
ции, а затем через межтрубное
пространство воздухоподо рева-
теля по воздушным каналам к форсункам. Предварительный
'подоrр в воздуха теплом отработанной воды в последнее время,
находит широкое применение.
у льтразвуко ые устройств . При проект'ировании иконструи"
роваНI{И наrревательных печей стремятся повысить их коэффи
циент полезноrо действия, т. е. полнее использовать тепло, вы-
раб6танное в печи. Современные наrревательные печи при ра-
циональной обмуровке, совершенных конструкциях форсунок и
применении воздухоподоrревателей работают с теоретическим
коэффициентом полез.ноrо действия O,78 O,82. Лабораторными
опытами и промышленныIии испытаниями доказана возможность
повышения к. п. д. печи за счет улучшения сжиrания топлива,
увеличения общеrо коэффициента теп'лопередачи от топочных
rазов к HarpeBaeMOMY продукту, путем применения упруrих
колебаний ультраЗВУКОБоrо диапазона.
Для УЛУЧIJlения сжиrания топлива ero можно распылять
ультразвуковым lV!етодом при ПОtv10ЩИ специальных устройств,
создающих топливо-воздушные аэрозоли.
Повышение коэффициента тzплопередачи от rаЗО1В к HarpeJ..
ваемому nродукту достиrается приложением упруrих колебаний
ультразвуковоrо диапазона к стене трубы наrревательноrо змее..
вика и к наrреваемой .среде (продукту). Для передачи упруrих
207
.
Рис, 132. Схема установки одно-
ходовоrо трубчаrоrо воздухо-
подоrревателя.
, l'
колебаний на стенку трубы преобразователь (вибратор) Kpe
пят к стенке либо сваркой, либо специальными струбцинами.
Для, передачи упруrих колебанн)й на наr'реваемую среду (на
струю) трансформатор (преобразователь) помещают внутри
трубы. В обоих случаях упруrие колебания, внося изменения в
rидродинамический ре)ким, изме яют движение в поrраничном
слое, в результате чеrо обычно полностью предупреждаются
отложения солей и кокса на внутренней поверхности HarpeBa
тельных труб. _
Обмуровка печей. Обмуровка является весьма ответственной
частью печи. Конструкцию, а также оrнеупорные материалы для
обмуровки выбираIОТ в зависимости от технолоrических YCJIO
вий работы печи, температуры в различных частях ее и arpec
сивности топочных rазов. Качество кладки во всех случаях
должно быть исключительно высоким.
Применяемый для обмуровки оrнеупорный кирпич должен
иметь правильную форму, обеспечивающую кладку стен с тол-
щиной швов не более 3 мм. Кирпич должен быть без трещин,
отбитых уrлов, кромок, ребер и обладать достаточной оrнеупор-
ностью для данноrо места кладки. Стандартный оrнеупор ыЙ
кирпич выпускают трех классов (по оrнеупорности): I
класс А не ниже 17300 С;
класс Б не ниже 16700 С;
класс В не ниже 15800 С.
Боковые стены, под и ПОТОЛОЧНЫЙ свод обмуровывают orHe-
упорным кирпичом класса Б, переваЛЬНУIО стену 77 кирпичом
класса А, а борова класса Б.
На нефтеперерабатываlОЩИ'Х заводах можно встретить сле-
ДУЮIILие виды обмуровки:
толстые стены (до 750 мм) из ОFнеупорноrо KpaGHoro и изо-
ляционноrо кирпича на сплошном массивном фундаменте;
стены из блоков фасонноrо оrнеупорноrо кирпича тонкой
изолянией и металлическоЙ обшивкоЙ;
стены из блоков жароупорноrо бетона.
Первый вид обмуровки выкладывали из оrнеупорноrо, изо
ляционноrо и KpacHoro кирпича вперевязку на различных рас-
творах с толстыми шваlVIИ. Тол.стые швы приходилось делать из-
за различных допусков на изrотовление оrнеупорноrо, изоляци-
oHHoro и KpacHoro I{ирпича. Через определенные проме)к'утки во
всю высоту стены делали температурные швы толщиною до
30 мм, заполняеl\1ые асбестовым шнуром. I--Iедостатки этоЙ KOH
струкции: необходимость соору)кения массивных фундаментов
под толстые стены, малая' устоЙчивость стен, появление треIl ИН
в швах, неудовлетворительное качество температурных швов,
что вызывало тепловые потери и большоЙ присос воздуха.
Второй вид обмуровки блоками из фасонноrо кирпича
(рис. 133) собираю на специальных чуrунных подвесках или
20
меньший, чем стандартный оrнеупор
ный кирпич. Теплопроводность ero при
8000 С достиrает O, ккал/ (см 2 · Ч . ОС),
а форма ero обеспечивает почти пол
ное отсутствие подсоса и устраI;Iяет
необходимость оставления температур
ных ШВQВ. Блоки собирают без pac
твора. Снаружи такой кладки поме
щают слоЙ ИЗ0ляционноrо материала
ТОЛ1р.и ой 65 А1М и всю обмуровку за-
ключают в кожух из TOHKoro же
леза. (
Третий вид обмуровки блоками
жароупорноrо бетона применяют на
печах новых установок. Блоки имеют
металлический каркас' саманесущей
конструкции. Стены, свод и под печи
обычно выполняют из двух самостоя
тельных слоев BHYTpeHHero, футеро
вочноrо из жароупqрных бетонных
блоков и наружноrо теплоизоляцион
Horo из кирпичной кладки, леrкой Tep
моизоляции или засыпки. Т'ермоизоля-
u u
ционныи слои можно выполнять из )ка-
роупорноrо бетона на диатомовом за-
полнителе либо из минеральной ваты, Рис. 133. Сборка фасонноrо
защищенной снаружи слоем штукатур IПlрпича трубчатой печи на
ки по ПРОВОJIОЧНОЙ сетке. подвесках:
\ Стеновые блоки кладут на )Кapo a CBoдa; 6 вертикалыlхx стен.
упорном растворе при толщине швов
не более 5 мм. Сопряжение блоков в вертикальной плоскости
делают вчетверть без раствора с прокладкой двух асбестовых
14 3ак. 299
о
i/j
O
шнуров (рядом друr с друrом), расположенных с наружной
стороны кладки.
Перевальные стены обычно самонеСУlцие, соединенные Me
жду собой в вертикальной плоскости в шпунт без раствора.
Под печи выкладывают блоками толщиной 200 мм по слою
обыкновенноrо KpacHoro кирпи а толщиной в 2 3 ряда. ,
Дымовые каналы, расположенные под подом печи, изrотов
ляют из обычноrо бетона или железобетона с футеровкой из
нутри блоками из )кароупорноrо бетона на жидком стекле.
Возведение кладки. При сооружении новых и ремонте дей
ствующих печей на качество кладки необходимо обращат'ь осо-
бое внимание.,
Новые печи обмуровывает обычно подрядная орrанизация.
Эксплуатационный -персонал осуществляет технический наздор.
При ремонтах сохраняется такой же порядок производства ра-
бот. Поэтому эксплуатriционному персоналу необходимо знать
технические условия на выполнение обмуровки. В технических
условиях указывают, из KaKoro материала дол}кны быть выпол
нены отдельные части обмуровки под, перевальные и боковые
стены, свод, арки, борова и изоляция различных участков. Необ
ходимо следить за соответствием указанноrо для данноrо узла
материала и за ero качеством. .
Качество оrнеупорноrо кирпича и оrнеупорной rлины опреде
ЛЯIОТСЯ не только сертификатами поставщика, но и теми. спо-
собами выrруiки и хранения, которые применялись на данной
стройке. Оr,неупорный кирпич следует разrружать О.СТОрО)КНО, не
повреждая ero поверхности (уrлы, ребра и rрани). Оrн еупоры
должны храниться в закрытом, помещении в условия , предпи- I
сываемых для данных изделий. Оrнеупорная rлина может быть
поставлена заводом оrнеупорных изделий вместе с шамотным
пороткам (мерrелем), либо без Hero. В последнем случае за
казчик rотовит шамотный порошок собственными средствами.'
Крупность зерен мерrеля должна быть не более:.
0,5 ,м,м ДЛЯ ШВОВ ТОЛЩИНОЮ . 1 .м,М
1,0'мМ»» » 2 ,м,м
1,5'м'м»» » 3 .мм
При блочной обмуровке из фасонноrо оrнеупорноrо кирпича
блоки dподбираIОТ ,так, чтобы зуб каждоrо кирпича входил во
впадину CMe)KHOrO кирпича не менее чем на 3 ММ. Если подбо-
ром кирпичей 3Toro до тиrнуть не удается, то сме)кные кирпичи
притирают. Особо тщательно кирпичи необходимо подбирать на
подвесном своде.
Во время кладки проверяют rеометрические размеры, CTporo
вертикальное положение стен, отсутствие выпуклостей и впадин,
I
располо)кение и размеры температурных швов, толщину швов,
210
а так)ке '''--правильность выполнения ар'ок и СВОДОВ. Снаружи
ладки из блоков фасонноrо кирпича наносят слой изоляцион
Horo материала толщиной до 65 мм и устанавлнваIОТ металли-
ческий кожух.
Верхнюю поверхность свода ИЗОЛИРУIОТ после сушки печи
пластичной изоляцией толщиной до 50 ММ. Изоляцию наносят
слоями толщиной 10 20 мм, причем каждый пос леДУЮlЦИЙ слоЙ
после \высыхаl!ИЯ предыдущеrо. Для повышения Ж';lростойкости
внутреннюю поверхность камеры сrорания зачастую покрывают
слоем оrнеупорной обмазки толщиной 5 7 мм. ДЛЯ печей нефте-
перерабатываlОЩИХ заводов применяют хромитовую обмазку
ОХ. Обмазку на защищаемую поверхность тщательно втирают.
. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА изrОТОВЛЕНИЕ
И i ПОСТ ДВКУ ПЕЧЕй
Наrревательные печи технолоrических установок пре'дстав
ЛЯIОТ еобой сло}кные сооружения, основные части которых по
назначению и конструкции резко отличаются друr от друrа и
ИЗfОТОВЛЯЮТСЯ на различных завод?х-изrотовителях. Все эле
менты печи собирают на строительной площадке в соответствии
с техничес,КИМИ условиями.
Фундамент печи tсооружаIОТ по техническим условиям,' на мон-
таж оборудования. Фундаменты под монтаж каркаса и rарни
туры принимают после окон/чания срока выдержки бетона и
распалубки. При этом' проверЯIОТ': соответствие размеров фун-
дамента проеКТНЫl\1 размерам, разбивку отверстий для фунда
ментных болтов, отметки' верха болтов. Отклонения' от номи
нальнЬ1Х размеров не должны превышать величин, указанных в
технических условиях на монтаж. Качество бетона, отметки за
ложения фундамента, количество уложенной арматуры, длину
забето'нированнЬ1Х анкерных болтов, ПРQверяют по актам на
скрытые работы.
Каркас печи изrотовляют на машиностроительном заводе по
техническим условиям, разработанным проектной орrанизацией
с учетом условий монта)ка-. Монтажные орrанизации разраба-
тывают технолоrические правила монтажа с учетом конструк-
ции каркаса., 'Технические условия на изrотовление и 1\10нтаж
каркаса должны ВКЛIочать указания о качестве материала, до-
пусках на отдельные элементы и узлы каркаса, о различных
транспортируемых узлах, способах устранения дефектов.
Змеевик печи изrОТОВЛЯI Т из тру.б и д,войников. Технические
УСJ10ВИЯ на трубы змеевика, кроме общих требований и типовых
технических условий на трубы данноrо класса, предусматри-
BaloT допуски на длину, наружный диаметр, рззностенность,
овальность, твердость на концах труб и указа ия по обработке
концов труб. Двойники и калачи также изrОТОВЛЯIОТ по
14*
211
техническим условиям На данные двойники. В них, кроме Мате-
риала и термообработки, ДОJIЖНЫ быть указаны допускаемые OT
клонения от расстояний ме)I{ДУ трубами, места расположения
маркировки, способы устранения дефектов и методы замера
диаметров отверстий под трубы и пробки.
В технических условиях на рбмуровку указывают порядок
nроизводства работ, дают нужные сведения о материале кир
Пича, раствора, бетона, способе кладки, о размерах швов
кладки в различных местах печи, температурных швах, сушке
кладки, способах пр,Оверки качества кладки и допускаемых от..
клонениях.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПЕЧЕЙ.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ЭI{сплуатация печей. Наrревательные печи эксплуатируют
в соответствии с инструкцией данной технолоrической установки.
Обычно надзор за работой печей установки поручают 'Помощ
нику оператора, который должен быть хорошо знаком с устрой
ством печей и Bcero оборудования к ней: топливным хозяйством,
ra рнитурой, вентиляционной, системой, подоrрева rелями, MeCTO
поло)кением 'вентилей и задвижек на трубопроводах обвязки
печи, устройством по)карноrо паропровода, ,продувочных и дре-
нажных трубопроводов. Обслуживающий персонал должен быть
XOpOII10 знаком так)ке с режимом работы печи, способами pery
лирования температуры на выходе печи, расхода ндrреваемоrо
продукта и давления на входе в печь и выходе из нее.
Пуск печи. К. пуску печи приступают после выполнения об..
LЦих требований и подrотовки всех аппаратов установки.
Опрессовка змеевика печи оканчивается снятием давления
по указаниям старшеrо оператора. После снятия давления от- '
крывают задвижку на выходе из печи или на 1 2 оборота
маховика редукционный вентиль, закрывают дверцы KalVlep
двойников, взрывные окна, лазы, смотровые окна, проверяют на
проходимость трубопроводы мятоrо пара и дают пар на про-
дувку камер печей; продувку продолжают до появления пара из
дымовой трубы, но не менее 15 мин.
ПускаIОТ вентилятор холодноrо воздуха и подоrреватель воз-
духа (если он имеется). Через 15 м'ин подоrреватель ВЫКЛIО-
чают и закрывают lпиберы. Подrотавливают холодную цирку-
ляцию продукта по технолоrической схеме соrласно инструкции
по эксплуатации, пускают печные насосы, постепенно доводят
расходы до указанных B той же инструкции норм.
После отреrулирования холодной циркуляции заранее заrо
товленными факелами зашуровывают, часть жидкостных и часть
rазовых фОРСУНQК. Факелы rореНИЯ в начале шуровки должны
быть короткими и чистыми. '
212
'"
По мере раэоrреванИЯ кладки печей факелы форсунок посте
пенно увеличивают с таким расчетом, чтобы температура про-
дукта на выходе из печи повышал ась в пределах 40 .600 С в J ч
до температуры, заданной технолоrической картой данноrо про
цесса или указанной начальником установки в книrе распоря
жений для данноrо случая.
Так, 'например, на крекинr-установке ПОВЫIllение температу..
ры продукта на выходе из печи приостанавливают после дости
}кении 1500 С в средине фляшинrа и 1700 С во второй колонке.
Заrрузку печи снижают, и на этом ре}киме выдерживают YCTa
новку до полноrо испарения воды в системе, после чеrо увели
чивают заrрузку печи и продолжают повышать температуру
продукта на выходе из нее со скоростью 70 800 С в 1 ч. Подо-
rреват ли включаIОТ тоrда, коrда температура дымовых rазов
на перевале повысится до 6000 С.
По мере повышения температуры в аппаратах в схему цир-
куляции вносят предусмотренные инструкцией изменения, обе
спечиваIощие вывод устан'овки на режим. Затем устанавливают
нормальный расход и после стабилизации режима переводят
печь на автоматическое реrулирование. Через 1 ч нормальной
работы устаН,овка считается выведенной на режим.
Со6Лl0дение теХНОЛО2ичеСКО20 режима. Наблюдение за ра-
б6той печи теХНОJIоrическоЙ устанqвки обычно поручают помощ-
нику оператор,а, который поддерживает заданный старшим опе-
ратором режим: расход (заrрузку), температуру продукта на
выходе из 01Щельных секций, давление на входе печи и выходе
из нее, следит за rорением в камере сrорания, работой венти-
ляторов и подоrревателей.
, Во время работы печи ПОl\10ЩНИК оператора должен следить
за состоянием тру(5 и двойников змеевика, испраrзностыо топ-
ливноЙ системы и СИGтемы паротушения.
Предупреждение и устранение аварий. При обнаружении не-
больших отдулин, свищеЙ или проrаро:в труб змеевика .необхо-
дима остановить печь и установку, последовательно выполняя
операции по НОРIVIальной остановке установки. В случае разрыва
трубы в печи, срыва двойника или ero пробки нужно в аварий..
ном порядке, последовательно выполнять'ряд операций по от..
ключеНИIО' печи от остальной аппаратуры, продувке ее и нор-
мальной остановке установки.
Аварийно выполняют слеДУIощие операции:
1. Ijемедленно закрывают вЫкидную задвижку печи и оста-
навливают соответствующий насос. I ,
2. r'асят все форсунки закрытием общих задвижек на ли-
ниях жидкоrо и rазообразноrо топлива.
3. Открывают авариЙную задвижку и подаIОТ пар в аварий
ВЫЙ резервуар.
213
4. Принимают меры по предотвращению попадания нефте
продукта НЗ аппаратов в печь путем закрытия коренных 11 от..
крытия авариЙных задвижек.
5. При сильном rорении дают пар в дымовую трубу, камеру
rорения и камеры двойников.
6. После уменьшения rорения дают пар на продувку «по
ходу» .
7. Если возникает опасение за сохранность дымовой трубы,
закрывают шибер и дают в нее пар (если до этоrо пар не был
дан) .
8. Если печь состоит из нескольких са'мостоятельных змееви"
ков, то для предотвращения закоксования по указанию стар..
шеrо оператора через них прокачивают продукт. ,
9. При внеЗ,апном прекращении подачи пара на установку
форсунки необходимо потушить. В случае заrорания продукта
в ,печах вентиляторы и воздухоподоrреватели выключают, за..
крыв шиберы. '
10. В случае попадания в форсунки конденсата вместе с ra-
зом, что зачаСТУIО является следствием переброса бензина в ra-
З0ВУЮ сеть, необходимо немедленно уменьшить пламя в печах
прикрытием задвижек в rазовом узле и сдренировать rазоот-
бойник в канализацию. В зJависимости от температуры на пере..
вале печи следует заlпур,овывать жидкостные форсунки, а после
полноrо освобождения rазовой маrистрали ОТ конденсата по..
степенно перевести печь на rаз. ,
Остановка печей. Печи останавливают в соответствии с ин..
u '"'
струкциеи по эксплуатации установки после выполнения неоь-
ходимых операций по всем аппаратам. Обычно остановку печей
начr:нают со СНИ)I{ения температуры выодящеrоo продукта пу-
тем уменьшения подачи топлива.
Если печи работают на rазообразном топливе, то перед сни-
жением температуры зашуровывают некоторое количество }кид-
костных форсуно И выключаIОТ' подачу rазо'образноrо топлива.
Температуру снижают постепенно с таким расчетом, чтобы тем..
пература'продукта на выходе из печи за первый час снизилась
на 30 400 С.
После достижения на выходе из печи температуры, установ-
ленной инструкцией по данной установке, rасят форсунки, оста-
навливают подающий сырье насос и, установив задвижки аппа-
ратов в соответствующее положение, дают пар на продувку
«по ходу». Одновременно со снижением температуры на выходе
из печей освобождают паровые линии от конденсата. Продол-
жителыlстьь продувки указывается в инструкции. Во время'
продувки печей вентиляторы холодноrо и rорячеrо воздуха ра-
ботают. После окончания продувки вентиляторы останавливают.
Об окончании продувки судят по стоку из одной 'трубы, откры-
той сверху' и снизу (если вытекает нефтепродукт, двойник НУ-
214
жно закрыть и продолжать продувку). Сразу после продувки
необходимо ослабить болты, траверсы и пробки, пользуясь клю"
чами кпр и ПК..36 конструкции rипронефтемаШа.
Под20ТО81(,а к ремонту. В процессе эксплуатации обслужи
еаIОЩИЙ персонал непрерывно наблюдает за всеми узлами печи,
отмечает все неисправности, которые должны быть вклIоченыI
Б ведомость работ, подле)кащих выполнению при ремонте. По..
сле остановки тщательно проверяют состояние лестниц, пло..
щадок, перил, обшивки печи, крепления дверок камер, двойни..
ков, перекрытий, БОрОБОВ, rазоходов, rарнитуры, вентиляторов,
подоrревателей и змеевиков. Все неисправности заносятся в де..
фектную ведомость. ,
В число работ по подrотовке, к ремонту БХОДИТ также уста..
I ,
новка заrлушек для отключения печи от всех производственных
трубопроводов. Все работы по подrотовке печи к ремонту про..
изводят с соблюдением правил техники безопасности.
PeMOf!T' пеЧ,ей. При текущем ремонте печей выполняют ра..
боты, ВКЛIоченные в дефектную ведомость. К таким работам
относятся: ВСКРЫ,тие двойников; очистка продуктовоrо змеевика
OT отло)кений кокса, солей, rрязи; очистка нару)кной поверх..
ности труб змеевика; ревизия труб и двойников; устранение
дефектов, обнаруженных при ревизии; проверка и ремонт под..
Еесок и реше ок; очистка и ремонт воздухоподоrревателей; ре-
монт шиберов и заслонок, rазовых и воздушных коробов, клад..
ки, форсунок и запорной apl\1aTypbl. В rорячем змеевике ослаб..'
ляют болты ,и TpaBepcbI и подрывают (слеrка сдвиrают) пробки
двойникав. Через некаторое время снимают траверсы и выни"
мают прабки двойников. Обычно, у печей соаружают специаль..
ные стеллажи, в rнезда котарых укладывают пробки и траверсы
в порядке, обеспечивающем постанавку их на пре)кние места.
Посл открытия двойников приступают к очистке внутренней
поверхнасти труб и двойникав. Степень заrрязненнасти вну"
тренней поверхности труб и двойникав зависит от ПрОБодимоrо
в печи процесса, качества перерабатываемаrа сырья, исправ"
насти приборов контроля и автаматики, cBa.eBpeMeHHoro pery..
лиравания техналоrическоrо режима, работы обслу}кивающеrо
персонала и друrих обстоятельств, не, всеrда поддающихся
учету.' "
Основными видами отложений Ji ",J. 1!YJJ ,H , ,. .По,В. рХI Iасти
труб змеевика являются отложения соли и KaK a. На атмосфер..'
ных и атмосферно"вакуумных установках большие отложения
rрязи, салей ,И кокса наБЛlодают.ся дри переработке уловленноrо
(после ловушек) продукта. На этих же установках наблюдалось
полное закоксавывание труб при переработке относительно чи-
стых нефтей из..за оплошности обслу)кивающеrо персонала.
В печах с высоким HarpeBoM темных продуктов (например, на
кр кинr"уст новках) основным видом отложений является кокс
215
различной твердости. Качество и коли ество коксовых отло)ке
ний на внутренней поверхности змеевика в основном предопре '
деЛЯIОТ длительность Me)KpeMOHTHoro срокр слул{бы печи и TPy
доемкость очистки. Некоторые виды отло)кений солей удаетсн
удалить промывкой, в большинстве же случаев приходится прм
беrать к механической очистке' с последующей промывкой.
Механический способ очистки примеНЯIОТ и для удаления
кокса. Этот способ очистки заключается в отбивании или CKa
лывании кусочков кокса от стецки трубы (специально приспо
собленным пнеВ!\1атическим отбойным молоткрм). ОтбиваIОТ
кокс бойками или шарошками, шарнирно соединенными с пнев
матической турбинкой. При вращении турбинки (около
5000 об/мин) под действием центробеЖНQЙ силы боек отбрасы-
вается к стенке трубы и, вращаясь BOKpyr собственной оси, за
остренными rранями срезает или отбивает отложившийся на
стенках трубы кокс. Турбипку приводит во вращение с)катый
воздух под давлением от 4 до 6 кТ/см?, вдоль оси трубы инстру
1\feHT подаIОТ вручную, постепенно. i '
Сбитый со стенки кокс выносится в виде пыли и мелких
кусков отработавшим в турбинке воздухом. Бойки приходится
заменять в зависимости от твердости их режущих rраней и Ka
чества кокса. При средней твердости кокса и твердости rраней
бойка в пределах НВ 350 400 удается прочистить одним бой
ком 1 1,5 м трубы; при твердом коксе и более низкой TBep
дости материала бойка для очистки одной трубы приходится
менять бойки 4 5 раз.
Двойники очищают от кокса выжиrом при помощи rазовой
rорелки.
При ОЧИСТI е печи на специальном эскизе змеевика отмечаIОТ
фамилии лиц, ПРОВОДИВI11ИХ очистку каждой трубы и ка)кдоrо
двойника.
После очистки трубы осматривают и, если поверхность имеет
ровный матовый оттенок, каЖДУIО из них принимают. При обна\-
рул{ении темных пятен на поверхности трубу чистят заново.
Качество очистки двойников проверяют визуально и на ощупь. J'
лcnя чи т {н, ОЛJIQJJQ.IОЧН Ч{ _ ме В_ИI _ОВ часто применяют паровоз
душный вы)киr,' Этот способ заключается в HarpeBe продутоrо
закрытоrо змеевика до температуры заrорания кокса и pery-
лируемоЙ подаче смеси воздуха и пара. :r-Ia установках, rде при-
меняется этот способ, разработаны при пособления для ПОДI{ЛIО
чения и смешения пара и воздуха, определены места установки,
этих приспособлепий и разработана технолоrи вы)киrа. В на-
чале операции через змеевик пропускаIОТ' пар и зажиrаIОТ часть
)кидкостных форсунок так, чтобы факелы были коротким'и И
чистыми. ,
Температуру .цЕ!.!\'19ВЫХ rазов .IJоддерживают не ВbIше 6800 С
в любо части печи. Затем постепенно дают воздух и тщательно
216
, у
следят за температурой трУб по цвету ИХ CT HOk, не допуская
увеличения т l\tIпературывыше допустимой для f\lатериала труб
(для стали марки Х5М эта температура .не дол)кна превышать
7000 С). По мере заrорания кокса труба на начальном участке
краснеет и по степени покраснения и скорости перемещения Ha
rpeBa реrулируют подачу воздуха и пара. Так как соли не BЫ
ropaIOT, то после выIиrаa змеевик необхdдимо промыть. По
сравнению с механическим способом паровоздушный имеет сле
дующие преимущества:
устраняется' ТЯ)l{елый ручной труд, так как в основном про
цесс очистки становится механизированным;
устраНЯI-GТСЯ операции по открытию и закрытию Bcero змее
вика; ,
создаются более блаrоприятные условия работы;
устраняется ВЫJN1ботка стенок трубы вследствие среза ме..
талла байками;
сокращается расход воздуха, так как на выжиr требуется
ero значительно меньше, чем на привод турбинки;
процесс вы)иrаa протекает значительно быстрее процесса
механической очистки.
К недостаткам этоrо способа очистки следует отнести:
возмо)нность переrрева труб, в результате чеrо они MorYT
оказаться неприrодными;
возможность ОGлабления вальцовочных соединений;
эрозию концов .печных труб и двойников;
деформаЦИI-G труб.
С внешней стороны трубы обдувают воздухом. После очи-
стки проводят ревизию всех элементов змеевика тщательно
осматриван?т их, замеРЯIОТ внутренний диаметр труб и двой-
ников.
На, заводах УСТ,зновлен (или должен быть установлен) по
рядок, при котором учитывается состояние каждой трубы и
змеевика. В паспорте ка)кдой трубы отмечают время и место
ее установки, материал, истинные нару)кный и внутренний диа
метры, время ревизии, результаты замеров при каждой ревизии.
1\акие же данные фиксируют по каждому двоЙнику. (
При ревизии пециальной штанrой з меряют; внутренниЙ
диаметр по всеЙ длине трубы и, сопоставляя с первоначальными
замерами, опредеЛЯIОТ износ трубы и фактичеСКУI-G толщину ее
стенки. При износе до отбраковочноrо размера трубы вырезаIОТ
и устанавливают HOBЫ . Особо тщательно замеряют концы труб
в местах развальцовк , так как именно эти части труб изнаши
ваются в наиБолыlейй степени. Трубы вырезаI-GТ специальным
труборезом. '
Выявленные при ревизии дефекты двоЙников устраНЯIОТ
сваркой и наплапкой с послеДУЮlцеЙ расточкой развальцовоч
НЫх.rнезд, прото кой пробки И обработкой отверстий для про-
217
бок при помощи конической развертки. ТраверсЬ! и болты с иg
ношенной резьбой заменяют новыми. Подвески и решетки pe
МОНТИРУIОТ путем приварки планок.
Ремонт воздухонаrревателей во время остановки на текущий
ремонт сводится к чистке и заIv1ене труб, пришедших в ПОЛНУIО
неrодность. Покоробленные и лопнувшие шиберы замеНЯIОТ, оси
вращения и втулки очищают. Проперяют плотность и полноту
закрытия и открытия установленных шиберов. Поврежденные
места rазо"воздушных коробов вырезают и на вырезанные
места накладывают заплаты.
Полный ремонт кл дки выполняют в период капитальноrо
ремонта. Во время текущеrо' ремонта устраняют мелкие де-
фекты. Поврежденные места разбирают до н'еповре денной
кладки. Разобранные места восстанавливаlОТ, тщательно сопря-
rая 'старую кладку с новой. Для кладки поверхности, обращен..
ной к дымовым rазам, .не применяюr оrнеупорный кирпич,
имеющий тесаные поверхности, отбитые уrлы, ребра и, дру'rие
дефекты. При капитальноМ ремонте обмуровки кладку разби-
рают сверху. Кирпич разбирают, спускают по лоткам или транс-
портерам, осматривают и аккуратно складируют. I<ирпич, не
имеющий дефектов, используют повторно. ,
П риемка печей после ремонта. После очистки и продувки
наrревательноrо змеевика печи начальни или, по еrо.поруче..
нию, 'заместитель, или старший оператор принимают змеевик.
При приемке /проверяют внутреннюю поверхность труб (она
должна быть очищена до зеркальноrо блеска), просматривают
двойники, а перемычки двойников проверяют на ощупь. Приемку
труб и двойников производят по ходу продукта по секциям; о
приемке каждой секции делают запись в вахтенном )курнале
с указанием фамилии лица,. производившеrо, приемку. '
После осмотра и приемки змеевика в том )ке порядке за
крывают пробки двойников. Старший оператор проверяет пр а-
вильность постановки траверс и нажимных болтов. 'Траверсы
должны быть установлены с совмещением их осеЙ с осями от-
верстий в двойниках, а между rоловками нажимных болтов
и траверсами должен оставаться зазор 3 5 мм.
Во время установки пробок производят подrотовительные
работы для опрессовки печи; подrотовляют насос для опрес-
совки, закрывают задвижки и, вентили, которые по инструкции
должны быть закрыты, откр'ывают задви)кку и вентили, кота..
,рые, соrласно той же инструкции, должныi быть о!крыты.
Печь заполняют сырьем и создают в зм евике давление
15 20 Kr/CM 2 по линии откач к одним из насосов (в инструкции
указывается инвентарный номер насоса и порядок закрытия за-
движек и вентилей, оставленных открытыми при подrотовке
копрессовке). Опресс,овку от давления 15 20 Kr/CM 2 до назна-
ченноrо давления испытания производят специальным насосом
218
в несколько приемов; величина конечноrо давления каждоrо
пресса и число прессов указываются ,в инструкции по эксплуа
тации. Например, при опрессовке печи до 100 KrjCM 2 в три
приема назначают:
первый пресс от 15 20 до 40 KrjCM 2 ;
второй пресс от 40 до 60 KFjCM 2 ;
третий пресс от 60 до 100 KFjCM 2 .
При ка,кдом прессе назначенное предельное давление под
держивают . течение 5 мин, после чеrо осматривают пробки
двойников, места развальцовки труб, фланцевые соединения,
сальники, задвижек и вентилей. Осмотр разрешается то,лько
после остановки насоса. При обнаружении пропусков дефеКТI;Iые
места отмечают" снимают давление, усrраняют дефекты и по
ВТОРЯIОТ опрессовку.
Если дефекты н'е удается устранить подтяжкой нажимных
болтов или шпилек, ЗМ,еевик печи освобождают от продукта про
дувкой паром или воздухом. Воздухом разрешается продувать
только охлаJI<денные печи. По окончании продунки закрывают
задвижку на выходе из печи (или редукционный вентиль), за
тем паровую или воздушную задвижку и открывают аварийную
задвижку в колодце. После проверки отсутствия давления в
змеевике (открытием контрольноrо вентиля) устраняют дефекты
обычными ремонтными способами. Затем змеевик заполняют
сырьем и опрессовывают в том же порядке.
Все работы по приемке змеевика, закрытию пробок и опрес
совке производят с соБЛ,юдением правил безопасности.
Весь опр ссовочный участок окончательно проверяет CTap
ший оператор, который подробно записывает результаты опрес
совки в вахrенный журнал.' ,
Техника без-опасности. Персонал, обслуживающий трубчатые
печи, должен знать правила техники безопасности, охраны TPy
да, противопожарцые мероприятия, инструкцию по эксплуата
ции данной установки, правила BHYTpeHHero распорядка, oco
бенно в различных аварийных случаях. -
Основные правила техники безопасности при эксплуатации
трубчатых печей приведены ниже.
При приемке \ труб и двойников разрещается пользоваться
для просвечивания только низковольтной электролампочкоЙ.
Температуру и давление в печ'ах необходимо изменять медлеII
но и плавно, чтобы отвратить возможность деформации.
Запреща'ется держать открытыми дверцы камер двойников
во время работы печи и при опрессовке. Дверцы камер для
осмотра двойников следует открывать, лишь при установившемся
давлении в змеевике печи. Запрещается работать с неисправ
ными двойниками, пропускающими нефтепродукты.
Во в'ремя работы печи необходимо проверить состояние ,ее
труб. При наличии отдулин I И свищей на трубах работать
219
запрещается. Износ труб следует контролировать измерением их
диаметра. При повышении допустимых пределов износа трубы
подлежат замене. .
Подкрепление пробок двойников при течи из них в период
эксплуатации запрещается. При проrаре труб необходимо про-
дувать их паром таким образом, чтобы в топку печи попало как
можно меньше нефтепродуктов. При проrаре радиантных труб
продувку следует вести сверху вниз в аварийную емкость, при
проrаре конвекционных труб вниз или вверх в зависимости
от места проrара. Пуск и работа с неисправной системой паро-
тушения запрещаются. Исправность этой системы необходимо
проверять каждую смену.
Камеры дв'ойников должны быть оборудованы исправно
действующей системой паротушения. Вентиль системы пароту-
шения должен быть расположен в безопасном месте. В змеевики
трубчатых печей и в друrие аппараты пар должен поступить
только тоrда, коrда давление в них станет ниже давления пара
в паропроводе.
Пар в змеевик печи для продувки следует подаВать после
Toro, как весь конденсат из паропровода будет спущен. На паро
проводе, который служит для продувки змеевика паром, должен
быть установлен обратный клапан.
Перед пуском печи необходимо убедиться в отсутствии каких
либо предметов, оставшихся в ней после ремонта. Пер'ед зажи-
rанием форсунок все люки и лазы печи должны быть плотно за-
крыты. Запрещается зажиrать форсунки I без применения факе
лов и без предварительной продувки камеры сrорания водяныl\tl
паром. Продувку следует вести до появления пара из дымовоЙ
трубы, но не менее 15 мин.
При зажиrании форсунки необходимо сначала поднесrи
к ней через специальное отверстие зажженный факел, открыть
доступ пара и воздуха и только после этоrо постепенно открыть
вентиль жидкоrо топлива. Применять для пропитки факела
леrковоспламеНЯЮI.циеся продукты (например, бензин, керосин,
лиrроин и др.) запрещается. rОРЯIl ИЙ факел следует тушить в
ящиках с песком. При попадании в форсунки конденсата вместе
с rазом необходимо немедленно перекрыть rазовые вентили и
спустить конденсат из линии в безопасное в пожарном отноше
нии место. Необходимо cTporo соблюдать нормальный ре}ким
rорения в камерах сrорания; все форсунки должны быть оди-
наково заrружены, факелы должны быть одинаковых размеров.
При образовании течи в камере двойников необходимо по
дать пар в камеру. Если произошло воспламенение и сбить
oroHb паром не удается, установку следует остановить для лик-
видации дефектов.
К работе по очистке и ремонту печи должны приступать
только с разрешения начальника установки. На время ремонта
220
лечь дол)кна быть /отключена заrлушками от всех производ
ственных трубопроводов. Паропроводы на ремонтируемой печи
не отключаются.
Открывать' пробки двойников можно только после прекраще
ния подачи пара в змеевик и открытия задвижки на спускном
аварийном трубопроводе. Прежде чем приступить к ВСКРЫТИIО
двойников, необходимо убедиться в отсутствии в трубах нефте
продукта путем открытия контрольных пробок одной В пото
лочном экраIjе и второй внизу печи. При открытии контрольных
пробок рабочий дол)кен стоять сбоку соответствующеrо двойника. I
Если через открытую пробку контролЬ'ноrо д,войника BЫ
текает нефтепродукт, контрольный двойник нужно закрыть и
продолжать продувку.
Производство работ пневматическим инструмеНТОl\1 t .пестннцыI
запрещается. Чистка труб одной и той же секции с двух сторон
также запрещается.
Нельзя продувать трубы БОЗДУХОМ, пока с противополо}кной
стороны печи идет очистка. Состояние воздушной турбинки не
следует проверять вблизи работающих коксоочистителей.
Запрещается вынимать из трубы работающую воздушную
турбинку. Рабочие, производящие очистку труб, должны быть
в защитных очках.
Рабочие MorYT быть допущены к работе внутри печи после
охлаждения ее до, 500 С. Все окна и люки при этом должны
быть открыты, форсунки вынуты, подводка rаза отключена и
установлены заrлушки.
Лазы в печь при ремонтных работах нельзя заrромождать
какими бы то ни было материалами; они должны быть всеrда
свободны на случай немедленной эвакуации рабочих из печи.
Дежурный рабочий, 'поставленный снаружи у лаза, обязан:
следить за тем, чтобы все лазы для входа в печь и выхода из
нее и отверстия для вентиляции были постоянно открыты; по
стоянно поддерживать связь с рабочими, чтобы в случае необ
ходимости оказать немедленную помощь; при невозмо)кности
оказать помощь лично немедленно сообщить ближайшим рабо '
чим и администрации.
Настил лесов и подмостей должен ВПЛОТНУIО' подходить к
стенам печи. Настил для промера, смены и очистки труб дол
жен быть сплошным.
Высота прохода на лесах должна быть в свету не менее
1,8 М, ширина настила не менее 1 М. Леса, подмости и CTpe
мянки, расположенные выше 1,1 М от уровня пола, следует
оrраждать перилами высотой не менее 1 М и бортовой Доской
ВЫсотой не менее 150 мм. Н а лесах и подмостях необходимо
указывать допускаемую наrрузку. Состояние лесов и подмостей
следует ежедневно проверять.
221
Подвесные (на стальном тросе) леса разрешается приме
нять после проверки расчетом диаметра троса на шестикратный
запас прочности, а также проверки под статической и динами-
ческой наrрузкой. Статическая наrрузка дол)кна превышать рас-
четную в два раза, динамическую на 100/0. .
При работе внутри печей запрещается:
сбрасывать с верхних лесов материалы и инструмент;
складывать материалы и инструмент у края настила;
разбирать кладку большими rлыбами разборку ну)кно
вести по одному кирпичу, спуская их по специальному }келобу;
вырубать шлак на стенах печи без очков;
производить очистку труб печи. '
Работа в печи должна быть немедленн,О прекращена, если
еСТЬ"опасность обрушения. кладки или если в ней обнаружены
нефтепродукты и rазы..
rлдвд 12
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СМЕШЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ
а нефтеперерабатывающих заводах широко применяют
различные устройства для смешивания жидкостей с 'жид-
костями или жидкостей с малым количеством твердоrо .
вещества. ,
Для перемешивания твердых веществ или твердых ве-
ществ с малым количеством )I{ИДКОСТИ пользуются бетономешал
ками, беrУН2lМИ, дезинтеrраторами, смесительными барабанами.
Процесс перемешивания жидкостей и жидкостей с неболь
шим количеством твердых веществ можно осуществлять в
устройствах с механическим перемешиванием, в диафраrмовых
и инжекторных, смесителях, циркуляцией 'и пневматическими
барботерами.
Жидкости, близкие по физическому состоянию' и'" химиче
скому составу, смешивают в инжекторных смесителях пневма
тическим способом, либо циркуляцией. При значительной раз-
нице плотнос ей смешиваемых жидкостей пользуются диафраr
мовыми и инжекторными смеситеlIЯМИ, а также механическими
мешалками. 'Смешивать жидкости с небольшим количеством
твердоrо вещ ства можно механическими мешалками и пневма
тическим способом.
МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕШАЛКИ
I Механические мешалки MorYT быть применены для, большин-
ства практически встречаемых случаев. Основными типами ме-
шалок можно считать слеДующие: лопастные, рамные, пропел..
лерные, турбинные и специальные (якорные и др.). '
Лопастные; (рис. 134) и рамные (рис. 135) мешалки служат
для смешения жидкоrо вещества с твердым и ,поддержания ero
во взвешенном состоянии, для разведения, паст, размешивания
шлама и т. д. Пропеллерн'ые мешалки (рис. 136 ,и 137) приме-
НЯIОТ дЛЯ интенсивноrо перемешивания подви}кныIx жидкостеЙ,
образования эмульсий и устойчивых суспензий. Турбинные Me
шалки . (рис. 138) используют для смешива ия не,большоrо
223
l<оличеСТВа ТВерДЫХ веществ 13 )I<ИДКОСТИ, а также емеrlIйваниЯ
жидкостей, сильно отличаIОЩИХСЯ по вязкости. Специальные
мешалки служат для смешивания боль-
ших количеств твердых веществ с
жидкостями, проведения реакций ме-
)кду rазом и }кидкостью и для друrих
целей.
Основные типы перемещивающих
устройств механических мешалок пока-
заныI на рис. 139. Тип и режим работы
перемешиваIОЩИХ устройств выбирают по
результатам испытаний моделей и в со-
ответствии с законами подобия создают
промышленные - мешалки. rидродинами-
IJ \
Рис. 134 f Мешалка с пло- чески:и режим перемешивания харак-
скими лопастями. теризует критерии Рейнольдса Re и Эй-
лера Еи. _
Для процесса перемешивания критерий Рейнольдса имеет
вид:
,..,
I
I 11 I
1'" ..,
I L .1 I
....
,. ...
I L :1 I
.. ....
r: I
.; f-I
pnd 2
Re M ::=.
lA-
r де р плотность жидкости Kr. сек 2 / м 4 ;
п число оборотов мешалки, ceK l;
d диаметр мешалки, м;
Il вязкость жидкости, Kr. сек/м 2 .
а
d
Рис. 135. Установка чуrунных рам:
а рама малая; б рама большая.
Критерий Эйлера является функцией критерия Рейнольдса:
Е и == f (Re M )
224
а
Рис. 136. Пропеллерная мешалка:
а без диффузора; б с диффузором.
s
Рис. 137. Пропеллерное перемешиваюп:(ее устройство.
а о
Рис. 138. Установка турбин:
а открытая; б заl\рытая.
15 3ак. 299
Рабочую мощность, затрачиваеМУIО на преОДОJtение сил тре-
ния )кидкости, опредеЛЯIОТ по форму е:
N р == Eupп 3 d 5 кТ. .Al/ceK
откуда
N p
Еи == 3d 5
рп
или
А
Еи м ==
Re т
м
rде А и т постоянные величины, определенные опытным пу-
тем; их значения для перемешиваIОЩИХ устройств, показанных
на рис. 139, приведены в табл. 20.
J
-
2
. 'l!5, d
"" sc5 1 ел
- I O,066d
d I
8
9
CR
\\, I во
% t::::> ...
d
5 б
'.'
'()
11
12
Рис. 139. Конструкция перемешивающих устройств:
'1 12 типы перемешивающих устройств (см. рис. 140).
..
На" основании большоrо количества опытных данных состав-
лен rрафик (рис. 140) зависимости критерия Эйлера Еи от кри-
терия Рейнольдса !<ем для перемешиваIОЩИХ устройств с rлад-
кими стенками, показанных на рис. 139.
При пуске мешалки лопасти испытывают максимальное со-
противление, так как в этот момент преодолевается та'кже инер-
ция всей массы )кидкости. При установившемся движении ра-
бота затрачивается на преодоление сил трения жидкости, на ее
завихрения, преодоление сил трения в звеньях передаточноrо
механизма. ,
В пусковой период работа, затрачиваемая на преодоление
силы инерции жидкости и сил трения, составляет:
N n == N и +N T Kr. .м./СВI&
Потребная МОЩность на преодоление сил трения определена,
ранее и может быть рассчитана:
N T ;:: N p === Kd 5 п з p Kr. .м/СВ/С
226
ТАБЛИЦА 20
Числовые значения постоянных А и т
.......
r еом етрич еская Значения ,
ТИП мешалки характеристика постоянных Критерий
(см. рис. 139) , I I РеЙнольдса
Hjd D/d sjd А I т
двухлопастная
с вертикальными ло- 2 2 0,36 { 111,0 1,0 Re < 20
пастяМИ (11 14,35 0,31 Re === 102
5. 104
С наклонными ло- {
пастяМИ под yr- 3 3 0,33 6,8 0,2
лом 450 (2,3) 3 3 0,33 4,05 0,2
Четырехлопастная
с вертикальными ло- 3 3 0,33 8,52 0,2
пастямИ, (4)'. .
с наклонными ло-
пастями под yr-
лом 450 вверх (5} 3 3 0,33 5,05 0,2
с наклонными ло
пастямИ под yr-
лом 450 вниз . 3 3 0,33 4,42 0,2
с наклонными ло-
пастями ПОД yr-
лом 600 вверх (6) 3 3 0,5 6,30 0,18
Якорная (7)' 1,11 1,11 0,11 6,2 0,25
двухлопастная
четырехлопастная 1,11 1,11 0,11 6,0 0,25
(8} . . .
Т1 ропеллерная
двухлопастная с на-
клонными лопа-
стями под уrлом 3 0,985 0,15
22,50 (9) . . 3 0,33
1'реХЛОIJастная с на- { 230 1,67 Re < 30
клоном d (10) 3,5 3,8 1 4,63 0,35 R е < 3 . 103
1,19 0,15 Re < 3. 103
Турбинная
трехлопастная с
входныIM отвер- 3 0,33 3,90
стием 37 мм (11) 3 0,2
шестилопастная с
направляющим 1,78 0,25
аппаратом (12) · 2,4 5,98 0,15
r де К == О,2сра; I
ер коэффициент сопротивления;
а отношение высоты лопасти к ее диаметру.
Пусковая мощность мешалки
N п -== Kd 5 п з p + Eu M d 5 п з p (К + Еи м ) d 5 п з p тer. м/сете
15*
227
/
-
s? '* t\3 "
'"'" 'i'- ......... ... ... с:::)
...
I I t()
!
I
.... 1 $'(:) -.}
.. \ V
I
U I
I , '/ .'
'tIJ
/1
. 1: 111
il J lf')
rп{) ' s;?
, "11' c't)
"- t-- I "/1 \.
fI со :I:
I , t.(:)] <l)
[/ с.с
: 11 / u
L
:s:
J J J I ...:t-
J :s:
I 1 1 /J j I 1
I I 'l I I
t:;
, 1. t-.
, 11 j 1I1
j 1 1 11 U
111 1 ,1
/ S? .......
c:n
, СУ:)
, .....
j ,
(:l.'
'\.иll с.с
J / t:: о.
I t:: ::s
.
J 11 CJ
.........
:t:
J о
111 о t::
,j c':s
i j s
I 11 11 1,
11 11 Е3 <1>
j ,1/ t; )1
, 11 <l) :=
I /1 J 7 c"t') f-4
CJ
, 1 , 1 = О
, 1, 11 (l)
, '1 I f-4
: 11 Ij j ct:) (.) о
:-- / r J I о )1
=
1 c':s
'1- s' 1::{
J , О
I о м
1 ;[ )1 CJ
/ 11 J / c':s
о.
1 I , . .
:s: CI)
:I: ::а
J <l) In
.......:-; 1, t:; ::s::
11 '" 04
ч) с:)) cl) :t:
." I
1 ' L1 s? cl)
1 ' " 11 (:l.
I 1 сс) t::.....
1 I 01
.4 I (.(:) .... '
I 1 t:;
..;:j-
, . I I
,j c'r)
1/ J .....1.0 :s:
j 1 j..oo
t\.
11 , (:l.
)1/ .... r.....
.....
j ..... d
'"
,
/ .., u
, ,. / со :=
" Q.
ф
/ ст)
':.,/ "
7 .
I .......... 04. -.:j. - , ,,'"
....... ... -... се с\:)
' ' '"' '" I "'. с$'
c.cs 't ,....
Пусковая МОЩНОСТЬ может быть выражена и через рабочую:
N п (К + Еи м ) d 5 n З р
N p == Еu м d 5 n З р
,;
откуда
к + Еи м
N п =z;. N р Е "r · .м/се"
и м
Работу, затрачиваемую на преодоление сопротивлений в
звеньях механизмов, удары и пр., оценивают коэффициентом
полезноrо ,действия 11. Расчетная полная мощность мешалки
равна
N p (l+ E J
N p . п == 10?ч квт
Приведенная таблица значений постоянных А и т, а также
"rрафик для определения мощности мешалки дают возможность'
определить по вычисленному критерию Рейнольдса мощность
мешалок с такими же соотношениями H/d, D/d и s/d, какие при.. \
ведены на рис. 139 и для которых составлен rрафик (рис. 140).-
Для друrих соотношений H/d, D/d и s/d цри определении пуско-
вой мощности вводят дополнительный коэффициент f, завися-
щий от типа мешалки и величины указанных соотношений.
Тоrда
, N p "(l+k)
. N p . п == f 102ч квт
Для лопастных мешалок (с соотношения'ми H/d==O,6, 1,6;
, 1 1 ( D ) 1,1 ( Н ) lо,6 ( 4h ) 0'З
D/d==2,5 4 и s/d== з.......S коэффициеНТf==, 3d D 7 ·
Для якорных мешалок этот коэффициент равен
........ ( ) 1,1 ( .!i. ) 0,6 ( 15h ) 0,3
f 1,ld D d
Для пропеллерных и турбинных мешалок
...... ( .!2. ) о,93 ( .!i. ) о,б
f...... 3d ,_ D
Формулы справедливы для аппаратов с rладкими стенками
и без BHyrpeHHero оборудования. Для преодоления различных
сопротивлений, в том числе от BHYTpeHHero оборудования, тре..
буется увеличить мощность на следующие величины (прибли-
женно), в о/о:
Шероховатость стенок . . . . ,/' -20
Наличие:
с
rильз для термопар. . . . . Q .
змеевиков .... . . . . .. 100
внутренних труб (подающих) 20
29
По приведенным формулам, таблице, rрафику мощности и
ПО принятому числу оборотов подбирают привод к М,ешалке или
смесителю. Различными орrанизациями разработаны индиви:..
дуальные приводы k механическим мешалкам с разными МОЩ'"
ностями и числами оборотов.
СМЕСИТЕЛИ
Диафраrмовые смесители. Диафраrмовые смесители просты,
надежны и широко применяются на нефтез водах для переме-
шивания нефтепрdДуктов с различными реаrентами. Чаще Bcero
они представляют собой отрезки труб, внутри которых на стер)к-
не установлены диафраrмы с отверстиями.
На рис. 141 изображен диафраrмовый смеситель с пятью не-
большими отверстиями в диафраrме. Суммарное сечение отвер-
I
J
I
Рис. 141. Дна-
фраrм<?вый сме-
ситель:
1 шток крепле-
ния диафраrм; 2......
за rлушка; 3 па..
трубок для вывода
см ешанных жидко-
стей.
Рис. 142. Инжекторные смесители:
а турбулентно-инжекторный; б центрифуrально-
инжекторный: 1, 2 ввод смешиваемых проду[{тов;
3 выход смеси.
стий В диафраrме и зазор между ней и стенкой трубы' подби'-
рают с таким расчетом, чтобы потери напора на одну диа-
фраrму не были более 0,07 0,14 кТ/см 2 . Число диафраrм прЙ-
нимают по опытным данным, а раостояние между' ними берут
примерно 0,3 М. Смеситель устанавливают на линии OCHoBHoro
pOДYK a. Перед входом продукта в смеситель подкачивают ре-
areHT. К первой диафраrме смесителя подводят два продукта .........
при прохождении жидкости через отверстия скорость д'вижения
резко возрастает, блр.r:одаря чему происходит почти полное сме-
шение. Иноrда вместо диафраrм с несколькими отверстиями
устанавливают попеременно диафраrмы различных размеров,
перекрываI9ЩИ . Ае тра:льную" ил», перифеРИЙ УJ9 асти сме-
сителя,
200
Для улучшений смешения nрнменяюt 1'акже специальные
смесиrельные насадки.
Инжекторные смесители. Эти смесители по КОНСТРУКЦИИ He
сколько сложнее диафраrмовых. На рис. 142 изображены тур-
булентно"инжекторный и центрифуrально"инжекторный смеси..
тели. Струя OCHoBHoro продукта прокачивается под' 'давлением
через сопло, из KOToporo она вытекает' с большой скоростью,
I r . 8000
, раст80ра еаК080 натра
/
525
Рис. 143. Ип}!{екторный смесите ь трубчатоrо типа.
вследствие чеrо создается пониженное давление, способствую
щее подсасыванию в камеру и, увлечению из нее BToporo про
ДУКТа. 'в смесительных камерах жидкости хорошо перемеши-
Ваются и поступают в расширяющуюся часть (диффузор). CKO
рость В диффузоре уменьшается, а давление увеличивается.'
Инжекторный смеситель, в котором совмещены смесительная
камера и диффузор, показан на рис. 14'3.
'
друrИЕ УстройСТВА для ПЕРЕМЕШИВАНИЯ
\ Перемешивание при помощи циркуляции. Иноrда для пере-
мешивания больших объемов жидкости приходится производиrь
50 100"кратный оборот. При всасывании сверху и наrнетани,И
вниз примеНЯIОТ пропеллерные насосы, которые при незначи.
тельном расходе мощности дают небольшую высоту всасывания
(1 2 м), но высокую производительность.
Перемешивание при помощи барботера. Конструкция ЭТОI'О
устройства несложна. Барботер представляет трубу или трубы,
заrлушенные на конце, с отверстиями для выхода rаза или
Пара. ВыходящиЙ с большоЙ 'скоростью из мноrочисленных от-
верстий areHT производит перемешивание. Недостатками этоrо'
устройства являются большой расход перемешиваlощеrо areHT3
231
u .
и электроэнерrии, возможность химическоrо Воздеи твия на nе-
ремешиваемый продукт, засорение малых отверстий, шум и виб-
рация.
Применение ультразвука для приrотовления эмульсий и сус-
пензий. Получить на обычных смесительных устройствах устой..
чивую эмульсию из жидкостей, которые резко отличаются по
своей плотности, практически невозможно. Лишь при помощи
ультразвук вых волн возможно получа:rь эмульсии леrких ЖИД"!
костей в тяжелых или тяжелых в леrких.
При распростран: нии ультразвуковых колебаний в. жидкости
возникает ультразвуковая кавитация. Под влиянием разрежени я
в жидкости образуется большое количество разрывов в виде
мельчайших, слеrка светящихся в темноте пузырьков, которые
захлопываются, и в это время развиваются MrHoBeHHbIe большие
давления. Эти давления дробят или измельчают твердые тела,
находящиеся в жидкости, или разбивают жидкости на мельчай-
шие капли одноrо размера, вследствие чеrо образуется взвесь
капелек ОДНОЙ жидкости в друrой. Чем мельче дисперrирована
одна жидкость в друrой, тем больше поверхность соприкоснове-
ния между ними и Т,ем более устойчива эмульсия. ,
Есл'и в жидкости И f мею1'СЯ твердые тел/а, они измельчаются,
и су,спензия получается более однородной. .
Для получения эмульсий из чистыIx жидкостей может быть.
применен rидродинамический преобразователь, который поrру-
жается 'в бак, заrружаемый компонентами. Jrидродинамический
преобразователь состоит из сопла, ,через которое под большим'
давлением проrоняется жидкость, и вибратора, представляюще..
ro собой пластинку с заостренным краем, закрепленную на опре.
деленном расстоянии. Выходящая с большой скоростью из соп..:
ла струя жидкости, ударяясь о края пластинки, разделяется на
две .струи, приводя 'ее в колебательное движение. В результате
возникают два пучка ультразвуковых колебаний,' направленных
перпендикулярно к поверхности плаlтИнки. Под воздействием
этих колебаний на окружающую жидкость и происходит про..
цесс образования эмульсии. Из нижней части бака жидкость
забирается насосом и вновь подается в сопло.' Блаrодаря этому
в зону интенсивных колебаний непрерывно поступают свежие
порции жидкости, происходит интенсивное перемешивание и про-
цесс эмульrирования протекает быстро.
Если в жидкости имеются твердые частицы или Жидкость
полимеризуется, rидродинамичеС,кие пр'еобразователи забивают-
ся и не MorYT ..быть иопользованы для приrотО'вления эмульсий.
В этих случаях применяют маrнитострикционные преобраэова-
тел и.
Промышленность выпускает акустические диеперrаторы, при-
меняемые в химической и друrих отраслях лромышленности для
приrотовления различных эмульсий и суспензий,
232
ОТСТОйНИКИ и водоrРЯЗЕОТ ДЕЛИТЕЛИ
ДЛЯ разделения неоднородных ЖИДКQСТfiЙ, а также ДЛЯ оса-
ждения lЗэвешенных в ж-идкости твердых частиц применяют оТ..
стойники. В зависимости от режима работы различают отстойни-
ки периодическоrо, полунепрерывноrо и непрерывноrо действия.
Для разделения н.ефтяных эмульсий, отделения кислоrо rудрона,
щелочных отходов, воды и rрязи от нефти и нефтепродуктов
служат вертикальные и rоризонтальные llилиндрические аппа-
раты. Их внутреннее оборудование состоит из У1СТрОЙСТВ, спо-
собствующих созданию лучших условий для разделения. Обыч-
J но У Me Ta ввода продукта устанавливаIОТ отражатель, который
иноrда служит и направляющим устройством. Иноrда устана-
вл вают переrородки (полки), по которым стекает одна из от-
делившихся жидкостей. ,
,Для подоrрева продукта до температуры, при ко орой более
интенсивно происходит отстой, устанавливают змеевики. Для
удаления твердоrо или rycToro осадка после слива отстоявшейся
жидкости отстойники периодическоrо действия снабжают уст-
ройствами, облеrчающими выrрузку отстоя (барботеры для
взмучивания осадка, скребки и др.). 'ь-.
ФИЛЬ ТРЫ
ФИЛЬТр I служат для разделения жидкости и взвешенноrо
в ней твердоrо вещества, а также для разделени,Я эмульсий.
В последнем случае фильтрующая среда' смачивается одной
жидко тью и пропускает ее, но не смачив ется друrой жид-
костью и задерживает ее.
Существуют фильтры периодическоrо и непр рывноrо дей-
ствия.
По величине давления различают фильтры, работающие под
давлением столба фильтруемой жидкости; 'под избыточным дав.. ,
лением, 'создаваемым насосом ил'и компрессором; вакуум-фильт-
ры, работающие под' разрежением, создаваемым вакуум-насо-
саМИ.
По роду фильтрующей переr6родки бывают фильтры с зер-
нистой переrородкой (кварцевый песок, rравий, известняк, кокс,
уrоль и др.), с тканевой, переrородкой (rрубошерстное сукно,
стеклоткань, хлопчатобумажные ткани, ткани из асбе товоrо во-
локна, синтетических материалов и металлические сетки), и
с неrtодвижной жесткой переrородкой (riористые керамиковые
плиты или специальные изделия). ' ,
Фильтрпрессы разделяют на рамные Iи камерные. Наиболее
распространенными конструкциями фильтрпрессов являются
рамные (с чуrунными рамами и плитами). _
Рамные фuльтрnрессы (рис. 144) выпускают с рамами де-
f3ЯТИ размеров. Толщина рам может быть 24 и 45 мм, а их коли-
,
2S3
I
чество от 10 до 56. Эти рамы устанавливают ме)I{ДУ задней He
подвижной и передней передвижной плитами.
Фильтрпрессы с малым числом рам имеют ручное зажимное
устройство) а при б6льшем числе рам ручное, rидравлическое
или электромеханическое. В по.следних двух случаях привод
может быть индивидуалЬНЫМ или rрупповым. В большинстве
случаев рамы имеI{)Т квадратную форму: размеры рам в свету
от 275Х225 дО 1000Х 1000 мм. ДЛЯ фильтрации корродирующих
жидкостей плиты и рамы изrотовляют из дерева или чуrуна и
\
Рис. 144. Рамный фильтр с rидравлическ,ИМ зажимом.
покрывают защитными покрытиями (резиной, пластмассами
ит.д.).
На рис. 145 показана схема работы paMHoro фильтрпресса.
На рамы 3 натяrивается ткань 4. Плиты и рамы, установленные
на тяrи пресса, сжимаются при помощи зажима так, чтобы верх...
ние кольцевые отверстия в них образовали общий канал.
Жидкость между плитой и рамой не проходит. Фильтруемая
жидкость подается насосом в общий канал, откуда через малые,
каналы попадает в полость рамы. Пройдя через ткань (сал...
фетку), она попадает на рифы плиты, по которым стекает в
НИЖJIИЙ сборный канал (см. рис. 145, а), и удаляется затем из
фильтрпресса. Твердый осадок остается на салфетках. С тече
нием времени слой осадка увеличивается и уплотняется, поры
салфетки забиваются и дальнейшая фильтрация становится
невозмо)кной. Тоrда фильтр промывают, подсушивают и уда..
ляют слой осадка, после чеrо меНЯIОТ салфетки (фИЛЬТРУIОЩУЮ
ткань)., ,
При промывке краны на плитах закрывают через один (см.
рис. 145, б). По отдельным промывным каналам, расположен
ным в верхней части плит 'и рам, подаIОТ промывную жидкость.
Она идет по риф,ам тех плит, У KOTOpЬ X закрыты краны, ПРОХQ
f 3 1
{I
дит через ткань и ВЫХОДИТ нарущ:у через открытыи, кран сосед-
неЙ плиты. 'СлоЙ осадка подсушивают воздухом. При очистке
плит и рам разжимаIОТ пресс, раздвиrают рамки и плиты, счи-
щают осадок.
Камерные фильтрnрессы состоят из одних рифленых и
фильтровальных плит с центральным отверстием. При сжатии
плит образуются камеры и
сплошной осевой канал, по ко-
торому подается фильтруемая
жидкость. Через ткань она
проходит на рифленую поверх-
ность плит и стекает в канал
для стока фильтрата.
Достоинствами рамных
фильтрпрессов ЯВЛЯIОТСЯ: ши-
рокая область применения, воз-
можность эксплуатации при
сра,внительно большой толщи-
не осадка, простота изrотовле-
ния и большая фильтрующая
поверхность в одном arperaTe
(до 140 м 2 ).
К недостаткам рамных
фильтрпрессов относятся: пе-'
риодичность действия, невысо-
кое допускаемое давление, не-
возможность устранить тяже-
u U
лыи ручнои труд при разrруз.о;
ке и смене салфеток.
Фильтры неnреРЫВНО20 дей..
ствия. К ним относятся бара""
банные, дисковые и ленточные
фильтры, работаю ие под ва-
куумом или под давлением.
В зависимости от материа-
ла основных деталей, соприка-
сающихся с обрабатываемой средой, барабанные вакуум-фильт-
ры изrОТОВЛЯIОТ из уrлеродистой стали и чуrуна (с условным
обозначением У, например БОУ); ИЗ кислотостойкой стали; не-
металлических материалов (с условным обозначением К); из
rуммированных материалов (с условным' обозначением Р).
Барабанный вакуум-фильтр. На рис. 146 показан rерметизи",
рованный вакуум-фильтр непрерывноrо действия, применяемый
На установках депарафинизации' масел. Он состоит из разъем-
Horo кожуха, вращаlощеrося барабана, распределительной rолов-
ки (З0 отника), приводноrо и ряда друrих устройств (для удале-
Ния rаза, обмотки фильтровальной тканыо, съема осадка и др.).
f
2
ФtJ/1Ьf1J/1//е
Жl1fjкость
'Моя /
rrrr. .......,.
00 у,. .
) :> J J > Ш Л
"'" .....
х
) . I \
t t
Фильтрат
ПроммВная
, 800а
..............
If
J
а
'/. rV'\X
.....
YV'I '/. 'v
у
'\'\ /
)С)С J ' \;.... . . . . 7.. ., M1;:\
"'I' ....
1 . : t. I .. .-.
:. :. :....;х :.'::
, ' :>< :i. .:
:..:.\ .:: ...;. :"'(" '
';" :> : .. )<. <
'». ..." s ':". /.'
,,',.'о' ) .:' '.', . . ' , '. ..
',' , ,
. :)<}О ',,' '.
',.' :', >< . " '.
. /' .,' ;$ .., ':', :< :-:: . .\ . ' .
" ". .', ..-. .
. У 'oI
".
. r:
.. .
:: j
1. ,
'" ':
. -,
l i:' :{-
"
':..'::
'/.
'/
t t
П/JОМЫВНUЯ Оооа
,О
Рис. 145. Схема работы paMHoro
фильтрпресса:
а стадия фильтр ации; б стадия промывкн
1 рифленые плиты; 2 задняя плита;
3 рама; 4 фильтровальная Tl<aHb (салфетка).
,235
..,.7
b.ь
CI:I ==
(-O::S:
CI:I -e.
1'::((.)1::(
Ic
т ;1
. .. I:Q
,
J::(-o
1f:f?5
.....
С 1::( .'"
\O::S:C'O
о. c\s
(-o :s:
CI:Ic..Q
=:=
= /:;,. =
::iS -&
:::r: ...::ZS О
:::r: ::S r..
c\s CI:ICO
tx:) r.. o.:z:
О c=g
ос r.. :s:
C::r:zi
м := CI:I .:s
f-4I::fО
Сс::ч
(1) lrI l:: 1::
:S: .
; g
r... ::ZS
l::(o.::ZSr::t
.. g Q) t:Q
uj ::( (,')
с> C'IS
I::(S
I 0./ r..
55 Q) Cd
::( <о С "=(
tQ .. (,')
:s:: а:= :
.... ' t:Q CI:I
j.Q /Cl::
C\j I
.. O)
C\S J:: E-I ё;" О
ос \O
C\S :s: l::
\о r..
Оа.> C'IS
ос t:Q с::ч r::
fj/= I
,.Q CI:II...
t::: с::ч....1 ::::
:s:: . .. CI:I
.g. :s: r.. ..
I OE-t
..QCI:I
(.) :S:
C\S :s: g
CQ (.):r::s:
Q)CI:I
ф @;
CI:I
CI:I:S: r::(
J::O
(.)Cl:lt::
CJ
:S:: l:::=
а.. (.) Q)
::r"':t
::S:
:s: 5
::r I::f \о
(.) >-.
О O
l::(.)C't1
=
J:: 1 ,
1::( 00
о.. . ..
(1)'''=
::t
>.а.> Q
E-I:=r::
88
I :a
......:s:=
t::::)
Вращающийся барабан разделен ПрОДОЛЬНЫМИ переrород-
!<ами на ряд неравных сек ий, ка)кдая из которых при враще-
нии ц ледовательно ПРОХОДИТ все фазы процесса. Наружная
поверхность барабана представляет собой сетку, накрываемую
фильтровальной тканью; которая закрепляется проволоко'й, на-
матываемой при помощи специальноrо устройства.
'Распределительная rоловка (рис. 147) состоит из двух тща-
тельно пришабренных и лежащих один На друrом дисков: вра-
щающеrося J с отверстиями для '
соединит льных трубок и непо-
движноrо 2. Неподвижный диск
имеет пять щелей различноrо
размера, ДЛИНа каждой соответ",
ствует продолжительности фа-
зы фильтрования, промывки
осадка, сушки ero, съемки осад"
ка, продувки фильтра.
В нижнее корыто кожуха, Рис.
снабженноrо качающейся мешал-
кой, непрерывно подается филЬт- I
руемая жидкость. Коrда при вра-
щении диска 1 отверстия оказы-
ваются против большой щели,
неподвижноrо диска 2, ячейки барабана сообщаются с вакуум-
трубопроводом и отфильтрованная жидкость поступает в сбор-
ник фильтрата. Щели 4 и 5 соединяют ячейки с приемниками
для промывки, а щели б соеДИНЯIОТ их с трубопроводом сжа
Toro воздуха для просушки осадка и продувки фильтрующей по-
верхности после съема осадка. Для наблюдения за пр'оисходя-
щим внутри корпуса процессом имеются смотровые окна. ,
Для нормальной работы барабанноrо вакуум-фильтрата в
,
корыте всеrда следует поддер)кивать постоянныи уровень.
С целью уменьшения вязкости суспензии сырье разбавляют
леrкими растворителями и теми же растворителями промывают
осадок. Поэтому возникает опасность образования взрывоопас-
ной смеси. С целью предотвращения взрыва вакуум-фильтры
снабжают устройствами для получения и ре'ЦИркуляции инерт-
Horo rаза, что усложняет КОНСТРУКЦИIО и ее эксплуатацию.
Промышленность выпускает барабанные и вакуум-фильтры
следующих типов:
ВО вакуум-фильтр широкоrо применения, открытый;
БЩ вакуум.-фильтр широкоrо применения, закрытый;
БВ вакуум-фильтр для волокнистых веществ;
ВТ вакуум-фильтр для труднофильтрующихся И малокон-
цеНТРИf>ованных суспензий;
Бr вакуум-фильтр для леrколетучих или токсичных суспен-
зий (rерметизированный);
z
"
6'
147. Распределительная ro-
ловка вакуум-фильтра:
1 вращающийся диск; 2 неподвижный
дис ; 3 щель для соединения с лин ей
вю<уума; 4 щели для промывочных вод;
5 щель для соединения с линией сжа-
Toro воздуха; б.... отв ерстия для соеди-
нительных трубок.
237
, ""\
.......'
\
\
\
\
\ ,
... .
c:ц::s::
Qr::{
С::Ч
Q)
t::;t'I:I
11;('1)
I
I ..
I.(:)::s::
Е-<
(.;,..
Q)r::{
g
""
7 ::s::
::Е о
о.. ::Z::
E--t ::r'
::9 g
'"'"а ca:Q
:s: I ::E
or& о
' o..
t=
(.;,..
Е-< :S::
..... ::z::::r' .
... Q) :х:
с'о t::; ":::
CQ I о е:::
=0
:s:: c't) с:ц
::а :::
::r:: Ы' :a
::z::
О "'оД
E--t :I: t::;
::r::
(1) '" о
. о
:I:...
':::
t:I:::S::
CJ :I: Q)
I В
.
::с" :S::
:r'
"'
0..0
=
t:S: t:I::
O
=1::{
O
сао
:S:E-<
0..0
=r::
I I
.....(Q
. '-...
J
lC')
I
I
I
I
I
I
I
I
Бtп вакуум-фильтр для леrкофильтрующихся суспензий с
крупнокристаллической твердой фазой.
Фильтрующая поверхность барабанных вакуум-фильтров до-
ходит' до 50 м 2 (разрабатываlОТСЯ фильтры с фильтрующей по-
верхностью до 75 м 2 при диаметре вращающеrося барабана
3,0 м).
«
J
, I
I
I
i
(
Рис. 149. Фильтрпресс автоматичеСI{ИЙ, камерный
с механическим за)I{ИМОМ плит Ф ПАКМ 25-45К.
Достоинствами Qарабанных вакуум-фильтров являются: не-
прерывность процесса, возможность применения их в особых
случаях.
К их недостаткам следует отнести: сложность цзrотовления
и монтажа; необходимость оборудования помещения вакуум..
фильтров подъемно-транспортными устройствами, сложность
обслуживания, ремонта, реrулирования. распределительной ro-
ловки. .
Л e1-lТОЧ1-lЫй вакуум-фильтр (рис. 148) ",состоит из приводной
И наrЯЩlIоt! станций, стола с вакуум-камерами, коллекторов для
gз
фильтрата и промывочной жидкости, фильтрующей поверхности
в виде бесконечной резиновой -ленты специальноrо профиля, лот..
ка для подачи суспензии, устройств для съема осадка и бункера I
для Hero.
, Фильтрпресс автоматический камерный \ с механическим за..
жимом плит (рис. 119) состоит ИЗ станины, на которой установ-
лены камеры, приводных' и натя)кных устройств для фильтрую-
щей ленты, механических устройств для зажима плит и двиrа-
теля для автоматическоrо передвижени,Я фильтрующей ленты,.
очистки ее и приведения в действи'е зажимных устройств.
Фильтрпресс предназначен для фильтрования суспензий с со-
держанием твердой фазы 10 400 z/л пр температуре не выше
800 С и диаметре Qодающих суспензию труб не более 25 Mht.
Производительность 1 м 2 фильтрующей поверхности автомати..
ecKor9 фильтрпресса ФПАКМ 25 45K в 4 10 раз выше, чем
у рамных фильтрпрессов.
ЦЕнтрифуrи
Центрифуrи служат для разделения ,жидких Iеоднородных
систем под действием центробежных сил. Центрифуrи класси-
фицируют по фактору разделения, технолоrическому назначе..
нию, способу выrрузки осадка и по конструкции.
Фактор разделения. Фактором разделения К р называют от-
ношение ускорения центробежной силы w 2 / R К ускорению силы
тяжести g.
w 2 ю2 R Rn 2
К р == Rg ==т== 900
rде w == (j)R. окружная скорость барабана, м/сек;
'JtRn
u) == 30" ........ yr ловая скорость, ceK l.
Центрифуrи, у которых фактор разделения К р <3000,. условно
называют нормальными центрифуrами, а те, у которых
К р >3000 сверхцентрифуrами. Нормальньiе центрифуrи приме-
няют для обработки суспензий, содержащих тверДУIО фqЗУ, раз-
делениЯ' эмульсий, отделения жидкости от штучных материалов
(белье, ткани и т. п.). Сверхцентрифуrи служат для обработки
тонкризмельченных и коллоидных суспензий малой концентра-
..,
ции и эмульсии.
- ТеХНОЛО2ическое назначение центрифуz. По технолЬrическому
назнцчению центрифуrи разделяются на три rруппы: отстойные,
фильтрующие и сепарирующие.
Способ Вblzрузки осадка. По способу выrрузки осадка из ба-
рабана различают центрифуrи с выrрузкой вручную, при по-
мощи ножей, скребков, шнеков, поршней, а так)ке под действием
силы тяжести, центробежной силы и rидра лическим способом,
iQ
. Центрифуrа представляет собой быстро вращающийся во-
Kpyr своей оси барабан, во внутреннюю полость KOToporo заrру-
жается, смесь, подлежащая разделению на компоненты.
Если во вращающийся барабан со сплошной стенкой пода-
вать суспензию, то она образует кольцевой слой, максимальная
толщина KOToporo равна ширине закраины барабана. Продукт
движется от места подачи к месту выхода. \
I
Взвешенные твердые частицы движутся вместе с жидкостью ,
вдоль барабана и одновременно под действием центробежной
силы радиально к стенке барабана и образуют на ней осадок.
Из барабана уходит чистая жидкость. По накоплении осадка
центрифуrу,останавливают и очищают. Такие центрифуrи назы-
ваются отстойными периодическоrо действия.
Если в центрифуrу подават'ь эмульсию жидкостей с различ-
ными удельными весами, то капельки более тяжелой жидкости
ДБИЖУТСЯ С к стенке барабана и образуют внешнее кольцо. Разде
лившиеся }кидкости можно непрерывно выводить. Такие центри-
фуrи называются отстойными непрерывноrо действия.
у фильтрующих центрифуr боковая поверхдость барабада
служит; фильтрующей переrородкой. В стенке корпуса имеются
отверстия диаметром 6 12 мм с ш ом, равным' 3 4 диаметрам
отверстий.
С внутренней стороны барабана по проволочной сетке укла
дываIОТ фильтрующую ткань. Под действием центробежной силы I
возникает давление суспензии на стенку, жидкость проходит
через фильтрующую переrородку и попадает в кожух, откуда
выводится через сливной штуцер. 'Твердая фаза образует слой
осадка, который соскребывается при, остановке вручную или на
ходу скребками, ножами, шнеками (периодически' или непре
рывно). в центрифуrах фильтруют суспензии с кристалличе-
скими и малосжимаемыми осадками.
В нефтеперерабатывающей промышленности центрифуrи при-
меняют ,ДЛЯ отделения воды 'от нефти при ее обес оливании и
деэмульrации; 'при сернокислотной очистке крекинr-бензинов
для отделения кислоrо rудр6на; при депарафинизации масел и
в друrих процессах.
Центрифуrи и фильтрующие ткани выбирают не только по
расчету, но и 'по данным лабораторных исследований и экспери
ментов на производственных установках. ,
По конструкции опор и расположению оси барабана в про-
странстве центрифуrи разделяют на подвесные (вертикальные),
подвесные на колонках (вертикальныI),, вертикальные стоячие
(с подпертым валом); rОРИЗ0нтальные и наклонные.
В СССР изrОТОI}ЛЯЮТ центрифу и следующих типов: периоди
ческоrо действия (подвесные саморазrружающиеся, трехколон
ные, автоматические); непрерывноrо действия (rоризонтальные
19 з. .
241
u u U U
С пульсирующеи выrрузкои осадка и со шнековои выrрузкои,
конические и ступенчатые) и сверхцентрифуrи.
Центрифуrи периодическоrо действия. На рис. 150 показана
подвесная центрифуrа периодическоrо действия, предназначен-
u
ная для разделения мелко и, среднезернистых суспензии,
требующих KopOTKoro, цик'"
ла центрифуrирования. В
этой конструкции барабан
закреплен На ступице, ycta-J
новленной на 'валу 2, KOTO
рый подвешен в стакане с
шариковыми подшипниками.
Стакан помещен в кониче-
!
ском резиновом амортизато-
ре, установленном в корпу-'
се 12. Расположение опоры
выше центра тяжести бара-
бана делает систему устой
чивой. Вращение от электро-
двиrателя передается через
центробежную муфту. Во
время заrрузки и работы
центрифуrи окна (промежут-
KtJ между спицами) закры-,
вают конусом 8, который
3 подымают по валу', после
,чеrо сталкивают в Hero
осадок. Для остановки слу-
)кит ручной тормоз 11;
,для промывки, и пропарки
устраr.Iвают сопла (брызrа...
ло) 10. '
В целях paBHpMepHoro
распределения проду та за-
rрузку центрифуrи ведут
при замедлеННОl\1 вращении
барабана. Подвесные цен-
трифуrи изrотовляются с ба-
рабаном диаметром 1000 мм
К р == 1180 и с диаметром 1200 мм при предель-
.....
( ,
Рис. 150. Подвесная фильтрующая цен-
трифуrа периодическоrо действия:
1 барабан; 2 вал; 3 конус; 4 кожух; 5:"'" OT
кидная крышка; б днище; 7 штуцер филь
трата; 8 разrрузочный конус; 9 механизм
поворота l<РЫШКИ; 10 брызrало; 11 тормоз
с приводом; 12 корпус опоры вала; 13 элсктро
двиrатель; 14 станина.
при предельном
ном К р ==615.
На рис. 151 изображена подвесная саморазrружающаяся
центрифуrа периодическоrо действия", предназначаемая для раз-
деления среднезернистых суспензий, осадки которых обладают
достаточной сыпучестью и самостоятельно соскальзывают (после
остановки центрифуrи) по наклонному днищу. Центрифуrу за-
rружают при замедлеННQМ вращеНИlf, подавая продукт на pac
4
riределительный диск 3, передвиrаемый по валу при помощи ры..
чаrа 5.
На рис. 152 изображена трехколонная фИЛЪТРУlощая центри
фуrа периодическоrо действия с нижней опорой, пуименяемая
для разделения средне- и
мелкозернистых суспен'"
зий, коrда требуется по
лучить осадок с наимень-
шей влажностыо. Центри-
фуrа имеет барабан, со-
стоящий из ступицы 1 ,
днища 2, обечайки 3 и
BepxHero бортовоrо коль-
ца (закраины) 4. На вну-
треННЮIО пове'рхность обе-
чайки укладывают по сет-
ке фильтровальную ткань.
Барабан, закрытый ко-
жухом 5 и . крышкой 6,
u
смонтирован на литои 5
станине 12, подвешенной
при помощи трех тяr 15 -
(с полушаровыми rолов '
ками и пружинами) на
трех колоннах, устано-
вленных на общей плите.
Электродвиrатель 14 че-
рез клиноременную пере-
дачу приводит во враще-
ние барабан центрифуrи.
Центрифуrа снабжена
ленточным тормозом 9 с
приводом 8, блокиров-
кой 10, не допускающей
запуск электродвиrателя
при открытой крышке и
ее открытие при вращаю-
щемся барабане. Суспен"
зию вводят через отверстие 7 при замедленном вращении бара-
бана, а осадок выrру)кают вручную через верхнюю часть этоrо
отверстия. ,
В СССР выпускаIОТ трехколонные центрифуrи с фИЛЬТРУIО
щими И сплошными бараба!fами диаметром от 600 до 1500 мм,
при максимальном числе оборотов от 730 до 1450 в минуту.
Автоматические центрифуrи работают без остановок, их за-
rрузка и удаление осадка производится без остановки arperaTa.
Последо.вательность и пр.одолжительность отдельных операций
'\)
- ,
I
Рис. 151. Подвесная саморазrружаlощаяся
центрифуrа:
1 барабан; 2 кожух; 3 распределительный ДИСl(; -
4 запорный конус; 5 подъемное устройство для
диска и конуса; б тормоз; 7 электродвиrатель.
16*
243
центрифуrирования реrулируется электроrидравличееким авто-
матом. Автоматические центрифуrи изrотовляют с диаметрами
барабана 800, 1200 и 1800 мм при предельном факторе разделе-
ния соответственно К р == 1300; 81 о; 520. I
1 8
2 9 ,
tI
Рис. 152. Трехколонная фильтрующая центрифуrа
периодическоrо действия с нижней опорой:
1..... ступица барабана; 2..... днище; 3..... об ечай((а; 4 --- бортовое I<ОЛЬЦО;
.5..... кожух: б..... крышка; 7 --- окно для подачи суспензии; 8..... привод
тормоза; 9...... тормоз; 10 --- БЛОКИрОВl<а; 11..... колонка; .12..... станина;
13.... штуцер для фильтрата; 14..... электродвиrатель; 15..... тяrа подв еса.
\
На рис. 153 изображена rоризонтальная автоматическая
центрифуrа.
Центрифуrи непрерывноrо действия. В' центрифуrах непре:-
pbIBHoro действия осадок непрерывно удаляется.
На рис. 154 показана rоризонтальная отстойная центрифуr'а
I со шнековым удалением осадка.
244
в этой конструкции барабан 1. им ет форму КОНуса, перехо-
Дящеrо в цилиндр. На левом днище барабана предусмотрены
окна 14 для ВЫХОДа осадка, а на правом окна 18 для слива
фуrата. Барабан п-риводится во вращение электродвиrателем
через клиноременную передачу и дифференциальный редуктор,
связанный с валом 3, на котором устано лен барабан. Барабан
Рис. 153. rОРИЗ0нтальная автоматическая центрифуrа:
1 барабан; 2 стаНlIна; 8..... нож для съема осадка; 4 rидравличе.
ский цилиндр; б..... желоб; б..... трубопровод; 7..... пневматический
молоток.
и вал 5, соединенный. со шнеком, вращаются с разными скоро-
стями. Разность окру)кных скоростей барабана и лопастей
шнека н велика ( + 1 1,50/0), но достаточна для перемещения
осадка справа налево к окнам 14. Суспензия по трубе 7 по-
дается в левый край полости шнека 9 и через окна 10 поступает
в барабан 1. ,
Жидкость, осветляясь, движется слева направо к сливным
окнам 13 в правом днище барабана, а осадок справа на лево.
\ Расстояние окон 13 от оси барабана опреде яет толщину слоя
245
is::"
::;::
M
:I:m
(1)С,)
t:: 0
C)CO;S
I=:{
С)О
::;::1>4
::r:a
m ln
I=:{t:t:=
О=:
1::1=:{
t:t:=O
=:=
I::t
О
I
»
E--t c::l4.....
U ...
:> I m
(l) Е-4
I'-.
О -&
(1) m
О = CQ
=з:: m:s::
=:=:
:а -& (J
c::l4 I
(l) 1.0 =:
c::l4
t:: . O
(l) @=
::z:: ca
О
::;:: I
:а
»> =:
g...
I
:I: Е1
(l) ... I
=:f C\I
са.....
::;:: bl'
'"
=з:: O ::;::
:>::S:: =(1)
О a
E--t 03
u =:=
E--t 1::0
О uc::l4
I
I
.....
::z:: . .. .....
..Q m..
J:; ::Х::О
"'
\O::t:
E--t g,o
=з:: о CI1 I
м \O
::s:: .....
c::l4 =: ...
о m
t...
:s:: ::r::
=as
=:
\.Q O,.Q
"""" 1::[-4
U I
",:>С:
::s:: о
t:l. .. =:
(1)1
S
::;::
:I: ...
=а
I::tc:::(
10
C\jCQ
...=:
;
\О'"
"'\О
c::l4
mo.
\0[-4
i
.....со
жидкости (жидкостноrо кольца) И, следовательно, ВреМЯ от-
стоя. ,
Промышленностью выпускаются также rОРИ30нтальные филь-
трующие отстойные центрифуrи непрерывноrо действия с уда-
лением осадка при помощи поршия-толкателя (пульсирующая
выrрузка). Такие центрифуrи выпускаIОТ с диаметром барабана
800 .мм при К р ==645 и диаметром 1200 мм при К р ==615. Выпу-
скаются также вертикальные фильтрующие центрифуrи непре-
pbIBHoro действия со шнековои
выrрузкой осадка.
Эмульсtlя
Леакая 41- Н Н
t(lCLIfJKoCтb
Тяжелая
ЖlJокость
Рис. 155. Барабан тарельчатой от-
стойной центрифуrи для разделения
эмульсий. '
Рис. 156. Трубчатая сверхцентрифуrа
для разделения эмульсий:
1 станина; 2 барабан (ротор); 3 rоловка
ротора; 4L днище ротора; 5 отбойный диск;
б отборные коробки для разделенных жидко-
стей; 7 тормоз; 8 крыльчатка.
Сверхцентрифуrи. Их применяют для' разделения эмульсий
и тонких суопензий с низкой концентрацией твердой фазы.
На рис. 155 изображен барабан тарельчатой' центрифуrи,
состоящий из цилиндрическоrо корпуса и конической крышки,
соединенных накидной rаикой. Внутри барабана размещены
тарелки из TOHKoro листовоrо металла, имеющие форму усечен-
ных конусов с н сколькими отверстиями по ОКРУ2КНОСТИ. Тарел-
ки собраны так, что их отверстия совпадают и образуют сплош-
ные каналы, в которые поступает эмульсия из центральноrо па-
трубка. Эмульсия разделяется в тонких слоях между тарелками:
тяжелая и леrкая жидкости движутся в разные стороны, как по-
RaSqHO стрелками 11 ЬJВОДЯТСЯ на разны) уровнях, Высота
217
, I
таких центрифуr небольшая. Работают они при 5000........
10 000 об/1I1 ин. ,
На рис. 156 изображена тр'убчатая сверхцентрифуrа. Она
состоит из станины с кожухом 1, трубчатоrо барабана (ротора)
2, внутри KOToporo помещены радиальные лопасти (крыльчатки:)
8, rоловки ротора 3, обесп чивающие выход разделенных жидко-
стей в коробки б, днища 4 ротора с отбойным диском 5, тор-
моза 7. Ротор подвеше на приводной rоловке. Вращение от элек-
тродвиrателя (3000 об/мин) передается через ременную пере-
дачу.
Смесь подводится в ротор снизу через сопло,. Струя отра-
жается от отбойноrо' диска к стенкам ротор'а и, поднимаясь
к верху барабана" разделяется на слои (по удельному весу).
После сборных коробок леrкая и тя)келая идкости выводятся
через патрубки.
Сверхцентрифуrи изrотов,ЛЯЮТСЯ с осветляющим или разде
ляющим барабаном. Для заrрузки осаДI{а барабан вынимают,
разбирают и очищают.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Эксплуатация фильтров. Рассмотренные выше фильтры ПРИ-'
меняют на различных технолоrических установках. Один и тот
же фильтр может быть использован для фИJIьтрования раз-лич-
ных продуктов при разных рабочих услопиях. Эксплуатация
фильтров осуiцествляется в соответствии с инструкцией по экс-
плуатации установки.
Ниже приведены некоторые общие указания по эксплуатации
отдельных видов фильтров.
Фильтрпрессы следует устанавливать в соответствии с ви
дом производства (оrнеопасноrо, взрывоопасноrо и др.) . При
подrотовке фильтрпресса к работе должна быть проверена ис-
правность зажимноrо устройства. При навешивании, <;алфеток
необходимо следить за .тем, чтобы ткань к плитам прилеrала
плотно"""""":- без складок и морщин. Сборку плит 'нужно начинать
от задней упорной плиты. Фильтрацию следует проводить до
u
тех пор, пока давление не достиrнет указаннои в паспорте до-
пустимой величины; превышение допустимоrо давления больше
чем на lQ% катеrорически запрещается. При фильтрации rоря-
чих продуктов фильтр и трубопровод необходимо разоrревать
медленно и плавно путем медленноrо пуска rорячеrо продукта.
Запрещается находиться против фильтра во время ero пуска,
стоять вблизи rРУ З 9 В , держ ться за рамы и стоять против Мас-
ляноrо сальника во время зажима рам фильтра. Запрещается
продувать фильтр без ero ОХJIа дения. Открывать фильтр дл,я
чистки разрешается только после тщательной продувки всех
дисков, причем во BpeM, продувки ДI!С , ранее а в ар ИЙН 9 ОТ-
216
КJ1Iоченные, ДОЛЖНЫ быть вновь ВКЛIочены. Чистить диски сле
дует только деревянными лопатками. Во время разrрузки
фильтрпресса запрещается стоять на ванне пресса. Для этой
цели должны быть иопользованы специальные подставки. Диски
следует менять только после их охлаждения. Запрещается OCTaB
лять в помещении снятые диски, промасленные опилки, фильт-
ровальную бумаrу. Все перечисленные предметы следует уда-
лять из помещения. Для мойки дисков фильтра должно быть
выделено специальное помещение', оборудованное ваннами с
подводом rорячей воды. Запрещается пр очищать пробоотборные
трубки фильтрпрессов при открытых крышках и наличии давле-
ния в фильтре. Воронка для сброса 'осадка должна быть закры"
та реш ткой. Открывать крышки фильтра нужно осторожно"
стоя сбоку фильтра. Рамные и дисковые фильтры должны иметь
/ адежное заземление. Конструкция и обслуживание заземляю
щих устройств должны соответствовать имеющимся правилам.
При приемке вакуум фильтра после монтажа или ремонта
следует проверить реrулировку распределительной rоловки по
заданным зонам фильтрации, работу реrулятора уровня (по
заданному уровню в корыте), реrулировку ножа для съеf\1а осад-
ка, качество, обтяжки барабана фильтровальной тканью, состоя..
ние сальников на цапфе барабана и распределительной rоловке,
заполнение лубрикаторов и проходимость всей маслосистемы,
состояние редукторов и вариатора" оррсительных труб и форсу-
нок, а также состояние всей системы выработки и реrенерации
инертноrо rаза и rидравлических затворов. Закрытый фильтр
испыIыыаютT на rермеfичность. Барабан и корпус испытывают
по инструКiЦИИ для данноrо фильтра.
Эксплуатация центрифуr. ,Центрифуrи устанавливают в по..
мещениях, удовлетворяющих требованиям данноrо производ-
ства. Каждая центрифуrа должна быть оборудована быстродеЙ-
ствующим тормозом (механическим, ручным или ножным с
педальным управлением). Тормоз должен быть устроен так,
чтобы при торможении не возникала ни искры от удара, ни за..
rорания от трения. Механизмы пуска и остановки переnода .
с холостоrо на рабочи ход следует устанавливать возле цен..
трифуr. . .
Без разрешения 'механика установки, отвечающеrо за исправ-
ное состояние центрифуr и точную балансировку вращающихся
частей, пускать центрифуrу запрещается. Перед пуском центри-
фуrи следует тщательно проверить праВ'ильность ее с.барки.
При эксплуатации rерметизированных центрифуr должен
быть обеспечен постоянны,Й надзор за rерметичностью центри-
фуr и всех обвязывающих трубопроводов. Запрещается держать
открытыми крышки работа,ЮЩИХ центрифу , пускать центрифуrи
снеисправным rидравл'ическим затвором, увеличивать наrрузку
выше' допустимой нормы. В I случае ненормальной работы цен-
249
трифуr, например прн появлении стука, нужно немедленно пр -
кратить подачу продукта, выключить электродвиrатель и затор..
мозить.
Центрифуrи следует заrружать и разrружать, соБЛlодая ука..
зания в паспорте или инструкции по эксплуатации. Крышки
смотровых окон центрифуr дол ны быть всеrда закрыты и
иметь зажимные пружины, удерживающие их всеrда в закры"
том положении. Запрещается класть инструмент на корпус цен-
трифуrи, мотора и на выключатели.
При эксплуатации смесителей, сепараторов и отстойников
необходимо соблюдать общие правила эксплуатации сосудов.
В случае смешения нефтепродуктов с реаrентами, являющимися ,
сильнодеЙСТВУIОЩИМИ ядовитыми веществ ми, кроме общих
правил эксплуатации сосудов, следует дополнительно выполнять
специальные правила обращения с соответствующими веще..
ствами. В инструкции по эксплуатации установки указывают
рабочую среду, ее опасные свойства, меры индивидуальной за..
щиты рабочеrо, правила осмотра аппарата и обвязки, ПОРЯД9К
заполнения продуктом, правила спуска продукта, НОР1Vlальной и
аварийной остановки, продувки, промывки и ремонта. В случае
эксплуатации механических мешалок всех типов необходимо
соблюдать правила обслуживания таких механизмов. При экс"
плуатации еремешивающих устройств с применением ультра-
звуковых колебаний соблюдают правила, предписываемые ин-
струкцией, а в случае применения деrидра оров или отстойни-
ков, имеющих внутри электроды, необходимо дополнительно
со людать специальные правила работы с использованием вы-
COKoro напряжения.
rЛАВА 13 '
РЕАКТОРЫ И PErEHEP А ТОРЫ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
...
имические процессы в нефтеперерабатывающей и нефте-
химической промышленности протекают с поrлощением
или выделением тепла (от 70 до + 7000 С), при давле
ниях от атмосферноrо до 1500 KrjCM 2 . Такие условия пред..)
о'пределяют мноrообразие типов реакторов и pereHepaTopoB
и их I\ОНСТРУКЦИЙ: различноrо вида смесители, мешалки и HeKO
торые секции трубчатых печей (если . них происходит химиче-
ская реакция). "
Реrенерацию проводят в само.м реакторе или в друrом ап..r
парате реrенераторе.
При проведении реrенерации в реакторе (без вывода катали-
затора) ero называют реактором для неподвижноrо (стационар
.Horo) катализатора.
Если реrенерацию проводят в собственно pereHepaT'Ope, ero
иазываIОТ также реактором для подвижноrо (взвешенноrо пыле-
видноrо или подвижноrо таблетированноrо) катализатора.
Первоначально появившиеся схемы промышленных катали
тических процессов с таблетированным, шариковым и порошко-
образным катализатором, как уже упоминалось, осуществляют-
u u
ся в реакторах и pereHepaTopax с прямоточнои подачеи катали
затора и rаза. Управление технолоrическим процессом в таких
реакторах и pereHepaTopax является трудным и малоэффектив
H IM; сами аппараты малопроизводительны и rромоздки: управ
ление ими осуществляется изменением количества подачи oд
Horo из продуктов и изменением отвода тепла при помощи змее
виков, установленных почти во всех зонах аппаратов.
Отечественными научно исследовательскими Иf!ститутами
предложены к внедрению высокопроизводительные компакт
ные и более чувствительные к управлению процессом секцион
ные реакторы и pereHepaTopbI со ступенчатым реrулированием
температурных режимов и рабоч,Их концентраций peareHToB.
В секционных реакторах реакции протекают более paBHOMep
но при больших тепловых наrрузках на единицу объема аппа
рата"
251
Реакторы с неПОДВИiКНЫМ катализатором являются аппара-
тами периодическоrо действия, поэтому к таким установкам
приходится подключать дополнительно реакторы, работающие
на реакцию в то время, коrда первые переводят на реrенерацию.
Сравнительно небольшую rруппу реакторов представляют
трубчатые реакторы с насыпанным в труБКИ,катализатором и
реакторы, в которых катализатор заrружен в специальные кон-
тейнеры (корзины).
Более широко распространены схемы с подвижным катали-'
u
затором, коrда последнии непрерывно выводится из реактора и
u U
поступает в отдельныи аппарат, называемыи pereHepaTopoM.'
В этих схемах реактор и p reHepaTop связаны транспортными
линиями в одну систему (реакторный блок).
Взаимное распо ожение реактора и pereHepaTopa может быть
следующим:
1) один над друrим (соосно); в этом случае катализаТ9Р
. обычно подается в верхний аппарат пнеВl'лотранспортом, а в
нижний поступает из первоrо самотеком;
2) рядом, коrда катализатор подается в оба аппарата пнев
мотранспортом.
РЕАКТОРЫ
Реакторами называют, аппараты, в которых происходят хи-,
мические процессы.
В зависимости от условий течения реакции внутреннее обо-
рудование реакторов может быть различным по сложности. При-
мером наиболее простой конструкции реактора является реак-
ционная J{aMepa термическоrо крекинrа, предстаВЛЯlощая собой
пустотелый сосуд. Более 'сложныIии по внутреннему оборудова-
нию являются реакторы каталитических процессов.
Большинство каталитических процессов переработки нефти
и нефтепродуктов сопровождаются побочными реакциями, в ре-
зультате чеrо образуются кокс и смолистые вещес ва, отложе-
ние которых на катализаторе снижает ero активность, умень-
шает выход целевоrо продукта и снижает ero качество. Поэтому ,
необходимо периодически либо менять катализатор, либо под-
BepraTb ero реrенерации (восстановлению).
Внутреннее оборудование реакторов для неподвижноrо ката-
лизатора зависит от условий протекания основной и побочных
u u
реакции и реrенерации.
Например, при получении высокооктановых бензинов и аро-
матических уrлеводородов внутреннее оборудование реактора
состоит только из решетки, несущей слой катализатора большой
высоты.
'\ При каталитическом крекинrе rудри внутреннее устройство
\ реакторов, наоборот, сложно, а ремонтные работы трудоемки.
252
Это явил ось причиной замены процесса друrими видами катали
тическоrо крекинrа с более простым по устройству внутренним
оборудованием реакторов.
Реактор, применяемый в процессах крекинrа, состоит из трех
основных зон:
1) зона реакции часть аппарата, в которой протекают хи
мические реакции в псевдоожиженном слое кС!тализатора;
2) отпарная ЗОНа (секция), в которой с поверхности отрабо-
TaHHoro катализатора удаЛЯIОТСЯ уrлеводородные пары. В HeKO
торых конструкциях отпарная секция выносится за пределы ап.
парата;
3) отстойная ЗОНа предназначена для отделения частиц Ka
тализатора от паров продукта крекинrа.
Отп'арная зона обычно расположена в нижней части peaK
тора. При выносной отпарной секции ее располаrают на пути
движения катализатора между реактором и pereHepaTopoM.
В одних случаях отпарку проводят в cerMeHTHoM отсеке, в KO
торый отработанный катализатор попадает через щелевые про-
..
рези на двух или трех уровнях, в друrих в цилиндрических
I
вставках, разделенных радиальными вертикальными переrород
ками и наклонными полками на отдельные секции, причем в ка-
ждую секцию подается пар. В более старых конструкциях OT
парные секции устраивались в виде кольцевоrо сечения, акру-
жающеrо распределительную решетку. 'i
Конструкция отпарной секции должна обеспечить слеДУlощие j
условия:
возможно полное удаление паров из катализатора, так как
при неполном удалении последних увеличивается выход кокса
и pa xoд воздуха на реrенерацию;
соответствующую скорость движения катализатора, так как
если эта скорость велика, то часть пара увлекается потоком ка-
тализатора, а при больших er,o подачах нарушается движение
катал.иза'тора и режим циркуляции.
Зона реакции для большинства конструкций начинается рас-
пределительной решеткой. Иноrда решетка отсутствует, тоrда
сырье подается через большое число форсунок распылителей.
Конструкция элем нтов, составляющих зону реакции, должна
удовлетворя;ть следующим требованиям:
высота КJfпящеrо слоя должна соответствовать условиям про-
текания процесса. Она зависит ..,от активности I\атализатора и
свойств сырья (при более активном катализаторе и леrко раз-
лаrающемся сырье требуется меньшая высота слоя);
отверстия р'ешетки должны свободно пропускать взвесь ката-
u
лизатора в парах сь рья и .водяноrо пара при высокои темпера-
туре и определенном перепаде давления, исключающем возмож-
ность просыпания катализатора и возникновение обратных то-
ков. Поэтому размер отверстий и общая площадь их сечения
_ 25З
должны определяться расчетом. Так как решетка ПОДI;3ерrается
совместному воздействию коррозии и эрозии, то для уменьшения
этоrо воздействия необходимо применять, устойчивые вставки, а
решетки покрывать защитной футеровкой.
Конструкция решетки должна предусматривать леrкую за-
мену пришедших в неrодность частей;
решетка дол){{на обеспечить хорошее псев оожижение слоя,
так как при плохом псевдоожижении значительно увеличивает..
ся унос катализатора и циклоны не MorYT обеспечить очистку
паров и rазов от пыли в заданных пределах. Хорошее псевдо-
ожижение должно сопровождаться общим движением катализа-
тора к отпаРНQЙ части без образоваНИfl мертвых участков;
в некоторых конструкциях реакторов через решетку прохо..
дят трубы значительноrо диаметра, иноrда ствол пневмоподъ
емника или элементы отпарной секции. Так как реактор рабо..
тает при высоких температурах, необходимо О,беспечить воз-
можность термическоrо расширения как этих устройств, так и
самой решетки. Неплотность' по периферии решетки и в местах
прохода элементов dтрицательно сказывается на работе З
реакции, вследствие чеrо рекомендуется уплотнять эти зазоры;
в зоне реакции происходит значительный износ стенок аппа..
рата. Для их защиты стенки футеруют жаропрочным бетоном с
панцирной сеткой, иноrда такая футеровка дополняется сталь-
ной облицовкоЙ.
, тстойная зона реактора Рgсполаrается в верхней ero части.
Основное назначение этой зоны уменьшение концентрации ка-
тализаторной пыли в потоке паров перед входом их в циклоны1.
Это достиrается увеличением расстояния от уровня слоя до вхо-
да в циклон и уменьшением скорости движения паров за счет
увеличения диаметра отстойной, части (последнее применяется
сравнительно редко). Расстояние от уровня слоя до входа в ци-
клон рекомендуется принимать не менее 4 4,5 м. ,
Концентрация катализаторной пыли в парах перед входом
их в циклон существенным образом сказывается на работе по..
следних по очистке паров от пыли и сроке их службы, поэтому
степень запыле1iНОСТИ перед входом в циклоны должна быть воз-
можно низкdй.
Большое влияние на степень запыленности перед входом в
циклоны оказывает характер псевдоожижения. ХаРактер псев-
оожижения определяется фракционным составом катализатора
ro равномерным распределением по сечению при нормал -
ом режиме аппарата. Последнее обстоятельство обусловли
ается конструкцией распределительной решетки и расположе..
J u
ием отверстии на неи.
В отстойной части устанавливаIОТСЯ циклоны, из которых
ловленная ката изаторная пыль по стояк-ам спускается на слой
атализатора r
4
Мрименявшиеся й перйы констрУ циях реакторов батаре -
ные циклоны с диаметрами элемента 150 250 мм не давали
необходимой чистоты очистки и оказались неприrодными для
установок бол шой nроизводительности. В настоящее время
примеНЯIОТ только крупные циклоны с отдельными небольшими
бункерами. Циклоны соединя,IОТ последовательно для получения
двух- или трехступенчатой очистки.
PErEHEP А ТО,РЫ
}
B/ per HepaTopax различают следующие: основные зоны: pere-
нерации; отстойную зону и топку для разоrрева (иноrда).
,Так же -как и реакторы, реrеиераторы MorYT не иметь рас-
пределительной решетки. ОтработанныЙ катализатор вместе с
основной массой необходимоrо для rорения воздуха (до 70%)
подается через распределительное устройство (паук), имеющее
отростки-в двух rоризонтальных рядах. Остальное количество
воздуха (около 30%) подается по расположенным в два rори-
З0нтальных ряда кольцевым маточникам.
Большинство конструкций pereHepaTopoB имеIОТ распреде-
лительную решетку, аналоrично реакторам. К зоне реrенераЦIIИ
(от места начала с)кижения до верха кипящеrо слоя) предъ-
являются такие же требования, как и к зоне реакции реакто-
ров. В pereHepaTopax наблюдается меньший .износ решетки, так
как действие коррозии слабее. , ,
в зrn1е кипящеrо слоя имеет место сильное абразивное дей-
ствие катализатора: Поэтому необходимо применять ПрОЧНУIО за
ЩИТНУIО футеровку. Как уже указывалось, наиболее распростра
. нена футеровка из )каропрочноrо бетона с панцирной сеткой.
Некоторые конструкции pereHepaTopoB для защиты от абра--
зивноrо действия катализатора предусматривают дополнительно
защитные пояса на корпусе и верхнем днище в местах, rде в
процессе эксплуатации выявлен систематическиЙ износ.
Размер зоны реrенерации ,определяется временем пребыва-
ния катализатора в pereHepaTope.
К отстойной зоне и пылеулавливаIОЩИМ устроЙствам pereHe..
ратора предъявляются более строrие, требования, чем к соот-
веТСТВУЮЩИlVI частям реакторов, так как в онечном счете дымо-
вые rазы выбрасываются в атмосферу и сильно заrрЦЗНЯIОТ ее.
Поэтому в' некоторых конструкциях pereHepaTopoB YCTaHO OK I
большой мощности высоту от кипящеrо слоя до входа rазов в
циклоны доводят до 8 9 м и дополнительно устанавливают
электрофильтры. Создание режима «кипения» без выбросов oco
бенно важно для работы циклонов pereHepaTopOB., При сниже
Нии степени запыленности на входе в циклоны удается без
электрофильтров получить дымовые rазы с очень невысокой
степенью запыленности.
, I
55
Топки для разоrрева предстаВЛЯIОТ собой КОНСТРУКЦИIО, уста..
навливаемую либо'отдельно, либо смонтированную в нижнеЙ ча-
сти pereHepaTopa и состаВЛЯIОЩУIО с ним одно целое.. .
, .
РЕАКТОРНЫЕ БЛОКИ УСТАНОВОК КА Т АЛИТИЧЕскоrо
КРЕкинr А
Реакторный блок с порошкообразным
катализатором
Как указыв лось выше, реактор и 'pereHepaTop MorYT быть
объединены в реакторный блок. На рис.. 157 изображена ero
схеМа. Основными частями блока ЯJ3ляют я: реактор 1 с цикло-
11,.
, " 11
I I
1
s
13
9
10
15
7
12
, Рис. 157. Схема peaKTopHoro блока каталитиче..
CKoro крекинrа с порошкообразным катализатором:
1 peaKTOp; , 2 циклон; . 3 pereHepaTop; 4 циклон;
5, 7..... транспортные' ЛИНИИ; б..... кл..апан; 8 I(лапан; 9, 10, 11,
12, 13, 14, 15..... трубопроводы.
'\ .
(
НОМ 2, pereHepaTOp 3 с циклонqм 4, трансп'ортная линия 5 от
pereHepaTOpa к реактору с клапаном б и захватным устройством,
транспортная линия 7 с клапаном 8 от реактора к pereHepaTOpy.
HarpeToe сырье по трубопроводу 9 поступает в транспорт..
ную линию 5, куда из стояка реrеиератора 3 через реrулируе..
25
мый клапан 6 попадает реrенерированный катализатор. В за..
хватном устройстве линии 5 сырье наrревается за счет тепла
реrенерированноrо катализатора и испаряется; для сни)кения
парциальноrо давления паров по трубопроводу 10 подается BO
дяной пар. Пары сырья и воды являются несущей средой пнев
мотранспорта катализатора, поступаlощеrо в зону реакции' ап '
парата, rде он образует «кипящий слой», В котором пары сырья
крекируются. Продукты реакции проходят через кипящий слой
катализатора и циклон 2, выводятся из реактора по трубопро-
воду 11, а кокс, осаждаясь На поверхности к?тализатора, прохо...
дит отпарную секцию п'од распределительными решетками. За-
тем через клапан 8 и захватное 'устройство по транспортной
линии 7 при помощи воздуха, подаваемоrо по трубопроводу 12,
поступает в pereHepaTop '3. Смесь воздуха и закоксованноrо Ka
тализатора вдувается через каналы распре,целительных решеток
в кипящий слой pereHepaTopa: сюда по труБОПРО13.0ДУ 13 по-
дается воздух, необходимый для выжиrа кокса. Блаrодаря хо-
рошему перемешивани,ю в кипящем слое катализатора с возду
хом происходит выrорание кокса, катализатор реrенерируется и
по стояку поступает в траНСПОРТНУIО линию 5. Продукты cropa
ния через циклон 4 направляются по трубопроводу 14 и после
использования и последующей доочистки (иноrда в электро
фильтрах) от пыли выбрасываются в атмосферу. Пыль, улов-
ленная циклоном 4, а также.в дополнительных устройствах, че,
рез поrруженный в слой стояк возвращается B систему. Добав-
ляемый свежий катализатор поступает по трубопроводу 15.
Преимуществами установок с «кипящим» слоем являются:
простота основной аппаратуры и транспорта в системе реак-
TopHoro блока; .
блаrоприятные условия для съема, отвода И использования
больших количеств тепла при реrенер?ции в кипящем слое. Эtи
u
условия отчасти создаIОТСЯ за счет содержания значительнои
доли окиси уrлерода в продуктах сrорания; образование СО сни-
жает общий тепловой эффект rорения, что обусловливает про...
ведение реrенерации при сравнительно невысоких темпера
турах. '
Недостатки установок с «КИПЯЩИМ» слоем СJJедующие:
различная степень реrенерации отдельных порций катализа..
тора, что является следствием неупорядоченности. КИПЯlцеrо
, ел о я;
перемешивание в кипящем, слое твердой и rазовой фаз, что
ВЫЗывает в реактор...е побочные реакции термическоrо крекинrа
и избыточное rазообразование, а в pereHepaTope местные доrо..
рания окиси уrлерода. '
На рис. 158 показан реактор, выполненный из уrлеродистой
стали с защитной футеровкой изнутри для предохранения сте..
нок аппарата от истирания и переrрева
17 3al(. 299
257
Сырье вместе с kатализатором вводится через штуцер 1 н
форсунки 2 диаметром 25 ММ, проходит кипящий слой и бата-
По д..д
(I1.
Нижняя опора,
Верхняя опора
tl 80ронка
Решетка центральной
80рОНКll
18
Решетl«l кlfdl!jJllitlной
11 80ронки
..
11
2
1
Рис. 158. Реактор установки каталитическоrо кр кинrа 'с порошко-
образным катализатором:,. -'
1, 3, 4 штуцера; 2 форсунки.
, I
U U u
реиныи циклон, установленныи внутри аппарата, и через шту-
цер 3 выводится из аппарата. 3акрксованный катализатор через
штуцер 4 выводится На реrенерацию.
258
На рис. 159 показан pereHepaTop Toro }ке блока. Аппарат
выполнен из уrлеРОД GТОЙ стали с внутренней защитной футе ,
РОВКОЙ. Смесь воздуха и
закоксованноrо катализа /
тора вдувается через pac
пределительное УСТРОЙ
СТВО TaKoro же ТИПа, как -
у реактора. Воздух для
выжиrа подается через
штуцера 1 и 2. Продукты
сrорания через циклоны
ОТВОДЯТСЯ -двумя патруб
ками 3, реrенерированный
катализатор выводится
через штуцер 4, 'а KOHдea
сат......... через штуцера 5.
На рис.' '160, изображе
H cxe a peaKTopHoro
блока. каталитическоrо
крекинrа с шариковым
катализатором.
В ЭТОЙ схеме преду
сматривается подача Ka
тализатора в реактор и
pereHepaTOp при ПОМОЩИ
воздуха, HarpeToro в топ
-ках, под давлениеl\1, и по
дача смеси воздуха и ды
мовых rазов (полученных
в reHepaTope инертноrо
tаза) в pereHepaTOp для
Быжиrа кокса.
Основными, "узлами
u
этои схемы являются: pe
актор', 1 с бункером и
стояком; pereHepaTOp J
бункером, рубопровода
,ми 3 (для подвода смеси воздуха и дымовых rазов для выжиrа
кокса) и 4 (для отвода продуктов сrорания), пневмоподъемник 5
реrен рированноrо катаЛизатора; пневмоподъемни 6 закоксо
aHHoro катализатора; rеиератор 7 инертноrо rаэа; тqпка 8 под
давлением" '
Реакторный блок с
шариковым катализа..
тором
17*
)
"
з/ :. 1'54500
I " I
э" ,
=
- = i
::
,с
-111.:" d.4
11 !:"'
"'i )
" )
,/
i F3
..
=:j
'7
- '=
f:
...
1=
А .:+
.I( 1=
,.
.
' : i
I
C'IJ " . :lfV
'=
I => I
r 1
I
.t 1
-'-
. I 2
.
F Р===-=== .... I
I'
0=
Т Т
F Т
:аспреоелитель
тd I L!!0e .чстроОст80 7 ::с:
,, .\ ;:;;;;;; If
ii. \L ./ 1 \! l\ / ' I '
'1 ==
"'i rt--'-- " /, '1
,-1 ='5J /. ;=; "" '} l / ""
t.;1 1 T\ ((tll-ol
м. I'rч III tl' I IЧ ,) ':
! I /// I:.,jj} I?, $ п
... . (!j \. I \ ,....... Q
, " . . ,[ I \ 1 ' f'/-
.' I' I 11 ./ т
"1 ,\ # '
1- I :'тj tJfY ,.а
, 7\Y//..a
''J(;: D V '- #1
'1,-' I .dJ1
4: I 'ri "5
/2824
ф /2000
1=
Рис. 159. PereHepaTOp установки катали-
тическоrо ,крекинrа с порошкообразным
катализатором:
1,2 штуцера; 3 патрубок; 4 штуцер для вывода
катализатора; 5 штуцер для вывода конденсата.
253
HarpeToe сырье поступает в BepXHIOIO часть реактора 1 и при
помоu и специальных устройств равномерно распределяется в
слое катализатора. Катализатор из BepxHero бункера через
стояк поступает в верхнюю
камеру реактора, из KOTO
рой по переточным трубам
равномерно подается в peaK
ционную зону. Реакционная
зона представляет собой
пустотеЛУIО часть аппа рата,
в которой сплошным слоем
движется катализатор и
прямоточно с ним пары
сырья.
Из реакционной' зоныI ка
тализатор и пары продукта
попадаIОТ в зону отделе
ния паро и rазообразных
продуктов реакции и паров
неразложившеrося сырья от.
катализатора. Пары посту
пают под трубную" решетку
и оттуда направляются в
ректификационную колонну,
а катализатор по переточ
ным, трубкам направляется
в зону отпарки, куда по..
дается водяной пар. Из зо'
ны отпарки катализатор че
рез нижнее распределитель
ное устройство выводится на
реr енерацию. Подача осуще
ствляется подъемником 6
при помощи инертноrо rаза
от тенератора 7. I(атализа
тор проходи1;' ряд секций, в
каЖДУIО из которых подае
ся наrретая в топке под
давлением 8 до 5000 С смесь
воздуха и дымовых rазов.
Пройдя pereHepaTop 2, ка-
. тализатор поступает в пнев-
моподъемник ,5, которым при помощи иаrретоrо воздуха по '
дается в бункер реактора 1.
На рис. 161 изображен реактор (верхний. бункер и стояк не
показаны). Катализатор через штуцер 1 поступает в верхн,ЮЮ
камеру, а из нее по переточным трубам 2 в реакционное про-
\
4.
2
8
7
...........
,
Рис. 160. Схема peaKTopHoro блока ка-
талитическоrо крекинrа с шариковым
!<атализатором:
1 рею(тор; 2 pereHepaTop; 3 трубопровод
дл подачи см еси воздуха и дымовых rазов;
4 трубопровод для отвода продуктов сrорания;
5 пневмоподъемни!( pereHepI1pOBaHHoro катали
затора;. б пневмоподъеМIШ!( зако!(сованноrо
катализатора; 7 reHepaTop инертноrо rаза;
8 топка ПОД давлением.
260
5
странство. Дл возможности
изменения величины реакцион
Horo пространства трубы 2
снабжены удлинителями 3. Так
как катализатор из pereHepaTo
ра подается rорячим воздухом,
то температура ero не пони
жается. IiarpeToe сырье, по
падая через штуцер 4 на rоря
v -
чии катализатор, испаряется, и
пары по трубам 5 и желобам 6
распределяются в слое ката-
лизатора, rде . крекируются.
Для отделения apOB СЛУ)I{ИТ
сепарирующее устройство, со-
стоящее из труб 7 с отверстия
ми, прикрытыми коническими
колпачками 8. Эти трубь! с при-
варенными к ним 'кольцами 9
опираIОТСЯ на вваренные в
решетку rильзы 10. Сверху они
заrлушены и приварены к по
ласам 11. Пары попадаlОТ под
колпачок через отверстия в
трубы 7 и ИЗ них в НИЖНЮIО
часть реактора, откуда выво-
дятся через штуцера. 3акок-
сованный катализатор по пере
точным трубам 12 поступает в
НИЖНЮIО камеру реактора. Так
как переточные трубы 12 опу
щены ни}ке выводных труб 7,
то под решеткой образуется
свободное пространство для
паров. Из нижней камеры
через переточные трубы 13 Ka
тализатор поступает в вырав-
ниватель потока; через шту-
цер 14 подается под нижнюю
Q
решетку водянои пар, KOTO
рый проходит по переточным
трубам 13, отпаривая катали
затор; водяные пары, Hacы
щенные нефтепродуктами, OT
водятся через штуцера 16.
Щиты 15 предназi-Iачены для
образования в месте установки
3
11
8
7
10
13
"
ФJZОО
Рис. 161. Реактор установки катали-
тическоrо крекинrа с шариковым
катализатором:
1 штуцер; 2 переточная труба для, за
rРУЗI<И; 3 удлинитель; 4 штуцер; 5 труба:
6 желоб; 7 труба с отверстиями; 8 KO
ничеСl(ИЙ !(олпачок; 9 кольцо; 10 rильза:
11 полоса; 12 переточная труба; 13 пере.
точная труба ДЛЯ разrрузки; 14 штуцер
для подачи пара; 15 щиты; 16 штуцер
для выхода rаза.
261
прямоуrольноrо сечения в аппарате. Для деrазации преДУ-t
5 сматривается подвод инертно-
ro rаза.
На рис. 162 р:редставлен
pereHepaTop прямоуrольноrо
сечения, выполненный 'из уrле-
u u
родистои стали с заLЦИТНОИ
футеровк,ОЙ I и укрепленный
балками жесткости. Аппарат
разделен на с.екции, куда через
штуцер 3 подается воздух, на-
rретый в топке под давлением
до температуры 5000 С.' Шту-
........2 цер 3 примыкает к распредели..
тельному коробу 1, проходя-
,1 щему через все сечение аппа-
рата. На обоих боках распре-
делительноrо короба сделаны
вырезы с отбортовками, на ко..
торые надеваются желоба 2,
доходящие ДО футеровки аппа.
По /I II
труб 7
i
\ 1..
".
= ..:"
..... ;о- = = =. =- -щ. :.. =;н== -= . ..; ,...,
оЬ/хоо.... 111 III
" 111 I :
2aJotJ:' 11t--:: :11 .
....... . t 'Io
(j М е. =- -== ="""w.=- '=:. ... 1"""1
8 ха :. 11\'" L" \ .........../
ООЗQу а. I!i= :., ill
Ы E . . + t; _.)
I FЧ . -::; -:;;; s:. -.;c w "-f"r ...= :::... . н I
1ш ,.' !' ,
,..... \' '
-Е : 11 I ).-
р
l;
r-:1O: !
,1
I {;fl:J,
I ] ;У I -- . l1ri
I I '\:;
---
'I
.. I +. i,.з-j + .:J
.. . ................
. - ... :. - I I[ I ... .
I I t'\:3
I I
I I
..... : I
I I 31fOOx 3'100
11
.....
:IJ :' r
I I
1. : ...;J..
1 I :..:r-
I
. I :=I
:1J: /r
;1 111 / :
I './ ,::1:
I , -"11
: MIM;;:it
I
I
I
ч
11 I ,
11 I
I ,
I
I
1-: ... I r.-I
ln' i "
I r
,8 .......
..IIC.O
:=;: р:::
...
I
Рис. 162. :J: ereHepaTOp установки каталитическоrо крекинrа с ша-
, , риковым катализатором:
1 ра пределительный I\ороб; 2 желоб; 3 щтуцер; 4 штуцер для отвода
nроДУКТ.ОБ сrораниЯ; 5.... патрубок для ввода l(атализаrора; б.... патрубок для вывода
катализатора.
262
рата. Из распределительнqrо короба воздух поступает в откры-'
тые снизу желоба и равномерно распределяется по сечению
аппарата. 3акоксоваННВIЙ катализатор сыплется между жело-' ....
6ами и соприкасается с выходящим из-под желобов rорячим
воздухом, в результате чеrо BbIropaeT кокс, отложившийся на
поверхности катализатора. Это rорение не дол}кно быть интен-
сивным, так как повышение температуры свыше определенной '
для данноrо катализатора приводит к ero порче.
Для предотвращения этоrо применяют смесь воздуха и
дымовых rазов. Продукты сrорания отводят из каждой секции
при ПОl\10ЩИ таких же желобов и короба через штуцер 4. Змее-
вики для отвода тепла, устанавливаемые в различных секциях,
имеют разную поверхность ,охлаждения. В верхней секции змее-
вики не устанавливают, так как здесь только начинается про-
цесс rорения; в. нижней........ устанавливают, но большей поверх-
ности.
Равномерность движения катализатора по сечеНИIО аппарата
от места ero входа 5 до ero выхода б осуществляется при по-
мощи выравнивателя ПОТОК$l, I{ОТОРЫЙ' помещают в нижней ero
части. Это обеспечивает одинаковое истечение кат лизатора в
любом месте сеЧ,ения аппарата. С 'этой целыо по BCel\tIY сечеНИIО
расцредеЛЯIОТ отверстия, на которые приходится одинаковая
часть общей их площади. В отверстия в наклонном поло)кении
ВСТ ВЛЯIQТ трубки, которые сводят в одну приемную BOP0I:IKY,
располаrаеМУIО таким образом, чтобы условия иотечения ката-
лизатора во всех трубках были одинаковыми. Затем эти
воронки rакже сводят и устанавливают ниже с учетом создания
одинаковых условий истечения для всех четырех воронок. Так
продолжается до сведения последних четырех воронок в одну,
которая и служит для вывода Bcero реrенерированноrо катали-
затора из аппарата. На общем выводе устанавливают шиберное
устройство, при помощи KOToporo можно реrулировать скорость.
движения катализатора.
у некоторых конструкций pereHepaTopoB TaKoro типа BыpaB
ниватель потока вынесен за пределы аппарата.
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА изrОТОВЛЕНИЕ
и ПОСТАВКУ РЕАКТОРОВ И PErEHEPATOPOB
выIеe было указано, что конструкции реакторов исключи..
тельно разнообразны и единых технических условий на их из-'
rотовление и поставку не существует. Для современных укруп-
ненных установок 'каталитических процессов ВОЗМО)I{НЫ случаи
поставки реакторов и pereHepaTopoB диаметром 8 12 М. Изrото"
ВЛЯIОТ такие аппараты на машиностроительных заводах, а их
сборка и монтаж ,осуществляются на строительной площадке.
Для таких случаев содержание технических условий БО MH,oroM
263
определяется проектом орrанизации работ по сборке и OHTax{y.
В технических условиях на сборку должны быть указания по
материалам (сваррчным, обмуровочным и др., применяемым для
данноrо аппарата при монтаже), допускам, способам производ..
ства работ, контролю, испытаниям и приемке. '
ЭКСПЛУАТАЦИЯ РЕАКТОРОВ И PErEHEPATOPOB.
тЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Эксплуатация реакторов и pereHepaTopOB. Реакторы эксплуа-
ТИРУIОТ в соответствии с инструкцией. Если реактор по рабочим
условиям может быть 'отнесен к какой-либо из рассмотренных
rрупп аппаратов, то правила эксплуатации этих аппаратов так-
же применимы к нему, Например, если реактор имеет вид lVle-
шалки, то к нему относятся правила, касающиеся аппаратов с
перемешивающими устройствами. Несколько подробнее приво-
дятся правила эксплуатации реакторов и pereHepaTopoB катали
тически процессов. Выше было сказано, что в таких процессах
ряд аппаратов и устройств является единой сист мой, на ра-
боте которой резко сказываются неполадки даже в одном узле,
поэтому в таких случаях rоворят о реакторном блоке.
Эксплуатация p aKTopHoeo блока с шариковым катализаrо
ром. При подrотовке блока к пуску приемку аппаратов осуще-
ствляют в соответст ии с инструкцией ро эксплуатации путем
осмотра аппаратов, устройств и механизмов и опробования на
rерметичность узлов и аппаратов, для которых это требуется.
По окончании работ по заrрузке катализатора в систему рабо-
чую площадку очищают от пыли и просыпавшеrося кахализа..-
тора. Проверяют муфту сц пления воздуходувки с электродви-
rателем. Воздуходувку проверяют проворачиванием ВРУЧНУIО pa
бочеrо колеса на один-два оборота.
Холодная циркуляция, разоrрев установки проводятся в оче-
редности включения аппаратов и устройств по инстру ции.
Пуск воздуходувки осуществляют в' присутствии дежурноrо
инженера с разрешения механика или начальника установки.
Двиrатель включает дежурный элеКТ.ромонтер, пользующийся
при этом защитными средствами.
, Воздух в систему следует подавать при устойчивой и на-
дежной работе воздуходувки и только после разрешения на..
чальника установки или дежурноrо инженера. \
Перед зажиrанием форсунки топки под давлением ТОПКУ
продува,ЮТ в атмосферу паром, а затем воздухом в течение
15 20 мин. '
Зажиrать форсунки следует при уменьшенном ;количестве по-
даваемоrо в топку воздуха. Избыток воздуха из ВОЗДУХОДУВКИ
сбрасывают в атмосферу. Перед ВПУСКОМ нефтяных паров peaK
тор должен быть продут паром в 1ечение не менее 30 МИН.
264
В период эксплуатации воздуходувки необходимо следить за
состоянием подшипников и ДЗ2л@нием подаваiмоrо для смазки
масла. ,
Необходимо наБЛlодать за' показаниями на щите в опера-
торной, сиrнализирующими о прекращении rорения форсунки
в топке ПОД давлением.
Особо CTpO O контролируют давление паров в реакторе, не
допуская превышения ero выше указанных пределов.
За уровн/ем катализатора в заrрузочных бункерах должно
быть постоянное набtТIIодение с тем" чтобы не допустить падения
ero ниже установленной нормы.
При обнаружении нефтяных паров в заrРУ30ЧНОМ бункере
в Hero для предупреждения самовоспламенения должен быть
пущен инертный rаз или пар.
, Есл,И количест о водяноrо пара, подаваемоrо в 'зону отпарки
реактора, не обеспечивает удаления с катализатора нефтяных
паров и количество ero нельзя увеличить, питание реактора дол-
жно быть прекращено. .
В случае попадания воды в сырье и связ анноrо с этим повы
шения давления в реакторе, а также при снижении уровня KaTa
лизатора до недопустимоrо питание реактора ДОЛ)I{НО быть He
медленно прекращено. При проrаре труб охлаждающеrо змее
вика n pereHepaTope соответствующая секция охлаждения дол-
жна. быть немедленно выключена.
Эксплуатация реаКТОрНО20 блока с пылевидным катализа-
торо.А1.. ,Кроме приведенных выше общих правил эксплуатации
блока установки каталитическоrо крекинrа с шариков'ым' ката-
лизатором, необходимо выполнять дополнительно следующие
правила:
вводить пары сырья в реактор после начала циркуляции при
помощи водяноrо пара; ,
при переходе на сырье постепенно уменьшать подачу водя
u u
Horo пара в захватывающее устроиство транспортной линии pe
актора и при нормальной ero работе подачу прекращать;
во время работы котлов pereHepaTopa CTporo следить за He
прерывным питанием их водой;
циркуляцию rорячеrо I катализатора через котел pereHepa"
тора осуществлять после хорошо налаженной циркуляции воды
через межтрубное пространство котлов; во избе)кание прорыва
нефтяных 'паров через стояк в реrеиератор необходимо систе..
матически следить за уровнем катализатора в pereHepaTope;
постоянно наблюдать за состоянием шламовых труб; в слу-
чае пропусков в шламовых трубах необходймо к этим местам
подать пар для предотвращения воспламенения вытекающеrо
н фтепродукта;
во время работы электрофильтра следить за исправностью
встряхиваIОЩИХ механизмов, а также за работой вентилятора;
265
все работы на электрофильтрах производить ТОЛЬКО С р зреше"
ния начальника установки или дежурноrо инженера в 'присут
ствии электромонтера; .
во время ремонта входить в электрофильтр только с разре-
шения начальника установки или дежурноrо инженера и после
подтверждения дежурным электромонтером, (что напряжение
с электрофильтров снято. '
Техника безопасности. В зависимости от конструкции реак"
тора, места ero установки и рабочей среды ДОЛ)I{НЫ' cTporo со..
блюдаться правила техники безопасности. Так, например, ДВИ"
жущиеся части, зубчатые или ременные передачи Д9Л)I{НЫ иметь
оrраждения, их снимаIОТ только после остановки arperaTa.
При работе с сильно деЙСТВУIощей или ЯДОВIIТОЙ средой об
служиваIОЩИЙ персонал должен иметь средства индивидуальной
защиты (спецодежду, противоrаз и др.). .
При работе на реакторном блоке каталитиче коr9 крекинrа,
помимо изложенных выше правил эксплуатации, необходимо вы..
полнять дополнительно слеДУlощие правила безопасности:
во время заrрузки катализатора k в систему пользоваться про..
тивопылевыми противоrазами;
при зажиrании факелом фор,сунки топ и под давлением
стоять в стороне от CMoTpoBoro отверстия;
подrотавливать и rасить факел в соответствии с указаниями
приведенными в разделе печей; во избежание ожоrов обслу..
живающеrо персонала тщательно контролировать rерметичность
фланцевых соединений на трубопроводах, состояние изоляции
топок под давлением, аппаратов и трубопроводов. Запрещается
прис онять к оrраждениям или разбрасывать на площадях де.. r
тали или инструмент;
отбирать пробы катализатора в защитных очках и рукави..
ц-ах и только через установленные специальные пробоотборники
циклонноrо типа в чистую и сухую металлическую посуду;
использовать защитные очки и респираторы при заrрузке Ka
тализатора в бункеры из автоцистерн; ,
пользоваться устройствами для rерметизации при засыпке
катализатора в Tapy
ТРУБОПРОВОДЫ И АРМАТУРА
rлдвд" 14...
.
ТРУБОПРОВОДЫ \
рубопроводьt преднаЗI1аttаются для транспортировки жид-
ких, rазообразных и сыпучих материалов.
На нефтеперерабатывающих завода их применяют для
перекачки сырой нефти и различных нефтепродуктов: rазо-
, образных и жидких (коррозионноаrрессивных, застываю-
щих инезастывающих). .
в зависимости от назначения трубопроводы разделяю ся на
обвязочные и межцеховые. Обвязочные соединяют между собой
отдельные аппараты и оборудование технолоrических устано-
вок, а межцеховые служат для перекачки нефтепродуктов и дру..
rих сред между установками (цехами) и для связи последних с
резервуарными парками.
Трубопроводы, перекачивающие среды с температурой до
500 С, принято считать холодными, а с температурой более
500 С rОРЯЧИlVIИ. На современном нефтеперерабатываю'щем за..
воде трубопроводы составляют 50 60 О/о общей металлоемкости
завода. Общая длин'а обвязочных и межцеховых трубопроводов
достиrает нескольких сот километров. Каждый трубопровод
представляет собой систему, ВКЛlочаIОЩУЮ: '
трубы;
соединительные детали фланцы, фитинrи (отводы, уrоль..
ники, тройники, кресты) приварные или резьБОВ,ые;
компенсаторы тепловых удлинений трубопроводов;
опоры и подвески; .
арматуру разноrо назначения
изоляцию тепловую и аНТИJ<ОРРОЗИОННУЮ.
В настоящее время в нефтеперерабатывающей промышлен-
ности применяются металлические и немета{lлические трубы.
ТРУБЫ
Металлические трубы
, Наиболее широко применяются трубы из уrc.!Iеродистой иле..
rированной сталей: Трубы из 'высоколеrирова ных сталей марок
Х13Н18В2Б (ЭИ695), Х13Н18В2БР (ЭИ695Р), lХ13Н16Б
267
(ЭИ694) и lX18H12T аустенитноrо класса блаrодаря высокому
содерх{анию хрома до 18 О/о, никеля до 20 O/o, вольфрама
2 30/0 и малым добавкам ниобия, титана и. бора обладают жа-
ростойкостью при температуре до 11000 С, высокой антикорро..
ЗИОННОЙ.стойкостью при рабочих температурах и хорошей сва-
риваемостью.
Сравнительно редко.применяют трубы чуrунные и из цвет..
ных металлов медные, латунные, свинцовые, алюминиевые.
Стальные трубы обозначают как по наружному диаметру, так
и по внутреннему (ус'ловный проход).
ДиамеТР I труб и области применения их в зависимости ,--от
давления, температурных условий и качества металла реrла
ментированы действующими rосударственными стандартами.
В rOCT 356 59 предусмотрены размеры в мм условных прохо-
дов, арматуры, фитинrов, фланцев и присоединительных к ним
элементов аппаратов' и оборудования, а также величины, услов"
ных пробных И рабочих давлений для аппаратуры и соединй ,
тельных частей трубопроводов. '
Под условным проходом арматуры, фитинrов и трубопрово-
дов подразумевается внутренний номинальный диаметр изде-
лия, измеряемый по присоединительным концам.
Условными давлениями Ру считаются избыточные давления
в J"rjCM 2 при темп ратуре среды 00 следующеI'О, установленноrо
стандартом p дa: 1; 2,5; 4; 6; 10; 25; 40; 64; 100; 160; 200;
250; 320; 400; 500; 640; 800 и 1000.
Пробное давление Р пр . это избыточное давление, при кото-
ром арматура и соединительные части трубопровода дол)кны
подверrаться rидравлическому испытанию на прочность и плот-
ность при температуре ниже 1000 С. Как видно из Приложения
12, Р ПР . 1,5 Ру.
Рабочее давление Р раб . номинальное давление, т. е. уста-
новленное в трубопроводе при ero эксплуатации. ,
В этом же :Ириложении при едена нормаль Н 705 60 на ус..
ловные пробные и рабо ие давления для арматуры и соедин -
тельных частей стальных трубопроводов. В нормале указаны хо-,
довые стандартные марки уrлеродистых и леrированных сталей,
используемых на заводах для изrотовления элементов трубопро-
БОДОВ, и условия их 'применения при температурах от 200 до
6000 С.
Уrлеродистые трубы бесшовные, цельнотянутые, из сталей ма-
рок Ст. 2, Ст. 3, марок 4 и 5 по сортаменту и техническим требо-
ваниям, указанным в Приложении 13, широко применяются для
обвязочных трубопроводов при температурах проходящей слабо-
коррозионной среды не выше 4500 С.
В качестве заменителей бесшовных цельнотянутых труб широ-
ко применяются электросварные ,трубы 'с' наружным диаметром
до 152 мм из ,сталей марок 08, 10, 15 и 20 по [ОС1' 1050 60,
268
Ст. 2, Ст. 3- и из ,стали марки 4 по rOCT 380 60 с механическими
свойствами, указанными в Приложении 14.
Электросварные трубы разрешается применять для нефте-
проводов I! паропрqводов с температурой стенки до 3000 С. Тру-
бы из леrированных сталей, содержащие хром, никель, молиб..
ден и друrие леrирующие 'элементы, а такл{е трубы из цветных
металлов меди и ее сплавов, медноникелевых сплавов и аЛIО..
миния, применяют на установках каталитическоrо крекинrа, ри-
форминrа, 'rидроочистки, установках для получения синтетиче..
I ских жирных кислот, спиртов. Их примеНЯIОТ также и там, rде
требуется сопротивление коррозии при высоких температурах и
давлениях.
Наиболее широко при меняют трубы наружным диаметром
50 300 мм. ДЛЯ перекачки жидкостей с отрицательными темпе..
ратурами, порядка 700 С, используют бесшовные трубы из ста-
ли марки 10r2A" (по ЧМТУ 5066 55) слеДУIощеrо химическоrо
состава в ,О/О:
Уrлерод е.. .
Марrанец . '. . . . . .
Хром . . . . . .
Никель . . . . .
Сера . . . . . . . . .
Фосфор ...'.
O,07 O,15
1,2 1 ,6
0,3
0,3
0,03
0,035
Химический состав некоторых трубных леrированных сталей
ходовых марок приведен в ПРИЛО)J{ении 15.
Футерованные стальные трубы. В промышленных маСJllтабах
производятся . стальные бесшовные трубы, футерованные вини-
пластом, полиэтиленом и стеклом. Диаметры таких труб от
28 до 61,5 мм, толщина стенки от 1 до 2,25 M.NL и длина от
3 до' 8 м; толщина футеровки 1 ,5 2 мм. ЭТИ трубы мо)кно при..
менять для транспортировки аrрессивных сред под избыточным
давлением до 15 !"r/CM 2 при температурах 60 100° С, заменяя
дороrОСТОЯIцие трубы из нержавеющей стали, по сравнению с
КОТОрЫl\fИ ОН,и более долrовечны.
Трубы, футерованные стеклом, изrОТОВЛЯIОТ размерами от
18Х 1,0 до 100х3,5 мм из уrлеродистой стали. Толщина стеклян-
Horo покрытия 1 2 мм. Они обладают высокой стойкостью
. против коррозии и предназначаются для замены труб из нержа-
веIощей стали в химической, фармацевтической, пищевой и дpy
rих отраслях промышленности.
С т а л ь н ы е т р у б ы, Ф У т е р о в а н н ы е в и н и п л а с т о м,
отличаются высокой коррозионной устойчивостыо И примеНЯIОТ-
ся для аrрессивных сред замен труб из нержавеющей стали и
цветных металлов.
Футерованные винипластом трубы испытываIОТ при давлении.
до 10 KfjCM 2 , темп'ературе до 700 С. Область применения таких
трубопроводов определяется таблицами химической стойкости
269
ВИниnлаСта. 1'олщина ФутеРУI()щеrо винипластовоrо слоя от
2 htM И выше.
Трубы. биметаллические выпускаlОТ диаметром 10 21\9 мм
со следующими сочетаниями слоеВ.... металла:
u
наружныи уrлеродистая сталь, ВНУ1:реннии нержавею
щая и наоборот;
наружный медь, внутренний уrлеродистая сталь и Ha
оборот.
Неметаллические трубы
На нефтезаводах в 'кач стве заменителей дороrостоящих
стальных труб применяют трубы из слеДУIОЩИХ материалов,
устойчив'ых против аrрессивных сред.
Фаолитовые (Ту МХП 321 51) выпускают внутренним диа..
метром от 32 до 200 мм, длиной 1000 2000 мм, из кислотостой
u u
кои пластическои MacCbJ; предназначены для эксплуатации в yc
ловиях температур 160 180° С и номинальных давлений от
4,7 до 6 KfjCM 2 . Трубы поставляют вместе' с фитинrам , спе
.циальными фланцами и арматурой.
8инипластовые выпускают внутренним диаметром от 20 до
150 Mht, примеНЯIОТ для перекачки аrрессивных жидкостей; pac
считаны На эксплуатацию при условных давлениях до 6 KTjCM 2
И температурах от О до 600 С. Фитин'rи из винипласта изrотов"
ЛЯIОТ обычно на месте монта)ка п"осредством rнутья и сварки ви
нипластовых труб.
Трубы стеклянные с rладкими концами (по [ОСТ 8894 58)
u
изrОТОВЛЯIОТ из малощелочноrо термостоикоrо стекла, их длина
1,5"":""3,0 м, наружный диаметр от 38 до 100 мм; рассчитаны на
рабочие давления 4 7 KFjCM 2 и температуры до 800 С. Недостат"
ком стеклянных труб, оrраничиваIОЩИХ их применеп'ие, является,
хрупкость и слабое сопротивление изrибу;и ударам.
, Асбоцементные трубы (I OCT 539 48) выпускают внутрен-
ним диаметром 50 960 ЛiМ,1 длиной 3 4 Jltt и рассчитывают на
давление до 10 KTjCM 2 .
11х применяют и для rазопроводов, эксплуатируемых под да,j
влением до 20 KrjCM 2 (в опытном порядке).
Трубы керамические кислотоупорные (rOCT 585 41) изrо..
товляют внутренним диаметром 257""'"'"""'300 мм; их примеНЯIОТ при
- u
перекачке аrрессивных жидкостеи; рассчитаны на эксплуатацию
при rидравлическом даВJIении 2 2,5 KfjCM 2 и температуре ДО
1500 С. Отличаются хрупкостью и большим BeCOl\1.
Трубы из rрафитопласта АТМ..l выпускают диаметром 42
114 мм. Изделия из А Т M 1 стойки пр.отив кислот, растворов со...
лей, орrанических растворителей, но не стоЙки к щеJ:Iочам. Ко..
эффициент теплопроводности 30 35 ккалjм. ч · ерад... Темпера-
турный предел ПрИ1,\1енения 1400 с.
270
Трубы из полиэтилена по ВТУ М 821 60: тип Л (леrкие) для
номинальноrо давления 2,5 KrjCM 2 ; тип С (средние) для номи-
нальноrо давления 6 KrjCM 2 ; тип Т (тяжелые) для номинальноrо
давления 10 "rjCM 2 .
Изrотовляют с наружным диаметром от 10 до 160 мм, дли-
ной, кратной 25 м, при D и от 10 до 50 AtM И 6 8 м при D п от 63
до 160 МА1. Предельная температура примене ния 600 С.
Способы соединения .
Прямолинейные .участки трубопроводов соединяют посред-
ством резьбовых или раструбных муфт, соединительных raeK,
фланцев и I сварки встык. Криволинейные участки соединяют по-
средством фасонных деталей фИТИ,нrов (резьбовых, фланце-
вых или обработанных под сварку встык, как показано на
рис. 163) w .
\
Рис. 163. Фитинrи стальны'е бесшовные:
а калач (ДВОЙНИК); б уrОЛЫIИI( (колено); 8 уrОЛЫIИI( 450; z тройнИ1(;
д переход; f! за.rлушка.
Бесшовные фитинrи в настоящее время широко распростра-
нены на нефтеперерабатываIОЩИХ заводах. Освоена технолоrия
изrотовления крутоизоrнутых уrольников, двойников, переходов,
тройников и заrлушек. ,
Применение приварных встык бесшовных фитинrо улучшает
эксплуатационные качества установок и является наиболее эко'"
номичным пособом монтажа. I
Фиtинrи из KOBKoro чуrуна с трубной присоединительной
резьбой рассчитаны на Ру==,16 кТ/см 2 и D y 2 411 И предназна-
чены для сред с т мпературой 1750 с; фитинrи железные рассчи-
таны на такое же давление и Dy до"200 мм, температурный пре-
дел их применения 3000 с; фитинrи стальные кованые, ковано-
271
сварные и литые, рассчитанные на давления до Ру== 160 KTjGM 2 ,
Dy ДО 600 М-М и температурный предел применения 5000 С, с при
соединительными фланцами, резьбой или под сварку, в настоя..
щее время вытесняются более экономичными крутоизоrнутыми
приварными фитинrами. ·
tpланцы армот'урЫ, соеоинительны.х частеи. и тР!J о о п ро80lJо8 fl625 55
Стольные Стальные Сталь Сталь. {;тольные
литые l' '7fJ.IlIJOfJHbIe
'Тип '1!/2.У нные СтаЛЫlые металла- ctJotforJlfbIe ные ные СтаЛЫlые tJCmbIK с
литые .литые ческоii на ПfJиtJар. с80liОО. ЛЛОСКI1С Прll8ар метаЛЛ/L-
прокла о- 110М /(ольцс ныес ЛРtL8ар- ные ческоа
1(011 оВаль буртом ныв (JCтbIK лроклоо-
ново сече l<oiL оfJаль
нин ' Н080 ce
чеНIlЯ
Сl(lIЗЫ ' JlL jФL JfL ПА
t:5
Ifормали I I I I I I I , I I I , I
с-.... Ч:-) I ..... I
с--..:: к к к t--.. ..;}.
t--.. t'-.. t'-.. r-. t':;: ..;}. '*"
::х::: ::x:::::t:: ::t:: :t:: ::х::: :t:: ::t: ::t:: :t::
IДшJЛс'l/Шl
!!!Jlо8f1ые шl25 2j IfU I,+! /25 М lR5 5
f}, KrjcN 8 !о Ш 16 09- va Wt s !о fj' /() /6' 16' O 64- VO /00
10 'l 7- lI/ 'i :/ '/: // '/ r?: :% '/:
15 7; / // // 'i /. 'i 'i V/ // '/ '// -'/ // '/ // /: V/ '/ V/ V/ // /:
21i / '/ V/ У V/ // // /: '/ /: '/ // V '//: [/, '/ v/
"v "/
25 // "/ // /. '/ "/ V/ v: // '/ "/V // // //'/ V/ '/ V/ V/ // /:
"''') '/ . v:" 'i // v: "/ '/ "/ '/ '/ // Z /v V '/1/': V/ '/ v/
vt,
:.:(} "/ '/ '/ -'/ V /v V /': / V "/ '/ '/V -'/ -'/ /v /v V/ '/ V/ '/: 'l '/
Ji} / '/ / / 1/ "/V // r'/ 'v '/ '/ /. "/ '/ '/ "/ 7 V '/I/' V/ r/ "/
7[] "/ '/ "/ // rv "/ 'i lY/ V 7/ /: "/r/ '/ '/V 7J ' V/ :/ 1// r/: V/ v;
80 '/ 'i /". /" L "/ v.. // // 7: "/ r'/ V '/ // 'i V '/ r/, V/ v: Vv
то "/ /;, '/ r/ V 1/': r// V/ // "/ '/ V/ '/: '/ r/ v: // V L'i v/
? /v "/ "/ V 1-,/ '/ V/ // 'i /v '/ // V '/ v: 'i ' (/ i f'i v::
O 1//0 'i // '/ V/ V "/ v: '/: -'/ 'i // '/ "/ :/ '/ '// 'i V V/ /': V "v
175 '// 7 '/ 'vV // 'i 'l
200 V // 1/': // '/ "/ '/ 1// V // !7: V/ '7 "/ V '/ '7v '/ V -'/ V // '/:
'с..:) 225 /': // '/ 'i // /': '/ '/ //
5!!. r/ v/[7 '/ / "/ / V/ '/ / r/ // "/ /, V/ /: "/ // '/ // '/ "/ // /:
;cs 300 Vv 1/': "/ '/ "/ v '/ '/ V/ [// /': '/ /. // r/ // r/ "/ '// '/ '/ :/
350 v: Vj '/ v: // '/ V/ t/j V V/ V 'у l// "/ V/ v: V -'/ 1/: "/
400 V/ [/, // '/ // 1// // tL 1// /: '/ '/ V V // t/j V.;/ '// V/
450 [ V i// ''/ "/ V // V "/ I/j vj '/ '/ [/;
500 V V/ /': / V I/ v V V/ '/ "// '/ V/ r r/ V. //
600 V/ '/ '/ V/ '// "/ V'/
700 V l'/ '/ r/'/
7100 V/ v: '/ V.//
900 V // '/
/000 V/ /:: '/
Рис. 164. Нормаль Н 625-55.
На нефтезаводах широко применяются фланцевые соедине
ния. Это объясняется тем, что значительная часть арматуры из
rотовляется с фланцами. Фланцевое соединение одно из Ha
дежных разъемных соединений в УСЛQ ИЯХ активной коррозии,
взрывоопасности среды, высоких давлений и высоких теМпера
тур. Типы фланцев для сборки трубопроводов и присоединения
"
27
I{ I1им арматуры выбираIОТ по нормали Н 625 55 в зависимости
от условноrо прохода по rOCT 355 52 и условноrо давления
по rOCT 356 59 (рис. 164). Наи
более распространены На нефте
заводах следующие типы HopMa
лизованных фланцев из уrлеро '
дистых и леrированных сталей:
\ приварные встык, под метал..
ическую прокладку овальноrо
сечения, из леrированной ста..
ли марок Х5М ,И lХ18Н9Т Рис. 165. Фланец приварной BCTbII{.
(рис. 165);
приварные встык с выступом или впадиной, под металли..
ческую rофрироваННУIО мяrКУIО прокладку (рис. 166, 167);
Рис. 166. Фланец приварной встык
с выступом.
........
Рис. 167. Фланец приварной встык
со впади ной.
свободные (}а приварном кольце, под ПЛОСКУIО прокладку
(рис. 168);
приварные встык,
под мяrКУI9 riрокладку (рис. 169).
Болты и шпильки для флан
цевых соединений, изrотовляют
диаметром от 12 до 48 AtM, дли
ной, до 320 JJ.tM, из уrлеродистых
. ..
t
'Рис. 168. Фланец свободный на
приварном кольце под мяrI<УIО
прокладку:
1 кольцо; 2 фланец накидной; 3 па
трубок.
Рис. 169. Фланец приварной ВСТЫК
под мяrкую прокладку.,
и леrированных сталей марок зох, 35Х, 25Х2МФА (ЭИ 1 О)
4Х14Н14В2М (ЭrI 69).
Материалы для крепежных деталей указаны в табл. 21
t8 3ак. 299
73
т АБЛИЦЛ 21.
Материалы для крепежных деталей
(по данным r oczo ртехнадзо ра)
Допуск емые рабочие параметры
среды
Марка, стали , [ОСТ Назначение.
темп ература Iдавление. не более
ос "r/CM 2
Ст. 3; Ст. 4; 5 380 60 О т ......30 д о +350 50 Болты, шпильки,
u
rаики
25; 30; 35; 40 1050 60 От зо до +435 Не оrраничено То же
35Х; 35ХА; 40Х 4543 57 О т ......40 д о +435 То же Шпилы{и, болты
35Х; 38ХА; 40Х 4543 57 От ........40 до +480 » rайки
30ХМА 4543 57 От 40 до +480 » Шпильки, ,..,болты
30ХМА 4543 57 От 40дo+510 » rайки
25Х2МФА 4543 57 От ......40 до +530 » Шпильки, болты
25Х2МФА 4543 57 От ......40 до 1 550 » rайки
1Х18Н9Т 5632 51 OT 196дo +600 » Болты, шпильки,
и ТУ u
rаики
4Х14Н14В2М То }ке До +600 » То же
Нормалями нефтяной промышленности допускается приме
нение болтов для чуrунных фланцев на условные давления 2,5.........
25 1 KrjcM 2 до температуры' не ВЬJше 3000 С и фланцев из уrлеро
'дистой стали на условное давление не свыше 16 KrjcM 2 до
температуры не выше 2000 С. ' ,:
Во всех остальных случаях пр меняют шпильки, нарезанные
по всей длине....... тип А (рис. 170), или с выточкой в среднеЙ ча
\
: { :
i
L
l
l
Рис. 1 io. Шпилы<а со сплошной Ha
резкой (тип А). '
Рис. 171. Шпилька с выточкой
(тип Б).
сти .......... тип Б (рис. 171). Лучшая работа шпилек по сравнеНИIО
с болтами объясняется тем, что шпильки Не имеют резкоrо пере-
ХОД'а сечения от стержня к rоловке, rде концентрируется напря
жение, а\ также тем, что в шпильках лучше ИСПОЛЬЗУIОТСЯ упру"
rие свойства. материала.
Прокладкu. В качестве прокла'док MorYT быть использованы
мноrие материалы. Нормалями нефтяной промышленности пре-
дусматривается применение следующих основных типов прокла..
док:'
для условноrо даВJ1ения до 25 KrjcM 2 и температуры до
3000 С ........ ПJIОСКИ M5JrKfIe прокладки (рис, 17 , а) из паранита;
71
для условноrо давления от 16 до 40 кТ/см 2 И температуры
до 4500 С ......... метал ические плоск е и rофрированные прокладки
пол й
=З 5 t =4 t =4 L=J 5
а
,б
Рис. 172. Прокладки мяrкие:
а ПЛОСI<ая; б rофрированная.
(рис. 172, б) с мяrкой' набивкой, с оболочкой из отожженной
уrлеродистой или леrированной стали с набивкой из асбесто-
Boro картона;
для условно'rо давления от 64
до 160 Kr/CM 2 и температуры до
5500 С металлические прокладки
овальноrо сечения (рис. 173) из
'\ 20
])
J],
Рис. 173. Прокладка металлическая
кольце,вая, овальноrо сечения.
Рис. 174. Прокладка линзовая.
отожженных низколеrиро"ванных' и леrированНЫХ сталей марок
OX18H9 и lX18H9T;
для более жестких рабочих условий........... металлические линзо"!,
вые про-кладки (рис. 174)". .
КОМПЕНСА ТОРЫ
В ,установках для < переработки нефти температура прохо..
дящей по трубам среды нередкр достиrает 5000 С, вследствие
чеrо значительно увеличиваеТGЯ ДЛИНа трубопровода. В местах
ero присоединения к аппарату MorYT возникнуть большие на-
пряжения и выIватьь разрывы соединений, что опасно в пожар...
ном отношении. Поэтому на некоторых участках трубопровода
устанавливают компенсаторы, которые поrлощают или компен-
сируют разницу в из енении длины трубопровода вследствие
влияния на Hero температуры,
18* 275
На участках трубопровода, расположенных под уrлом 140
1500 С, компенсаторы не устанавливаIОТ, и деформация трубо
провода ПРОИСХОДI1Т за счет изrиба прямых'участков, т. е. в по
рядке самокомпенсации. Схема самокомпенсирующеrося трубо
провода показана на рис. 175.
Следует отметить, что трубопроводы без специальных KOM
пенсаторов требуют увеличения производственной площади, что
может быть оправдано, если при
Д этом не удорожается строитель
ство.
"
1::: t:::t
Рис. 175. Схема к расчету
саМОКQмпенсации.
е
Рпс. 176. П Qбразный компенсатор.
На нефтезаводах Illирок..ое применение получили П образные
компенсаторы (рис. 176), [нутые из стальных бесI.pОВНЫХ труб.
Для трубопроводов БОЛЫllИХ диаметров такие компенсаторы из
rотовляются из отдельных элементов прямолинейных и KPYTO
изоrнутых отводов.
rHYTbIe компенсаторы приrодны для ЛIобых давлений и тем-
ператур. Наиболее прость ми и менее трудоемкими в изrотовле-
нии являются компенсаторы с использованием крутоизоrнутых
отводов. Не рекомендуется крепить rHYTbIe компеi саторы к py-
бопроводу на фланцах во избежание перекосов фланцевых и
болтовых соед'инени'й. При монтаже rHYTble компенсаторы сле-
, дует предвари!,ельно растянуть на половину ВОСПРИlIимаемоrо
удлинения.
Недостатки П образных компенсатрров:
зн чительные rабариты, треБУlощие специальных опор;
наличие rHYTbIx элементов, что вызывает дополнитеJIьны.е rи-
дравлические со ротивления.
Л UНЗОВblе сварные компенсаторы (рис. 177) COCTO T из ПО..
пq.рно CB peHHЫX тарелок и примеНЯIОТСЯ при небольших давле
ниях проходящей среды (в трубопроводах диаметром 200 мм до
8 KrjcM 2 и при больших диаметрах 1,5 2,5 Kr/CM 2 ). Компенси-
рующая способность одной линзы в зависимости от толщиныI
стенки составляет 5 15 мм. При установке линзовыIx компенсато-
ров создаются большие усилия на опоры, что является недостатком.
I
276
Волнистые компенсаторы выпускают двух типов........ универ-
сальные шарнирные (рис. 178) и осевые (рис. 179).
Рис 177. Линзовый компенсатор.
Применение этих компенсаторов позволяет сократить протя"
женность трубопроводов на 20 300/0 и соответственно снизить
расход теплоизоляции, ко..,
личество опор, rабариты
установки, rидравлические
сопротивления.
s
4
3
2 --
Рис. 178. Компенсатор волнистый уни-
'версальный шарнирноrо типа:
1 шарнир; 2 ПОЛУI(ОЛЬЦО оrраничительное;
3 rибl\ИЙ элемент; 4 I(ОЛЬЦО опорное; 5--- обе-
чаИI(а коничеСl(ая; б.... кольцо бандажное; 7 па-
трубок; 8.... приставка; 9 шпилька; 10.... обечайка
цилиндрическая.
Рис. 179. Компенсатор волни-
стый универсальный осевой.
Шарнирные компенсаторы работают на изrиб в одной пло"
скости, а осевые на сжатие и растяжение. Рекомендуется
.'
277
Z..образная 'схема уст новки шарнирных компенсаторов. Техни
ческая характеРИGтика осевых компенсаторов приведена в
табл. 22.
ТАБЛИЦА 22 ,
т еХflическая характеристика волнистых ко.мпенсато ров ceoozo типа
Dy' ,м,м
Коми еНСИРУlOщая способность ,
одной ВОЛНЫ
Ру == 16 кпс.к 2 1 Ру == 25 KrlcM 2
D у' ,м,м
150
200
250
10
11
1;6
10
i2
14
30О
350
400
'-
Коми еНСИРУlOщая способнос.:rь
одной волны
Ру==16 Kr 1 cM 2 1 Ру==25 KrlcAI 2
18
20
20
16
18
18
Сальниковые _ компенсаторы / ОДНО,сторонние (рис. 180) и
двусторонние имеIОТ оrраниченное применение, так I как нена..
дежны в отношении rермеТИЧНQСТИ, при нарушении которой про-
исходит утечка через сальник леrко воспламеняющихся леrких
нефтепродуктов. '
Для сальниковоrо устройства требуется весьма точная уклад-
ка присоедиияемых к нему трубопроводов, перекосы которых
.r ' ;'
"l /" /;"?
11 I ....... -1-. ' 4
Ir, 7 /;'
l' I I (,' I
, 1 1 I , \
1 1 1 \ . \ ,
rr /!1 "-
I ..__--\ ,
11 r " i.-
. J. "...... '.J":j--.
,....... ""-
\.......1 ....
L Нl1Н
L /'fO/(C
.....J
Рис. 18Q. Односторонний сальниковый компенсатор на Ру == i6 KrjcM2.
i
вызывают заедание стакана и разрушение компенсатора. ОДНО""
сторонний компенсатор обеспечивает перемещение только ОДljОЙ
u u
ветви, двустороннии двух ветвеи.
Компенсаторы изrОТОВЛЯIОТ с условным проходом ОТ 76 до
300 мм: из чуrуна для низких давлений и стальные ----:-- для Ру
до 16 кТ/см 2 , компенсирующая способность сальниковых ком-
пенсаторов достиrает 300 M.kL.
Под действием BHYTpeHHero давления ,на' компенсатор в тру-
бопроводе возникают осевые давления которые воспринимаются
, ,
неподвижными опорами.
278 '
'"
ОПОРЫ И ПОДВЕСКИ
Опоры в зависимости от назначения и конструкции можно
разделить на две rруппы:
свободные (скользящие, катковые и подвески), не препят
СТВУlощие перемещениям трубопровода, возникаIОЩИМ при теМ-
пературных деформациях;
Iеподвижные, жестко закрепляющие трубопро,ВОД в преду
смотренных расчетом местах и воспринимающие усилия, ВО3НII-
'каIОlцие в результате температурных удлинений, а TaK)l{e вву-
тревиеrо давления.
, . '
I l.t
"':" '."0.' . . :.....'.00:::.':.>':.:::::......0:.'.::: .:.о::.:/:..:о/;яТУ;JПIшПП:::,....:.. .':,," .::...::" ':.'...'::
. ...:'. ;'П.::!';:..Н'Ш.\::Щf'П:)""} "::0,::,:,: .:"..... :.
.): '/:,:,':..>:. ".' О.".: :,:.../, ..:. ,:.::: :...>:' ": ..:' . f.: . ...0 :.:':.
. ;;',;(......,. : .'::"'::::'.'.»00..0......0' ,':' .,;.. ....'... :>:. .: :....'0'.
:,",.:........ :.:: :::..:... ":: ".. :....:.. .':,:
.:',0:>, . :..' .::.",..' ,..:',.
. . :,'0::: '\ ::0:<;
.>': ::::"0 О.' :< .':.
,. .....,.: ..:0 ,. ',': :.:'.' < :.: ,'. .0:,< "':,' ..". >:'.:'.
...., ,,:,,: ,.:.о::},:: (;i!::"':
, .:," : 1<:, ..., ..'0 :;:::, ".:,:'.: '<'''''''.'':\.: ..... ....:.'.:.:...... :'..:, ,:' ::' :.:' >.,.:,.,»..
........0 ,).f 1:".. :.'..0....:...':::'/':. r:, .,:' . :....:::',:.:....:.>:О:::: у ! '.>.:"r: '.:.: ..,.
.":... '0":: >:: ." .{,.
:: ... . О.' . .:)'.:' ... '. ":..'0:'. :;:" .::.'.< '0:::. .;., ,'.:. :.' ,.::.
. . ....., ..,:: .' ,.".. , ....... ' ..:' ... ..: '.': ::.::>.' .....: .' :'....'....):; ...:.. '.0:': :'.,,:...... ,....,.. >. о. .,....'"...
:,.. , .))::.:,::,.,::; "'..:
.: ".'.0'.:/ .:...., .:с .:.
. .. .З
:... ":.'..:,.
"..,...:".: . ::. ..,:,...' .
......,.... .:.,
:::: ..:.:,...,.'0::0:".. ':/:';,;:':;: :
::; ....... ::., :::......;...: :..': .:::
. ," .......'. ...:,.::.', .' ... ....:.",.:, ..:,..< .:.. :.
...ё' .,.,... ... ... .......................ё/... +,.i..«<. ......./<..;17.. ....:.).i.!. Q i.\ i..'.;
....
." '..:
'. .,.
"::.':::.
, ;jJ:w!!u!i:U.:.: .;/;::
(о ;::'9.::" ,', ',:: .;,
",
Рис. 181. Основные типы опор и подвесок.
Неправильный выбор конструкции опоры и неудовлетвори-
тельная сборка MorYT ,обусловить неполадки в эксплуатации
трубопровода и привести к аварии.
Конструкции опор и подвесок, нормализованные rипронефте-
заводом, показаны на рис. 181.
/
РАСЧЕТ ТРУБ, КОМПЕНСАТОРОВ И ОПОР
Р а с ч е т т о л Щ и н ы с т е н к и т p у б ,ы
Толщина стенки трубы, находящейся под внутренним избы-
точным, давлением, с учетом температуры перекачиваемой среды
и ее коррозионных свойств 1\10жет быть определена по одной из
следующих формул:
1) если задан наружный диаметр трубопровода (D H ) ТО
, pD
S == 2ЗОа д <Р+ р + с мм
27{)
2) если задан внутренний диаметр трубопровода D ви , то
s == pD BH . .l + С мм
2300'д Р ер
r де s толщина стенки трубы, ММ;
р внутреннее избыточное давление, кТ/см 2 ;
230 коэффициент, учитывающий условия работы трубы, He
однородность материала;
Oд" допускаемое напряжение, кТ/мм 2 ;
ер коэффициент прочности продольноrо CBapHoro шва;
С прибавка на коррозию; в зависимости от коррозионных
свойств среды принимается от 0,5 до 5 ММ.
Значение толщины стенки, полученное по одной из этих фор-
мул, окруrляют до большей величины по сортаменту. ,
Поверочный расчет труб на прочность с учетом ,-поперечноrо
изrиба и BHYTpeHHero давления, можно делать по IV теории
прочности, применяя следующие уравнения для «приведенноrо»
напряжения:
-. I (О'прод О'поп)2 + (О'прод О'рад)2 + (О'поп О'рад)2
О'прив == V 2 <а доп
pDcp" I
О'прод == 2 (S С) ер «Т/см 2 (от BHyrpeHHero давления)
pD cp Ми '.
О'поп == 4 (8 С) ер + w lSr/CM 2 (от поперечноrо изrиба)
О'рад == Р «Т/с.м,2
rде Ми изrибающий момент, кТ. см;
W :rt (D 4 D 4 ) 3
== 32D H Н вн СМ момент сопротивления сечения
трубы, см3.
р а ,с ч е т пр о п у с к н о й с п о ,С о б н о с т и
трубопровода
Ура1Знение расхода
:rtD;H Q
. f == 4 == v м 2
r де '........ площадь проходноrо сечения трубы, м 2 ;
D BH внутренний диаметр трубы, м;
Q объемный расход, м,3/сек;
Здесь v ......... рекомендуемая скорость, м/сек:
Для воды . . . . . . . . . . . . .
Для тяжелых нефтепродуктов
Для леrких нефтепродуктов .
Для rаза .......
Для насыщенноrо пара
Для neperpeToro пара . . . . . . . . . .
1,2 1,8
0,5 0,8
1,2 1,8
15 20
50
80
280
Для жидкой среды
Q === о M3/ce/t
: 'V t · .3600
rде а весовой расход, кс/ч;
Vt плотность при рабочей температуре, Кс/М3.
Для парообразной среды '
Q === а. 22,4 (273 + t)
м .273. р. 3600 .мЗ/сеlC
rде М олекулярный вес продукта;
t температура, о С.
Расчет компенсаторов
При изменеr1ИИ температуры трубопровода, свободно леж'а
щеrо на опорах, под влиянием проходящеи rорячей или холод-
ной среды и окружающеrо воздуха трубопровод удлиняется или
сокращается (укорачивается).
Величину изменения длины трубопровода в зависимости от
изменения температуры определяют по формуле:
I1l == all1t .м
rJie а ........ коэффициент линеиноrо расширения металла трубы (для
СТ8ли==О,ОООО12 М/М, срад; аЛIоминия==О,ОООО24 М/М,
· срад; винипласта==О,ОООО7 М/М, срад);
[........ первоначальная длина трубопровода, м;
/1! изменение температуры трубопровода, о С. .
Если опоры не препятствуют удлинению или сокращению TPy
бопровода, то в нем дополнительные напряжения не возникают.
В случае жесткоrо закрепления концов трубопровода тепло-
вые напряжения определяют по формуле:
а! == Ее lCr/CM 2
rде Е модуль упруrости металла трубы;
е относительное изменение длины трубопровода.
При HarpeBe трубопровода от О до 1000 С удлинение ero на
, 1 м трубы paBH
I1l == al 6.t == 0,000012 · 1000. 100 == 1,2 .мм
При этом в' трубопроводе возникает сила, вызывающая про-
дольный изrиб (сжатие).' Величина относительноrо с атия
равна
....
I1! 1,2
е == т == 1000 == 0,0012
Напряжение будет равно
Gt === е Е == 0,0012.2 · 106 == 2400 "Т/см 2
281
Таким образом, осевое усилие, действующее на неподвижную
опору, будет равно \
Н === (Jt. F == 2400Р Kr
При диаметре тру;бы 273 мм и толщине тенки 10 мм
F == 82,5 см 2 .
Тоrда
н , 2400. 82,5 == 198 000 кТ
Такое значительное усилие, может разорвать трубопровод,
разрушить опоры. ,
Величина тепловых напряжений не' зависит от r длины трубо-
провода и даже в трубопроводах небольшой ПРОТЯ)I{енности при
высоких температурах MorYT возникнуть значительные усилия,
опасные для узлов присоединения трубопровода к аппаратам и
оборудованию.
Тепловые деформации трубопроводов предот'вращают уста-
новкой комп нсаторов. С' этой целыо трубопровод разбивают на
участки с интервалами порядка 40 м' между неподвижными
опорами. Правильный выбор компенсирующих устройств обес- .
печивает нqрмальную эксплуатацию трубопровода, работающеrо
при повышенной температуре. Установка компенсаторов; значи-
тельно увеличивает стоимость трубопровода. Поэтому при про..
ектировании длинных, rорячих коммуникаций следует отдать
предпочтение трассе, которая позволяет оrраничиться .минималь-
ным кол-ичеством компенсаторов или вовсе ;обойтись без них,
т. е. выбрать вариант' трубопровода, состоящеrо из уrловых
участкCJВ, в которых происходит самокомпенсация вследствие
естественной rибкостч колен. Их концы закрепляют в так назы..'
ваемых «мертвых» точках или неподвижных опорах.
HOMorpaMMa для определения минимальной длины прямоrо
участка стальной трубы, необходимой для компенсации тепло-
Boro удлинения, показана на рис. 182, а схема ,самокомпенси-
рующеrося трубопровода на рИ,с. 175.
Если трубопровод АВС (рис. 175) работает по принципу
самокомпенсации и ветвь АВ короче ветви ВС, то наибольшее
напряжение изrиба будет у неподвижной опоры А:
1,5 !J.Ed ( k + 1 k + 3 ) 2
(Jиз == [2 sin а + k + 1 ctg а 1CrjC.Jrt
r де ...-..... тепловое у ДJIинение ветви АВ, см;
Е модуль упруrости материала трубы, к[/см 2 ;
,d........ наружный диаметр трубы, см;
l......... длина ветви АВ, см;
k== /1 .{....... отношение длины ВС к длине АВ;
а уrол между ветвями трубопровода.
При а==90 0 /
1 5 Ed' ,
ан == ) 12 (k + 1) KrjCM2 '
282 .
Боковые отклонения ветвей АВ и Ве будут равны
' f1 k +. cos а '. == 6. 1 + cos а см
2 Slna' 1 Slna
Самокомпенсирующийся трубопровод, нередко встречающий..
на заводах, схема KOToporo показана на рис. 183, может быть
ссчитан по следующим фОрМ,улам:
, ,
L,
А8мм
.
'" " \
-
ЧJ
40
. ,.......
I I 11 I
.
I J v / /' '/ j 1/
I 11 j " v ) 11 j
/ / / V / 'f
J
I 1, J I J I / «
J
I I / / / If J 7
J '( I / / )
I I / / I j 1/
I J I :t J 7
I / / / If / / /
J V J / / /' /
I I / I ) , '/ /
If / j J / / /
I bI L 11 / / / ./'
f---- . t1
) ) / ./ "
J ) / I v ". ./ /
/ If / j' V / ./ /
,J
А / I / /0 ,JV ./ V
/ ) J /' V / / V l/ v
'"
I /' / / V / V 1/ '>
j / / 7 7 ,/ ./ V
1/ V V 11: / ./ 10'" / /
V V l' -"". t::---....
.J
, , V'" V " ...,. r;---
240
200
180
:t
..
<3 120
. 80
2' 4 8 8 10 12 14 /8 18
Ь, н
, .
Рис. 182. HOMorpaMMa для определения минимальной длины пря..
Moro учаС,тка стальной трубы для компенсации тепловоrо удлинения.
сила упруrости
, 2<1 из ' 3 EI
р== DL ur или р== L3 ur
тепловое удлинение
6. == ; (О,356RЗ + LR2 + L2 R + O,33L8) СМ
283
допускаемое напряжение
1,5 IJ..ED
О'И3 == L2 KrjCM 2
r де L длина прямоrо участка трубы, воспринимающеrо де..
формацию, сМ; , .
Е модуль упруrости материала трубы, кТ/см 2 ;
I == 0,05 (D4 d 4 ) момент инерции сечения трубы, см 4 ;
D наружный диаметр трубы, см; I
d внутренний диаметр трубы, см;
R радиу'с изrиба отвода, см; принимается:
R==4D дЛЯ труб диаметром до 125 мм; R==5D дЛЯ труб
диаметром до 250 мм и R==6D дЛЯ труб диаметром бо..'
лее 250 мм.
Расчет сНУТЫХ компенсаторов. На нефтепе..
рерабатываIОЩИХ заводах широко применяют
. rHYTbIe П..образные компенсатЬры, изrотовляе..
мые часто на территории строящеrося завода
(рис. 176). Силу упруrости raKoro 'компенса..
12 тора и воспринимаемую им тепловую дефор..
мацию (компеНСИРУIОЩУЮ способность) опре..
деЛЯIОТ по формулам:
F О'иl 0,5 IJ..EI r
== O,5Dh == N ТС
/.
ZI
, w а и /
IJ.. === О,25Е D 11- . N
Рис. 183. Наиболее
распро траненная б
rде aH изrи аIощее нап р я)кение в мате р иа..'
схема самокомпен-
сации. ле компенсатора, кТ/см 2 (для сталь..
ных труб 800 кТjСЛi 2 );
I момент инерци и поперечноrо сечения трубы, см 4 ;
D наружный диаметр трубы, см;
f' я радиус изrиба отвода, см; принимается:
R==4D дЛЯ труб диаметром до 125 мм; R==5D дЛЯ труб
дцаметром 125 250 мм.
h вылет компенсатора, см;
Е модуль упруrости материала компенсатора, KrjCM 2 ;
N показатель конфиrурации; для rладкоrо компенсатора,
показанноrо на рис. J 76.
N == 9,42RЗ + 14,94R2 a + 7,8Ra 2 + 1,33а 3
rде а .......... длина прямоrо участка, СМ. /
Расчет сальниковых компенсаторов (см. рис. 180). Под влия"
и
нием BHYTpeHHero давления, деиствующеrо на КО,мпенсатор, в
трубопроводе возникает осевое усилие, воспри имаемое непод..
вижными. опорами. В неразrруженном сальниковом компенса-
торе это усилие равно
Р == f (р + 4)
284
rде f площадь по наибольшему внутреннему диаметру KOM
п нсатора, см 2 ;
р избыточное давление среды, кТ/см 2 ;
, 4 прибавка к рабочему давлению, учитывающая силу Tpe
ния и увеличивающуюся наrрузку на опоры.
Расчет линзовых компенсаторов (см. рис. 177). Минималь
ная толщина стенки линз мо)кет быт ь определена по формуле:
... / kрпр
s == 'Лd V см
a s
rде л коэффициент, зависящий от отношения ==d: D;
d внутренний диаметр линзы, см;
D наружный диаметр линзы, см;
k коэффициент запаса прочности, зависящий от предела
текучести при опрессовке пробным давлением;
Рпр .пробное давление при .опрессовке, кТ/см 2 ;
(Js предел текучести материала компенсатора, KTjCM 2 .
Линзы изrотовляются из стали марки СТ. 3 по [ОСТ 380 60
с пределом текучести <1s == 2300 Kr/CM 2 .
Расчет опор
Опоры, подвески, кронштеЙны рассчитывают с учетом соб
ствениоrо веса трубопровода (с фланцеВЫl\1И соединениями, ap
матурой и т. п.), веса заполняющей ero )кид:Кости, наружной
изоляции, а также усилиЙ, возникающих в результате темпера
турных деформаций трубопровода. Допускаеl\10е наПРЯ)I{ение на
изrиб для стальных труб не следует брать больше 450 KTjCM 2 ,
так как при осадке одноЙ из опор напряжение значительно YBe
личивается. Поэтому при расчете опор на прочность вертикаJIЬ
ную наrрузку следует принимать с запасом 500/0, т. е. считать,
что
QB == 1,5ql Kr
rде q наrрузка на 1 м длины трубопровода, кТ;
l ПрОJlет между опорами, м.
Трубопровод раССl\1атриваIОТ как lVlноrопролетную неразрез
ную балку с максимальным изrибающим l\;10l\feHTOM над про
межуточными опорами:
ql2
М из == 12 Kr. см
МаКtсимальный допустимы й пролет будет равен
. ... l' 12а и . д W
1 == V lOOq см
285
;
rде ай. д. ......... допускаемое напряжение на изrиб, кТ;см 2 (значение
О'и. Д. институт «Теплопроект» принимает равным
550 кТ/см 2 )';
W момент ..сопротивления сечения трубы, см з ;
q.......... наrрузка на 1 м длины трубопровода, кТ.
,
................ .. ...........,
r 1
Рис. 184. Опора скользящая.
Рис. 185. Опора I<атковая.
- Стрела проrиба трубопровода в середине пролета
5q14
f " 384Е/ см
rде Е......... модуль упру ости материала трубы, кТ/см2;
1 ==0,05 (D4 d 4 ) момент инерции сечения трубы, см4.
rоризонтал ное усилие (реакция сил трения
при перем'ещении трубопровода) при скользя..
iцих опорах (рис. 184) равно
Qrop === QBepTJl 1tr
r.де I-t коэффициент трения скольжения, равный:
Сталь по стали .
Чуrун по чуrуну . . . .
Чуrун по стали. . . . . . .
Сталь по бетону . . . . . . . .
0,3
0,35
0,35
0,60
.
. .
-4
.,
. ............... .
,..--.---- . . -------.
Рис. 186. Qпора
подвесная.
Рис. -187. Опора ,неподвижнаяс
286
Реакция сил трения 13 катковых опорах (рис. 185).
N qkl+q l ll r r
R к
rJ e k коэффициент трения качения, равный для чуrунных
катков по чуrуну и стальных катков по стали 0,005 см;
я радиус катка, см;
JL " коэффициент трения скольженця;
r радиус цапфы" см.
Осевое усилие, действующее на неразrру)кенную опору, БОС-
принимаIОЩУЮ в ОСН9ВНОМ неуравновешенные силы виутреннеrо
давления, приблизительно равно
Qи - 1,25 рР pd 2 ,1Cr
r де р.......... максимальное избыточное давление в трубопроводе,
кТ I см 2 ;
F площадь поперечноrо сечения трубопровода или ком-
# пенсаrора, l2M 2 ;
d внутренний диаметр трубопровода, см.
Осевое, усилие на разrруженную опору, раС'положенную ме-
жду прямыми участками трубопровода' при отсутствии арма-
туры на них
Qразrр == 0,25 pF кТ
... Конструкции неподвижной' и подвесной опор показаны на
рис. 186 и 187.
rЛАВА 15
ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА'
рубопроводная арматура представляет собой приспособ-
ления, монтируемые на трубопроводах, котлах, резервуа-
рах, машинах и т. п. Эти приспособления являются испол-
нительными механизмами, при ПОМОIЦИ которых осущест-
вляется контроль давления или направления потока
rазовых и жидких сред, указания и реrулирование уровня жид-
костей, автоматический впуск воздух и выпуск }кидкостей и
rазов.
По способу соединения трубопровода арматура подразде-
ляется на фланцевую (рис. 188), муфтовую (рис. 189) и с кон-
цами под сварку (рис. 190).
На нефтеrазоперерабатывающих завод'ах в настоящее время
применяют слеДУlощие виды трубопроводной арматуры:
,1. Запорная арматура управляемая, которая предназначена
для отключения проходящеЙ через нее среды или изменения
интенсивности потока. СIода относятся задвижки, вентили и
краны, управляемые от руки или через привод (механический,
rидравлическиЙ, электромоторный, пневматический). .
2. Запорная арматура самодеЙСТВУlощая или неуправляемая,
в которой затвор приводится в действие давлением или прохо-
дящей средой это обратные клапаны (захлопки) , предохра-
нительные клапаны рычажные и пружинные.
3. Сиrнальная арматура........ указатели уровня жидкости. I
4. Конденсационные rоршки, водоотделители.
ЗАПОРНАЯ УПРАВЛЯЕМАЯ АРМАТУРА
Запорные задвижки........ вид арматуры, в которой ,запирающий
орrаи перемещается перпендикулярно к оси прохода задвижки
и представляет собой шибер с наклонными р'абочими поверхно-
стями (клиновые задвижки, 'см. рис. 188) или диск, цельный или
составной, с параллельными рабочими поверхностями (парал-
лельные задвижки, рис. 191 )\. Перемещение ши,бера в вертикаль-
ном напр влении производится поворотом шпинделя вручную
288
или посредством привода (механическоrо, MOTopHoro, пневмати-
ческоrо) .
На нефтезаводах наиболее широко применяют задвижки с
выдвижным шпинделем (рис. 188), перемещающимся вместе
с шибером. В таких задвижках нарезка шпинделя не омывается
проходящей аrрессивной средой и меньше корродирует. ,Bы
движные шпиндели увеличивают rабариты задвижки и требуют
:t:
.....
:t?
L
l
Рис. 188. Задвижка стальная линовая.
Рис. 189. Задвижка клиновая
муфтовая.
дополнительной площади при эксплуатации. Коrда проходящая
cpeд не представляет опасности в' отношении коррозии MaTe
риала, можно применять задвижки с невыдвижнЫм шпинделем.
Положение \ ШИ,бера в таких задвижках определяется по спе-
цЙальному указателю (индикатору).
Преимущества задви)кек' следующие:
плавность и точность реrулирования количества проходя-
u '
щеи среды;
(
малое rидравлическое сопротивление в сравнении с венти
,лями при полностью \ открытой задвижке, чем обусловливается
широкое применение задвижек при перекачке rYCTbIx и вязких
жидкостей;
19 Зак. 299
289
ос.",
('о
::r::
..а
Q)
r;:
о..
t::
::r:
::r:
'-с
::S::
t:Q
1::(
,('О
tt')
.
,..-.4
ф
,..-.4
u
:s:
::r::
о..
t:Q
::S::
о..
t::
(.)
::с .
..a::s::
r;:::a
::r
u:ж::
O
1::(
J ..
, u
i cl.
ВО'зможность применения условных ПрОХОДОВ до Dy == 2400 A M,
условных давлений Ру:=320 кТ/см 2 И температур 6000 с. ,
. Недостатки задвижек следующие:
дороже друrих видов запорной арматуры;
трудность поддержания rерметич ости уплотнительных по-
верхностей вследствие быстро о их износа под. влиянием корро-
зии и абразивноrо действия осадков;
трудность восстановления контактных рабочих поверхно тей
,без специальных...механизмов. Указанные недостатки в последнее
время заметно сниж?ются в' С,вязи ,с освоением ..высокоустойчи-
вых против износа материалов.
По конструкции присоединительных концов задвижки мо-
rYT быть, фланцевые (наиболее распространенные), резьбовые,
(сравнительно мало применяемые) и приварные (приме яю-
щиеся на rлухих линиях, не допускающих разъединения. из за
BbIcoKoro давления- или вредности среды).
Стальная 'клиновая фланцевая задвижка КЗЛ на Ру==
== 16 кТ/см 2 и Dy==50 450 мм с выдвижным шпинделем пока-
заиа на рис. 188, а размеры ее в табл. 23.,
ТАБЛИЦА 23
Основные, размеры стальных клиновых литых фланцевых,
задвижек (КЗЛ), ра,ссчит.,аflНЫХ на Ру == 16 кТ/с.м 2 и Dy от 50 до 450.мм
Шифр
Условный
П})ОХОД
у'
.м.м
Размеры, .мм
Вес,
KZ
L I "1 ", I D I к I g I f I h I фl I DM
к
к
к
ЗЛ 50 16 ,50 250 340 400 160 125 102 3 16 18 240 35
ЗЛ 80 16 . 80' 280 440 532 195 160 138 3 20 18 300 51
3 Л....:... 1 oo 16 100 300 520 628 245 180 158 3 20 18 300 72
КЗЛ 150 16 150 350 620 775 280 240 212 3 24 23 300 ,130
К 3 Л:..... 200 16 200 400 770 975, 335 295 268 3 26 23 400 ,150
ЗЛ 450 16 ,450 650 1630 2120 640 585 640
к
Перемепiение шибера, в 'вертикальном направлении осуще-
ствляется посредством вращения маховика от руки или посред-
ством ,ПРИ,вода. Осью вращения маховика является шпиндель
с винтовой нарезкой. .Шибер (клин), обычно цельнокованый или
литой, имеет рабочие поверхности с ,уrлом наклона 50. Во избе-
жание заклинивания КЛИН изrотовляют из стали с меньшим
коэффициентом расширения, чем корпус. Конструкции стальных
фланцевых задвижек показаны На рис. 188. Они выпускаются
на давления 'Ру от 16 до 160 к(/см 2 и проходы Dy от 50 до
450 мм. ,
Резьбовые задвижки, рассчитанные на'ру от 40 до 160 2r/CM 2
и D y от 15 до 40 ММ, изrо,ТОВЛЯЮТ по типу, представленному на
, рис. 189.
19*
291
Задвижки с присоединительными концами под сварку, YДOB ,
леТВОРЯlощие требованиям высокой rерметичности, показаны на
рис. 190.
В связи с расширением автоматизации производственных
процессов возрастает применение задвил<ек с электроприводом
во взрывобеЗQпасном испол
вении.
Конструкция литосвар
ной задвижки с самоупра
вляющейся крышкой (тип
злс 150 160) для yc
ловноrо давления Ру==
== 160 KrjcM 2 и Dy== 150 M
показана на рис. 192. Kop
пус задвижки состоит из че
тырех\ отдельно отлитых и
сваренных частей. Уплотне
ни стыка между rорлови
u u
нои корпуса и крышкои дo
стиrается посредством Me
таллическоrо уплотнитель
Horo кольца. В этой за '
движке для уплотнения ис
пользуется' внутрецнее дaB
ление проходящей среды.
Рекомендуется для YCTaHOB
ки на холодных и rоря
чих трубопроводах для
транспортирования жидких I
и rазообразных сред при
Ру== 160 Kr/CM 2 и ыше.
Материалы, из которых
Рнс. 192. 3аДВИjJ{ка литосварная с caMO изrотовлены основные дeTa
уплотняющейся крышкой 3ЛС-150 160. ли стальных задвижек зкл,
приведены в табл. 24.
Стальные задвижки изrотовляются по одному из нижеука..
занных вариантов:
1 из уrлеродистой стали марки 20Л или 25Л дЛЯ Hearpec..
сивных' сред и температур не выше 4500 С, с уплотнительными
поверхностями колец и клиньев из хромистой стали марок
2Х13 и 3Х13; , .
11 ....... из хромомолибденовой с!али марки Х5М Л для' сред
средней степени аrрессивности. Уплотнительные поверхности в
этих задвижках в зависимости от температуры среды выполняют
ся с наплавкой сталью марки 3Х13 или 2X13 дЛЯ сред с темпе
ратурой 4500 С, сормайтом Ng 1 для сред с температурой 475.......
5000 С и стеллитом ВЗК дЛЯ сред с температурой 525 6000,c;
ё:;-
\()
"'" .......
? ?
650
29а
ТАБЛИЦА 24
Материалы ,основных деталей задвижек типов КЗЛ и ЗКЛ
r
Марки сталей в зависимости от вариантов исполнения
Детали Il 111
Конус и крышка . 25 Л Х5М Л lX18H9T-Л
Клин и кольцо
с наплавкой 30 Х5М lХ18Н9Т
без наплавки . 2Х 13 или 3Х 13 2Х13 или 3Х13
Шпиндель . . '. 2Х13 или 3Х13 2Х13 31/213 4Х 14Н14В25
rайка шпинделя . . . 30 30 Бр. АЖД 4
В1УЛК8 сальника . . . 30 2Х13 или 3Х13 1X18H9T
111 из хромоникелевой стали марки lХI8Н9Т Л для arpec-
сивных сред и температуры до 6000 С с наплавкой уплотнитель
ных поверхностей стеллитом Б3К. '
Чуrунные параллельные задви)кки выпускаются на давления
Dy== 16 кТ/см 2 , для условных проходов Dy от 50 до 350 htM кон-
&:::
а
б '
Рис. 193. Схема подъема золотников:
а rоризонтальных; б наклонных.
струкции, показанной на рис. 191, и по rQCT 9919 61 для про-
ходов Dy== 1000 600 мм и Py==6 10 Kr/CM 2 .
Вентили запорны представляют собой вид арматуры с за-
. u u
пирающим проход 'opraHoM тарелкаи, диском, иrлои, пере-
мещаю,ЩИМИСЯ вдоль оси седла в вертика"льной плоскости'
(нормальный вентиль) ИЛИ наклонный (прямоточный вентиль).
Высота подъема золотника в нормальном вентиле h==0,425d, в
наклонном (с Iнаклоном 450) h== 1,43d.
Схема подъема золотников показана на рис. 1 3.
Предусмотрен ВЫПУСR'вентилей общепро ышленноrо назна-
чения для прахадов Оу ДО 300 мм, Ру до 2000 кТ/см 2 и темпе-
- ратуры 5700 С.
/ Вентили отличаются от задвижек значительно большим rид-
равлическим сопротивлением, так как расположение рабочеrо
, opraHa (золотника) поперек потока препятствует плавному про-
хождению cpeД I и способствует возникновеНИI{) rидравлических"
20 3 а И:. 299
293
ударов. В зависимости от направления и относительноrо рас..
положения входных и выходных отверстий вентили разделяются
на проходные, уrловые, трехходовые и четырехходовые или пе-
репускные. ,
r Нормальным проходным вентилем называется вентиль с
бочкообразньJ.М корпусом и внутренней продольной переrород..
кой, имеющей отверстие для пропуска. проходящ й через вентиль
среды. По присоединительным концам корпуса' раЗЛИЧ3IОТ вен..
тили резьбовые или муфтовые, фланцевые и с концами под
сварку. От друrих видов арматуры '(задвижек, кранов) вентили
отличаются более высокой rерметичностью, леrкостью управле..
иия и ремонта, более длительным сроком службы и меньшей
стоимостью.
Поток жидкости, проходящий через вентиль, чаще Bcero на..
правляют под' клапан (золотник), поэтому сальник при закры"
том вентиле давления не испытывает. В некоторых случаях для
достижения плотноrо закрытия среда направляется сверху на зо..
лотник, при этом для облеrчения открытия вентили больших про..
'ходов снабжаются обводным малым вентилем. Наибольшее при..
менение вентили получили при установке на трубопроводах диа..
метром до 300 мм и, rлавным образом, для перекачки насы..
щенноrо и переrретоrо пара и воды при давлениях Ру<16 кТ/см 2 .
Чуrунные вентили при температурах среды выше 3000 С не сле..
дует применять, так как прVI ?олее высокой температуре чуrун
«растет» и прочность ero снижается.
Бронзовые вентили с Dy 80 мм и Ру до 10 13 T/CM2 дЛЯ
воды устанавливают на коммуникациях насыщенноrо пара. Пре..
дел применения бронзовых вентилей 2500 С. Литые стальные вен..
тили на уrлеродистой стали применяются при Ру до 40 кТ/см 2 И
температурах cpeД I до 4250 С, из кованой стали':""'" при Ру до
160 кТ/см 2 и температурах до 5000 С, из леrированных сталей
для более тяжелых условий.
Большое значение для нормальной работы вентилей имеет
способ уплотнения. Кожаные и резиновые уплотнения приrодны
для холодной воды и воздуха, бронзовые из оловянистой брон"
зы для rорячей воды и пара с температурой до 2500 С, уплат..
ТАБЛИЦА 25
OCfl08flble размеры стаЛЬflЫХ заnо рных вентилей
(флаflцевых обтекаемоЙ формы) lia Ру === 16 Kr/CM 2
Условный
про ход D у'
мм
<
Размеры, мм
L I D I к 1 g / '1 'ь
Фа I н I DM
Вес,
/(Z
80 310 195 160 138 3 22 18 385 160 34
100 350 215 180 158 3 24 18 416 200 52'
150 480 280 240 212 3 28 23 611 400 113
294
нения из никелевоrо сплава и нержавеющих сталей ставят при
рабочих температурах до 5000 С и выше.
Основные параметры вентилей приведены в табл. 25.
Редукционные и реrулирующие клапаны применяют на неф..
тезаводах с целью снижения давления транспортируемой среды
и изrотовляют на Ру== 160 KrjcM 2 , Рраб==50 55 Kr/CM 2 и темпе
ратур до 5200 С.
Редукционные клапаны Р!( и РКМ изrотовляют с Dy== 100
,И 150 мм. В клапане РК с Dy== 150 мм продукт подается сверху.
Холодный продукт подкачивается через боковой штуцер.
Для промывки И 'охлаждения шпинделя клапана в крышке
имеется штуцер. Корпус и крышку клапанов отливают из стали
марки Х5М.
lUпиндель "изrотовляют из стали марки ЭЖ..З; клапан и сед"
ло клапана из стали эж 1 и покрывают по раб.очим поверх-
ностям СТИJIЛИТОМ методом на-
плавки.
Конструкция клапана РК
показана на рис. 1-94.
Вакуумные ' предохрани-
тельные клапаны (тип ВКП,
рис. 195) предназначены для
установки на емкостях сжи-
женных rазов (бутан и rазо
вый бензин), в которых может
образоваться вакуум в случае
откачки продукта или резкоrо
снижения температуры наруж
Horo воздуха.
При нормальных условиях
клапаны должны держать вну-
\:::) треннее давление, создаваемое
t:)
::: упруrостью паров хранящеrося
505
Рис. 194. Редукционный клtЫ1ан Рис. 195. Ба куумный клапан D:::
Ру == 160 «r/cM 2 . . == 80 .мм.
20*
295
в емкости продукта до 8 "rjcM 2 . в случае образования вакуума
в 'емкости вакуумный предохранительный клапан должен пред-
отвратить возможность проникновения воздуха в емкость, co
дер)кащую с)киженный r'аз, до образования вакуума определен
ной величины.
Краны состоят из/ онической или цилиндрической прЬбки,
приrнанно:М к соответствующему незду в корпусе. В зависи
мости от количества отростков краны MorYT быт прохо,цными
при двух отростках, трехходовыми или четырехходовыми при
трех и четырех. По присоединительным концам отростков краны
называются фланцевыми, резьбовыми или с rладким'и концами
под сварку. Коническое rнездо для
пробки мо)кет быть сквозное или
Рис. 196. Кран проходноЙ натяж
ной.
Рис. 197. Кран проходной
сальниковый.
с донышком. BI первом случае rерметичность' крана' дости
rается натяжением пробки (с помощью rайки). Поэтому такой
кран называется натяжным и находит применение в системах
с условным давлением Ру до 1 ,,,rjcM 2 , так как давление уплот
нения между пробкой и rнездом оrраничено размером натяж-
Horo болта. В кране с донышком rерметичность достиrается пе-
ремещением сальниковой втулки с набивкой. Такие краны назы-
Ваются сальниковыми и применяются при давлениях ДО
10 "rjcM 2 .
Констру ции описанных выше кранов показаны ,на рис. 196,
197.
На нефтезаводах в настоящее время применяют краны двух
,типов: фл анцевые стальные или чуrунные для' проходов ДО
200 мм и давлений до 40 KrjcM 2 и l\lуфтовые чуrунные и бронзо-
, вые для Dy до 80 мм и Ру до 10 KrjcM 2 .
в последнее ремя увеличива'ется применение кранов, в ко-
торых rерметичность достиrается посредством СJIОЯ смазки, по..
296
даваемой под давлением в каналы на поверхности пробки (K9
нической или цилиндрической). Сорт смазки выбирают в зави
симости от характера среды температуры и давления.
450
( + \
I .
.L_
II
225
. Рис. 198. Кран проходной стальной с ручным приводом.
Краны фланцевые со смазкой предназначены ДЛЯ работы на
линиях жидких и rазообразных сред в условиях Ру от 16 до
160 кТ/см 2 с ручным или дистанционным управлением и Dy до
400 мм, а муфтовые ,для тех же условий, но с D y до 40 JИ.Nl.
11а рис. 198 показан кран ПРОХОДНОЙ стальной со смазкоЙ
и ручным приводом. Шпиндель, .соединяющий пробки с ручным
2 7
управлением, имеет лабиринтное уплотнение. Для облеrчения
поворота'пробки вверху крана установлен червячный редуктор,
заКЛlоченный в ttуrунный кожух. Специальная, не растворимая
в среде, консистентная смазка, закладывается во внутреННIОЮ
полость шпинделя при вывернутом нажимном болте. Система
смазочных канавок устроена так, что
проход корпуса, перекрытый пробкой,
омывается смазкой, находящейся под
давлением, и создает наД ЖНУIО rep..
метизацию крана.
На рис. 199 показан (проходной
кран с обоrревом, имеющий цилиндри-
ческую пробку и ручной привод, про-
ход Dy== 100 мм и Ру== 16 KrjCM 2 . Этот
кран предназначен для установки на
трубопроводах, перекачивающих би-
тум и друrие вязкие застывающие
нефтепродукты. Управление крана руч..
ное посредством рукоятки, насаженной
На хвостовик пробки, уплотняемый
сальником с асбестовой набивкой
Обоrревается кран паром под давле-
нием Р раб . ==2 KrjCM 2 .
Достоинства кранов малое rи..
равлическое сопротивление, леr-
кость ремонта, быстрота переключе-
аия, удоб тво обслуживания. Недостат-
ки трудность поворачивания пробки
в кранах больших размеров, возмож-
ность заедания и защемления пробки. С внедрением смазки те..
ряют свое значение.
Краны общепромышленноrо н<!значения ( 48 типов)
[ОСТ 9702 71 выпускают с Dy до 1000 мм, на Ру до 160 KrjcM 2
и температуры до 4000 С.
Рис. 199. Кран КЦО-100..16
фланцевый, стальной, про..
ходной, с цилиндрической
пробкой.
ЗАПОРНАЯ НЕУПРАВЛЯЕМАЯ АРМАТУРА
И ПРОЧИЕ УстройСТВА
Обратные клапаны устройства, закрывающие проход при
движении с'реды в обратном направлении.
По принципу действия различают клапаны обратные подъем..
ные (светильноrо типа) и обратные поворотные. Подъемные или
золотниковые клапаны (рис. 200) устанавливают таким обра"!
зом, чтобы ось клапана (золотника) была cTporo вертикальна.
идкость подводится снизу под клапан.
На нефтезаводах в основном применяют обратные поворот-
ные клапаны (рис. 201, табл. 26), в которых запирающий диск
298
подвешен к оси, перпендикулярной к проходу жидкости. В отно-
шении rерметичности поворотные клапаны хуже подъемных, но
rидравлическое сопротивление в них меньше.
Общим неДОСТ.атком обратных, клапанов является возникно-
вение rидравлических ударов при закрывании прохода. При
r
L
Рис. 200. Клапан обратный
подъемный.
Рис. 2О1. Клапан обратный
ПОВОрQТНЫЙ.
больших размерах и тяжелом весе клапанов это обстоятельство
может вызвать поломки н. нарушение rерметичности. Для пре-
дупреждения опасных ударов в некоторых случаях устанавли-
ваются масляные или воздушные амортизаТОРЫr
ТАБЛИЦА 26
OC1-l08flblВ размв ры об paтflblX "лапаflов (пово pOтflblX) fla Ру == 40 1Cr I с.м,2
(с.м,. рис. 201) \
р азм еры, .м.м
Коли-
чество
отв ер-
стий во
фл анц ё
Вес
KZ
Шифр
у слов-
ный
проход
Dy
.м.м
L
IHIDIKlglblBI ф/
ОКП-50-40 50 260 168 165 125 87 20 200 18 8 36
ОКП-80-40 80 210 198 200 160 120 24 223 18 8 46
ОКП-100-40 100 350 227 235 190 145 26 270 23 8 61
окп-f50-40 150 450 280 300 250 303 30 344 25 8 \ 115
ОКП-200-40 200 475 375, 375 320 259 38 450 30 12 185
( ,
Обратные клапаны выпускаются в трех вариантах исполне-
ния по материалу в зависимости от назначения арматуры и
условий работы (температуры, давления и аrрессивности среды).
Поворотные клапаны изrотовляются: чуrунные с Dy до
100 мм и на Ру до 16 KrjCM 2 , стальные (уrлеродистые и леrи-
рованные) с Dy до 350 мм и на Ру до 160 KrjcM 2 ; конструк-
тивно почти не отличаются от вентилей. Устанавливаются cTporo
вертикально по оси клапана. Среда подается снизу, под кла-
naH
299
Пр дохранительные клапаны конструктивно разделяются на
рыЧ,ажно rрузовые и прУ}l{инные, а по характеру выполняемых
функций и золотниковых устройств на неполноподъемные и
полноподъемные. В рычажно rрузовых неполноподъемных кла-
панах, усилие, противодействующее давлению среды, создается
rрузами через рычажное устройство, как показано на рис. 202.
Подъем золотника в этих клапанах составляет 0,03 O,1 диа-
метра прохода в седле, а устрой...
ство золотника и седла почти не
отличается от арматуры вентильно..
ro типа. Рычажно rрузовые клапа..
ны преимущественно устанавли-
ваются на паровых котлах. В неф..
тяной промышленности широко при..
меНЯIОТ пружинные предохранитель..
ные клапаны по ноподъемные, с
подъемом клапана (золотника) на
O,25 0,3 диаметра прохода, в rep-
Рис. 202. Клапан чуrунный метически закрытом корпусе.
предохранительный рычажный fIружинные клапаны изrотов"
одинарный. ляются: для малоаrрессивных сред
и температуры до /4500 С с корпуса-
ми и крышками из уrлеродистой стали 25Л или 20Л по
rOCT 977 53; для аrрессивных сред _ и тем.пературы н;е более
5500 С из хромомолибдеНОВ9Й стали марки Х5МЛ; для' аrрессив" .
ных сред и температуры не более 6000 С из хромоникелевой
стали марки lХ18Н9ТЛ (ЭЯIТЛ).
[ОСТ 9789 61 предусмотрено исполнение полноподъемных
пружинных предохранительных клапанов для проходов D-y
50 150 мм, Ру 16 40 KF/CM 2 и температур t <:. 350 0 .С. Для этих
параметров rипронефтемашем спроектирован клапан типа
ППК4 80 16, показанный на рис. 203, предназначенный для неф..
тяных жидких и rазообразных неаrрессивных сред с темпера..
турой не более 3500 с. При работе клапана с противодавлением
температура среды противодавления не должна превышать
2000 с.
Клапан представяет собою механизм автоматическоrо дем..'
ствия и имеет рычаr для контрольной продувки. Давлению
, U
среды под. золотник клапана противод иствует давление пру-
)кины, передаваемое на золотник через опорную шайбу и шток.
Сжатие пружины на требуемое давление реrулируется винтом.
Для четкой работы, точной реrулировки момента открытия и
производительности клапан имеет веРХНIОЮ и нижнюю реrули..
ровочные втулки, фиксируемые в рабочем положении стопор"
ными винтами. Правильная и надежная посадка золотника на
седло, обеспечивается направляющей втулкой, а специальная
u
rаика, ввернутая в золотник, оrраничивает подъем зодоrнцка.
L
::х::
3QQ
Для контрольной продувки клапан снабжен рычажным Me
ханизмом. Поворотом рычаrа усилие чере валик, кулачок и
направляющую втулку колпака передается на шток, который,
поднимая золотник, обеспечивает продувку' клапана.
Разделительная переrородка предохраняет пружину от пере
rpeBa и вредноrо влияния среды. Вместе с клапаном, поста
вляется набор сменных пружин, обеспечивающих плавное изме-
нение установочных давлений.
Преимущества ПРУЛ{ИННЫХ клапанов заключаются в малых
rабаритах, работоспособности при пульсирующей наrрузке и в
любом положении. ,При повышении давления в сосуде выше pac
четноrо золотник, преодолевая ,натяжение пружины, поднимает-
ся, сбрасывая избыточное количество среды из сосуда, после
чеrQ под действием пружины,
u
р еrулируемои винтом, клапан
возвращается в исходное по-
ложение.
В оответствии с Правила-
ми rосrортехнадзора размеры
и количество предохранитель-
ных клапанов должныI быть
таковы, чтобы в сосуде не Mor-
ло образоваться избыточное
давление, превышающее рабо-
чее более чем на 0,5 кТ/см 2
при рабочем избыточном дав..
лении до 3 кТ/см 2 И на 150/0
при рабочем избыточном да-
В,лении от 3 до 60 кТ/см 2 .
..
/10
Рис. 203. Полноподъемный пружинный предохранительный
клапан ППК4-80..16.
:}Q\
Под рабочим давлением сосуда следует понимать макси
мально допускаемое.
чтоБыI Рl1ссчитать пр опускную способность предохранитель
Horo клавана для [a OB и паров можно пользоваться формулой
rосrортехна зора:
W'=' 220Fp V
, ,
rде W пропускная способность клапана, К2jч;
F рабочее сечение клапана, с.л{l; в полноподъемных (соп-
ловых) кл апанах F == О, 785d 2 , В - неполноподъеМНI;>IХ
F == 2,22d 1 h 1
d наименьший диаметр прохода, см;
d 1 внутренний диаметр седла, см;
h высота подъема клапана, см;
р абсолютное давление, KrjCM 2 ;
т аБСОЛfотная температура паров ли rазов, ОК;
М мол. вес проходящих через клапан паров 'или rазов.
Арматура из пластмасс и специальная. UIироко применяют-
ся следующие виды арматуры из коррозионностойких материалов:
Рис. 204. Вентиль фао
u б
литовыи для тру
50 мм.
Рис. 205. Кран фаолитированный.
вентили фаолитовые (рис. 204) для труб 50 100 мм, Р раб .==
==5 KrjCM 2 (рис. 204);
винипластовые вентили для Dy== 10 25 мм, Р раб . ==2,5 KrjCM 2 ;
вентили диафР,аrмовые чуrунные по rOCT 9660 61, фаоли
тированный, эмалированные, rуммированные для Dy от 70 до
100 мм, Ру от 6 до 15' K2jCM 2 , температур от 15 до 1500 С;
краны фаолитированные на Dy от 25 до 70 мм (рис. 205)
Рраб. до 3 KrjCM 2 , для следующих аrрессивных сред: соляной
кислоты при температуре ДО 900 С; серной кислоты средней
3Q2
концентрации до 700 С, слабой концентрации до 1000 с;
уксусной и фосфорной до 800 С, сернистоrо rаза до 100
1200 С.
Конденсатоотводчики
применяют для удаления из
аппарата конденсата без BЫ
пуска с ним пара. Наиболь
шее распространение полу
чили конденсационные rop
шки.
rоршки с OTKPbITpIM по
плавком (на Ру== 16 кТ/см 2 )
предназначены для отвода
конденсационной воды из.
,.
паропровода с целью улуч
шения условий использова
ния тепла (рис. 206). '
Собранный конденсат, OBO
бодный от примесей, об
разующих накипь, исполь Рис. 206. rоршок конденсационный
зуется для питания котлов с открытым поплавком.
И пр., Производительность
rоршка с открытым поплавком зависит от диаметра и ,веса
поплавка и диаметра сопловоrо отверстия, через которое пе-
р:модически отводится конденсат. При диаметре сопла. (в смен-
. ,
l
..,
"
Рис. 207. rоршок конденсационный с закрытым поплавком.
, .
ной шайбе&) от 1,5 до 6,5 ММ производитеЛЬНОGfЬ составляет от
150 до 2850 л/ч при рабочем Р раб . 3 кТ/см 2 (Ру== 16 к['/См 2 ).
В соршках с закрытым поплавком (Ру 64 кТ/см 2 ) вместо
иrольчатоrо вентиля применен скользящий шибер (рис. 207).
ЗОЗ
Пар поступает в верхний штуцер. Наличие противовеса обеспе
чивает устойчивое равновесие В,сей системы. [оршок снабжен
рукояткой для подъема поплавка с целью удаления конденсата .
и продувки всей системы и дополнительным воздушным венти
лем для той }ке цели. Теоретическая производительность при'
Dy==25 50 мм составляет от 550 до 1600 л/ч.
Термодинамический конденсатоотводчuк представляет собой
u '
устроиство для отвода конденсата, в основу конструкции кото-
u
poro положен принцип использования кинетическои эне,рrии
пара. .
1
Ф90
Рис. 208. Термодинамиче-
ский конденсатоотводчик:
1 корпус; 2 стенка; 3 диск;
4 крышка. Остальные обозначе
ния в Tel(CTe.
.\
Стекло
Oo[jOf1epHOe
/14
JIoI
..
88
Рис. 209. Вентиль с шариковым затвором
для указателя уровня.
Конденсатоотводчик (рис. 208) состоит из корпуса 1, крыш
ки 4, диска 3. Он работает следующим образом. Пар поступает
в канал В. Образующийся здесь и находящийся под давлением
конденсат поднимает диск 3 и по кольцевой камере r идет к вы-
ходу Б.
Коrда начнет поступать пар, скорость KOToporo значительно
выше скорости конденсата, под диском образуется вакуум. Пар,
ударяясь о стенку 2, проникает в верхнюю камеру Д и, прижи
мая диск к плоскостям s и , закрывает входное отверстие.
Конденсат и окружающий воздух охлаждают конденсатоот-
80ДЧИК, температура в камере D понижается, одновременно па-
дает и давление. Диск снова поднимается,' и конденсат свободно
вытекает до тех пор, пока через конденсатоотводчик не пойдет
пар. Применение конденсатоотводчиков позволяет обходиться
без конденсационных rоршков, снизить потери тепла и расход
металла.
Техническая характеристика KOHдeHcaTOOTBOД .!1KOB приве-
дена в табл. 27. /
3Qi
ТАБЛИЦА 27
Техническая характе ристика те р),{,одuна),{,ических
конде нсатоо твод чик ов
Условные проходы Dy' мм
Показатели
15
20
25
Производительность по
конденсату, КZ/Ч
Перепад давления,
кв/см 2 . . . . . .
800
12
1100
12
1800
12
При м е ч а 11 и е. В случае уменьшения перепада дав-
ления .производительность по конденсату снижается.
Вентили с шаровым затвором для указателя уровня (рис. 209)
предназначаются для указателя уровня ,вертикальноrо типа. Они
рассчит ны на рабочее давление 40 Kr/cM2 и температуры до
3000 С.
rЛАВА 16
изrОТОВЛЕНИЕ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ
ТРУБОПРОВОДОВ
..
онтаж технолоrических трубопроводов на современном
нефтеrазоперерабатывающем заводе СВОДИТСЯ к сборке [o
товых УЗЛОВ И деталей, изrотовленных .на специальном
заводе.
Трубопроводный узел ВКЛIочает прямолинейные или
криволинейные отрезки труб, соединительные фитинrи колена,
переходы, тройники, заrЛУllIКИ, фланцы И друrие детали.
18ЗОО
, 14800
J .
Рис. 210. Схема линий трубопровода.
По монтажно технолоrическим чертежам ВЫПОЛНЯЮТСЯ об-
, u
щие виды отдельных технолоrических линии В аксанометриче-
ской проекции (рис. 21 О). Линии разбиваIОТ на отдельные транс-
портабельные узлы (рис. 211). -
При монтаже нефтеперерабатываIОЩИХ установок наиболее
часто примеНЯIОТ ПРИk1арные фитинrи. В сравнении с резьбовы-
306
ми, раструбными и фланцевыми соединениями их применение
повышает качество и скорость монтажа, сокращает расход Me
талла, уменьшает трудоемкость и УЛУЧII1ает условия труда.
I Крутоизоrнутые, бесшовные уrольники и ДВОЙНИКИ изrотов..
ляют rорячей протяжкой труб на роrообразном сердеЧНJIке
(Dy 150 300 мм) и штамп.овкой отрезков труб (Dy 40 100 мм).
Уrольники ИЗfОТОВЛЯIОТ в основном из уrлеродистой стали марок
r..
..
Ф15flХ5
ib
7501::1
Рис. 211. Монтажные схемы узлов и деталей
трубопров оДов.
-} О, 15, 20, а штампованные уrольники из бесшовных труб (сталь
Марок Ст. 2, Ст. 3,5) .
Метод rорячей ПРОТЯЖКИ. При использовании этоrо метода
выполняют следующие операции: резка труб На заrотовки, Ha
rpeB протяrивание двойника, разрезание двойника на уrоль-
ники, обработка торцов, пр.,звка и rидравлические испытания.
Для изrотовления двойников применяют rоризонтально..rидрав"
лические прессы типов КП'..4, CrK..l и П..I02, в основу KOHCTPYK
цИИ которых положена схема академика Н. А. Долле)каля, пока..
занная на рис. 212. Заrотовку определенноrо размера протяrи- .
вают в печи через разоrретый роrообразный средечник (дорн).
При этом заrотовка наrревается до температуры, обеспечиваю
щей осуществление пластических деформаций с сохранением
толщины стенки.
307
Для получения уrольников и колен с радиусами изrиба, paB
ными 1, 2, 5 D и , наружный диаметр трубы заrотовки опреде
JIЯЮТ по формулам Н. А. Доллежаля:
D H . э. === D и 1 · В . === 'Jt ( R + D 2 H ) '
1 + 0,5 ' D и '.
В
D H ........ наружный диаметр сечения уrольника;
R средний радиус уrольника или колена;
L длина трубы заrотовки.
/0 ,5
Рис. 212. Схема изrотовления крутоизоrнутых
фитинrов на протяжном станке:
1 роrообраЗlIЫЙ сердечник; 2 фитинr; 3 rазовая rореЛI(а;
4 станина станка; 5 рабочий цилиндр; б ШТОК; 7> клин;
8 штанrа; 9 упорное l(ОЛЬЦО; 10 отражательная печь.
На рис. 213 пока'зана схема rидравлическоrо пресса для из-
rотовления крутоизоrнутых колен и двойникоп.
Неподвижный шток 4 имеет сердечник (por) 8. Вдоль што ,
ка, закрепляемоrо попеременно в неподвижных опорах 5 и 3,
перемещается траверса б,
.....
которая" упираясь в тру-
бу 7, установленную на
штоке 4, надвиrcrет ее на
сердечник. Траверса б
жестко соединена с дву-
мя параллельными плун-
жера и 1, ВХОДЯIЦИМИ В
цилиндры 2, неподвижно
укрепленные на 'фунда-
менте. Внутри ,ни)кнеr9
плунжера 1 расположен
неподвижный шток 9 для
обратноrо хода. При ра-
бочем ходе траверсы шток
,4 ,укреплен в опоре 5.
Опора 3 в этот момент
освобождена и через нее' на хвостовую часть rптока надевают
трубы-заrотовки. Во время рабочеrо хода траверсы б вводят в
8
Рис. 213. Схема rидравлическоrо rоризон-
тальноrо пресса для изrотовления КРУТО-
изоrнутых фитинrов: ,
1 плунжер; 2 цилиндр; 3, 5 опоры; 4 шток; ,
б траверса; 7 труба; 8 сердечник; 9 ШТОК.
308
действие опору 3, освобождают опору 5 и через нее пропускают
надетые на шток заrотовки.
После использования хода траверсы б вводится в действие
опора 5, ВКЛlочается обратный ход. Траверса, через которую
пропускаются новые заrотовки, опять приближается к опоре 5.
Затем включают рабочий ход и одновременно заrружают пресс
заrотовками.
rорячей протяжкой можно получить paBHocTeHH Ie двойники
и уrольники с, радиусами изrиба от 1,5 D до 2,5 D и толщиной
стенки, paBHO толщине стенки трубы заrотовки.
) I
Метод штамповки. Этот метод позволяет получить уrоль
ники с малым радиусом кривизны. ,Разностенность и искажения
nоперечноrо сечения не должны превышать норм rOCT 8732
58 на стальные. бесшовные трубы.
При штамповке уrольников'
u
осуществляется пластическии из
rиб трубы заrотовки'. Процесс co
стоит из операций rибки и объ
eMHO формовки, сочетание KOTO
рых дает возможность получить
уrЬльники с различными радиу
сами изrиба R и отношениями Рис. 214. rибочный ручей штампа
толщины стенки s к наруж с подкладными торцевыми оправ
ному диаметру трубы ?аrотовки камн.
D н . з . .
Заrотовкой для штамповки уrольников является отрезок
трубы с двухсторонним косым срезом. , ,
Наружный диаметр трубы заrотовки D H . з. принимается He
MHoro больше диаметра I сечения уrольника Dy, а именно
D н . з .== (1,05 1,06) Dy И,зависит от радиуса изrиба R.
, Штамповать можно ка'к в холодном, Ta и в rорячем состоя ,
нии.
\
ПРИ' ==O,09 O.17 и я== 1,3 1.5rD y можно примеШIТЬ
у
rибочный штамп, показанный на рис. 214. Прим няются и дpy
rие варианты исполнения.
, Уrольники штампуют на фрикционных прессах ФА:.124 и
ФА 127. ДЛЯ изrотовления крутоизоrнутых уrольников и двойни
ков D y до 108 МА{ трубы из уrлеродистой стали марки 20 по
rOCT 301 60, а при Dy== 1"14 ММ и более по rOCT 3100 46.
Уrольники штампуют из бесшовных труб по rOCT 301 60.'
Протяжкой на роrообразном сердечнике можно изrотовлять
уrольники с диаметром условноrо прохода' ДО БОО мм, а штам
ПОВКОЙ ДО 150 ММ. Сведения о крутоизоrнутых уrольниках для
змеевиков теплообменной нефтеаппаратуры приведены в таБЛ.28.
809
'- ТАБЛИЦА 28,
УZОЛЫiиllи 900 для теплообменной нефтеаппаратуры
Условный ' "
проход Наружный Толщина Средний Марка
Dy диаметр D H стенки 6 радиус R стали
мм мм ' .мм
мм
50 60 5 50 1Х18Н9Т
(Э я 1 Т)
50 60 6 67,5 Х5М
80 89 6 80 20
100 114 8 100 20
150 152 10 13.7 ,5 Х5М
200 219 15 200 Х5М
Штамповка бесшовных приварных переходов. Исходны'М ма-
териалом являIt>тся бе'сшовные трубы из стали марок 10, 15:20.
Штамповать можно одним из следующих спо- "
собов: ' ,
1) обжимом отрезков труб в холодном
состоянии (рекомендуется, при наи:меньш х
отношениях большоrо диаметра ' к мень-
3 шему);, , "
, 12) растяжкой (раздачей) рубы кониче-
ским пуаНСОfIОМ в rорячем' сqстоянии - (peK -
* мендуется для переходов с отношением диа"
Рис. 215. ,Штамп 1 4 1 7) ,
метров , , ; , .
'для изrотовлени 3 ) совмещением опе , Р аций Р а тяжки и об-
переходов обжи-
МОМ отрезков труб: жима (рекомендуется для изrотовления пере-
l пуансон; 2 заrо- ходов С большим отношением диаметров).
, товка; 3 матрица; 4 Схема штампа для изrотовления пе р еходов по
выталкиватель.
, первому способу цоказана на рис. 21 5. '
Для' шта повки переходов применяют rидравлические, фрик-
ционные или кривошипные p ccы. \ .
. Штамповка бесшовных приварных тройников. Основной опе-'
рацией при штамповке' бесшовных тройников из трубных заrо-
товок является rорячая отбортовка. Освоена штамповка равно-
проходных и разнопроходных ,тройни ов, а также' тро ников С
u u
увеличеннои высотои rорловины. I
Процесс штамповки равнопроходных тройников, позволяю-
щий получить rорловину' высотой не более 25 О/о среднеrо
u .
диаметра корпуса троиника, состоит из следующих опера..
u ,
ции:
1) резка труб на заrотовки;
2) вырубка отверстия в стенке ,заrотовки;
3) образование rорловины путем отбортовки отверстия;
4) правка корпуса тройника.
3.10,
,Отверстие в трубе заrотовке .пробивают на специальном
штампе.
Штамповка отБОРТО,ванных заrJIуше и днищ. В зависимости
от размеров, заrлушки и днища штампуют в холодном и rоря-
чем состоянии без Уl\1енъшения толщины стенок. Исходным MaTe
.
,
!lеОЛЬНlJКU,
о80аНI.Lка
Комлекто8аНI.I8
узлоВ iJSI77GЛЯf1U
Фланцы
3ае л ишкlJ.
'оораоотка
торцо8
t1 т8epcтl.lи
nepo.zrOOb/
7pOUHI1KlJ {J ЛfJ.
CdOpK(1 11 электРОЛРI1.т80тка '
элеl18нто8 узлоВ /l
, испытания
/(;Z9лежные
оета.llи
..
l'
I I
СВарка узло8
с арl1ат!/ро(1
прок.nаики
l1аРКlIро8ка, покраска
"
/(онтРОJ1ьная
ОЛРСl'со8ка
",
rOтOBbI9 1/3ЛЫ
} На
l1онтаЖJ{!l1O
IlJlощаgКI/
Рис. 216. Схема орrанизации изrотовления деталей и узлов трубопроводов.
риалом служит листовая и полосовая сталь марки Ст. 3 O
rOCT 380 QO.
Технолоrия изrотовления заrлушек И ДНИЩ состоит из опе...
.'
раций вырезки или вырубки заrотовок ИЗ листа или полосы, на...
rpeBa и штамповки; токарной обработки торцов. 'Штамповка
производится 'на фрикционных и rидравлических прессах.
Изrотовление фланцев И деталей к НИМ. Фланцевое соедиие..
иие представляет собой комплект, состоящий из двух фланцев,
прокладки и соединительных шпилек (реже болтов), и является,
предме10М MaccoBoro производства.
311
....,
Изrотовл ние компенсаторов. П образные трубные ко.мпен
саторы производят на заводах трубных заrотовок по той же Tex
нолоrии, которая применяется при изrотовлении трубопро.вод
ных узлов И крутоизоrнутых уrольников.
Линзовые компенсаторы делают из листовой стали. Они'
представляют собой соединенные сваркой фиrурные штампован
ные полулинзы с фланцевыми присоединительными отростками.
Волнистые компенсаторы с хомутами или без них изrотов
ляют из тонкостенной бесшовной трубы' (8== 1 ,5 2 M}-t) путем
раздачи ее внутренним давлением с одновременныl'1 сжатием
по оси посредством специальных штампов. '
Опоры и подвески изrотовляют холодной JlIтамповкой OCHOB
ных деталей подставок, полухомутов и холодной пробивкой
отверстий в штампах. 3аrотовительные операции (вырезку и
рубку заrотовок) осущ ствляют на rильотинных ножницах и
универсальных пресс но!Кницах. .
, Цехи труб.ной заrотовки. ФИ,тинrи изrОТОВЛЯIОТ в цехах труб
ных заrотовок специальных заводов, оснащенных соответствую
щим оборудованием для производства трубопроводных деталей,
узлов и блоков. Примерная схема орrанизации TaKoro производ
ства показана на рис. 216. "
Кроме с ециальноrо оборудования, цехи трубных заrотовок
должны иметь различную технолоrическую оснастку..
I
rЛАВА 17/
изоляция ТРУБОПРОВОДОВ
\,
, I
а нефтеrвзоперерабатывающих, заВОДах большое количе-
ство высокотемпературных еплоносителей перекачивает-
ся по трубопроводам. ТеП.[Iовая изоляция таких трубопро--
БОДОВ дает значительную экономию топлива. Защита тру-'
бопроводов, по которым переКqчивают низкотемператур-
ные продукты, предохраняет поверхности труб 01 запотевания,
а тепловая изоляция водопроводо предотвращает замерзание
I БОДЫ.
Кроме Toro, изоляция rорячих труб предо'храняет обслужи..
вающий персонал от ожоrов. Трубопроводы, по которым пере..
качивают аrрессивные среды, защищают антикоррозионными
IЮкрытиями.
Основные виды тепловой изоляции
Оберточную (рис. 217) или обволакивающую теплоизоляцию
выполняют' из rибких рулонных материа,пов шнуров, полос,
I
...
\ \ (,
. - _ ::!:. ' -
а
о'
8
_, Рис. 217. Оберточная изоляция:
а асбестовый матрац; б полосы сте.l(лянноrо воло«на;
в асбестовый шнур.
, матрацев и Т. п. Конструкция тепловой .изоляции быстро !vIОНТИ'"
руется' и демонтируется, хорошо выдерживает сотрясения,
21 3ак. 299
313
ВОСПРИНИl'vlает термические расширения, применяется на криво ,
линейных участках трубопроводов и компенсаторов.
Набивная или засыпная изоляция (рис. 218)- отличается тем,
что простр нство ме)кду изолируемой поверхностью и наруж-
ным оrраждением заполняют I
волокнистым или порошкооб-
разным теплоизоляционным'
материалом. Недостатком Ha
бивных изоляций является воз..
можная усадка из<?ляционноrо
материала под влиянием соб..
CTBeHHoro веса, температуры и
вибрации. .
Мастичную И30ЛЯЦИIО (рис. t
219) выполняют из различных
порошкообразных материалов,
разбавляемых на месте мон"
та}1{а водой для получения мастики нужной консистенции. Та- \
кая изоляция трудоемка и поэтому ВhIтесняется более эконо"
мичными конструкциями из
формованных изделий.
Формованные изол цион"
ные конструкции (рис. 2 O)
ИЗI"'ОТОВЛЯIОТ из штучных
u Q
и делии однослоиных и '
J
z
Рис. 218. Изоляция набивная или
засыпная:
1 трубопровод; 2 опорные кольца; 3...... про..
ВОJJочные I(ольца; 4 металлическая сетка,
5 минеральная вата; б штукатурный слоЙ;
7 внешняя отделка.
1 2 '1
: :< ,'::: ': . :::; :
. .
""""'"""":;" '::
J )5
7
ПО fl f1
q.
6
"
б
Рис. 219. Мастичная изоляция:
а трубопроводов: 1.... подмаЗОЧIlЫЙ слой; 2 основной изоляционный слой; 3 каркас из про-
волоки; 4 штукатурка; 5, 6. слой rрунтовки и краски; б аl1паратов;- 1 подмазка; 2--- изо..
ляционный слой; J..... карн:ас; 4 штукатурка; 5, б слой rРУН10Вl\И и краски; 7..... шпильки.
. u
мноrослоиных скорлуп, CerMeHTOB, плит, которые закрепляют ме.
таллическими кольцами или ПОЯСflМИ. Формованными издёЛИЯl\lИ
изолируют как rорячие, так и холодные поверхности. ДОСТОИН-
314
u
ство такои изОляции......... возможность применения индустриаль-
ных MeTOД B монтажа в холодном состоянии, а ее недостатки ...........
' ': r ; '
. th . , - tJ
F
7
ПО I1 Д
'f
2
1
5
б
7
Рис: 220. Изоляци5.1 формованными изделиями:
а трубопроводов: 1 СI(ОРЛУПЫ; 2, 3 I(apI(aCbI; 4 штукатурка; 5, б слоЙ rрунтовки и
краски; б аппаратов: 1, 2, 3 СКОРЛУПЫ; 4 каркас; 5 штукатурка; б СЛОЙ rРУНТОВI(И и
краски; 7 ШИПЫ.
наличие большоrо количества швов и неприrодность для изоля-
ци'и фасонных и криволинейных деталей.
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Термоизоляционные' материалы должны обладать НИ3КИl\f
коэффициентом теплопроводности, 'малым объемным весом, тем-
пературоустойчивостью, достаточноЙ механической прочностыо
и устойчивостыо при вибрациях изолируемоrо объекта, сопро..
тивляемостью а:rмосфеРНЫl\i условиям, безвредностыо для изо
J1ируемоrо объекта, экономичностью.
Для тепловой изоляции примеНЯIОТ материалы на минераль-
ной основе и из орrаническоrо сырья. *
Асбестовые изделия шнур, картон, бумаrа, ткань, изrо-
товляемые на основе асбестовоrо волокна.
Диатомит и диатомовые изделия. Диатомит и трепел это
rорно осадочная порода, С,ветло сероrо цвета с окраской, зави
сящей' от наличия примесей. Асбозурuт ' порошкообразная
смесь молотоrо диатомита или трепела с низко ортным асбестом
(до 150/0). Применяется как в виде rOToBbIx изоляционных из
делий, так и в виде порошка в засыпных конструкциях. Вул..
канит смесь из 60 О/о диатомита, 20 О/о извести и 20 о/о асбеста
(по весу) с автоклавной обработкой. Выпускается в виде плит.
21*'
315
Асбестомаrнезиальны материалы. 'к ним относятся ньювель
и совелит. Ньювель смесь из 850/0 порошка леrкой белой Mar-
незии и 15 О/О распушонноrо асбеста. Обладает высокой rиrро..
скопичностью. Совелuт смесь уrЛ,екислых солей маrния и
кальция с асбестом. выIускаетсяя в' виде плит, ПОрОIllка, скор..
. луп, в отдельных случаях в виде пасты.
Леrкие теплоизоляционные бетоны пенобетон, ячеистый
бетон, армированный пенобетон, жароупорный пенобетон для
тепловой изоляции при температурах дО 700 0 С.
Вспучиваемые материалы. К ним ОТ,носятся вер1\1ИКУЛИТ и'
пеностекло. Вермuкулuт вспученный леrкий, зернистый, сыпу"
чий материал, получаемый из rидратизированной слюды верми-
кулита в процессе обжиrа. Применяется в качестве засыпной
изоляции при температуре до 11000 С, а также в виде плит и
скорлуп. П еностекло (rазостекло) выпускается в виде блоков,
плит.и фасонных изделий для тепловой.изоляции объектqв с
температурой до 3000 С. ,
Керамические теплоизоляционные материалы. Выпускаются'
в виде кирпичей, блоков, скорлуп И cerMeHTOB, бой которых
после измельчения т кже используют -для изоляции.
ТАБЛИЦА 29
Т eXflиtteCKU е показатели не"оmо ры,Х rnеплоиЗОЛЯЦUОflflbl,Х материалов
НаИ\lенование
Кажущаяся
плотность
ка/ .иЗ
, }
Коэффициент
теплопроводности л
КlCал/(.и · ч. z рад)
Предельная
температура
применения
ос
Теплоизоляционные
материалы на
минеральной основе
Асбt:СТОВЫЙ ка f\TOH. .
Асбозурит . . . . .
Совелит-порошок
, Вермикулит . зернистый
П еностекло . . . .
ДиатомоI3ЫЙ кпрпич
Минеральная вата . .
Теплоизоляционные
м атериалы из
орrаническоrо сырья
Имлреrнированные '
пр.оОI(овые плиты . .
ТОРФОИЗ0ляциоцные .
плиты . .
l'vlипора .
Пенопласт'
. . . .
До 1400
До 450
До 500
До 150
200 600 '
500 700
До 100
';
При 00 с до 0,175
При 1000 С до 0,08
При 300 С До 0,08
При 300 С ДО 0,075
При 300 С 0,06 0,12
При 500 С от 0,1 ДО 0,5
При 300 С ""'70,035
. 500
900
500
1100
300
900
600
До 260 При 200 С до 0,05 120
170 275 При 00 С рт 0,05 ДО 70
20 40 0,06
При 200 С 0,04 80
1()0 140 fI ри 200 С 0,04 90
316
Минеральное волокно и изделия, на ero основе.' Сюда OTHO
сятся прежде Bcero различные виды ват. Минеральная вата
u u
рыхлыи материал, состоящии из искусственных тонких стекло
видных волокон, получаемых из расплавов ropHbIX пород или
шлаков. Шлаковая вата вата получаемая из шлаков.
Из друrих материалов на основе минеральноrо волокна ши
роко примеНЯIОТСЯ rранулированн?я вата, войлр!< и маты про
шивные, минераловатные на связке из синтетических смол; CTe
клянное волокно в виде ваты, матов, полос, ткани, сетки.
Теплоизоляционнь е материалы второй rруппы, изrотовляе..
мые из орrаническоrо сырья, применяют обычно в строи'тельных
конструкциях. К таким материалам относятся пробковые плиты,
I древесно волокнистые изделия, торфоизоляционные плиты, ше
велин, камышит, соломит, фибр'олит, плиты из древесных опи
лок и др.
Технические данные некоторых изоляционных материалов
приведены в табл. 29.
РАСЧЕТ ТЕПЛОВОй ИЗОЛЯЦИИ
Процесс теплопередачи" через изолированную rорячую ци
'линдрическую или ПЛОСКУIО стенку может быть разбит на сле
дующие стаДИ 'I: , , ,
. 1) теплообмен между теплоносителем и внутренней поверх
ностью стенки ИЗОJIируемоrо объекта; .
2) передача тепла через стенку, слой изоляции, покровный
слой; .
3) теплообмен между ,поверхностью изоляции 'и воздухом,
окружающим изолируемый объект. При установившемся, ста-
ционарном процессе теплообмена,} тепловой поток (теплоотда..
ча) q от теплоносителя к плоской или ц линдрической стенке
практически может быть определен O фОРМеуле Ньютона:
q == а в ' (t T t CT ) "кал/(м 2 . ч)
(1 )
rде tт температура теплоносителя, ОС;'
t CT температура стенки" ос;
а в коэффициент пропорциональности
теплоотдачи, ккал/м 2 · ч · срад.
Обратная величина .
. 1 t T t СТ ' д
== == Я в м 2 . ч. zpa /""ал
а в q ,
или
коэффициент
называется сопротивлением теплоотдачи от теплоносителя к
плоской стенке.
Формулу (1) обычно прим.еняют при расчете теплоотдачи
через плоские стенки.
317
Для цилин ричсских TCHOK тепловой поток определяют по
уравнению
ql == 'Лdвfl в (t T t cT ) IClCалj(м, Ч)
(2) _ ,
rде d B внутренний диаметр цилиндрической стенки, м;
ql тепловой поток, отнесенныIй к 1 nО2. М. цилиндрической
стенки. Сопротивление теплоотдаче от теплоносителя
к цилиндричrской стенке
1
Rl == .м f ч · zрадj/(ICал
в nd ва в
Коэффициент теплоотдачи ав' ,является функцией ряда фак-
торов и определяется эмпирически.
Передача тепла через изолированную стенку осуществляется
rлавным образом вследствие теплопроводности материалов, со..
ставляющих И30лироваННУIО плоскую стенку. В этом случае
теплопередачу определяют по формуле Фурье:
л ( t t )
q == ИЗ СТ П lС1саЛj(м 2 . ч . zрад) (3)
б из
rде t п теl\'1пература на наружной поверхности- изоляции, ос;
Лиз""';'" коэффициент теплопроводности изоляции, ккал/ (м · tt Х
Х2рад);
и ТОЛIдина изоляционноrо слоя, м.
Для однослойной цилиндрической стенки уравнение тепло-
проводности будет
2nл из (t CT t n ) /( )
ql == ICкал .м. ч
In d из (4)
d H
rде d H наРУ}l{НЫЙ диаметр цилиндрической стеfIКИ (для трубо-
провода наружный диаметр), м; ,
d ) u
ИЗ наружныи диаметр изоляции, м;
Теплообмен между наружной поверхностью изоляции и окру"
ающим воздухом зависит от разности температур поверхности
изоляции t п и окружающеrо воздуха t o и о ределяется по фор-
муле:
q == ан (t п t o ) IC/(ал/(м 2 . ч) (5)
rде ан коэфф-ициент теплоотдачи от поверхности изоляции в
окружаIQЩИЙ воздух ккал/м 2 . ч · 2рад.
Для цилиндрических' объектов тепловой поток будет'
q 1 == 'Jtd из а н (t o t o ) КICал/(.м. ч) (6)
Сопротипление теплоотдаче
1
.Rl == .м. ч · zрад/ккал
н nd lIз а н
318
Коэфф ициент ан для цилиндрических объектов мо}кет быть
)пределен по табл. 30.
ТАБЛИЦА 33
Коэффициенты теплоотдачи ан в ккал/(.м 2 . tf,. zрад)
Объ ект Объект на открытом воздухе
ПрИ скорости в етра, м/се"
ВИД объекта в закрытом
помеще-
нии 5 10 15
Цилиндрический с диа-
метром менее 2 м . . 9 18 25 30
Цилиндрический с диа-
метром более 2 м и
плоская поверхность 10 " 20 30 40
При М е ч а н и е. Если отсутствуют сведения о скорости ветра, принн-
маются данные, соответствующие скорости 10 м/се".
Теплопередача через, ИЗ0лироваННУIО стенку. Определяя пе-
репады температур по формулам (1), (2), (3), ПОЛУЧИf\1
t t q. " t q{)из. f f q
T CT== ' CT п== , П o==
а в I из ан
\
Складывая левые и правые части ФОРl\1УЛ, имеем:
t T 'о == q ( + б из + )
а в Лиз ан
или
' т 'о
q == lClсал/(м 2 · ч)
+ б из +
а в Лиз ан,
(7)
',;,
Эта формула широко применяется для Qпределения тепло..
u u .
вых потерь при однослоинои изоляции плоских стенок.
Температура на поверхности однослойной изоляции плоской
стенки и цилиндрическоrо объекта, с диаметром менее 2 м, мо"
жет быть определена по слеДУIОЩИМ формулам:
R ( 1 б из )
f п == ' т q ( в + Rz ) == ' т q ..........
,из а в !\,аз
(8)
Определение толщины однослойной изоляции при заданной
потере теПJ1\а. ,Для плоской и ЦИЛ,индрическои поверхностей с
диаметром боле 2 .м
\ I ( [т t o 1 )
6мз == Лиз (R ......... R H ) == Лиз ......... .м
q ан
(9)
если
1
Rз ==, == о
а в
rЛАВА t8
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
соответствии с «Правилами устройства и безопасной экс
riлуатации трубопроводов пара и rорячей воды» rOcropTex-
надзора (.1960 r.) все 'стационарные технолоrические трубо-
проводы делят на четыре катеrории, указанные в табл. 31
Трубопр'оводы 1 й' к а т е r о р и и служат для транспор-
тировки оrневзрывоопасных, токсичных, высокоаrрессивных, ra-
зообразных и жидких продуктов, 2 й к а т е r о р и и для сред
т АБ-ЛИЦЛ 31
Kalпezopuи и назначение трубопроводов
(по, правилам r oczo ртехнадзо ра 1950 z.)
Рабочие параметры среды
Катеrория Наименование среды давление избыточное Температура
трубопровода
«r/cM2 ос
,
1 Переrретый лар Независимо Свыше 610 до 66
То же То же » 570 » 61
, . t:1 450 » 57
» » »
i rорячая Свыше 184 Свыше 120
Бода, насы-
щенный пар
2 Переrретый пар До 39 Свыше 350 до 45
rорячая вода, насы.. СВЫПIе 80 до 184 Свыше 120
щенный пар
3 Переrретый лар До 22 Свыше 250 ДО 350
rорячая вода, пасы .. Свыше 16 до 80 Свыше 120
щенный пар
,4 Переrретый и насы- 1 16 Свыше 120 ДО 250
щенный пар, rорячая
вода ' '
..
о
о
о
о
u u
среднеи аrре сивноети и оrнеопасности и для щелочеи,
3 4 й к а т е r о р и й для переrретоrо и насыщенноrо пара,
rорячей БОДЫ с пониж'енными рабочими параметрами.
320
Правила распространяются на стационарные трубопроводы
электростанций, траНСПОР1ирующие водяной пар с давлением
свыше 2 кТ/см 2 или rорячую воду'с температурой свыше 120°С,
за исключением временных трубопроводов со сроком службы
до одноrо rода, трубопроводов l-й катеrории с' наружным диа-
метром менее 51 мм, 3 й катеrории с наружным диаметром ме-
нее 76 мм, сливных, продувочных и выхлопных трубопроводов.
Требования Правил в отношении срдержания трубопроводов
с рабочими параметрами, применяющимися в' нефтеrазовой про-
), u
мышленности, приводя;rся ниже в сокращеннои редакции.
. Трубqпроводы l-й катеrории с диаметром условноrо прохода
более 70 мм, а также трубопроводы 2 й и 3 й катеrорий С диа-'
метром условноrо прохода более 100 Mht до пуска в работу
должны быть зареrистрированы в местных opraHax rосrортехнад"
зора СССР. .
Разрешени на пуск в работу вновь смонтированных трубо-
проводов, подлежащих реrистрации, выдается инженером кон"
тролером rосrортехнадзора' СССР 'или подведомственным ему
opraHoM на основании акта приемки трубопровода владельцем
от монтажной орrани ации. > ,
Результаты освидетельств'ования трубопроводов :fI. разреше-
ние на пуск их записываются в паспорте лицом, производившим
u
освидетеЛЬСТ130вание нару ныи OC OTp и rидравлическое ис-
пытание.
Техническое освидетельств?вание трубопроводов должна
. ПрОВQДИТЬ техническая администрация предприятия' в следую-
щие сроки:
наружный осмотр трубопроводов всех катеrорий не реже
одноrо раза в rод; "
u
наружныи осмотр и rидравлическое испытание не подлежа-
щих реrистрации трубопроводов церед пуском в эксплуатацию
после, монтажа ил ремонта, связанноrо со сваркой стыков, а
rакже при пуске этих трубопровод в после консервации свыше
двух лет. ,
Наружный осмотр трубоп оводов, проложенных открытым
способом или в проходных каналах, можно проводить без сня
тия изоляции. Инженер контролер r (инспектор) при наличии co
мнений в состоянии стенок и сварных швов трубопровода может
потребовать частичноrо или полноrо удаления изоляции.
Вновь смонтированные трубопроводы подверrаются наруж
НОМУ осмотру И rидравлическому испытанию до наложения изо
ляции. ,Наружный осмотр бесшовных труб и их rидравлическое
испытание разрешаIОТСЯ только при наличии изоляции, h сварные
стыки и фланцевые соединения должны быть не ИЗОЛИРQваны и
доступны для осмотра.
rидравлическое испытание трубопроводов можно произво
дить лишь после окончания всех с арочных работ,> включая
321
-у'
термообработку, а также после установки и окончательноrо
закрепления опор и подвесок. Трубопроводы в собранном виде
следует испытывать про,бным давлением, равным 1,25 рабочеrо
давления. СОСУДЫ, ЯВЛЯlощиеся неотъемлемой частью трубопро-
вода, испытывают при том же давлении. При оценке результа-
тов испытания rерметичности затворов, составляющих одно це-
лое с трубопроводом, следует руководствоваться «Нормами rep-
метичности затворов» (rOCT 9544 60),. приведенными в
табл. 32.
ТАБЛИЦА 32
Нормы z,врметиЧll0сти за"l80рО8 (по ТОСТ 9544,......60)
Условный проход арматуры Dy' ..'t.M
I
:т
=
Е-4
Q)
Q..
Q)
и=
t
O
:t:
.Q
(ljE-t
:t:u
О
===
=::!"
====
(ljE-4
(ljE-tQ)
1:(:Z:s
Q) ==
Q..uQ)
U:s:
с
с
с> О О О С
8 lJj lJj о о ,-.j
tt:I u':) <::> ..-4 Ф ..... I
..-4 c't ..... I I I I I
I I I I о
I..C <:':) О О О О
О О С С g о о о о
..... C't. lJj ..... ..... CVJ lJj 00 .....
Преимуществ еlI
ное назначение
про пуск через затвор в см,Э'j.м.UIl (ДJIЯ воды и керосина)
и в д.м. 3 /.мип (для воздуха) не более
1 Вода, Не долу- ........ ..... ..... ..... 1 3 5
керо- скается *
сии,
воз-
дух
....
..
11 Вода, Не долу- ...... ..... 1 2 3 5 8 12
воз- скается *
дух
111 Вода ...... 1 2 3 7 12 20 40 70 Арматура
, на Ру
40 lCr / см
для безоп
ных сред
Арматура
на Ру 200
/(r/CM 2 для
опасных сред
энерrетиче-
ских и ответ-
ственных
установок,
а TaIOKe кон-
цевая арма-
тура для
безопасных
сред
2
ас-
81: Образование на краях уплотнительных поверхностей затвора росы (при испытании
водой или керосином). не прекращающееся в течение испытаний, стекающей в виде капель,
или наличие неотрывающихся пузырьков (при испытании воздухом) дефектом не является.
Методы испытания на rерметичность устанавливаются rосударственнымп стандартами
или ТУ, утвержденными в обычном ПОРЯДI(е.
.>
Пробное давление при rидравлическом испытании трубопро-
водов следует поддерживать в течение 5 мин, после чеrо оно
должно быть снижено до рабочеrо.
При рабочем давлении осмотр трубопровода ,производят ви-
зуально, а обстукивание сварных швов осуществляется молот
КОМ весом не более 1,5' ке.
322
Результаты rидравлическоrо испытания считаIОТСЯ удовле
творительными, если во время испытания не упало давление, а
в сварных швах, трубах, корпусах арматуры и т. п. не обнару-з
жено признаков разрыва, течи и запотевания.
rидравлическое испытание трубопроводов следует проводить
при положительной температуре окружаlощеrо воздуха.
При отрицательной температуре окру)кающеrо воздуха раз
решается заменять rидравлическое испытание "таким же проб
ным пневматическим ,давлением. При пневматическом испыта-
нии обстукивание ТРУ90провода под давлением запреLЦается.
При техническом освидетельствовании. трубопровода инже
нером контролером (инспектором) обязательно присутствие
лица, oTBeTcTBeHHoro за исправное состояние трубопровода. Об
уживание трубопроводов должно П'оручаться лицам, обучен-
ным по проrра lVlе техминимума, знающим схему трубопровода,
прошедшим проверку знаний обслуживаlощеrо персонала.
Ввод трубопровода в работу и уход за ним должен осуще-
ствляться по инструкции, утвержденной руководством пр
приятия.
Трубы, арматура, фланцы, крепежные и друrие материа
для изrотовления, монтажа' и ремонта трубопроводов долж
удовлетворять требованиям Правил rосrортехнадзора, ro
и ТУ.
I Качество применяемых материалов и их характеристики до -
жны быть подтвер)кдены заводом поставщиком соответствую-
щими сертификатами и паспортами. Материалы, не имеющие
паспортов и сертификатов, MorYT применяться только П9сле ис-
пытания их в соответствии с rOCT; ТУ п Правилами rocropTex-
наД& Ри енение для изrотовления трубопроводов алов,
не предусмотренных Правилами, а также, 'отдельных случаях,
материалов при рабочих параметрах, выходящих за пределы,
установленные для них Правилами, должно бы.ть cor ласопано
с rосrортехнаДЗ0РОМ или соответствующими ему орrанами.
Трубы должны быть изrотовлены из стали, выплапленной
мартеновским способом или в электропечах.
(;\ Леrированные стали ДОЛ)l{НЫ поставляться в термообрабо-
танном состоянии.
Применение отливок из уrлеродистой стали при температуре
среды выше 4500 С не ра'зрешается. Для изrотовления орпусов
арматуры, фасонных частей, работающих при температуре сре-
ды выше 4590 С, следу т чрименять жаропрочные стали.
Все полые отливки подлежат обязательному rидравлическо-
му испытанию в соответствии с rOCT 356 59.
Применение" на трубопроводах поковок из уrлеродистой
стали для де1;алей, работаIОЩИХ при температуре среды выше
4500 С, не разрешается. '
323
Поковки из леrированной стали марки 16ХМ допускаIОТСЯ
для деталей, работающих при температуре, не превышающей
5600 С, из стали марки 12ХМ при температуре не более 5400 С,
а из стали 12ХМ не выше 5600 С.
Технические требования к трубопроводам
,
Части трубопроводов можно соединять при помощи сварки
и фланцев. Допускается присоединение воздушников при по-
мощи резьбовых С.Qединений. Радиусы rибки труб, компенсато-
ров, отводов должны быть не менее следующих величин:
при заrибании с предварительной набивкой песком' и Harpe-
вом не менее 3,5 наружных диаметров трубы; ,
_..
для крутоизоrнутых колен, изrотовленных методами rорячеи
протяжки и штамповки не lVIeHee наружноrо :Диаметра трубы.
Установка крутоизоrнутых колен разрешается на трубопро-
водах катеrорий 2, 3, 4.
При устаноцке крутоизоrнутых колен допускается располо-
. жение сварных швов у начала закруrления; сварка таких колен
должна быть без прямоrо участка.
- ' Арматуру следует устанавливать в местах, удобных для об
_ с уж'ивания и ремонта.
. Совместно с трубопроводами 2-й, 3-й и 4-й катеrорий допу- '
скается прокладка друrих трубопроводов (нефтепроводов, В03-
дtхопроводов и т. п.), за исключением трубопроводов с хим.и..)
чески едкими, ядовиты'ми и nerK9 воспламеняющимися летучими
веществами. Совместная прокладка парОПрОБОДОВ l-й катеrории
с продуктопроводами воспрещается.
Компенсация тепловых удлинений трубопровода может ocy
ществляася как за счет самокомпенсации, так и путем установ-
ки комп.саТОРQВ. ,
Допускается применение следующих типов компе"нсаторов:
rHYTbIx IJ -образных, лирообразных и др. из. труб для любых',
давлений и температур среды;
П-образных компенсаторов со с арн.ЫМИ коленами из сек-
торов, а также с крутоизоrнутыми отводами из труб Toro )ке
качества, что и прямые участки (для труБОПРОВОД9В KaTero-
рий 2, 3 и 4);
сальниковых стальных специальной конструкции для избы-'
точных давлений до 16 K /CM2;
линзовых для избыточноrо давления 7 t<r/cM 2 .
Компенсаторы при установке должны быть растянуты на ве-
личину, указаННУlО в проекте.
Противопожарные мероприятия
Причинами возникновения пожаров при эксплуатации трубо-
проводов нефтезаводов MorYT быть: случаЙная искра, попавшая
На промасленные тряпки, стружки или опилки, rорящий OKypOI\
324
u
папиросы, \ неисправность электропроводки, при которои BO
можно короткое заМЬ1кание, Ilевыключенные электроприборы,
небрежное хранение rорючих материалов.
Во избежание ПО)l<ара необходимо осторожно обращаться с
orHeM и выполнять все требования противопожарной охраны. Ky
I рить ра,зрешается только в специально отведенных местах. Все
обтирочные материалы (тряпки, пакля) следует убирать в специ...
альные металлические ЯIlТ ИКИ с крышками. Банки - с маслом',
керосином, бензином хранить в специально отведенном поме...
щении. По окончании работ необходимо тщательно проверять
отключение электрорубильников, электроприборов и осветитель...
ных приборов. ,"
Средствами тушения пожаров являются пожарные краны
с рукавами и стволами, оrнетушители, ящики с песком, лопаты.
Тушение rорячих нефтепродуктов бензина; керосина, неф... .-
ТИ, смазочных масел и Т. п. должно производиться парОБЫМИ
рукавами, пенными оrнетушителями и песком
.
"
" ,
ПРИЛОЖЕНИЯ
J. Ма,рки листовой двухслойной стали
Марка стали-
ЧМТУ *
плакируlOщеrо слоя
OCHoBHoro слоя
3258 52
211 59
390 60
эи 496
1Х 18Н10Т
ЭИ 496
12МХ
Ст, 3; 10
Ст, 3; 15К, -20К
* ЧМТУ Технические условия черной металлурrии.
2. Марки литейТiЫХ сталей
Mapl(a стали
Темп epaT1Ja стенки
Давление (не БОJJее)
"r/cM2
.. о т ........50 д о +400
От ' 40 до +450
От О ДО +450
От О ДО +450
От 40 до +540
От 196 до +500
От 40 до +550
От 196 ДО +600
От 40 до +570
От 40 ДО +510
3. Области примеliенuя цветных меrпаллов
I
15Л, 20Л, 25Л, 30Л; rp. 1
15Л, 20Л, 25Л, ЗОЛ; rp. II
или III
Х17
30 ХМА-Л
18ХМА Л
lХ 18Н9-Л
Х5М-Л
lХ 18fi9T-Л
20ХМФ-Л
20ХМ-Л
Материал
50
Не оrраничено
т О }I{ е
»
»
»
»
»
»
»
Область применения
lVlедь
Свинец
Олово
ЦИНI\
Алюминий
Уплотнительные кольца, sаrЛУШКИ t
трубки маслопроводов, маслоот-
стойников, детали контрольно-из"
мерительных прибор,ов, (КИП))
Состапная часть баббитов, леrких
припоев; материал для прокладок
и деталей КИП
CocTaBHai часть баббитов, припоев
материал для лужсния И пайки
Защитные ПОКРqIТИЯ, травление кис'"
лот при пайке и лу)кении; детали
киrI
rофрированные прокладки для флаII
\ цевых соединениЙ; детали насосов
326
4. 'Условия и области при.менеllUЯ прокладок
8 разземН,ых соединениях
Предельное
рабочее дa Предельная
Среда вление Р раб, температура Прокладка
(не более) ос
/cFjcM 2
Нефть сырая и нефте.. 10 40 Картон бумажный про-
продукты, некоррози" масленный
онно-аrрессивные ма- J 50 450 Паронит (по
ела rOCT 481 58
100 300 rофрированные алюм и-
ниевые проклаДI{И с
\ асбестовой набивкой
64 400 550 Кольцевые ПРQклад{<и
'-..
.. ова ьноrо.сечения из
, стали ОХ18Н9 или
X181-19T
fазы и пары коррози-
онно-аrрессивные (cep
нистый rаз и т. п.)
6
25
150
300
300
450
64 400
550
Воздух и нейтральные
I'азы
3
100
30
300
64......400
550
Пар водяной (насыIен--
,. ный И переrретый)
4
150
50
64 400
450
550
Картон асбестовьiй АС
(по rOCT 2H50 58))
П,qронит (по
''''ОСТ 48 1 58)
rофрированные про-
кладки из стали
OX181-I9 или Х18Н9 с
асбестовой нuбивкой
Кольцевые прокладки
овальноrо сечения из
стали. ОХ 18Н9 или
Х18Н9Т
Резина
. r rофРИРОВRнные про-
кладки алюминиевые
с асбестовой nабив-
КОЙ
Кольцевые прокладки
овальноrо сечения И3
стали ОХ18Н9 иди
X18H9T
Картон асбестовый АС
(по rOCT 2850 5 ) ,
проrрафиченный
Паронит (по
rOCT' 481 58)
Кольцевые прокладки
OnaJIbHOrO rечення НЗ
стали ОХ18Н9 или
Х18Н9Т
327
п родо.ltженuе
Среда
Предельное
рабочее да-
вление Р раб.
(не более)
Kr/CM 2
Предельная
температура
ос
Прокладка
Серная кислота'концен-
трацией до 40 О/О
3
i 6
6
'65
50
, 100
Растворы щелочей и 1,5 400
аммиака .
40 300
64------АОО 550
'"
Резина
Свинец марки, С2 (по
rOCT 3778 5б)\
l(apToH асбестовый кис..
лотоупорный
Картон асбеСТОВ IЙ про-
rрафиченный (для
щелочей):
Паронит (по
rOCT 481 58)
Кольцевые 'прокладки
овальноrо сечения из
железа типа Арм ко
5. Условия nрименения и материалы набиво" в уплотненuях
,/
Предельное
рабоч -е да-
вление Р раб,
Kr/cM2
Предельная
рабочая
темпеRатура
ос
Среда
Набивка
Вода, нейтральные рас- 3 60 Пеньковая просаленная
ТБОрЫ солей 10 150 ,/ Асбестовая просален-
ная
40 60 Пеньковая просаленная
или прорезиненная
(ш'нуры, сплит)
Вода переrретая и на- , 12 180 Тальковая просаленнзя
сыщенный пар rрафитированная
Переrретый пар 25 300 Асбестовая просален-
ная
45 400 Асбестовая просален-
ная и rрафитирован--
ная, армированная
медной проволокой
rазы 11 инертные пары 30 60 Хлопчатобумажная про-
саленная или пенько"
вая просаленная
25 300 , Металлическая
328
п родолжеfluе
Среда
Предельное
рабочее да-
вление Р раб,
KrjCM 2
Предельная
рабочая
темпеQатура
ос
Набивка
I'азы ,И окисляющие па-
ры
6
25
60
300
25
400
Асбестовая, пропитан-
ная полихлорвинилом
Асбестовая сухая и про-
саленная, пропитан-
.. ная rрафИТQМ
Асбестовая сухая, про-
питанная >IСИДКИМ
стеклом,
I '--
, 6 40
Леrкие нефтепродукты Хлопчатобумажная су-
хая и пеньковая су-
хая, пропитанные рас-
твором состава: мыло
ядровое 60 в. ч., rли..
цеРИII технический
I 40 в. ч.
.
Тяжелые нефтепродук- б 40 Хлопча тобума}I{ная и
ты \ пеньковая просалеп-
ная
40 120 Асбестовая просален -
ная, армированная
.. медной поволокой
Масла, уrлеводороды
25
15
150
250
6
85
Концентрированные ми-
неральные кислоты и
сильноокисляющие
растворы солей
6
40
6
60
6
150
" Рпстворы щелочей (ед-
кий натр, едкий ка-
, лий, аммиак и дp.'
..... '
6
40 .
6
6
25
60
60
300
22 3ак, 29Э
р
Асбестовая сухая, про-
питанная rрафитом
еталлическая (свин..
цовая оболочка с ас..
бестом или rрафитом))
Пепьковая сухая (для
'- маGел)':
Асбестовая кислото-
стойкая, парафиниро-
ванная
Асбестовая кислото-
стойкая, пропитанная
полихлорвинилом
Асбестовая кислото-
стойкая, пропитанная
rрафитом, стеклянная
Хлопчатобумажная и
пеньковая сухие и
просаленные
rlрорезиненная (шнур,
сплит)
Асбестовая, пропитан-
ная полихлорвинилом
1v1еталлическая с асбе-,
стовым сердечником
32
с
Q:)
с
с
N
Q:)
(;,,)
t6
с
\с
C
tc:>
ob
с
5
i30
""
ф
:J
О
\о
Q..
fOI
c';j
tt:
:S:
t::(
""
(\)
(J
(J
CI:S
:;;
11 IlИ1
се
О
f-I
c';j
Q..
C';j,
t:=
t:=
CI:S
c';j
::r:
:S:
1=::(
1 1IИ1
ф
,
:.13
f-I
:S:
c:l4
c';j
\о
CI:S
н UIO Iqg
11 1IИ1
CI:S
::r:
:S:
1=::(
1 1IИ.L
н UIO Iqg
W..W
'Ud nA.Lm Аа 'ltoxod1l IjIqHgOIr A
(:l,
S
:S:
C';jtt:...
:S:I'={
t::{
(J ..:s: \о '
oC';j(:J..
mt:=04
(:l, o..C'I" f-I
Q) Q)=
caCl:S ==
o==ca:s:
t::
(u A1IdO>l) 'la
(И>I SOIrOJ
1} 'mOIUSUIr1l) 'а
g
Id
9
d
u 'U>lhA1I >lоgлd.t ОIr Иh
tW:J/J"
J:.. d онsоrt л инаrtSU'IТ
На
U A1IdO>l d.t wuюt IqНЖАduн
I '
<::> <::>
<::> о
c'v:) ,.....
,.....
<::> <::>
о о
00 ,.....
1Jj
uj
00
\.f:)
N
00
\.f:)
uj
00
с.о
uj
N
00
Ф
00
t'---
t'---
с
<::>
,.....
ф
\.f:)
t'---
t'---
'"
00
N
ф
\.f:)
с>
N
ф
,.....
00
\.f:)
ф
00
uj
t'---
00
00
t'---
t'---
uj
ф
00
tO
\.f:)
t'---
00
t.O
с>
О
<::>
о
CD
<::>
t'---
00
\.f:)
uj
00
<::> с
t'--- t-..
00 00
ф tO
I
\.f:) \.f:)
11':) tO
00 00
CD CD
ф
00
00
с
\.f:)
...-4
с
00
uj
ф
tr:)
c'f:)
с
t--
ф \.f:)
...-4 N
Q')
N
LQ
<::> <::>
\.f:) <=>
tO uj
N
с с
11':) о
00 о
t:'j LQ
с
t'---
00
c'tj
\
tO
00
о>
00
00
<::>
00
о>
с
tr;)
о>
<::>
о>
о>
с
,.....
о>
ф
<::>
tr;)
о>
tO
с
о>
о')
с
\.f:)
с
ф
N
\.f:)
с
ttj
с
с
00
с>
N
\.tЪ
N
<::>
с'1:)
с.р
с:>
о
с
с>
tr;)
LQ
<::>
о
о>
c'v:)
с
с
Q')
с
00
<=>
,.....
с
о
о>
с.о
с>
О
Q')
со
с
00
<::>
,.....
с
\.f:)
<::>
00
<::>
с'1:)
со
ф
ф
N
,.....
с
00
с.о
с
,
d
.
t:::
c';j
\о
о..
fOI
са
Q)
:S:
::r:
Q)
се
c';j
t::{
Q)
О
tt:
са
О
и
I
Q)
r::
Q)
Е-с
c';j
::r:
<t)
c';j
==
(1)
са
I
>.
<u
:S:
::r:
c';j
(1)
::s
:s:
Q..
t::
7 XapaKтepиcпtи1ta lпеплообменников типа «пzруба в трубе»
Шифр теплообмеННИI(а
Показатели
ТТ7---1 ТТ7---2 I ТТ7---З I TTP7 1 I TTP7 2 I ТТР7---З
Количество секций 1 2 3 1 2 3
«труба в трубе»
Поверхность Harpe,Ba, 15
отнесенная к паруж:- I
НОМУ диаметру вну- .
тренней трубы, м 2
2
30
45
с ребрами
7
2
15 30 45
КОНСТРУКЦИЯ внутрен-
них труб секций
Число труб одноrо хода '
секции
Число ходов в секции
Без ребер
7
8. Характеристика подоzревателей с паровым пространство м
(по нормали Н 422 БО)
Основные размеры Основные характери-
. I(орпуса, ,М,М стики ПУЧl(а
.
,р в нут- I I ру
, Условное об.означени е у
"r/cM2 ренний "rjcM 2 колич е- исло общая
Диа- высота поверх
метр длина Н СТВО труб ностъ
D B ,пучков В пучк е м 2
ПП 1400 50 16 16 1400 7090 2036 16 1 120 50
16
ПП -1400 50 25 25 1400 8080 2052 40 1 120 50
40-
пrI 1400 70 16 16 1400 8000 2036 25 1 144 70
25
16 16 1600 8070 2240 25 1 208 100
ПП 1600 100 25
, 16 16 2000 8370 2648 25 2 144 140
ПП 2000 140 25
8 8 2400 8550 3032 25 2 208 200
ПП 2400 200 25
8 8 2400 8540 3032 16 2 280 260
ПП 2400 260 16
22*
331
\ 9. Хара!(теристи!(а секционных пОZРУЖНblХ !(онденсаторое-
холодиЛЬНЦКО8
р раб.
"rjc},(,2
Максимальная
температура
ос
Диаметр
трубок d
},(,},(,
Поверхность
охдажд ения F
},(,2
Секции с разрезной решеткой
10
18
200
300
38 Х3
103
Секции с неразрезной решеткой
3
200
25 Х 2,5 .
113
10. Сравнительная xapa1tmepиcmи!(a пОZРУЖНblХ и воздушных
!(онденсато ров длл установо!( те р.мичес1СОZО !( pe!(иHZa
Конденсаторы
Локазатели
\ .
поrружной
воздушный
'"
Теплопроизводитель-
ность, ккал/ч , , ,
4 000 000
4 000 000
Поверхность (по rлад-
) б ) " 2 '
КИ тру ам".м . ,
Занимаемая nлоща ь, 'м 2
Масса, Ка
. . . . .
400
31,3
31 200
400
16,4
13 000
Масса на единицу по-
верхности, ка/ м,2
Потребная мощность, квт
78
50
68 *
20**
* На оборотное водоснабжение. ,
** На привод в еНТИJlятора.
332
со
'0
:5
.а
.
:а
о
s
t.,)
(
.,
.
......
......
C!:I
tJC!:I
tJ C::Ц::f
C":IC!:I:s:
>.=
t,::cae--
CtI С::Ц u
gd)d)
\о t:;:
о :S:
ca
:S:O>.
S
О
0t:: 0
I
d) са
:rCC
:s:ca tJ
е:::е--!'::
оио
t::
I
С
'"'
C':S
o:r
uоз
:Q(I'),",
:>.
\о
о
CtI
саси
:S:U
.QI:; \
r::(CtlO
S:X::t::
oC!:l
1:;1:;.
t:: CtI.....
('d
:X::
(1')
0:S: c':s
:Qe--u
:I:d)
O
>,:S:=
P. O
CtlQ),",
:r: I::,.!..
о..
f-4C':S
d)S
:S:
C':S==
=1=:{
t:t
I
.Q I
(
Q)
=I!
::!!
c':s
,
C':SC':S
>.
p.t:Q
C':So..
;:;:
с!)
t
t-... C"I ,....4 ф
C'I. \f':) t-... C"I C"I Ф
00 ф
tC 00 С t-... С о') t--- (
,..-.1 ...-4 ,..-.1 C"I tC 00
. с
I 00
I I I
,
\
tC с-'> с.с> t'-- 00 00 00
. .....
с с с> С ф С с> С
' t--- с>
tC 00 00 CD
tC с.о с.о " 00 о')
00 ,..-.1 ,..-.1 ,..-.1
I 1""'1 ,..-.1
/ .
С C"J с.о CD t-... ..
C'I':) C"I C"I C'I':) С tC ,..-.1
C"J" ,..-.1 d d ' 0')" ro" C"I" tC" С
C"J. tC tC 00 ,..-.1 00 00 1""'1
,....с ,....с
.
с.о tO 1.(.) 1.(.) ф
t"--... о') ,..... ,..... tC t"-- о') 00 0')..
с.о с" и-S 1.(.)" ... t"--" ... 0')" ,..-.1
,..... ro cv',) t-...
, .
.
\
С С, С С С С С С С
о') 00 00 00 00 с
ro ' t-... С С t-... е. cv',) ,..... с>
1.(.) с.о 00 00 с tC о') cv',)
,..... r--OI ,.....
..
cv',) с 1.(.) t--- 1.(.) tC С.
,..... ("1:) 00 .Ю ,.....
,..... t--- О ,..... ro 00
cv',)
. . . . . . . .
. . . \ I . . . . .
. . . ' . . . о .
f"""4 C'.'I с"1':) tC tO о')
с с с с> с с> 00 с>
. . . . . . с. с. с. с.
8 89 c 89 eC':l oC'l oC'l oC'l оC"l
09 09 09 09 09 09
,..-.It"-- C"It--- ro t-... t-... t---t-... ,..-.1 t-... C'lt-... rot--- LQt-...
, . I . . I . . . i .
U U U U :Z;' U U U
CQ CQ CQ CQ CQ \
cl.
р..
cl..
cl.
cl.
=
о
::с=
d)
о
о..
t::
>d
=а
=
о
1::
:s:
fof
('d
04
си
:s
о
==
:Q
::r::
CI)
?1
Q
:;.::
CQ
Q
04
:s:
;:t1
t::
Q)
::s:
:I:
::r'
си
::s
:S:'
t::=
333
со
с
ft:)
с
со
С
;:
с
'о
i:::
Е:
'->
с::3
.о
ft:)
с
'->
i:::
с
'о
Е:
:ё$
с
'8
",=>
,
<:ot6
с'=>
t-......
со С
t&
с
334
u
о
i
I::t
Q)
о..
(,)
Q)
о..
(-4
о..
Q)
t::
::s
ф
,(-4
:s:
с:ц
t::
Q)
:s:
S
о
\о
:s:
::t:
..
C'I
\с)
о..
.........
Q)
::s::
р'
о
\о
pof
о::
::s;:
:I:
Q)
I
Q) I
\OC!)
::s::o::s
::t: C:Ц:I:
t::
I I
Q) Q)
c::::s::o....
:I:5
1:::{
)
::s::
t:;:
C'i:I
(-4
(,)
со;!
С:Ц
C'i:I
о
о
<с>
1 I
tr.>
l'
tr.>
1 1
о
tr.>
tr.>
I I
tr.>
C'I
tr.>
1 1
8
tr.>
1 I
tr.>
,...,.
1 I
о
tr.>
.
" 1
tr.>
C'I
tQ
ст; ..
о
о
oo о')
.. .. .. "
0')"
у"""'4
с
"
c'i'
00
C-r:J"
"
о
tr.>
(;'Ij
<:'!
u-s tQ LQ"
о
о
(;'Ij
ф"фф
tQ tQ tQ" u-s
о
tC
C'I
tQ 00 00 00"
tQ" u-s tQ" tQ
о
о
C'I
о
I::t
фф ф ф
о')
ф
· ':::::: ·
. .
· '0& .::s:: ·
. . .
tQ
t::; , >< ' 1 о')
'
::s:: .... ::r: у"""'4
oooo><
311:)11':)><;<,-..4
:><><
00..
,.....4
I 1
c'f
1 1
с
1 1
CfS
1 1
00
Cf'S
I 1
,
1 1
ф
..
" I
oo
LQ "
11':)
..
11':)
ф
CrS
ф
"
00 00 "
ф 00
ф
00" 00 00"
C'tcY:>
00 0')" 0')" а)
C't
0')" ci 0')" 0')"
се с с
,...-4 у"""'4 ,...-4 у"""'4
11':)
у"""'4
с
Т"""'I
· ':::::: ·
. .
. . .:S: .
. . .
1'-'4 tQ
'>< · 10')
' s;з
. ... ::r:Y"""'4
oooo><
311':)11':)><;<У"""'4
:><><
с
I 1
с
I 1
с
LQ
I I
ф
LQ
1 1
ф
I 1
<::>
"' 1
Ф..
'
о')
..
00
о') ,-..4"
у"""'4
11:)
<::> C't"'
,.....4 у"""'4
00
c't Cf':J"
,.....4 1"'""4
Q')
cv:> "
1"'""4
tQ
11:)tr5'
У"""'41"'""4
ф
1"'""41"""4
с
cv:>
11:)"
C'\I
с
ci
c't
О
у"""'4
00"
1"'""4
,.....4
11':) 1"'""4
" CrS
1"'""4 ,-..4
00 Q')
cv:>"
1"'""4 1"'""4
Q') CJ>
.. "
у"""'4 1"'""4
tQ tQ
u-s LQ
у"""'4 1"'""4
с.о с.о
,..... 1"'""4
со
,....с
· ':::::: ·
. .
· ' ':s::. ·
· 'CCI .
tQ f--I
r::: ' >< . 1 CJ)
11':) . f--I :r::
' v ф
::s:: ...CQ::r:
00'
..
I I
с6
1 1
с
00"
cv:>
ф
1 1
с
CJ> "
cv:>
00
I I
1"'""4
с"
1"'""4
,<:,!
1"'""4
у"""'4
I I
C't"
1"'""4
1"'""4
1 I
у"""'4
у"""'4
,.....
1"'""41
,.....
ф
1"'""4
ф
"
1"'""4
C')
,..... 1"'""4
Q')
,.....
фо <::>
1"'""4
00C't C'\I
1"""'IC'\I C'\I C'\I
ocv:> cv:>
c't C'\I ,
C'\I C'\I C'\I
tQ11:) tQ 11:)
C'\IC'\I C'\I C'\I
00
cv:>
11:)
C'\I
, ':::::: ·
. .
. '& ,:::::: ,
. .CQ .'
tQ f--t
'Х: .' Q')
. '& ф :r::
:s:: '. .. со ::r:
oooo:><
311':)11':):><;<1"'""4
C'\I><>< ,.....
J
I
't
'!
"
<::>
о
1"""'1
1ft' 4(1
,
............""',
,
"
11:)
c'i
1"'""4
........... е
1"'""4
,i;' '
..........
.
I
ф
у"""'4
,,'
''!!
"1'
00
1"'""4
,,
IJ
1')
.............'
, \\
Q')
1"""'1
\ ,
<::>
C'\I
1$
,
4
\ ' -1,
,
I
'':'"
,t. .!I
'::'
..........
t I
I I
,
I 1.
I 1
с'1
,..... с'1
I I
00 Lf:)
1"""'1 с'1
I I
с'1 . 00
00
,.....
ф
O')
с'1
ф
с'.1
00 ,..... ,.-..1
С'.1. cv:> cv:> c't":)
e 1.1':)
C't':)cv:> cv':) cv:>
CV':)t---. t---. t---.
.CV:> cv';)
cv:>
се с с
с:>
ф
с
· ':s::'
. ,
.. ,:S::,
. . .
\.l.) t:;:
.>< · 10')
' -e-5;:r:
= .... :r:
<\ 00 00 ><
\.l.)1.1':) ><1'""i
",><>< .,.....
"
1"""'1
, 1
ф
1"""'1
I I
с>
с'.1
J I
I I
I 1
[: I
с>
cv:>
!
t---.t--.
с.о
,.....
,..... ф
с'1
о') с
с'.1
ф 1.1':)
с'(,)
,.-..1
C с с'.1
1.1':) lf'.) lf'.)
t'--1.1':) lf'.) CD
\1'J lf'.) lf'.)
о')
1.1':) lf'.)
Q')
C'Ij
с') с'1
lf'.) Ф
ФФ
· ':s::'
Q') ф
lf'.) v:>
с\1
Ф
;1;
ф
о')
ф
. '&':S::'
. . .
1.1':) t:;:
'>< '10')
· -e-s:r:
. :s:: . "се:С:
OOOO><
3 \.l.) ><,.....
>< r-'1
о')
,.....4
I ,
ф
с'1
I I
с'1
cv:>
1.1':)' с
с'1
I J
I I
cv:> Ф
cv:> u':)
( J
u".)
ф
I I
ф с
LQ t-:-
00
I
с
lf'.)
OO
LQ t--. ' t---.
OO 00 с'1
Фt---. t--. 00
CV':)ф ф t---.
OO 00 00
с'1 c't':) c't':) cv:>
000) Q') Q')
с'1
Ф
C'1t---.
OJOJ
t---.
Ф
СС с е
ос о о
,..... ,..... ,..... ,.....
с
lf'.)
,.....
е
с
,.....
· ':s::'
, .
. '&':S::'
· ffi · t:;:
t:;: · ::< ' 1 о')
· .e-s:r::
:s:: . ,, x:
OOOO:><
3\.l.)\.l.) ><,.....
:><1>< ,.....
с
cv:>
, ,
о
I I
I I
, ,
I I
I ,
Ф
t---.
I
с'1
00
МОб
о') ,.....
,.....
с>
м с
t() Ф
с'1 ,.....
t--. С
,.....
с с'1
о') ,.-..1
,.-..1
N
С
00
,.-..1
,.....
"
, N с'1
CN N c't':)
,.-..1 1"""'1 ,.....
t---.oc ос о')
,...-4CV':) C'I':) cv:>
,..... ,..... ,.....! ,.....
,..... ф
CV:>
,.....! ,.....
t---.
о')
t---. tt:)
Ю
,.....
о') о')
,..... \
tr\
lf'.)
,.....
се е е
фф ф ф
,...-4 ,.....! ,...-4
\
.
с
N
с
ф
,...-4
, '::s:: '
, '.е- '::s:: ·
, 'ffi .t::
t:;: · :>< · I о')
' .е-Ь;х:
::s:: ,.,, ::r::
OOOO::<
11:)11:):><><"""
><>< ,.....
00
.r I
ф
I ,
с
00
I I
I J
I I
I I
,.....
с'1
1
,...-4
СоС
N
,.....
tr:Hfj
OO
,..... ,.....
lf'.)
t---.
с
о
cv:>
с.о
t()
N
,.....
C'I':) <:>
00
,.....
N ос
....--1 t()
....--1
с>
t---.
....--1 ....-i
с>
ф
,.....!
с
ф
....--1
lf'.)
00
,.....!
t---.
Q')
,.....
C>tr.I V':) tt:)
ФOJ Q') С
,..... ,.....! ,.....
C'1lf'.) 1.f:) 00
00,......
,..... N
\..(j C'I':)
с> C'I':)
tt":)
t()
cv:>
C'I':)
cv:>
cv';)
с'.1
с'1
с'1
со с> С
Lf:) tr::I tt:) \.l.)
C'\I
с
1.1':)
cv:>
с
lf'.)
C'\I
, '::s:: '
..&.:::;:: .
. ; .
11:) t:;:
.>< ' 1 Q')
' .e-Ь;:J:
:S:: '. "се :r:
OOOO><
lf'.)1.1':)>< """
C'\I><><
335
/9. Трубы стальные бесшовные zоряче«атаные. Сортамент и
ОС1l0вные технuческие требования по ТОСТ 8731........61 и 8732........(jl)
Наруж
ный
диа-
метр
мм
Толщина Наружный .. Толщина Наружный Толщина Наружный Толщина
стенки диаметр стенки диаметр ст енки диаметр стенки
мм мм .мм мм мм мм м"к
25 2.5 8 76 3 19 140 3'5.......36 219 6 50
32 2,5 8
.38 2,5 8 89 3,5 24 146 4,5 36 273 6',5 50
42 2'5.......1 О 102 3,5 24 152 , 4.5 36} 325 7'5.......75 '
48 2,5 10 108 4 28 159 4,5 36
57 3 13 114 4.......28 168 5 45 377 9......75
60 3....:...14 127 4.......30 426 9.......75
133 4.......32
При м е ч а н и я:
1. ,Трубы, работающие под давлением, должны выдерживать давление, оп.ределяемое
по формуле
,р == 200sR Kr/cM2
Dn
rде I S минимальная толщина стенки (без минусовоrо допуска); .мм;
R допускаемое напряжение, равное 40 % от предела текучес'rи при разрыв е, IlrjMM2 j
D B внутренний диаметр трубы, мм. '
_ 2. Марки стали, из которых изrотовляются трубы Ст. 2; Ст. 3; 4; 5; 6 с предеJ10М проч-
ности при р зрыве соответственно (Kr/j(,M ) 34; 40; 42; 50; 60.
14. 'Механичес«ие свойства эле«тросварных - труб
(по rOCT 1753.......53)
Трубы мяrкие. М Трубы полутвердые П Трубы твердые Т
....., "
Марка предел предел предел
стали удлинение удлинение удлинение
прочности 10, % пр6ЧНОСТИ 10, % прочности 10, %
KF/ мм,2 Kr/MM2 "r/MM 2 I
Не менее
08 и 10 32 20 38 12' 40 5
15 36 18 41 10 45 4
20 40 17 45 8 -50 I 3'-
Ст.2 34 20 36 12 ...... .......
Ст.3 38 18 40 10 ...... .......
..
4 42 17 44 8 ....... .....
'.
336
::::S
с::$
Е:
;е
с::з
со
О
\
.
N
:5
\с::)
Е:-
со
с::з
(,,)
о
(,,)
)
.......
с\1
q&)' ..
с> .. О
.... I I I 1° J
[-4
UO
"",--,1=:( tQ
. \.с
;:$ tQ tQ I 1 I
I с'о1 с'о1
U ё ё
tC tt:) tt:) tt:)
('1':) ('1':)
о о с> о с> с>
<:) d с <:5 d ё
,
с> tC
CI) " ('1':) ('1':) ('1':) 8 ('1':) с'о1
o о о ф о
.. с с 6 с о"
о
00
I Q I I I I
:> l
, 6 "-
! .,
а: I I I I I
6
tQ
tD" .
,О I I I I I I
:s \.с.
"'
I 6
о <::> о о, cj)
"" ф ф ф I J ,..-4
u J J J I
t--
,..-4 ,..-4 ,..-4
tt:) tC ,..-4 ,..-4 ,..-4
.... d l' с) ,..-4 ,..-4 ,..-4
z I J I
\!j cj) о')
11':) ф, ф. ,q о.. 00
с 66 6 ,..-4 6
CI)
v/ VJ
tQ "'" tQ tQ.. tQ.. с\!.
с5 d 6
....-4 ,..-4 ,..-4
\11 v/ v; v/ v; v/
tQ tt:) tt:) с'о1
,..-4 ....-4 ,..-4 ....-4
U 6 d 6 c:i d 6
v/ v/ V/, v/ v/ \!j
tQ tC tt:) о} cj) cj)
.. с'о1 с'о1 с'о1 ....-4 ....-4 ,..-4
('1':) "'" с'о1 '1 :r
I J J J I
tD tD
t.C> tD t.C>
r
. . . . . .
:s: . . . . . .
CQ
t';S
f-4
U
О
U
,
:s:
u
:s:
:s:
c1.t
f-4
\Q
:S
t';S
iS:e...
t:t
8=;
е...
CJ fo-t о
C'i:I cj) cj) 1"""4
:r: ::r:: :r::
Q. 0&
ос> 00 00
:;: C:Q 1"""4 ,..-4 1""'1
tQ LQ tt:) ><: >< >с:
>< >< >< 1""'1
ЛИТЕРАТУРА
к о н с т а н т и н о в А. Н., С а м с о н о в Н. А., В ей Ц м а It М. А., И в а..
н е Ц К. Я., Аппараты и оборудование нефтеперерабатываюuJ.ИХ заводов,
fостоптехиздат, 1960. ./
Л е й б о А. Н., Х е с и н Э. Б., Ч е р н я к Я. С., Справочник механика нефте..
перерабатывающеrо завода, rостоптехиздат; 1963.
Ч е р н я к Я. С., Б о ч е н о в Е. И., Ремонт оборудования нефтеrазоперера..
батывающих' заводов, rостоптехиздат, 1960.
Д о в ж у к r. Т., и в а н е Ц К. Я., А н а с т а с ь и н В. Ф., Оборудование
нефтеrазоперерабатываIОЩИХ заводов, rостоптехиздат, 1962.
'3 и л ь б е р б е р r А. Л. и Фре й Д л и н М. Л., Изrотовление и монтаж тех.
нолоrических трубопроводов, rостоптехиздат, 1959.
Ф Р о л о в В. Н., Л а т н и к о в, Ю. С., Заводское изrотовление приваренных
фитинrов, rостоптехиздат, 1956
ч е р н и к и н В. И., Сооружение и эксплуатация нефтебаз, rостоптехиздат,
, 1958.
Х и ж н я к о в С. В., Практические расчеты тепловой изоляции, rосэнерrо..
издат, 1959.
С к о б л о А. И., Т р е r у б о в а И. А., Е r о р о в Н. Н., Процессы и аппараты
нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, rOCTOI1-
техиздат, 1962.
А д е л ь с о н С. В., Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии,
rостоптехиздат, 1963.
Правила безопасности при эксплуатации нефтеrазоперерабатывающих заво-
ДОВ J rостоптехиздат, 1956!
.
ПРЕДМЕТНЫй УКАЗАТЕЛЬ
Алюминий 15, 16
. Антихлор 15
Аппараты
воздействующие усилия 37 сл.
вспомоrательные 1 О
наrревательные orHeBoro действия
9
овальность 50
опоры 33 ел., 85 сл.
опрокидывание 55, 56
основные материалы для изrото-
вления 1 () сл.
........ фракционирующие см. Ректи
фикационные колонны ,
элементы 25 сл.
проверка на резонанс 59, 60
расчет см. Расчет
теплообменные ем. Теплообменники
толстостенные 41, 44 сл., 49
тонкостенные 41, 47 сл.
.. укрепление вырезов 83, 84
Арматура трубопроводов
давления условные, пробные и ра-
бочие 334, 335
запорная неуправляемая 298 сл.
управляемая 288 сл.
из пластмасс 302, 303
. Асбозур ит 315
Асфальтобитумные лаки 23
Атмосферная колонна 130
Бакелитовые лаки 23
Барботер 231, 232
Барометрические конденсаторы
170 . I
Биметаллы 14 /
Блок реакторный, катализатор
порошкообразный 256 ел.
шариковый 259 ел., 264, 265
Болты (шпильки) 274
двойников 192
расчет 78 ел.
169,
Болты (шпильки)
фундаментные 88
Вакуумная колонна 131
Вакуум-фильтры 236 сл.
Ванадий 12, 13
Вата 317
Вентили
запорные 293 сл., 302
с шаровым затвором 305
Вермикулит 316
Винипласт 21
Водоспускной кран 111, 113
Воздухоподоrреватели 205 сл.
Волнистые компенсаторы 277, 278
Вольфрам 12, 13
Выпуклые днища 26 ел., 61 ел.
rарнитура трубчатых печей 196 сл.
r ухие днища 62
rиутые (П-образные) компенсаторы
276, 284
rорелки rазовые 203, 205,' 206
rоршки конденсационные 303, 304
rрафИТQпласт АТМ-l 22
Давление (я)
для арматуры трубопроводов 334,
335
критическое 50 сл.
смятия прокладки 80, 81
Двойники 191 сл., 307 сл.
Деформация корпусов аппаратов 50
Диатомит 315
ДиафраrМОВ Iе смесители 230, 231
Днища
"'выпуклые 26 СЛ., 61 сл.
r лухие 62 ;
конические 26, 64 сл.
плоские 26, 67 сл.
располо>кение отверстий 63
расчет 61 сл.
1.... ... ез..ервуароВ прямоуrольных 1811
182
ЗЭ9
Днища
укрепление 62, 72, 73
Допускаемые напряжения 39, 40
Дыхате.пьный клапан 107, 109, 110,
127
!
Емкости (приемники) 10, 100, 101
Жаростойкий лак rФ 9 23
Задвижки запорные 288 сл.
3амерный люк 106, 108
Змеевик трубный 190, 191
Изоляция трубрпроводов 313 сл.
Инжекторные смесители 231
Каплевидные (сфероидальные) резер
вуары 104, '105
Каркас трубчатых печей 189, 190
I(ислоты орrанические как' аrреесив-
ная среда 20
Кладка трубчатых печей 210, 211
I<лапан (ы)
дыхательный 107, 109,. 110, 127
обратные 299
предохранительные 110, 300 ел.
редукционные и р rулирующие 295,
296
1(6жухотрубные теПJIообмеJIНИКИ
152 СЛ., 176 сл.
I(олпачковые тарелки 130 сл., 141 сл.
1(0льца жесткости 52 СЛ., 86
Компенсаторы 275 сл.
изrотовление 312
расчет 281 сл.
I(онденсатоотводчики 303 сл.
Конденсаторы
барометрические 169, 170
воздушноrо охлаждения 170, 171
Конденсаторы холодилрники 165 ел.,
180, 18], 183, 332
Конические днища 26, 64 сл.
I(оробовые ДНИlца 27
Коррозия ,
металлов 18 сл.
резервуаров 127, 128
Коэффициент (ы) -
заделки и З8крепления'68 сл.
перенапряжения 61 сл., 66, 67
пульсации CKOpocTHoro напора 57
теплоотдачи через изрлированную
стенку 317 сл.
'Коэффициенты заПFlса
прочности 39, 40
для конических днищ 67
сварных швов 46
устойчивости > сечения ,liuльца
жесткости 54
340
Краны 111, 113, 296 сл., 302
Крепежные детали 78 ел., 272 сл
Лазы 197
Лаки 23
Лапы 33, 35
Леrированные стали 12 сл., 18, 337
Линзовые компенсаторы 276, 277, 285
Литье 14, 15
Люки 27 сл., 106
расчет 83, 84
устройства для открывания 32
Мастичная изоляция 314
Ма.териалы см. также Металлы
изоляционные 314 сл.
неметаллические 20 сл.
уплотнительные 24 ел.
Медь 16
Металлы 1 О сл.
двухслойные 14
коррозия 18 сл. .
свойства 16 ел. '
цветные 15, 16, 326
Мешалки 223 сл.
Молибден 12, 13
Монтежю 26
Муфты 33
Набивки в уплотнениях 328 ел.
Набивная (засыпная) изоляция 314
Наrрузка (и)
ветровые 55 сл.
критические 49
на болты 78
Напряжения
в швах приварки опоры к корпу"
су 88 ,
допускаемые 39, 40
критические 49, 53 ,
температурные в корпусе и труб-
ках теплообменников 175, 176
Неметаллические материалы 20 сл.
Ньюве ь 316
Оберточная (обволакиваIощая) изо-
ляция 313, 314
Обмуровка трубчатых печей 208 сл.
Оборудование
для смешения и разделения 223 сл.
резервуаров 105 сл.
эксплуатация 122 ел.
Обратные клапаны 29
Овальность аппаратов 50
Оrнепреrрадители 110, 111, 127
Окна трубчатых !1ечей 196
Опоры '
для аппаратов 33 сл., 85 ел.
трубопроводов 279,\ 285 СЛ., 312
......... 1"руБЧ,атых печей 199
, \
Опрокидывание аП,паратов 55, 56
Отверстия
в аппаратах, укрепление 83, 84
двойниках 194, 195
...... ДНИlцах 63
Отстойники 233
Патрубок вентиляционный 106
Пенокамеры 111, 112, 127
Пеностекло 316 '
Перхлорвиниловые лаки 23
Печи трубчатые 9 '
,возведение кладки 210,,211
rарнитура 196 сл.
двухкамерные 186 сл.
каркас 189, 190
мноrкамерпые 188, 189
обмуровка 208 сл."
основные элемеНТЬJ 189 ел.
ремонт 215 сЛу
типы 184 V
T T на изrотовление и поставку
211, 212
эксплуатация 212 сл.
Плоские днища 26, 67 сл.
Подвески '
длq кирпича 200, 201
' трубопро одов 279, 312
Т{Jубные 197, 199, 200
Подоrреватели 111, 112, 114 сл., 161
ел., 331
Покрытия 23
, Ползучесть 17
Полиуретановые 23
Полушаровые днища 28, 61
Предохранительные !{лапаны 110,' 127,
300 сл. (
Прокладки 79, 80, 274, 275, 327, 328
Протяжка rорячая 307 сл. "
Прочность 17, 18
коэффициенты см. I(оэффициенты
запаса
тарелок, расчет элемептов..,,}45 ел.
. Расчет
бо тов (шпилек) 78 сл.
вертикальных аппаратов при вет-
ровых наrрузках 55 сл.
днищ 61 сл., 181, 182
изоляции 317 сл.
!{омпенсаторов 281 сл.
корпусов аппаратов 44 сл.
крепежных деталей 78 сл.
люков (лазов) 83, 84
опор 85 сл., 285 сл.
резервуаров 118 ел., 181, 182
сварных швов 95 сл.
скоб II плавающих rоловках 178
сл.
Расчет
стенок конденсаторов-холодильни-
ков
----- труб 279, 280
теплообменников 172 сл.
фланцев 74 сл.
элементов тарелок на прочность
145 сл.
Реа1<ТОРЫ 10, 251 сл., 258, 261 сл.
Реrеиераторы 1 О, 255, 256, 259,
262 сл.
Редукционные и реrУЛИРУI{)щие кла-
пaHы 295, 296
"Резервуары 333 '
- защита от коррозии 127, 128
каплевидные ( сфероидальные) 104,
105
оборудование 105 сл.
расчет 118, 181, 182
T r на изrотовление и поставку
120 ел.
фермы перекрытий 120
цилиндр ические 1 О 1 сл.
шаровые 116 сл.
Резина 21
Ректификационные колонны 1 О
тарелки 129 сл.
эксплуатация 150
Реш тки трубные 176 сл., 197 сл.
Р шетчатые та елки 143 сл.
Сальниковые компенсаторы 278, 284,
285
Сварные швы 46, 47, 88, 95 сл.'
Сверхцентрифуrи 247, 248
Сероводород как аrрессивная среда
19, 20
Скоба в плавающих rоловках 178 ел:
Смесители 230, 231
С.овелит 316
Стали 11 сл., 42, 43, 326, 337
Сферические неотбортованные днища
28
)
Тарелки 129
колпачковые 130 сл., 136 сл.; 141
сл.
решетчатые 143 сл.
Теплообменник (и)
кожухотрубные 152 сл., 176 ел.
\ перекрестный противоточный 164,
.. 165
пластинчатые 164
расчет 172 сл.
с плавающей rоловкой 330
«труба в трубе» 153, 159 сл.,
331
эксплуатация 182, 183
Техника безопасности 128
341
Техника безопасности
при эксплуатации
реакторов и pereHepaTopoB 266
трубчатых печей 219 сл.
фраКЦИОНИРУIОЩИХ аппаратов
150, 151
Толстостенные аппараты 41, 47 ел.
Толщина
изоляции 319 ,
стенок днищ 61, 65 сл., 72
корпусов 47 сл.
резервуаров 117 ел.
....... труб 279, 280
фланцев 77, 78
Тонкостенные аппараты 41, 44 сл.
Трубопроводы см. так)ке Трубы
арматура см. Арматура
изrотовление узлов и деталей
306 ел.
изоляция 313 сл.
опоры 285 CtТI
пропускная способность 280 сл.
способы соединения 271 сл.
эксплуатация 320 сл.
Трубчатые печи см. Печи трубчатые
Труба(ы)
биметаллические 270
металлические 267 сл.
механические свойства 336
неметаллические 270, 271
подъемная 111, 114
сортамент 336
толщина стенок, расчет 279, 280
футерованные 269, 270
Yr леродистые стали 11
Уrольники 307 сл.
Укрепление
вырезов в аппаратах 83, 84
плоских днищ 69, 72, 73
Vльтразвук
для повышения к. п. д. печей 207,
2-08
приrотовления эмульсий и сус-
пензий 232
Уплотнительные материалы 25
Фактор
раздел€ния центрифуr 240
формы 61 ел., 66, 67
Фаолит 21
Фермы перекрытий для резервуарОD з
расчет 120
Ферросилид 15
Фильтрпресс (ы)
автоматический 239, 240
камерные 235
рамные 233 сл.
ФИJIЬТРЫ 10, 233 сл.
эксплуатация 248, 249
Фитинrи 271, 272, 308, 312
Фланцы 272 сл.
изrотовление 311
расчет 74 ел.
Форсунки для топлива 200 сл.
Фторопласт 4 22
Хлопушка 111, 113
Хлористый водород как аrрессивная
- среда 19, 20
Хлоркаучуковые лаки 23
Хром 12
Хрупкость тепловая 17
Цветные металлы 15, 16, 326
Центрифуrи 240 сл.
автоматичеСI{ие 243 сл.
эксплуатация 249, 250
Цилиндрические днища 28
Чуrун 15, 18
Шаровые резервуары 116 сл.
Шибер 197, 19
Штамповка деталей 309 сл.
Штуцеры 32, 33
Эксплуатация 122 сл.
конденсаторов-холодильников 183
реакторов и pereHepaTopoB 264 ел.
ректификационных колонн 150
теплообменников 182, 183
трубопроводов 320 сл.
трубчатых печей 212 сл.
фильтров 248, 249
центрифуr 249, 250
Эллиптические днища 26, 61 сл.
Эмали 23
Эпоксидные покрытия 23
RОНС АНТИН ЯКОВЛЕВИЧ ИВАНЕЦ,
АНАТОЛИй НИКАНОРОВИЧ ЛЕйБО
Оборудование нефтеперерабатывающих
, заводов и ero эксплуатация
"Издательство' "ХИМИЯ ', М. 1966 r. '
344 с. 'у дк 665.5.002.5
Pe aKTOpы М9лютсов r. .1\., rОРЮflов Б. А"
Ратманскuй М. Н.
ХУДОЖНИК" Воробьев В. И.
Техн. редактор Яковлева З. И.
Т 139О6 Подписано к печати 29/IX 1966 r. Фор-
мат 60Х90 1 / и 10,75 бум. л. 21,5 печ. л. Уч. изд. л. 19,21,.
Тираж 12 000 9К3. Заказ.N'!? 299. Цена 82 l(ОП.
Тип. бумаrа .N'!? 2. Кн. Topr. индекс 3 14-7. Тем-
план lU66 r. .N'!? 58.
Ленинrрадская типоrрафия N!? 2
имени Евrении Соколовой rлавполиrрафпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
ИзмаЙЛОDСКНЙ пр., 29.