Предмет курса и организация проектных работ.

Лекция 1

Предмет курса и организация проектных работ.

Курс «ПХП и основы САПР» рассматривает порядок разработки проектной документации на расширение, реконструкцию, техническое перевооружение и новое строительство объектов (химических установок, производств или предприятий). Целью проектирования является разработка проекта химического предприятия, обеспечивающего выполнение исходных данных, технического задания и требований норм техники безопасности, промсанитарии, а также требований действующего законодательства в части экологической безопасности, возникновения аварий, исключения чрезвычайных ситуаций, выполнение требований экономического и социального характера.

При проектировании вообще и при проектировании химических предприятий, в частности, предусматривается системный подход, способный обеспечить принятие всесторонне обоснованных проектных решений. Результатом проектирования является проект и рабочая документация. Проект должен быть обоснован в следующих аспектах:

- технологическом – передовая технология, обеспечивающая уровень и выгодность производства;

- инженерно – техническом – обеспечение передового основного и вспомогательного оборудования;

- экономическом – прибыльность, окупаемость, спрос;

- экологическом – источники водные, сбросы, воздействие на окружающую среду, аварийные ситуации, отходы и их утилизация;

- социально – бытовом – обеспечение рабочей силой, жильем, вспомогательным производством, устройство семей.

Проект должен быть комплексным и включать все разделы, позволяющие при реализации его получить передовой, работоспособный объект. При этом для каждого производства в проекте решаются следующие вопросы:

ген. план и транспорт;

технологические решения;

управление производством и организация труда;

архитектурно – строительные решения;

инженерное оборудование, сети и системы;

охрана окружающей среды;

организация строительства;

мероприятия по гражданской обороне и по предупреждению чрезвычайных ситуаций;

сметная документация и эффективность;

инвестиции.

Как следует из перечня, в разработке проекта принимают участие специалисты разного профиля. Их работа должна быть организована и четко скоординирована в направлении выбора оптимальных решений, как главных задач организации нового производства, так и всех частных задач по каждому из разделов проекта. Эта работа выполняется главными инженерами проектов.

Учитывая изложенное, приведем сведения о построении курса ПХП. В курсе будут изложены сведения об организующих и нормативных материалах, определяющих содержание, объем и порядок выполнения проектных работ. Излагается порядок получения разрешений на проектирование и строительство. Рассматриваются основные этапы проектных работ и порядок их выполнения (разработка технологических схем, принятие объемно-планировочных решений, подбор основного и вспомогательного оборудования, создание вспомогательных производств и др.). Приводятся сведения о выполнении основных расчетов.

В соответствии с упомянутыми материалами будут конкретно рассмотрены основные этапы работ и их содержание:

- исходные данные;

- техническое задание;

- обоснование инвестиций и декларация о намерениях;

- предпроектные работы;

- ТЭО, проект;

- рабочая документация, состав и содержание составных частей;

- приемка и утверждение проектов;

- финансирование проектов и строительно-монтажные работы;

- связь проектной и эксплуатационной документации;

- монтаж, испытания и приемка оборудования и производства;

- основы САПР.

Использование и применение содержания курса в практической работе инженера – механика.

Сведения, содержащиеся в курсе ПХП, необходимы каждому инженеру – механику независимо от места его будущей работы, т.к. курс ПХП увязывает проектную работу, НИР (предпроектные), технологические работы, конструкторскую часть, инженерное обеспечение производства, монтаж, приемку и эксплуатацию оборудования и производства.

Таким образом, инженер, занимающийся проектированием, использует полученные сведения в полном объеме. Инженер – конструктор, научный работник, зная цели, принципы и порядок выполнения проектных работ может более осознанно выполнять свои основные задачи в увязке с общей идеологией создаваемого производства, а не в отрыве от нее.

Инженер – эксплуатационник может своевременно подключаться к выполнению, контролю и приемке проектной работы. Он будет учитывать при этом соблюдение интересов службы эксплуатации и финансирования строительно-монтажных работ в полном объеме.

Лекция 2

Нормативная база проектных работ.

Нормативная база проектных работ очень обширна. Необходимо знать основные разделы нормативной базы и смысловое содержание, и назначение этих разделов. Конкретные виды руководств норм, правил и руководств будут рассмотрены ниже, а с остальными следует знакомиться и применять их в своей практической работе. К основным разделам нормативной базы проектирования можно отнести следующие:

- законодательный,

- организационный,

- техника безопасности, промсанитария и экологическая безопасность,

- технические нормы,

- справочные материалы,

- ценники,

- САПР.

Законодательный раздел. Содержит законы, инструкции, разъяснения и другие подзаконные акты правительства и местных властей, касающиеся экономической деятельности, правовых взаимоотношений заказчика и исполнителя, обеспечения экологической безопасности, предотвращения и ликвидации аварий, обращения с отходами, утверждение обоснований инвестиций и деклараций, проведение экспертиз.

Организационный раздел. Содержит строительные нормы и правила (СНиП), своды правил (СП). Нормы этого раздела определяют порядок выполнения проектных, строительных, строительно-монтажных работ, приемки их, а также финансирования работ. Основными определяющими документами этого раздела являются СНиП 11-01-95 и СП 11-101-95, содержание которых нами будет рассмотрено. Сюда также относятся отраслевые стандарты и стандарты предприятий и организаций.

Раздел «ТБ, промсанитария и экологическая безопасность». В этот раздел включаются стандарты системы безопасного труда (ССБТ), нормы спецбезопасности, документы, определяющие ПДК и ПДВ, для разных производств и видов сбросов, нормы взрывоопасных концентраций и т.п.

Раздел «Технические нормы». Включает в себя нормы и правила разработки, изготовления и эксплуатации различных технических средств и устройств. Сюда относятся правила Госгортехнадзора, ГАН, ПУЭ, ГОСТы, ОСТы, ПБЯ, СНиПы и т.п.

Раздел «Справочные материалы». Содержит различного рода справочники по выполнению разного рода проектных, конструкторских и др. работ. Сюда относятся справочники, каталоги проектировщика, конструктора, монтажника, сантехника и др. Имеются ведомственные справочники, справочники проектных организаций.

Раздел «Ценники и нормы». Используется для проведения расчетно-сметных работ. Содержит ценники и каталоги стандартного и нестандартного оборудования и материалов, ценники и нормы на выполнение проектных, конструкторских, строительно-монтажных и др. работ. Сюда же включаются отдельные СТП, ОСТы, РТМ.

Раздел «САПР». Используется как для выполнения комплексных проектных работ, так и отдельных видов проектных работ. Обладает очень большими возможностями и непрерывно совершенствуется. Содержит отдельные пакеты программ и комплекты пакетов, позволяющих выполнять разные виды работ. Препятствием к широкому внедрению таких программ являются причины объективного и субъективного характера. К первому ряду причин относятся затруднения с финансированием, отсутствие комплексного единого подхода к созданию САПР на государственном уровне, низкая готовность персонала. Ко второму ряду относится отсутствие единого подхода к комплектации ЭВМ подразделений предприятия, разнобой в позициях руководителей разного уровня, разный уровень подготовки сотрудников в области профессиональной деятельности и САПР и др.

Цикл создания производства.

Создание нового производства, предприятия, участка является результатом целенаправленной и скоординированной деятельности ряда организаций, предприятий, ведомств, муниципальных государственных служб и организаций в одном выбранном заранее направлении. В большом количестве организаций следует выделить заказчика, подрядчиков и исполнителей. Подрядчики и исполнители могут привлекать субподрядчиков и соисполнителей (примеры).

Привлечение заказчиком подрядчиков и исполнителей оформляется договорами или контрактами. В отдельных случаях, подрядчиков и исполнителей может привлекаться несколько. При этом заказчик оформляет договора (контракты) на отдельные виды работ с каждым из них. Предпочтительным является оформление договора с одним подрядчиком, исполнителем. Последний может привлекать субподрядчиков, соисполнителей для выполнения отдельных видов работ также по договору (примеры).

Договор (контракт) является документом, регулирующим правовые и финансовые обязательства сторон (или всех участников) по выполнению определенного вида работ (пример).Проект включает в себя пояснительную записку, технологическую часть, разработку отдельных видов рабочей документации, подрядчик выполняет строительно-монтажные работы, – специальную сварку, проводку, электромонтажные и наладочные работы. Отдельные виды работ передаются субподрядчикам.

Подготовка декларации о намерениях.

Декларация о намерениях разрабатывается заказчиком или по его заданию проектной организацией. В нее входят описание выпускаемой продукции, обоснование экономической целесообразности создания нового производства, экологическое влияние нового производства на окружающую среду (количества вредных выбросов, обращение с отходами, ликвидация чрезвычайных ситуаций и др.), социальная значимость нового производства, обоснование обеспеченности сырьем, энергоресурсами и возможностей сбыта продукции. Декларация о намерениях согласовывается с надзорными органами (СЭС, экологический комитет, пожарная охрана и др.) и поступает в региональный исполнительный орган.

На основании рассмотрения декларации и проведения экспертиз, органом местной исполнительной власти принимается решение о возможности создания производства, что является разрешением на проектирование.

Лекция 3

Лекция 4

Исходные данные (ИД) на проектирование промышленного производства.

ИД являются отправным пунктом при разработке проекта. ИД выдает заказчик или он организует выдачу ИД. ИД составляются на следующие виды работ:

- разработка технологии, оборудования и производства в целом;

- подбор технологии с разработкой нестандартного оборудования;

- подбор стандартного и разработка нестандартного оборудования под заданную технологию;

- размещение стандартного и вспомогательного оборудования по заданной технологии;

- расширение или модернизация существующего производства;

Объяснить.

ИД определяют цели, задачи и результаты проектных работ и включают следующие разделы.

1. Технические показатели создаваемого производства.

2. Общие сведения и технология, принципиальные технологические схемы.

3. Характеристика выполненных базовых НИР и ОКР.

4. ТЭО производства, результаты маркетинговых исследований.

5. Свойства исходных, промежуточных и конечных продуктов.

6. Рабочие технологические параметры техпроцесса.

7. Материальный баланс производства.

8. Характеристика отходов и побочных продуктов. Области их применения и методы утилизации.

9. Методы и параметры очистки сбросов.

10. Данные для подбора стандартного и разработки нестандартного оборудования.

11. Данные для проектирования систем автоматизации.

12. Методы аналитического контроля.

13. Мероприятия по ТБ, промсанитарии, противопожарной профилактике.

14. Данные для обеспечения экологической безопасности производства, ГО и ЧС.

ИД разрабатываются заказчиком или по его заданию специальной организацией, и согласуются с проектной организацией. ИД являются основанием для составления договора и разработки ТЗ на его выполнение.

Задание на проектирование или техническое задание

(обращение к технологической схеме проектирования)

Задание на проектирование является неотъемлемой частью контракта. Если контракт определяет финансово-правовые взаимоотношения заказчика и проектировщика, то задание на проектирование устанавливает технические требования к проекту. Задание на проектирование разрабатывается заказчиком или проектировщиком. В последнем случае его стоимость включается в контракт. Задание на проектирование включает следующие основные рекомендуемые разделы (по СНиПу):

1. Основание для проектирования;

2. Вид строительства;

3. Стадийность проектирования;

4. Требования к вариантной и конкурсной разработке;

5. Основные технико-экономические показатели объекта: мощность (т/год), производительность (т/ч), доходность, производственная программа выпуска (в аналогичных показателях по всей номенклатуре);

6. Требования к конкурентоспособности и экологическим показателям предприятия и продукции;

7. Требования к технологическому режиму предприятия;

8. Требования к архитектурно-строительным решениям;

9. Требования к разработке природоохранных мер;

10. Выделение очередей и пусковых комплексов с учетом расширения предприятия;

11. Требования к ТБ;

12. Требования к мероприятиям по ГО и ЧС;

13. Требования к выполнению НИР и ОКР.

Совместно с заданием на проектирование, заказчик выдает данные (см. выше, с включением дополнительных сведений):

- обоснование инвестиций;

- решение местного органа о предварительном согласовании места размещения объекта;

- акт выбора участка;

- исходные данные по оборудованию, в том числе и индивидуального изготовления;

- данные о выполнении НИР и ОКР, связанных с технологией и оборудованием;

- имеющиеся материалы инженерных изысканий, обследований, обмеров на земле и под землей;

- чертежи и техническая характеристика продукции;

- материалы по обследованию действующих цехов (конструкции зданий, планировки, спецификация на оборудование и данные о его состоянии, данные об условиях труда на рабочих местах, о выбросах и т.д.);

- другие материалы.

После заключения договора и утверждения задания на проектирование (ТЗ), проектировщик приступает к работе. При этом в первую очередь, на основе договора и ТЗ составляется внутренний график работ. Это организующий документ по выполнению договора. Составляются отдельные рабочие задания смежникам, определяющие объем их работ. Отдельный подраздел задания (на отдельные виды работ), как указано в предыдущей лекции, составляется по мере их конкретизации, что определяется графиком. Вся организация проектных работ возлагается на главного инженера проекта (ГИПа) или лицо его замещающее.

Лекция 5

Порядок тепловых расчетов

Целью расчетов является определение поверхности теплообмена, теплоизоляции, необходимости подогрева и охлаждения. При тепловых расчетах используют уравнения теплового баланса и теплопередачи (внутренний и внешний) в соответствии с методиками курсов ПАХП и «Основы теплопередачи». Например:

G₁× ê J₁+G₂× ê J₂+G₁× r+Q_подв-Q_отв-Q_пот=(G₁+G₂) ê J₃

Учитывая количество G₁ и G₂, теплосодержание входящих и выходящих потоков ê J₁, ê J₂, ê J₃, теплоту реакции r (эндотермическая или экзотермическая), теплоподвод Q_подв, отвод тепла Q_отв и Q_потерь. Уравнения теплопередачи составляются для конкретных аппаратов или отдельных стадий и решаются совместно с уравнением теплового баланса.

Гидравлические расчеты

Целью расчетов является расчет трасс для обеспечения необходимой пропускной способности и подбор побудителей расхода – насосов, газодувок, вакуумных насосов и др. В качестве исходных данных используют расходы реагентов и (или) смесей и рабочие давления. По рекомендациям выбирают допустимую скорость течения среды W_с и, исходя из скорости и секундной производительности q_сек, выбирают сечение:

f = q_сек / W_с;

Наметив протяженность трассы и, ориентировочно, число и значения местных сопротивлений (повороты, отводы, арматура), находят суммарную потерю напора трассы – ее сопротивление Н, м.

Мощность на валу насоса (газодувки) N (кВт) определяют по формуле:

N = q_сек × r × g × H / 1000× h

где r - плотность среды, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

h - кпд.

По расходу q_сек, мощности N и напору Н подбирают побудитель расхода (насос или воздуходувную машину).

Лекция 6

Лекция 7

Лекция 8

Выпарные аппараты (рис.1).

Типы, конструктивная схема и основные размеры выпарных аппаратов выбираются по производительности, номинальной поверхности теплообмена, расчетному давлению и коррозионной активности среды на основании ГОСТ 11987-73. Применяют шесть типов выпарных аппаратов с естественной и принудительной циркуляцией. Пять типов имеют по два исполнения.

Номинальная поверхность теплообмена варьируется от 10 м² до 3150 м², давление от 0, 001 до 1, 6 МПа, диаметр и длина греющих труб составляют 25…57 мм и 3…9 м соответственно. Аппараты изготавливают из углеродистой, коррозионно-стойкой и двухслойной стали.

Теплообменные аппараты (рис.2).

Теплообменные аппараты выбираются по поверхности теплообмена, величине условного давления и по коррозионной стойкости. На теплообменные аппараты распространяется ГОСТ 9929-77, определяющий их типы и основные размеры. Стандартом предусмотрено четыре типа теплообменных аппаратов.

а) с центральной циркуляционной б) с подвесной греющей камерой;

трубой;

в) с выносной камерой.

Рис. 1. Выпарные аппараты.

а) одноходовый; в) многоходовый с линзовым

компенсатором;

б) одноходовый с сальниковым г) с U-образными трубками;

компенсатором;

Рис.2. Кожухотрубные теплообменники.

Размещение труб в трубных решетках производится для теплообменников типов Н и К по ГОСТ 15118-79, для типа П – по ГОСТ 13202-77 и для типа У – по ГОСТ 13203-77.

Применяются также теплообменники типа «труба в трубе», которые стандартизированы ГОСТ 9930-78, пластинчатые теплообменники с поверхностью F=2…600 м², регламентируемые ГОСТ 15518-78 и спиральные с поверхностью 10…100 м² по ГОСТ 12067-80.

Смесители.

Смесители применяют для приготовления сыпучих и пастообразных смесей. Типы смесителей и их основные параметры стандартизированы ОСТ 26-01-526-72. Рабочий объем различных типов смесителей приведен в таблице 3.

Таблица 3

Тип смесителя	Рабочий объем, м³
Барабанный	1, 6; 4, 0; 6, 3; 10, 0
Планетарно-шнековый	0, 63; 3, 2; 6, 3; 10, 0
Ленточный	6, 3; 1, 0; 2, 0; 6, 3
Плужный	0, 63
Волчковый	0, 63
Центробежный	0, 1; 0, 16; 0, 4

При выборе оборудования, тип и основные размеры аппаратов устанавливаются по стандарту и уточняются по каталогам, проспектам, паспортам заводов – изготовителей.

В ряде случаев необходима индивидуальная разработка и изготовление аппарата, если выпускаемые промышленностью аппараты не полностью отвечают техническим требованиям, предъявляемым при проектировании (применение специальных материалов, отсутствие завода – изготовителя и другие причины). В этом случае технолог готовит исходные требования на разработку основного нестандартного технологического оборудования.

Лекция 9

Пример разработки технологической части проекта установки для ликвидации жидких радиоактивных органических отходов (ЖРОО).

Жидкие радиоактивные органические отходы накапливаются на различных участках предприятий ядерно – топливного цикла (в том числе и на СХК). Они представляют собой смесь жидких смазочных материалов, растворителей и экстрагентов, содержащую различные соединения урана и осколочных элементов.

Переработка ЖРОО представляет собой сложную задачу, поскольку отработанной технологии их ликвидации не существует. Подземное захоронение этих отходов также не отработано, поскольку существует опасение, что при попадании ЖРОО в подземные слои – коллекторы, может произойти забивка этих слоев органикой. В результате этого поглощающая способность этих слоев резко падает и скважина может выйти из строя.

Поэтому в СО РАН и в Новосибирском отделении ВНИИПИЭТ был проведен комплекс работ по разработке технологии и оборудования для ликвидации ЖРОО по заказу предприятий Минатома РФ. При этом была создана экспериментальная установка, на основе испытаний которой намечено произвести разработку промышленной установки.

Исходные данные на проектирование экспериментальной и промышленной установок

Экспериментальная установка промышленная установка

Годовая мощность, т/год 8 100

К_ПВ, % ~0, 92 ~0, 92

Производительность, кг/час 1 12

Уд. расход Q воздуха, м³/час× кг 20 20

Степень очистки (по сумме примесей) 2× 10¹¹ 2× 10¹¹

Сухой остаток (после сжигания) 1% 1%

Исходное сырье – отработанные жидкие смазочные материалы, экстрагент и др.

Содержание радиоактивных веществ в исходном материале – 1 Ки/л, в сбрасываемых газах – 4, 5× 10^-14 Ки/л

Анализ возможных схем переработки ЖРОО

1 – форсуночное сжигание,

2 – перегонка,

3 – сжигание в расплавах солей (нитратов),

4 – сжигание на раскаленной пластине,

5 – лазерное сжигание,

6 – низкотемпературное каталитическое сжигание в кипящем слое (КС),

7 – плазменное сжигание,

8 – хранение.

В результате изучения и анализа возможных схем переработки и ликвидации ЖРОО разработчиками была выбрана схема их сжигания в аппаратах КС. Выбор был сделан на основе опыта разработки бездымных топок для судов ВМФ.

Описание процесса

Как при сжигании нефтепродуктов, так и при сжигании ЖРОО, необходимо обеспечить полноту сгорания при минимуме оксидов СО и Noх. Эти требования выполняются при сжигании сырья при температуре < 800°С с применением катализатора из оксидов Cr и Cu. Такой режим обеспечивает отсутствие оксидов азота и диоксинов. Образующийся в этих условиях СО переводится в СО₂ с использованием катализатора на основе платины. Схема аппарата сжигания приведена на рис.1.

Рис. 1. Схема аппарата сжигания ЖРОО

Лекция 10

Лекция 11

Лекция 12

Предпроектные исследования.

К предпроектным исследованиям могут относиться геодезическая и топографическая съемка, геологические обследования, обследование состояния оборудования, зданий и сооружений, сбор информации и проведение предпроектных НИОКР (пояснения).

Предпроектные НИОКР проводятся с целью выбора схемы изделия, отдельных устройств, систем и его узлов на моделях, макетах или при натурных испытаниях. Все зависит от сложности, важности и ценности изделия. Иногда отработку изделия переносят на доводочные испытания.

Результаты предпроектных НИОКР служат основанием для разработки конструкторской документации изделия. Сбор и анализ информации проводится для выбора обоснованных технических решений по разрабатываемому изделию. В качестве источников информации используют следующие материалы:

- отчеты по НИОКР заказчика и проектной организации;

- материалы периодической печати, техническая литература, библиографические материалы, обзоры, ГОСТы, ОСТы, патенты, сведения Интернет и др.;

- результаты собственных НИОКР.

На основании тщательного анализа технической информации, принимаются обоснованные решения по основным стадиям процесса, схеме и узлам оборудования.

Лекция 13

Лекция 14

Вентиляционные системы.

Системы вентиляции обеспечивают выполнение санитарно-гигиенических требований к воздушной атмосфере цеха. Различают естественную и искусственную или принудительную вентиляцию. При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется через неплотности в ограждениях, либо через специальные устройства в крыше, стенах, окнах. Организованная естественная вентиляция называется аэрацией. Ее применяют в производствах, в которых имеются большие тепловыделения (литейные, печные цеха и др.). За счет этих тепловыделений создается естественная тяга, которая обеспечивает необходимый воздухообмен. Теплый воздух удаляется из помещения через специальные незадуваемые колпаки, расположенные на крыше. Приточный воздух, всасываемый за счет создаваемого разрежения, поступает через специальные устройства, где он, при необходимости подогревается в холодное время года.

Искусственная вентиляция осуществляется с помощью специальных систем и побудителей движения воздуха. Системы искусственной вентиляции бывают с естественной циркуляцией воздуха за счет разницы его плотности и принудительной за счет использования вентиляторов. По назначению вентсистемы разделяют на общеобменные, локализующие или местные, аварийные и специальные.

Для обеспечения нормального состояния атмосферы в цехе, предусматривается система общеобменной вентиляции, состоящая из приточной и вытяжной вентсистем. Совокупность устройств для подачи свежего воздуха в помещение называют приточной вентиляцией, а систему для отвода использованного воздуха – вытяжной.

Отношение производительности вентиляционной системы к объему вентилируемого помещения называют кратностью воздухообмена к_об. Кратность определяет число обменов воздуха в помещении в час.

к_об = Q/V_пом; [1/час],

где Q – производительность системы (приточной или вытяжной) м³/час;

V_пом – объем помещения, м³.

В зависимости от типа производства, вида и количества промышленных выбросов в помещение, выбирается кратность воздухообмена, и по ней определяют потребную производительность вентсистем. Кратность обмена должна обеспечить содержание вредностей в воздухе цеха ниже ПДК. Кратности обмена по притоку и вытяжке должны быть скомпенсированы (примерно равны) с превышением кратности по притоку или вытяжке, в зависимости от технологической целесообразности. При проектировании вентсистем для разных смежных помещений необходимо обеспечить переток воздуха из чистого в грязное. Это обеспечивается путем регулировки перепадов давления и количества отсасываемого воздуха в них.

Таким образом добиваются создания в помещении необходимых санитарно-гигиенических условий в соответствии с требованиями эксплуатации.

Лекция 15

Водоснабжение и канализация

В химической промышленности используется вода различного качества: техническая, обессоленная, с ограниченным содержанием кислорода - деаэрированная, дистиллированная. Для обессоливания воды используют специальные ионообменные установки. Для снижения содержания кислорода используют станции деаэрирования. Широко применяются фильтрационные установки для очистки воды от механических примесей.

Установки для подготовки воды создаются специально для отдельных предприятий, либо используются централизованные станции водоподготовки. Например, вода питьевая и санитарно-технического назначения (для санпропускников) готовится на городских станциях Водоканала. Отработанные (сточные) воды отводятся с предприятия в зависимости от степени загрязнения и от потребности в воде. Химически не загрязненные воды сбрасываются по данным анализа через систему ливневой канализации в естественные водоемы.

Производственные сточные воды после специальной очистки направляются в биологические очистные водоемы.

Лекция 16

Выбор насосов

Характеристики выбираемых насосов определяются расчетом, основные положения которого изложены ранее. При выборе насосов, в первую очередь производят подбор типа насоса. Насосы делятся на объемные (поршневые, роторные) и лопастные (центробежные, консольные, погружные, герметичные и осевые). Выбор типа насоса производят по диаграмме, характеризующей поля использования насосов по подаче и напору (рис.1).

Н, м

500

2 × 10⁵

2 20 200 2000 2 × 10⁴ Q, м³/ч

Рис.1. Диаграмма для выбора типа насоса.

1 – трехвинтовые; 2 – поршневые; 3 – одновинтовые; 4 – консольные; 5 – вертикальные (погружные); 6 – осевые.

Роторные насосы

К ним относятся винтовые, шестеренные (ГОСТ 19027-73) и коловратные (ГОСТ 13528-78).

Винтовые насосы применяют для перекачки жидкостей с механическими примесями, пульп и др.

Шестеренные насосы применяют для перекачки жидкостей различной, в т.ч. повышенной вязкости. Имеются дозировочные шестеренные насосы. Коловратные – двухобъемные роторные насосы (рис.2), работают на принципе вытеснения жидкости.

Центробежные (лопастные) насосы относятся к наиболее распространенному типу насосов.

Рис.2. Двухроторный коловратный насос.

Рис.3. Консольный центробежный насос.

1 – двигатель;

2 – муфта;

3 – подшипниковый узел;

4 – корпус насоса;

5 – рабочее колесо.

Центробежные консольные насосы (рис.3) выпускают для перекачки:

1- чистой воды по ГОСТ 22247-76Е с подачей 1, 5-2500 м³/ч, напором 10-90 м, имеется около 60 модификаций;

2- чистых активных жидкостей с твердыми включениями (до 0, 2 %) по ГОСТ 10168-75 с подачей 1, 5-2500 м³/ч, напором 10-250 м, имеется до 30 модификаций, в том числе, 18 модификаций насосов для кристаллизующихся жидкостей и 15 модификаций для перекачки жидкостей, содержащих до 4% твердых включений.

Насосы изготавливают из стали, титана, фторопласта, гуммированные и др.

Лекция 17

Осевые химические насосы

Осевые химические насосы имеют относительно высокую подачу (от 400 до 1850 м³/ч) при малом напоре (0, 2 – 0, 3 м). Технические данные осевых насосов регламентирует ГОСТ 9366-71. Осевые насосы применяются для перекачки растворов, в том числе переменной вязкости с наличием взвесей в виде кристаллов, нитей, каучука, бумажной массы и др.

Лекция 18

Электрофильтры.

Действие фильтра основано на зарядке пылевых частиц коронирующими электродами с последующим их осаждением на осадительных электродах. Существуют модификации фильтров с Q = 1000 – 1000000 м³/ч. Ряд отраслей оснащается электрофильтрами, изготавливаемыми серийно (ТЭЦ, цементные заводы). Отдельные отрасли применяют электрофильтры специальной разработки, например, фильтр ТПУ для фтора.

Зернистые фильтры

Зернистые фильтры представляют собой насыпной слой высотой ~ 100 мм из гранул 2-5 мм (рис.3). Газ проходит через слой в режиме фильтрации. Регенерация слоя осуществляется ворошением с обратной продувкой. Запыленный воздух обратной продувки проходит очистку и смешивается с основным потоком запыленного газа.