Технологические трубопроводы


Дата добавления: 2014-07-19 | Просмотров: 1306


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

 

8.1. Классификация трубопроводов и их основные

характеристики

 

Трубопроводы играют заметную роль при транспортировании жидких и газообразных сред на значительные расстояния. Однако роль трубопроводов не ограничивается транспортированием указанных двух сред. В современной химической технологии немаловажное место занимает и транспортирование твердых материалов при помощи трубопроводов. Данная технология имеет название пневмотранспорта и используется, в основном, для передачи твердых веществ на небольшие расстояния.

К трубопроводному транспорту относятся собственно трубы, арматурная обвязка трубопровода и нагнетательное оборудование, определяющее передачу энергии транспортируемой среде.

В зависимости от назначения и использования перемещаемая среда может находиться под атмосферным давлением, избыточным давлением или вакуумом. Материал, из которого изготавливается трубопроводный транспорт, определяется физико-химическими свойствами транспортируемой среды, а также температурными характеристиками процесса передачи и необходимого давления.

Все трубопроводы могут быть разделены на простые и сложные.

Простым трубопроводом (рис. 8.1) называют трубопровод, не имеющий боковых ответвлений по пути движения жидкости. Такой трубопровод может быть выполнен из трубы одного диаметра по всей длине или из участков труб различных длины и диаметра. Последний случай является примером последовательного соединения трубопровода, при котором жидкость протекает по трубам различного сечения, соединенным последовательно в одну нитку.

 

 

Рис. 8.1. Типы простого трубопровода

Сложным называется трубопровод, имеющий хотя бы одно разветвление или место смыкания труб.

Сложные трубопроводы могут быть разветвленными (рис. 8.2) и замкнутыми. Разветвленные сложные трубопроводы иногда называют тупиковыми, а замкнутые – кольцевыми.

 

Рис. 8.2. Схема разветвленного (слева) и кольцевого

сложного трубопровода

 

Различают также трубопроводы напорные и безнапорные.

В напорных трубопроводах жидкость находится под избыточным давлением и полностью заполняет все поперечное сечение. Напорные трубопроводы предназначаются для перекачки холодной, горячей и перегретой воды, водяного пара, нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, а также газов и широко используются на заводах и других промышленных объектах.

Безнапорные трубопроводы работают неполным сечением и характеризуются наличием свободной поверхности, обычно находящейся под атмосферным давлением. В зависимости от материала трубопроводы могут быть металлические (стальные, чугунные и пр.) и неметаллические (железобетонные, асбестоцементные, пластмассовые и др.). От материала трубопровода зависит шероховатость внутренней поверхности трубы и, следовательно, коэффициент гидравлического сопротивления.

В зависимости от вида перекачиваемого вещества трубопроводы можно классифицировать на водопроводы, паропроводы, мазутопроводы, маслопроводы, нефтепроводы, газопроводы, трубопроводы для перекачки сжиженных газов и т.п.

В некоторых специальных устройствах применяется газобаллонная подача жидкости, т.е. используется давление газа. Течение жидкости за счет разности уровней (разности нивелирных высот) осуществляется во вспомогательных устройствах, а также в гидротехнике и водоснабжении.

Трубопроводы, как правило, изготавливают из цельнотянутых труб со сварными соединениями. Фланцевые соединения делают только в местах, обеспечивающих устройство монтажа и ремонта. При этом фланцевые соединения трубопроводов, по которым транспортируют опасные химические продукты, не следует располагать над проходами, постоянными рабочими местами и над электроустановками. Для предотвращения ожогов кислотами, щелочами фланцевые соединения закрывают кожухами.

Пар, как и сжатый воздух, иногда поступает в производственный цех под давлением большим, чем требуют условия работы и позволяет прочность используемой аппаратуры. Чтобы предотвратить разрывы трубопроводов и аппаратов, снижают излишне высокое давление пара, газа и сжатого воздуха, используя для этого редукционные клапаны.

Пар входит в клапан через канал и давит на поршень и на золотник. Поскольку площади, воспринимающие давление пара или воздуха, равны, поршень и золотник уравновешиваются. Это равновесие может быть нарушено натяжением пружины, производимым насаженным на винт маховичком. При натяжении пружины пар или воздух могут проникнуть в пространство над золотником. Пар будет поступать на золотник, а следовательно, и в линию пониженного давления до тех пор, пока давление пара на золотник не уравновесит давление пружины на поршень. После этого золотник опустится и прекратится доступ пара в линию пониженного давления, что вызовет падение давления в этой линии, и золотник вновь приподнимется под действием пружины. Регулируя степень натяжения пружины, можно получить в линии за золотником пар необходимого давления.

Отрегулированное рабочее давление может повыситься, если перед редукционным клапаном по каким-либо причинам давление возрастет. Чтобы поддерживать постоянное низкое давление в пределах допустимого, на линии за редукционным вентилем устанавливают предохранительный клапан, отрегулированный на редуцированное давление. Клапан устанавливают так, чтобы направление стрелки на его корпусе совпадало с направлением течения пара или воздуха.

На трубопроводах, соединяющих насосы с емкостями, и на линиях конденсата для обеспечения пропуска жидкости по трубопроводу только в одном направлении устанавливают обратные клапаны.

Все участки трубопроводов с аппаратами, в которых может повыситься давление вследствие нагрева или химических реакций, проходящих с увеличением объема, во избежание разрывов не должны иметь запорных приспособлений перед предохранительными клапанами. Если необходимо установить вентили и задвижки (например, для периодического отключения на чистку одного из двух выносных кипятильников ректификационной колоны, работающей с осмоляющимися продуктами), отключаемые участки снабжают отдельными предохранительными клапанами или автоматическими устройствами, исключающими возможность нагрева и повышения давления.

Выброс в атмосферу продуктов, стравливаемых через предохранительные клапаны, осуществляется через «хвостовой» конденсатор, адсорбер или скруббер для улавливания опасных продуктов. При этом устанавливать запорные приспособления как до предохранительных клапанов, так и после них не допускается.

Продувочные трубопроводы выводят на высоту 3–5 м над коньком крыши. При содержании в продувочных газах горючих веществ на этих трубопроводах устанавливают огнепреградители. При повышенных давлениях, низких и высоких температурах, а также при использовании большей части сжиженных горючих газов, ядовитых и взрывоопасных веществ применение чугунной арматуры не допускается, так как при гидравлических ударах, замерзании, повышении давления и перекосах хрупкий чугун трескается, что, как известно, было причиной многих аварий.

При давлении 1 МПа (10 ат) и выше не разрешается использовать регулирующие и дроссельные вентили в качестве запорных. Для сохранения в исправности регулирующих устройств до и после них ставят запорные устройства.

Все трубопроводы снабжают компенсирующими устройствами для предотвращения деформации и разрывов, вызванных термическими напряжениями при колебаниях температуры продукта.

На химических заводах не рекомендуется укладывать трубопроводы под полом или в земле. При монтаже трубопроводов на кронштейнах или специальных опорах можно легко наблюдать за их исправностью, проверять герметичность и таким образом уменьшить опасность взрывов и отравлений при утечке газа.

При подземной прокладке в местах пересечения с дорогами, трассами электрических кабелей, канализаций и других трубопроводов участки трубопроводов заключают в защитные футляры несколько большего сечения.

Магистральные трубопроводы из свинца, винипласта, фаолита, керамики, стекла, фарфора, термосилида укладывают в опорные желоба по всей длине трубопровода во избежание провисания и разрывов. При вводе трубопроводов в аппараты и на других участках, где возможны случайные удары, трубопроводы ограждают кожухами. Краны из хрупких материалов надежно крепят к опорам.

При групповой прокладке трубопроводы с химически активными веществами располагают ниже других. Не следует укладывать вместе трубопроводы, содержащие опасные продукты, например хлор и противопожарный водопровод, трубопроводы с азотной кислотой и трубопроводы с органическими легко окисляемыми веществами.

Трубопроводы с горячими продуктами изолируют и укладывают на расстояние не менее 0,5 м от трубопроводов со сжиженными газами.

Трубопроводы с легко замерзающими, застывающими и кристаллизующимися веществами (например, бензол, олеум) монтируют с трубопроводами-«спутниками», по которым проходит вода или пар. Изоляцию обогреваемого трубопровода и спутника делают общей. Иногда для обогрева трубопроводов с негорючими продуктами применяют электроэнергию. В таких случаях ток безопасного напряжения пропускают по трубопроводу или, чаще всего, по проволоке, которой он обмотан по спирали; температура нагрева регулируется автоматически.

Для обогрева замерзших продуктов в трубопроводах используют горячую воду, горячий песок или пар; не допускается отогревание трубопровода паяльными и сварочными горелками, факелами, т.к. это часто приводит к авариям.

Чтобы предотвратить разрушительные гидравлические удары и возникновение гидравлических пробок, трубопроводы укладывают с небольшим уклоном (1/500) по направлению движения газов. В наиболее низко расположенных точках устанавливают сепараторы со спускными кранами. Паропроводы снабжают конденсационными горшками (конденсатоотводчиками). При прокладке трубопроводов не должно быть мертвых участков – «мешков». Повороты трубопроводов делают плавными с радиусом закругления, равным не менее 3–5 диаметрам трубы.

Все трубопроводы маркируют опознавательной окраской: паропроводы – красной; водяные трубопроводы – зеленой; воздушные – синей и т.д. Расцветка материалопроводов устанавливается для каждого производства отраслевыми правилами.

 

Т а б л и ц а 8.1. Маркировка трубопроводов

 

Среда Условные обозначения Цвет основной Кольца для полоски
Перегретый пар острый п/п красный без колец
Насыщенный пар острый н/п красный желтые
Хим. очищенная вода в/х зеленый белый
Конденсат в/к зеленый синие
Питьевая вода в/п зеленый без колец
Дренаж и продувка в/д зеленый красный
Техническая вода в/т черный без колец
Пожарный водопровод в/ пож. оранжевый без колец

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.048 сек.)