Меню

Технологическая схема обвязки насоса



Технологическая схема обвязки насоса

Схема установки центробежного насоса.

На рисунке показана схема установки центробежного насоса и необходимой аппаратуры, а также присоединения к насосу всасывающего и напорного трубопроводов.

1 — напорный трубопровод
2 — задвижка
3 — обратный клапан
4 — насос
5 — приемный клапан
7 — вакуумметр
8 — всасывающий трубопровод
Нг.н. — геометрическая высота нагнетания
Нг.в. — геометрическая высота всасывания
Нг — геометрическая высота подъема
Н — полная высота подъема
hп.в. — потери насоса во всасывающем трубопроводе
hп.н. — потери насоса в нагнетательном трубопроводе

При центробежном насосе должна быть устанoвлена следующая арматура:

1) приемный, клапaн с сеткой, предназначаемый для удержания в насосе и во всасывающем трубопроводе воды при заливке насоса перед пуском; в крупных насосах приемный клапан отсутствует, а заливку насоса производят при помощи вакуум-насоса путем отсасывания воздуха из корпуса центробежного консольного насоса и из всасывающего трубопровода; при перекачке чистой воды, сетка не ставится;

2) задвижка на всасывающем трубопроводе, которую устанавливают лишь в тех случаях, когда насос соединен со всасывающими трубопроводами других насосов или когда насос находится под заливом, т.е. расположен ниже уровня воды в приемном, резервуаре (на рисунке эта задвижка не показана);

3) кран, необходимый для выпуска воздуха при заливе насоса; устанавливается в верхней части корпуса насоса;

4) обратный клапан на напорном трубопроводе, который не допускает обратного движения воды из трубопровода или движения воды из одного насоса в другой при параллельной работе двух и более насосов;

5) задвижка на напорном трубопроводе, устанавливаемая в непосредственной близости к насосу, для отключения насоса от напорного трубопровода и в некоторых случаях для регулирования производительности и напора насоса;

6) вакуумметр, служащий для определения вакууметрической высоты всасывания и присоединяемый к всасывающему патрубку; шкала вакуумметра градуируется в мм.рт.ст. от 0 до 760, или в кг/см 2 ;

7) манометр, служащий для определения развиваемого насосом напора на стороне нагнетания и присоединяемый к напорному патрубку; шкала манометра градуируется в атм, или в кг/см 2 ;

8) устройство для залива насоса (трубка с вентилем от напорного трубопровода или вакуум-насоса);

9) расходомер , устанавливаемый обычно на напорном трубопроводе;

10) предохранительный клапан, устанавливаемый также на напорном трубопроводе для защиты насоса и трубопровода от действия повышенного давления, возникающего при гидравлическом ударе; в некоторых случаях (при незначительном давлении) клапан не устанавливается.

Источник

Обвязка водопроводного насоса — схемы, особенности подключения

Устройство собственной водопроводной сети зачастую является единственным способом создания достойных условий для жизни в загородном доме. Необходимым условием для этого является наличие водоносной скважины или колодца.

Если вода есть, остается подать ее в дом и подключить к точкам забора.

В зависимости от глубины расположения зеркала воды можно использовать насос поверхностного или погружного типа.

Поверхностный насос работает только при глубине зеркала воды не более 8 метров. Для погружного насоса пределов практически нет. С помощью оборудования этого вида можно поднимать воду из скважин глубиной 300 и более метров.

Для обеспечения правильной работы насосного оборудование необходимо его грамотное с технической точки зрения, подключение к системе водоснабжения. Схемы обвязки скважинного и поверхностного насосов аналогичны, но имеют свои характерные особенности.

Обвязка погружного насоса

Для подключения насоса к системе водоснабжения необходимо следующее оборудование:

  • насос
  • трубы, по которым вода будет подаваться вода
  • крепежный трос, удерживающий насос в толще воды и не позволяющий ему утонуть
  • манометр
  • гидравлический бак
  • устройство защиты от запуска насоса на сухом ходу
  • оборудование для очистки воды (фильтр)

При подключении погружного насоса между ним и водопроводной трубой обязательно устанавливается обратный клапан, препятствующий сходу воды из системы водоснабжения в скважину при выключенном насосе.

Если диаметр выходного штуцера и водопроводной трубы не совпадают, для включения насоса используется переходной ниппель.

На следующем участке трубы устанавливается фильтр. После которого устанавливается реле давления и манометр, с помощью которых осуществляется включение насоса в работу при снижении уровня давления воды в системе водопровода ниже установленного значения.

Каждый элемент обвязки погружного насоса, по сути, является сложным узлом, выход которого из строя приведет к неисправности всей системы водоснабжения. Поэтому на каждом участке дополнительно монтируется запорная арматура, позволяющая не разбирать всю обвязку, а выполнять лишь локальный ремонт, отсоединяя нужный участок системы. Для этого лучше использовать краны типа американка.

Обвязка поверхностного насоса

Обвязка поверхностного насоса выполняется аналогично. Между подающей трубой и заборным штуцером насоса устанавливается обратный клапан, препятствующий сходу воды. Насос монтируется на устойчивое основание. Допускается его установка на промежуточном уровне между поверхностью земли и зеркалом воды. Для этого делается специальное углубление. В этом случае монтаж усложняется, но дополнительным бонусом становится возможность качать воду с большей глубины.

Вероятно, именно сложность обвязки поверхностного насоса стала причиной разработки насосных станций, применение которых в значительной мере упрощает монтажные работы.

Схема обвязки насосной станции

Насосная станция это система бесперебойного снабжения водой, включающая все необходимые элементы:

  • насос
  • систему автоматического контроля, состоящую из реле давления и манометра
  • фильтр
  • гидроаккумулятор
  • обратный клапан

Остается только подключить ее к источнику воды и к ее потребителям. Единственным недостатком комплекса насосной станции является малый объем гидроаккумулятора. Но с этой проблемой можно справиться, подключив дополнительно еще один мембранный бак.

Насосная станция также устанавливается на прочное основание и при необходимости может быть расположена ниже уровня земли.

Источник

Центробежные насосы нефтепереработки
Константин Владимирович Ефанов, 2020

В междисциплинарной монографии в дополнении к известным классическим книгам изложено: – монтажно-технологическое проектирование нефтяных насосных агрегатов; – подробно рассмотрена теория расчета валов насосов на резонанс в ручную и методом конечных элементов; – предложена для нефтепереработки горизонтальная установка погружного насоса.

Оглавление

  • Введение
  • Монтажная привязка насосных агрегатов на местах установки
  • Привязка насоса в технологической документации
  • Технологические схемы обвязки насосов
  • Система КИПиА насоса
  • Расчет характеристик насосов

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Центробежные насосы нефтепереработки предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Технологические схемы обвязки насосов

Для комплектации отечественного насосного оборудования рекомендуется использовать торцовые уплотнения и системы их обвязки российских фирм-производителей Анод и Герметика. Отметим, что специалистами Герметики была выпущена монография «Уплотнения и уплотнительная техника».

Проектирование теплообменного аппарата необходимо заказать у конструктора статического оборудования, а для разработки технологической схемы привлечь технолога проектного института.

Описание работ по проектированию блоков нефтяных аппаратов на современном уровне подробно изложено в работе [1].

Проектирование объектов нефтепереработки в целом приведено в работе [2].

Читайте также:  Что такое геометрическая высота нагнетания насоса

Монтажная компоновка может быть выполнена с привлечением специалиста по монтажной компоновке (трассировка труб, ориентация арматуры и КИПиА и др.) или конструкторами по насосам. Для этого необходимо знать нормы проектирования технологических трубопроводов и требования к компоновке технологических объектов нефтеперерабатывающих заводов.

Схемы обвязки современных торцовых уплотнений разрабатывают на основании приведенных данных в переведенном на русский язык стандарте ГОСТ 32600 (оригинальный стандарт API 610).

Технологическая схема обвязки насоса и насосного агрегата проектируется по нормам и правилам, по которым проектируются технологические схемы для нефтеперерабатывающих установок. Разработка схемы может быть выполнена вручную или, возможно, с использованием специальных программ, например, HYSYS, используемой для расчета технологических схем нефтепереработки (в этом случае насосный агрегат проектируется как блочная установка).

Технологическая схема должна выполняться отдельным документом и прикладываться в комплект документации к системе обвязки торцового уплотнения (со схемой автоматизации).

Одинарные торцовые уплотнения не комплектуются системой обвязки как таковой. В сальниковую камеру торцового уплотнения из нагнетательного патрубка насоса по трубопроводу подается жидкость для поддержания давления по плану 21, и с обеспечением циркуляции импеллером по схемам планов из ГОСТ 32600:

Защитная жидкость может подаваться на одинарное уплотнение с внешней линии:

Схема автоматизации системы обвязки уплотнения определяется применяемым планом и теплообменным аппаратом с его комплектацией.

Теплообменные аппараты являются статическим технологически оборудованием в составе насосного агрегата. В этом случае насосный агрегат можно рассматривать как насосную установку в блочном исполнении — на общей раме с монтажом насоса, электродвигателя, технологических трубопроводов. Трубопроводы необходимо проектировать (трассировка и конструкция) в соответствии с нормами на технологические трубопроводы вне зависимости от того, указаны трубопроводы насосных агрегатов в ГОСТ на технологические трубопроводы или нет так как это формальная проблема.

Теплообменные аппараты могут быть различных конструктивных исполнений в зависимости от применяемого плана.

Теплообменник является кожехотрубным аппаратом, вариант конструктивного исполнения может быть со спиральным внутренним змеевиком.

Теплообменник проектируется по нормам на аппараты до 21МПа и поставляется с полным комплектом документации по ГОСТ. Чертеж на теплообменный аппарата должен быть выполнен так же, как принято выполнять и оформлять чертежи на теплообменные аппараты нефтепереработки с указанием главного вида, всех видов, разрезов, сечений, таблицы технической характеристики, таблицы штуцеров. К теплообменнику может быть приложен теплогидравличекий расчет, выполненный методом конечных элементов в специальном программном пакете или другим способом (вручную).

КИПиА измеряют отклонение параметров циркулирующей жидкости в непрерывном режиме, при необходимости выдается сигнализация и задержка отключения для перехода на резервный агрегат. Интерфейс — RS-485.

Для систем обвязки существует широкий перечень выбора арматуры, выбираемой конкретизировано для индивидуальной схемы обвязки.

Выполняется 3D-компоновка трубной обвязки насоса в соответствии с материалом работ [22], [23]. Затем должна выполняется выборка трубопроводных линий, как это принято в строительстве технологических установок. На каждую линию выпускается отдельный чертеж с припусками по трем осям координат для обеспечения сборки. В строительстве принято выпускать изометрические проекции трубопроводов по ВСН. В машиностроении следует выпускать документацию по требованиям ЕСКД в виде ортогональных проекций с указанием размеров и конфигурации. В строительстве изометрические схемы получают автоматически из 3D-программ таких как PDMS. В нефтяном машиностроении применяют 3D-программы Компас 3D, SolidWorks, и др. в которых из 3D трубопроводная линия может быть открыта отдельно и разработан в 2D чертеж в ортогональных проекциях с глубокой конструкторской и технологической проработкой.

Монтажная компоновка (размещение системы обвязки на раме в пространстве) выполняется по исходным данным в виде чертежа насоса, электропривода, технологической схемы обвязки. Технологическая схема обвязки уплотнения используется при чтении чертежа системы обвязки для облечения.

Выполнение обвязки трубопроводами по внутризаводской инструкции больше похоже на подход, применяемый в строительстве с использованием изометрических чертежей и сборкой сваркой элементов линии по месту. Сборка по специально разработанным чертежам для серийной продукции является более корректным и технически грамотным решением.

Источник

Проектирование обвязки оборудования трубопроводами

Выше был приведен перечень основных технологических узлов, из которых состоит схема современной установки на НПЗ и НХЗ. Рассмотрим теперь основные принципы разработки этих узлов.

Ректификационная колонна. Применяемые на НПЗ и НХЗ рек­тификационные колонны классифицируют по технологическому назначению (стабилизационные, отпарные и т. п.), давлению (ра­ботающие под давлением, атмосферные, вакуумные), способу осу­ществления контакта между паром и жидкостью (тарельчатые, на­сад очные), числу наименований продуктов, получаемых при разде­лении смесей (простые, если это число равно 2, и сложные, если оно больше 2).

Для обеспечения эффективного проведения процесса ректифи­кации необходимо, чтобы с верха колонны на нижележащие тарел­ки непрерывно стекала жидкость (флегма), ас низа колонны вверх поднимались пары. Поэтому часть ректификата после конденсации возвращается в колонну в виде орошения, а часть остатка подогре­вается в выносном подогревателе и возвращается’в колонну в виде паровой или парожидкостной струи.

При проектировании обвязки верхней части колонн использу­ются схемы полной, неполной и парциальной конденсации паров. В качестве конденсаторов применяют аппараты воздушного охлаждения или кожухотрубчатые холодильники, а для сбора дис­тиллята — горизонтальные или вертикальные емкости и сепарато­ры. Для поддержания в колоннах постоянного давления служат схе­мы регулирования: 1) с установкой регулирующего клапана на ос­новном потоке; 2) изменением угла поворота лопастей вентилятора АВО; 3) изменением числа оборотов электродвигателя вентилятора АВО; 4) изменением расхода оборотной воды в кожухотрубчатый конденсатор-холодильник. При неполной конденсации обычно применяются схемы регулирования давления сбросом неконденси­рующихся газов из емкости орошения в топливную сеть.

Для случаев, когда необходимо строго обеспечивать какой-либо параметр качества верхнего продукта колонны, применяются схе­мы регулирования подачи орошения в зависимости от температуры или собственно параметра качества (вязкости, фракционного со­става, плотности и т. д.) на какой-либо из тарелок верхней части колонны (так называемой контрольной тарелке). Если подача теп­лоты в колонну регулируется в зависимости от температуры низа колонны, при обвязке верхней части предусматривается стабилиза­ция подачи орошения.

Если верхний продукт из емкости орошения направляется в ре­зервуары или промежуточную емкость, то регулирование уровня в емкости орошения осуществляется за счет изменения количества откачиваемого продукта. В тех случаях, когда верхний продукт из емкости .орошения подается непосредственно в процесс (печь, ко­лонну и т. д.), используется схема постоянства подачи продукта с коррекцией от уровня в емкости.

Для создания парового потока в нижней части колонн применя­ются испарители с паровым пространством и без парового про­странства, вертикальные и горизонтальные термосифонные испа­рители, трубчатые печи. Преимущества испарителей с паровым пространством состоят в следующем: они имеют высокий коэффи­циент испарения (до 0,8), могут применяться в случаях использова­ния для обогрева загрязненных теплоносителей и теплоносителей, имеющих высокое (> 1,6 МПа) давление, представляют собой дополнительную теоретическую ректификационную тарелку. Недостатки этого вида испарителей — высокая стоимость и громозд­кость.

Читайте также:  Регулируемый реверсивный насос схема

Преимуществами термосифонных испарителей являются их низкая стоимость и простота обвязки; недостатки этих аппаратов — необходимость тщательно определять при проектировании гидрав­лическое сопротивление системы и следить за ним в процессе экс­плуатации, невысокий (до 0,3) коэффициент испарения. Горизон­тальные термосифонные испарители несколько дороже вертикаль­ных, но могут применяться при использовании загрязненных теп­лоносителей, а также в тех случаях, когда необходимы большие поверхности теплообмена.

Если количество теплоты, подаваемое в низ колонны, должно быть постоянным, а нижний продукт, откачивается с установки, применяются схемы контроля и регулирования, включающие ста­билизацию подачи греющего агента в испаритель и регулирование уровня в испарителе или колонне изменением количества откачи­ваемого продукта. Когда необходимо регулировать подачу теплоты в колонну в зависимости от температуры на контрольной тарелке, применяются схемы регулирования, в которых изменяется количе­ство подаваемого в испаритель теплоносителя. Рекомендуются так­же схемы регулирования подачи теплоносителя в испаритель в за­висимости от параметров качества нижнего продукта. Как пример на рис. 15 приведена схема обвязки отбензинивающей колонны.

При разработке технологической схемы рекомендуется предус­матривать несколько вводов сырья в колонну, поскольку в процессе эксплуатации это позволит учесть колебания состава сырья и ком­пенсировать неточности расчета.

Трубчатая печь.На НПЗи НХЗ с помощью трубчатых печей технологическим потокам сообщается теплота, необходимая для проведения процесса. Трубчатые печи условно разделяются на ре­акторные, подогревательные и рибойлерные. В реакторных печах (установки термического крекинга, пиролиза) осуществляются процессы превращения углеводородов под влиянием высоких тем­ператур. В подогревательных печах сырье нагревается до определенной температуры перед подачей в реактор (установки каталити­ческого крекинга и риформинга, изомеризации, дегидрирования и др.), ректификационную колонну (установки первичной перегон­ки) или другой аппарат. Рибойлерные печи выполняют функции кипятильника (рибойлера) ректификационных колонн — в эти печи сырье поступает с низа колонн и после нагрева возвращается в виде паров или парожидкостной смеси обратно в колонны.

Рис. 15. Принципиальная схема отбензинивающей колонны:

/ — нефть; // — газ; III — бензин на стабилизацию; IV — полуотбешиненная нефть в атмосферную колонну; G — расход; Н — уровень; Р — давление; / — температура; /кк — температура конца кипения; S — стабилизация; С — постоянство; Пр — пусковое реле; Из — измерение

Обвязка трубчатой печи зависит от ее конструкции. Существуют различные конструкции печей, отличающиеся способом передачи теплоты (радиантные, конвекционные, радиантно-конвекционные), числом топочных камер, способом сжигания топлива (с пла­менным и беспламенным горением), числом потоков нагреваемого сырья, формой камеры сгорания (цилиндрические, коробчатые и др.), расположением труб змеевика (горизонтальное или верти­кальное).

При обвязке печей необходимо предусматривать откачку и опрес-совку змеевиков, схемы циркуляции жидкого топлива, пропарку пе­чей, подключение пара для ремонтных нужд, паровую защиту печей на случай пожара. Регулирование температуры продукта на выходе из печи может осуществляться изменением подачи жидкого и газообраз­ного топлива. Проекты обвязки печей включают также схемы обвязки горелок, которые зависят от типа применяемой горелки.

На рис. 16 приведена схема обвязки трубчатой печи.

Насосы.В нефтеперерабатывающей и нефтехимической про­мышленности применяются насосы различных типов: лопастные (центробежные и осевые), вихревые и объемные (поршневые, плунжерные, шестеренчатые, винтовые, пластинчатые). В качестве привода в большинстве случаев используется электродвигатель, а в отдельных случаях — паровая турбина.

При проектировании обвязки насосов следует учитывать следующие требования:

1) обвязка насоса основными и вспомогательными трубопрово­дами должна быть такой, чтобы можно было обеспечить удобство и безопасность обслуживания, возможность демонтажа отключен­ного насоса;

Рис. 16. Принципиальная схема обвязки трубчатой печи:

1, 7— клапаны; 2, 3— регуляторы; 4,5 — термопары; б—диафрагмы; 8 — регулирующий клапан

2) для уменьшения гидравлических потерь во всасывающем тру­бопроводе его следует прокладывать по возможности более корот­ким, избегая резких сужений, большого числа поворотов и т. д.; нужно расчетным путем определить минимально допустимую вы­соту столба жидкости на приеме насоса;

3) для предотвращения поломок насоса в пусковой период необхо­димо предусматривать временные фильтры во всасывающей линии;

4) в обвязку центробежных насосов необходимо включать об­ратный клапан, устанавливаемый между нагнетательным патруб­ком и задвижкой; клапан защищает рабочее колесо насоса от гид­равлического удара при остановке насоса; для возможности пуска насоса нужно предусматривать байпасирование обратного клапана;

5) в обвязке поршневых и плунжерных насосов предусматрива­ют предохранительные клапаны между нагревательным патрубком и отключающей задвижкой; сброс от клапана направляют во всасы­вающий трубопровод;

6)в обвязке вихревых насосов предусматривается байпасная линия (с нагнетания во всасывающую линию), которая использует­ся как в пусковой период, так и при нормальной эксплуатации;

7) к площадкам, где устанавливают насосы, подводят трубопро­воды пара, инертного газа, сжатого воздуха для прогрева и продувки насосов и трубопроводов; непосредственно к насосу эти агенты подводят с помощью гибких шлангов или съемных участков, присо­единяемых к специальным штуцерам.

При остановке насосов для осмотра или ремонта их следует осво­бодить от продукта. Проектом должен быть предусмотрен сброс дре­нируемых продуктов в специальные емкости (для легковоспламеняю­щихся, горючих.и токсичных жидкостей) или в канализацию. Если насосами лерекачиваются.едкие жидкости, необходимо после опо­рожнения промыть насосы водой или нейтрализующим агентом.

Особое внимание нужно уделять предотвращению выхода насосов из строя из-за отсутствия жидкости во всасывающем трубопроводе. На емкостях и прочих аппаратах, из которых жидкость забирают насосом, устанавливают регуляторы уровня и независимые от них сигнализаторы максимального и минимального уровня и предусматривают автомати­ческую остановку насоса при достижении минимального уровня.

Наиболее часто применяют на НПЗ и НХЗ центробежные насо­сы с электродвигателями. В цехах и на технологических установках насосы, как правило, устанавливают вне помещения; в общезавод­ском хозяйстве более распространены закрытые насосные. При размещении насосов на открытых площадках (под навесами, эта­жерками, эстакадами) целесообразно учитывать рекомендации, содержащиеся в не являющемся, обязательным документе «ОСТ 26-1141—74. Насосы. Основные требования к установке и эксплуата­ции вне помещений на химических, нефтехимических и нефтепе­рерабатывающих производствах». ,.

Наиболее распространенные схемы обвязки насосов приведены на рис. 17.

а бв г

Рис. 17. Схемы обвязки насосов

а — пропариваемые; б — продуваемые инертным газом; в — продуваемые и пропарива­емые; г — продуваемые и промываемые; / — пар; // — инертный газ; III — вода; IV — дренаж нефтепродукта; V — сброс в промканализацию

Поскольку средний и капитальный ремонты насосов в холодное время года проводят только в ремонтных цехах и мастерских, в открытых насосных предусматривают обязательное резервирова­ние рабочих насосов. В резервных насосах необходимо поддержи­вать температуру, близкую к температуре перекачиваемого продук­та. С этой целью организуют непрерывную циркуляцию через ре­зервный насос части продукта: если задвижки на всасывающей и нагнетательной линиях резервного насоса частично приоткрыты, а вентиль на байпасе обратного клапана открыт полностью, то часть жидкости будет циркулировать через резервный насос в направле­нии от линии нагнетания к линии всасывания.

Читайте также:  Насосы для авто от аккумулятора

Узел компримирования.На НПЗ и НХЗ используются компрес­соры следующих типов: поршневые (односторонние, оппозитные, угловые, вертикальные), роторные (винтовые, пластинчатые), осе­вые и центробежные (с электродвигателями или паровыми турби­нами). В состав узла компримирования входят: сепаратор на приеме компрессора, собственно компрессор, холодильники газа (межсту­пенчатые, если компрессор имеет несколько ступеней сжатия, и концевой), маслоотделители, масляные насосы, холодильники и сборники масла. С основным производством компрессор связан всасывающим и нагнетательным газопроводами и рядом вспомога­тельных трубопроводов. Кроме того, в узле компримирования име­ется ряд внутренних трубопроводов: система водяного охлаждения и смазки цилиндров, продувочные линии и трубопроводы для ава­рийного перепуска и сброса. Обвязка компрессоров основными и вспомогательными трубопроводами осуществляется в соответ­ствии с рекомендациями заводов-изготовителей.

Узел теплообменного аппарата.Теплообменные аппараты (теп­лообменники) классифицируют по характеру обменивающихся теплотой сред. Теплообмен может происходить между двумя жид­кими средами, между паром (газом) и жидкостью, между двумя га­зовыми средами. По принципу действия теплообменники подраз­деляют на аппараты непосредственного смешения и аппараты по­верхностного типа. Наиболее часто используемые на НПЗ и НХЗ

аппараты поверхностного типа подразделяют по способу компо­новки в них теплообменной поверхности на следующие виды: типа «труба в трубе»; кожухотрубчатые; пластинчатые; аппараты воздуш­ного охлаждения.

Кожухотрубчатые теплообменники, получившие широкое распро­странение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промыш­ленности, делят по конструктивным особенностям на аппараты: с неподвижными трубными решетками (тип Н), с температурным компенсатором на кожухе (тип К), с плавающей головкой (тип П), аппараты с U-образными трубами (тип У), испарители термосифонные с неподвижными трубными решетками (ИНТ) и с компенсатором на кожухе (ИКТ), аппараты для повышенных температур и давлений (ПК).

Аппараты типа Н применяются, когда разность температур ко­жуха и труб не превышает 50 °С, а аппараты типа К — в тех случаях, когда эта разность температур выше 50 °С. Чаще всего на НПЗ применяются аппараты с плавающей головкой, которая служит как для компенсации температурных удлинений, так и для облегчения чистки и разборки теплообменников.

В зависимости от назначения кожухотрубчатые теплообменни­ки подразделяют на холодильники (X), теплообменники (Т), кон­денсаторы (К), испарители (И).

Трубы в кожухотрубчатых. теплообменниках располагаются в решетке по вершинам квадратов и по вершинам треугольников. Теплообменные аппараты с расположением труб по вершинам тре­угольников при одном и том же диаметре кожуха имеют поверх­ность теплообмена на 10—15 % выше, однако чистка межтрубного пространства в этом случае затруднена. Для теплообменников, ра­ботающих на загрязненных средах, предпочтительнее аппараты с расположением труб по вершинам квадратов.

В аппаратах с U-образными трубами оба конца трубок разваль­цованы в одной трубной решетке. Эти аппараты применяются при работе на чистых средах.

В теплообменниках, предназначенных для утилизации теплоты отходящих продуктов, более загрязненные и склонные к полимери­зации и коксованию продукты направляют в трубное пространство, так как оно более доступно для очистки. В трубное пространство вводят также агрессивные жидкости, поскольку при таком решении из коррозионно-стойких материалов изготавливают не весь аппа­рат, а лишь часть его (трубный пучок и крышку).

В теплообменных аппаратах, где происходит конденсация паров или испарение жидкости, вещество, меняющее агрегатное состоя­ние, направляется в межтрубное пространство, а среда, которая агрегатного состояния не изменяет, — в трубное. При таком распре­делении потоков учитывается, что коэффициент теплоотдачи от ве­щества, изменяющего агрегатное состояние, выше, чем от движу­щегося, но не меняющего своего состояния. Направляя неконден­сирующиеся и неиспаряющиеся среды по трубам теплообменника и увеличивая при этом число ходов в трубном пространстве, повышают скорость движения продукта, а следовательно, и коэффици­ент теплоотдачи. Необходимо также иметь в виду, что при конден­сации и испарении гидравлическое сопротивление теплообменного аппарата обычно стремятся свести к минимуму, а потери напора в межтрубном пространстве меньше, чем в трубном. Это обстоя­тельство рекомендуется учитывать при проектировании установок, работающих при атмосферном давлении и под вакуумом.

Как правило, в теплообменниках на НПЗ и НХЗ должен быть обеспечен противоток теплообменивающихся сред. В противном случае будет иметь место значительное снижение эффективности теплообмена.

Подвод жидких продуктов следует осуществлять через нижние штуцеры, а вывод — через верхние. Такое решение обеспечивает полное заполнение жидкостью трубного и межтрубного про­странств. Если выполнить это требование невозможно, то на отво­дящих трубопроводах предусматривают гидравлические затворы в виде вертикальных петель («утки»), которые препятствуют опо­рожнению аппарата; в верхнюю часть петли врезают воздушник с вентилем.

Различные варианты обвязки теплообменников, отличающиеся схемами регулирования температуры, приведены на рис. 18. Для сокращения потерь теплоты в окружающую среду теплообменники изолируют. В некоторых случаях изоляцию предусматривают для того, чтобы предотвратить ожог или обмораживание обслуживаю­щего персонала.

Рис. 18. Схемы обвязки теплообменников для случаев, когда расход охлаждаемого продукта после теплообменника может быть переменным (я) или постоянным (б) и когда охлаждаемый продукт — двухфазная среда (в):

/ — продукт на охлаждение; // — продукт на нагрев; III — парожидкостной поток; IV — откачка, К— ремонтный штуцер; VI — воздушник

Узел реактора.В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяются реакторы различных типов. Для проведения процессов в гомогенной газовой фазе (термический крекинг, пиролиз) служат реакторы, представляющие собой змее­вики трубчатых печей. В гомогенной жидкой фазе протекают про­цессы гидролиза и некоторые конденсационные процессы, для их проведения используются реакторы смешения и трубчатые реакто­ры вытеснения.

Широкое распространение на НПЗ и НХЗ получили процессы, которые проводятся в системе газ—твердый катализатор (каталити­ческий риформинг, гидроочистка дистиллятов, синтез углеводоро­дов из СО и Н2, дегидрирование этилбензола и др.).

На рис. 19 показана обвязка реактора гидроочистки масел и парафина. В реакторе имеется стационарный слой катализатора, сырье из печи подается в реактор восходящим потоком. Проектом предусмотрена паровоздушная регенерация катализатора. Обвязка реакторов технологическими трубопроводами в большинстве слу­чаев осуществляется без запорной арматуры.

Рис. 19. Схема обвязки реактора гидроочистки масел:

/— сырье в печь; II — сырье из печи; III —, гидрогенизат; IV — инертный газ; V— водяной пар; VI— воздух; VII— газы регенерации в дымовую трубу; VIII — отбор газа; IX — отбор жидкости; X — охлаждающая вода; XI — дренаж

Источник