ГЛАВА 5. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И-ХРАНЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Общие сведения

Значительная часть исходных веществ и готовой продукции . химической промышленности находится в жидком или газообраз­ном состоянии. В процессе переработки эти вещества необходимо перемещать по территории цеха или предприятия в соответствии с технологической схемой. Поэтому все химические предприятия рас­полагают оборудованием, предназначенным для транспортирования и хранения жидких и газообразных веществ.

44

Перемещение жидкостей и газов осуществляется в основном по трубопроводам. Поток вещества внутри трубопровода создается за счет разности давлений на концах трубопровода.

По назначению трубопроводы подразделяются на внутрицехо­вые и общезаводские. Внутрицеховые трубопроводы обеспечивают перемещение продуктов внутри данной технологической схемы, связывая между собой отдельные аппараты. С помощью общезавод­ских трубопроводов жидкости и газы передаются от одного цеха к другому, сырье и греющий пар подводятся к местам потребления. Перемещение нефти и газа на большие расстояния осуществляется с помощью магистральных трубопроводов, протяженность которых может достигать нескольких тысяч километров. Примером магист­рального трубопровода может служить нефтепровод «Дружба», с помощью которого нефть из СССР транспортируется в ЧССР.

В ряде производств органической химии и. фармацевтических препаратов стоимость трубопроводных коммуникаций составляет ^значительную часть стоимости основного производственного обору­дования. Прокладка магистральных трубопроводов, представляю­щих собой сложные промышленные сооружения, обходится очень дорого.

В систему трубопроводного транспорта входят собственно тру­бопроводы, приемные и расходные резервуары-хранилища и транс­портирующие машины, которые называются насосами в случае перемещения жидкостей и компрессорами при перемещении газов. Насосы и компрессоры служат для создания перепада давлений на концах трубопроводов, благодаря которому происходит переме­щение жидких и газообразных продуктов.

В некоторых случаях перемещение сред происходит самотеком. Однако такой способ транспортирования возможен- только в случае, когда уже имеется достаточная разность уровней жидкости между наполняемым и опоражниваемым сосудами.

Устройство трубопроводов

Материал для трубопроводов. В тех случаях, когда перемещае­мые среды не оказывают сильного коррозионного воздействия, для изготовления трубопроводов применяется углеродистая сталь. Тру­бопроводы, выполненные из углеродистой стали, обладают доста­точно высокой прочностью и недороги в изготовлении.

При транспортировании агрессивных сред используются трубы из легированной, так называемой нержавеющей стали, которая обладает хорошей коррозионной стойкостью. Применяются также трубы, выполненные из пластических масс — полиэтилена, поли-винилхлорида, полипропилена и др. Эти материалы также обла­дают высокой стойкостью по отношению к агрессивным средам, но, как правило, не могут быть применены при повышенных темпера­турах и давлениях.

В последнее время широко используются стеклянные трубопро­воды. Этот материал особенно удобен вследствие своей прозрач-

45

ности и высокой стойкости против большого числа химических реагентов. Стеклянные трубопроводы незаменимы при переработке пищевых и фармацевтических продуктов, где требуются особая чистота и строгий контроль. В некоторых случаях применяют тру­бопроводы из цветных металлов — меди, алюминия, латуни и др.

Для выполнения канализационных стоков и вспомогательных линий применяют чугунные, керамические и асбоцементные трубы.

Соединения трубопроводов. В зависимости от материала труб, их диаметра и давления в трубопроводе используют различные

Рис. 14 Соединение концов       тру?      Рис. 15. "Соединение концов труб его.

муфтой:                                                                                        ~ ном:

1 — труба П. 2 — соединительная муфта,        / — труба //, 2 — контргайка, 3 — соедивв-

3 — труба /                                                      тельная муфта, 4— труба /

типы соединений. Соединения трубопроводов подразделяются на разъемные и неразъемные. Разъемные соединения применяются на стальных, пластмассовых,' стеклянных и других трубопроводах в тех случаях, когда необходимо периодически производить их ос­мотр, очистку или замену. В зависимости от материала основного трубопровода, диаметра труб и давления используются различные конструкции разъемных соединений.

На стальных трубопроводах небольших диаметров применяют муфтовое соединение труб (рис. 14), на. концах которых имеется резьба. Такое соединение весьма просто в исполнении, но неудобно в тех случаях, когда из-за недостатка места невозможно вращать одну из труб и завертывать ее в муфту. В этих случаях применяют муфтовое соединение с контргайкой и удлиненной резьбой на одной из труб, называемое сгоном (рис. 15).

Широкое применение практически для всех типов и размеров труб имеет фланцевое соединение (рис. 16). Фланцы 3 и 4 прива­рены к концам соединяемых труб. Между фланцами помещена прокладка 1, изготовленная из упругого мягкого материала — рези­ны, клингерита, асбеста и др. Плотность соединения достигается стягиванием фланцев болтами 2. Фланцы могут присоединяться к концам труб также с помощью резьбы либо путем отбортовки кон­цов труб,

К соединениям, которые можно рассматривать как разъемные, условно относят раструбные, применяемые для соединения чугунных или керамических труб (рис. 17). Концы таких труб имеют различ­ную конфигурацию. Гладкий конец./ с буртиком трубы свободно входит в раструб на конце другой трубы 3. Раструб уплотняют на-

46

бивочным материалом, заполняют цементным раствором 2 и зали­вают битумом или расплавленной серой, в результате чего дости­гается герметичность соединения.

Неразъемные соединения дешевле и проще в изготовлении, чем разъемные, но применяются только в тех случаях, когда не. тре­буется разборки трубопроводов. Стальные трубопроводы всех видов в этом случае соединяются сваркой.

Запорные устройства и арматура трубопроводов. Для регулиро­вания количества протекающих жидкостей и газов применяют за­порные устройства с ручным или автоматическим приводом."

4 J

Рис. 16, Ф'ланцевое сое.

дииение труб: 3 — прокладка,  2 — болты. Я — фланец 1,4—фланец И

Рис. 17. Раструбное сое­динение чугунных труб:

/ — труба /, 2 —• цементный раствор, 3 —труба // с ра­струбом

Рис. 18. Пробковый кран:

7 —корпус краиа, 2 —

сальниковая ивбивка, 3 —

пробка

Для трубопроводов небольших диаметров (до 80 мм) с невысо­кими давлениями широко используют пробковые краны (рис. 18). Устройство этого типа состоит из корпуса / с присоединительными фланцами и внутренней конической расточкой и конической пробки 3, плотно прилегающей (притертой) к внутренней конической рас­точке корпуса. Верхняя часть пробки имеет квадратное сечение для крепления ручки. Отверстие в^конической пробке по размерам соответствует входному и выходному отверстиям для протекания жидкости.. В положении «Открыто» отверстие в пробке совпадает с входным и выходным каналами и жидкость беспрепятственно про­текает через кран. Поворот пробки на 90° приводит , к полному перекрытию потока. Герметичность пробкового крана обеспечи­вается сальником 2 в верхней части.

Пробковые краны, изготавливаются из чугуна, бронзы, пласт­массы, керамики и обеспечивают быстрое перекрытие потока жид­кости. При движении капельных несжимаемых жидкостей по трубопроводам большой протяженности возникает крайне нежела­тельное ■ явление гидравлического удара при резком повышении давления. При средних и высоких давлениях в трубопроводах большой протяженности краны не используются.

47

Широко применяются вентили. Резьбовые вентили (рис. 19, а) состоят из корпуса /, имеющего внутреннее отверстие с седлом. 4 для клапана, расположенного перпендикулярно потоку жидкости, и клапана 3. Клапан поднимается и опускается с помощью шпинделя с резьбой. В нижнем положении клапана проход для жидкости полностью перекрыт, в верхнем положении поток жидкости, изги­баясь, проходит через отверстие в седле клапана. Даже при бьугт-

Рис. 19. Вентили: а — резьбовый, б — прямоточный фланцевый; / — корпус, 2 — маховнк, 3 — клапан, 4 — седло

ром вращении шпинделя с помощью маховика 2 проходное сечение изменяется постепенно, а не мгновенно, как при перекрытии крана. Это практически исключает возникновение гидравлических ударов. Кроме того, конструкция обеспечивает плотность прилегания клапа­на к седлу и герметичность.

Существуют конструкции вентилей, в которых шпиндель и кла­пан расположены наклонно по отношению к оси трубопровода,— прямоточные фланцевые (рис. 19, б). При такой конструкции поток в вентиле искривляется меньше, что уменьшает гидравлическое соп­ротивление.

Вентили широко применяются в качестве запорных и регули­рующих устройств на трубопроводах воды, пара, сжатого воздуха, а также на вакуумных линиях. Вентили выпускаются не только с ручным, но и с электрическим и пневматическим приводами, что позволяет применять их в схемах дистанционного автоматического управления.

На воздухопроводах при малых давлениях в качестве запорных устройств используются шиберы (рис. 20).

При разности температур трубопровода и внешней среды и значительной протяженности трубопроводов возникают темпера­турные удлинения труб, которые могут вызвать деформацию тру­бопровода.- Во избежание нарушения герметичности -или разруше-

48

ния трубопроводов при значительной длине трубопровода на нем устанавливают компенсаторы, позволяющие отдельным его участ­кам перемещаться. При необходимости обеспечения относительно малых перемещений применяют линзовые компенсаторы (рис. 21), включающие эластичный гофрированный элемент, который легко деформируется в осевом направлении.

И

Ш

 

Рис. 20. Шибер: / — задвижка, 2 — корпус

Рис. 21. Линзовый  компенса­тор:

1 — труба //, 2 — защитный кожух,

3 — волнистый гибкий компенсатор,

4 — труба /

Г?

4Р¹^ F

Рис. 22. Компенсатор: - лирообразный, б — П-образный

Рис. 23. Указатель уровня: / — стекло, 2 — корпус

Используются также лирообразные и П-образные компенсаторы (рис. 22), в которых функции компенсатора выполняет сам трубо­провод.

К арматуре трубопроводов относятся .также указатели уровня (рис. 23) различных конструкций для измерения расхода жидко-, стей, которые устанавливают на емкостях, обратные клапаны и другие устройства.

Расположение и монтаж трубопроводов. При проектировании и монтаже цеховых трубопроводов основными требованиями явля-

49

ются минимальная их протяженность и, следовательно, минималь­ная стоимость, а также удобство эксплуатации.

Внутрицеховые трубопроводы, особенно с большим количеством подводящих и отводящих линий, располагают на специальных конструкциях под потолком помещения. Это обеспечивает удобство осмотра,, ремонта или замены отдельных частей трубопровода. Кроме того, линии, подходящие к аппаратам, не загромождают про­ходы к запорным устройствам.

Общезаводские трубопроводы прокладывают на специальных эстакадах, поднятых над уровнем земли, или в подземных закры­тых траншеях.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: