Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2017-09-29 | 927 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Жидкостно-кольцевые машины часто называют водокольцевыми, поскольку в качестве рабочей жидкости в них традиционно использовалась вода. В принципе эти устройства являются машинами объемного сжатия, в которых вращающееся жидкостное кольцо играет роль гидравлического поршня. В качестве рабочих жидкостей в этих машинах помимо воды могут использоваться самые разнообразные технологические жидкости.
Принципиальная схема ЖКВН показана на рис. 5.10 [79]. Ротор, снабженный радиальными лопатками, расположенный с некоторым эксцентриситетом е относительно корпуса, вращается в цилиндрическом корпусе, частично заполненном жидкостью. Корпус с боков закрыт крышками (боковинами). Между рабочим колесом и корпусом, а также между колесом и боковинами имеются гарантированные зазоры. Поэтому в машине нет никаких трущихся деталей, кроме подшипников. Лопатки рабочего колеса при вращении захватывают жидкость и отбрасывают ее к периферии (стенкам корпуса), за счет чего внутри корпуса образуется вращающееся жидкостное кольцо. Между втулкой (валом) рабочего колеса и кольцом жидкости из-за наличия эксцентриситета возникает серпообразное пространство, являющееся рабочей полостью ЖКВН. Это пространство разделяется рабочими лопатками на отдельные ячейки переменного объема. При увеличении объема ячейки происходит процесс всасывания, а при уменьшении – процесс нагнетания. Всасывающие и нагнетательные окна в приведенной схеме ЖКВН расположены в торцевых крышках (схема с осевым подводом и отводом сжимаемого газа). Эта схема наиболее распространена в отечественных конструкциях. Существуют также схемы с радиальным подводом и отводом сжимаемого газа. Принципиальной разницы между этими схемами, однако, нет.
|
Рис. 5.10. Принципиальная схема жидкостно-кольцевого вакуум-насоса
1 – вращающееся жидкостное кольцо; 2 – лопатки ротора;
3 –нагнетательное окно; 4 – вал ротора; 5 – втулка ротора;
6 – всасывающее окно.
Между гидравлическим поршнем (поверхностью кольца жидкости) и откачиваемым объемом газа в цикле сжатия возникает достаточно тесный контакт, который сопровождается взаимно связанными процессами межфазного тепло- и массообмена. Поскольку масса жидкости в ячейке, как правило, существенно превышает массу газа, а тепло, выделяющееся в процессе сжатия, интенсивно передается от газа к жидкости, температуры газа и жидкости за одиночный цикл выравниваются и приближаются к температуре жидкости. Конечная температура жидкости при этом несколько отличается от начальной. Тем не менее, несмотря на возможность пренебрежения величиной изменения температуры в течение одного цикла сжатия в ячейке, выделяющееся тепло накапливается во вращающемся жидкостном кольце, поэтому рабочую жидкость приходится постоянно заменять, хотя бы частично, или включать в схему контур охлаждения циркулирующий жидкости.
ЖКВН могут выполняться в одно – и двухступенчатом исполнении [79]. У двухступенчатого ЖКВН рабочая полость насоса разделена на две камеры вертикальной перегородкой. При этом оба колеса располагаются на одном валу, проходящем через перегородку, и вращаются с одинаковой угловой скоростью. В первой камере обеспечивается предварительное сжатие откачиваемой среды до некоторого промежуточного давления, после чего смесь рабочей жидкости и откачиваемого газа передается во всасывающий патрубок второй камеры, в которой производится дожатие ПГС до выходного давления. Двухступенчатая ЖКВН позволяет создавать большие степени сжатия чем одноступенчатые: у машин двухступенчатого исполнения максимально достижимый вакуум при нулевой производительности и температуре рабочей жидкости 15 0С (система «вода-воздух») составляет 10-15 мм Hg против 40-80 мм Hg. у одноступенчатых агрегатов.
|
На рис. 5.11 представлена принципиальная схема ВСС на базе ЖКВН.
ЖКВН подключается к линии отвода несконденсированных газов из конденсатора КВ-1 через обратный клапан КО-1, который исключает обратное поступление перекачиваемой среды в конденсаторы КВ-1 и КВ-2 и далее в колонну К-2 из вакуум-насоса и из сепаратора С-1 при внештатной (аварийной) остановке насоса. В ЖКВН помимо откачиваемого газа также подается сервисная (рабочая) жидкость, предварительно охлажденная в теплообменнике Т-1 до требуемой температуры. Смесь сжатого в ЖКВН откачиваемого газа, образовавшегося в ЖКВН конденсата тяжелых углеводородов и воды, а также избытка рабочей жидкости сбрасывается в сепаратор С-1. В сепараторе происходит разделение смеси на две жидкие (углеводородная + водная) и газовую фазы. Газовая фаза из сепаратора отводится в выхлопной трубопровод, который соединен или с сепаратором БЕ-1, или непосредственно с линией отвода выхлопа ВСС.
Рис. 5.11. Принципиальная схема ВСС на базе ЖКВН
Две жидкие фазы в сепараторе С-1 расслаиваются. В сепараторе контролируются уровни раздела фаз газ – жидкость и легкая жидкость (углеводородная фаза) – тяжелая жидкость (вода). Водная фаза по уровню раздела фаз отводится из сепаратора через нижний штуцер. Часть жидкой фаза через теплообменник Т-1 с заданной температурой возвращается в ЖКВН в виде сервисной жидкости для поддержаний определенной температуры среды в насосе, а балансовый избыток сбрасывается в промканализацию (или в сепаратор БЕ-1). Углеводородная фаза по уровню раздела фаз сбрасывается в сепаратор БЕ-1.
Для регулирования процесса выхлопная газовая линия из сепаратора С-1 через регулирующий клапан КР-1 связана байпасной линией с линией подвода откачиваемого газа из КВ-2 в ЖКВН (после обратного клапана). Открытием (закрытием) КР-1 обеспечивается изменение производительности ЖКВН, а значит и давление в колонне К-3.
Основным недостатком ЖКВН считается относительно низкий вакуум, достигаемый в этих машинах. Величина теоретически достижимого вакуума в ЖКВН ограничивается давлением насыщенных паров (ДНП) рабочей жидкости. Действительно, если давление в полости разряжения сравнивается с ДНП рабочей жидкости, последняя в соответствии с законами термодинамики должна вскипеть, а образовавшиеся пары заполнят весь объем рабочей ячейки. Таким образом, ДНП рабочей жидкости определяет для ЖКВН величину теоретически достижимого вакуума при нулевой производительности машины. На самом деле из-за наличия перетечек через гарантированные зазоры конструкции и вследствие влияния ряда других факторов теоретически достижимое значение разряжения в ЖКВН не достигается. Сама величина ДНП очень сильно зависит от температуры и природы рабочей жидкости. Так, при температуре 15оС ДНП воды равно 1,73 кПа (13 мм рт.ст.). Именно это значение и будет определять величину теоретически достижимого вакуума для машины, использующей в качестве рабочей жидкости воду при температуре 15оС. Для реальных конструкций при данной температуре воды значение достигаемого вакуума не превышает 30-40 мм рт.ст. Увеличение глубины создаваемого вакуума может быть достигнуто, как видим, за счет подбора соответствующей рабочей жидкости, а также за счет введения в схему дополнительных устройств создания предварительного разряжения.
|
Рис. 5.12. Общий вид ВСС на базе ЖКВН
Поэтому для повышения технико-экономических показателей ВСС целесообразно использовать комбинированные системы. Так, для увеличения глубины создаваемого ВСС вакуума к ЖКВН может быть подключен предвключенный паровой эжектор, в котором откачиваемая смесь сжимается до давления, которое соответствует оптимальному давлению всасывания ЖКВН. Общий вид такой ВСС представлен на рис. 5.12.
В этом случае вся область сжатия в ВСС разбивается на ряд более узких областей, в каждой из которых используется своя наиболее рациональная схема сжатия. Проблемой при этом остается задача сопряжения характеристик отдельных подсистем в рамках единой ВСС.
Другим недостатком жидкостно-кольцевых машин часто считают их относительно низкий коэффициент полезного действия (КПД). Однако теоретический анализ рабочего процесса в ЖКВН показывает, что за счет оптимизации конструкции этих машин (расположения всасывающих и нагнетающих окон, оптимизации соотношения между геометрическими размерами и т.д.) их изотермический КПД может быть доведен до 65% [79], что не уступает характеристикам винтовых компрессоров.
|
Возможности использования ВСС различного типа применительно к различным промышленным задачам основаны на анализе их характеристик, который заводами производителями ВСС обычно задаются в виде:
, | (4.48) |
, | (4.49) |
где G и Q - соответственно массовая (кг/ч) или объемная (м3/ч) нагрузки на ВСС.
На рис. 5.13 и 5.14 приведены характеристики ПЭНов по [73] и ЖКВН LPH 11535.
Анализ рис. 5.13 показывает, что при снижении степени сжатия на входе в пароэжекторный насос (увеличении давления всасывания), достаточно резко возрастает массовая производительность системы (некоторые насосы показывают увеличение производительности почти в два раза).
Это обстоятельство можно объяснить тем, что существенно изменяются условия работы конденсатора первой ступени и эжектора второй. Увеличение давления на всасывании приводит к увеличению давления на выходе из эжектора первой ступени (при неизменной степени сжатия), что приводит к дополнительной конденсации рабочих паров промежуточном теплообменнике. В эжектор второй ступени поступает меньшее количество несконденсированных паров, что приводит к дополнительному подсосу газа на первой ступени.
Рис. 5.13. Расчетные характеристики ПЭНов по нормали ГИПРОНЕФТЕМАШ
Характеристики задаются при этом в виде графиков или таблиц. Необходимо также учитывать, что данные характеристики получены для некоторых эталонных условий: производительность задается по сухому воздуху (иногда дополняется сведениями о зависимости производительности от степени влажности воздуха) и задаются параметры рабочего агента (чаще всего водяной пар и вода). Поэтому применение ВСС в конкретных производственных условиях требует пересчета паспортной характеристики на реальные рабочие условия. Особенно это актуально для установок разделения мазута под вакуумом. Действительно, параметры состояния (давление, температура, состав) откачиваемой из колонны реальной ПГС очень сильно отличаются от паспортных характеристик ВСС.
Рис. 5.14. Характеристика ЖКВН LPH 11535
Задача пересчета характеристик от паспортных к реальным, складывающимся в условиях эксплуатации, в данном пособии не рассматриваются.
При выполнении реальных проектов необходимо учитывать, что все блоки установки АВТ взаимосвязаны и вместе образуют сложную систему, свойства которой определяются не только характеристиками отдельных узлов, но и условиями их взаимодействия. С относительной точностью проектирование может быть выполнено раздельно только на верхнем уровне: атмосферный блок и вакуумный блок. Но даже на этом уровне в реальном производстве широко используется, например, рекуперация тепловых потоков: тепло отходящих материальных потоков одного блока используется для подогрева сырьевых потоков другого блока. Поэтому проектирование столь сложной системы может быть выполнено по современным представлениям только методами математического моделирования с использованием универсальных моделирующих программ (HYSYS, CHEMCAD, PRO-2, …). При этом приходится проводить весь комплекс термодинамических, гидравлических, кинетических расчётов с одновременным подбором оборудования.
|
Данные вопросы выходят за рамки настоящего пособия и в нем не рассматриваются.
Вопрос 1
Нефть – это:
A) смесь жидких углеводородов;
Б) смесь газообразных и жидких углеводородов;
В) взаиморастворимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов;
Г) взаиморастворимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов с примесями соединения серы, азота, кислорода и других элементов.
Вопрос 2
Кривые разгонки нефти и нефтепродуктов (ОИ и ИТК) снимаются:
А) при рабочем давлении технологического процесса разделения нефти;
Б) при стандартном давлении:
В) при давлении, обеспечивающем температуру кипения не выше 350 оС, но не выше стандартного значения (760 мм Hg)/.
Вопрос 3
Точка начала кипения смеси на кривой ОИ в сравнении с кривой ИТК расположена:
А) выше;
Б) ниже.
Вопрос 4
Точка конца кипения смеси на кривой ОИ в сравнении с кривой ИТК расположена:
А) выше;
Б) ниже.
Вопрос 5
В качестве характеристической температуры на кривой ИТК, определяющей свойства условного компонента (псевдокомпонента) принимается:
А) температура начала кипения фракции;
Б) температура конца кипения фракции;
В) среднеарифметическое значение температуры между началом и концом кипения фракции;
Г) среднеинтегральное значение температуры между началом и концом кипения фракции;
Вопрос 6
«Светлые» нефтепродукты - это:
А) смесь углеводородов, характеризующихся слабой окрашенностью;
Б) смесь углеводородов, выкипающих до температуры 350 оС;
В) смесь газообразных углеводородов, растворенных в нефти.
Вопрос 7
«Темные» нефтепродукты - это:
А) смесь углеводородов, характеризующихся сильной окрашенностью (черного или бурого цвета);
Б) смесь углеводородов, выкипающих выше температуры 350 оС;
В) смесь твердых углеводородов, растворенных в нефти.
Вопрос 8
В качестве характеристической температуры на кривой ИТК, определяющей свойства условного компонента (псевдокомпонента), принимается:
А) температура начала кипения фракции;
Б)-температура конца кипения фракции;
В) среднеарифметическое значение температуры между началом и концом кипения фракции;
Г) среднеинтегральное значение температуры между началом и концом кипения фракции;
Вопрос 9
Точка на кривой ИТК характеризует зависимость от доли отгона (испарения) сырья:
А) температуры начала конденсации отбираемой дистиллятной фракции;
Б) температуры конца конденсации отбираемой дистиллятной фракции;
В) температуры вспышки отбираемой дистиллятной фракции:
Г) температуры конца кипения остатка
Вопрос 10
Кривая ОИ получается при:
А) при простой перегонке нефтепродукта при закрепленном давлении;
Б) при перегонке нефтепродукта с дополнительной ректификацией отгоняемых паров при закрепленном давлении.
Вопрос 11
Кривая ИТК получается при:
А) при простой перегонке нефтепродукта при закрепленном давлении;
Б) при перегонке нефтепродукта с дополнительной ректификацией отгоняемых паров при закрепленном давлении.
Вопрос 12
Газы разложения и натекания, выведенные из вакуумного блока установки АВТ при работе ПЭНа, направляются:
А) на факел для сжигания;
Б) на сброс в атмосферу;
В) на использование в качестве технологического топлива.
Вопрос 13
Смесь водного конденсата и углеводородов, попадающая в барометрические колодцы вакуумсоздающих систем вакуумных блоков установок АВТ:
А) сбрасывается в системы биоочистки химзагрязненных вод;
Б) расслаивается с последующей утилизацией углеводородной фазы;
В) сжигается на специальной установке.
Вопрос 14
Наиболее распространенным типом ВСС на установках АВТ являются:
А) ВСС на базе ПЭН;
Б) ВСС на базе ВГЦА;
В) ВСС на базе ЖКВН.
Вопрос 15
Неполнота конденсации дистиллятных паров в конденсационных блоках ВСС возникает при:
А) повышении температуры оборотной воды;
Б) повышении давления в ректификационных колоннах;
В) непрофессиональных действиях обслуживающего персонала.
Вопрос 16
Увеличение выхода несконденсированных газов на вакуумных блоках установок АВТ возникает при:
А) непрофессиональных действиях обслуживающего персонала;
Б) понижения давления в колонне;
В) снижении расхода сырья;
Г) повышении температуры оборотной воды.
Вопрос 17
В кожухотрубчатых теплообменниках обеспечивается следующая гидродинамическая схема движения теплоносителей:
А) противоток;
Б) прямоток;
В) перекрестный ток.
Вопрос 18
В межтрубное пространство кожухотрубных теплообменников направляется среда:
А) более склонная к образованию отложений на поверхности теплообмена;
Б) среда с большим давлением;
В) менее склонная к образованию отложений на поверхности теплообмена;
Г) среда с меньшим давлением.
Вопрос 19
Контактные устройства (тарелки) массообменных аппаратов работают:
А) в барботажном режиме;
Б) в струйном режиме;
В) в пленочном режиме:
Г) в барботажном и/или струйном режиме.
Вопрос 20
Насадки массообменных аппаратов работают:
А) в барботажном режиме;
Б) в струйном режиме;
В) в пленочном режиме:
Г) в барботажном и/или струйном режиме.
Вопрос 21
Контактные устройства (тарелки) массообменных аппаратов при эквивалентной разделительной способности в сравнении с современными насадками характеризуются гидравлическим сопротивлением:
А) большим;
Б) меньшим.
Вопрос 22
Задача снижения гидравлического сопротивления массообменных устройств особенно актуальна:
А) для колонн, работающих при больших избыточных давлениях;
Б) для колонн, работающих при малых избыточных давлениях;
В) для колонн, работающих под вакуумом;
Г) для абсорберов.
Вопрос 23
Живое сечение контактного устройства (тарелки) - это отношение минимального сечения, открытого для прохода пара:
А) к площади поперечного сечения колонны;
Б) к площади поперечного сечения колонны за вычетом площади переливных устройств;
В) к суммарной площади барботажного слоя.
Вопрос 24
Высота переливного межтарельчатого расстояния в массообменных колоннах определяется:
А) условием обеспечения сепарации газожидкостной системы, поступающей в перелив;
Б) условием обеспечения гидравлического затвора между соседними тарелками;
В) условием повышения эффективности разделения;
Г) условием обеспечения гидравлического затвора и сепарации газожидкостной системы.
Вопрос 25
С ростом скорости пара (газа) унос жидкой фазы с тарелки:
А) возрастает;
Б) снижается;
В) не меняется.
Вопрос 26
Использование в качестве контактных устройств регулярной насадки позволяет:
А) снизить гидравлические сопротивления;
Б) повысить гидравлические сопротивления.
Вопрос 27
Диапазон устойчивой работы контактного устройства определяется как:
А) отношение расхода жидкости, при котором в переливе нарушается режим сепарации, к расходу, при котором нарушается гидрозатвор;
Б) отношение расхода пара, при котором резко возрастает унос жидкости, к расходу, при котором наступает провал жидкости;
В) отношение расхода пара, при котором резко возрастает унос жидкости, к расходу жидкости, при котором нарушается гидрозатвор.
Вопрос 28
Для насадок, высота эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ), это отношение высот насадочной и тарельчатой колон, на которых достигается:
А) одинаковое значение гидравлического сопротивления, соответствующее условию «теоретическая тарелка».
Б) одинаковая величина уноса жидкости;
В) одинаковое разделение, соответствующее условию «теоретическая тарелка».
Г) совпадение обоих перечисленных условий.
Вопрос 29
Отличительными свойствами сложных колонн являются:
А) большие размеры;
Б) наличие нескольких уровней отвода и подвода продуктов и тепла;
В) большое число контактных устройств;
Г) наличие нескольких уровней отвода продуктов.
Вопрос 30
Основные преимущества использования вакуума при разделении мазута:
А) интенсификация процесса разделения;
Б) понижение температуры верха и низа в ректификационной колонне;
В) снижение интенсивности разложения тяжелых углеводородов;
Г) снижение энергозатрат на процесс разделения.
Вопрос 31
Назначение отпарных колонн в схеме АВТ:
А) снижение энергозатрат на процесс разделения;
Б) удаление из целевых фракций более легкокипящих углеводородов;
В) снижение интенсивности разложения тяжелых углеводородов;
Г) уменьшение пределов выкипания целевых фракций.
Вопрос 32
Основной недостаток тарельчатых контактных устройств при их использовании в вакуумном блоке АВТ:
А) большое гидравлическое сопротивление;
Б) низкая эффективность;
В) высокая стоимость.
Вопрос 33
Основное преимущество регулярной насадки применительно к условиям работы вакуумного блока АВТ:
А) высокая производительность;
Б) низкая стоимость;
В) высокая относительная эффективность.
Вопрос 34
Основной недостаток регулярной насадки применительно к условиям работы вакуумного блоке АВТ:
А) низкая производительность;
Б) высокая стоимость;
В) сложность организации боковых отборов/подводов материальных потоков;
Г) появление эффекта «сухого конуса».
Вопрос 35
Основное преимущество перекрестноточной насадки применительно к условиям работы вакуумного блока АВТ:
А) простота организации боковых отборов/подводов материальных потоков;
Б) высокая производительность;
В) низкая стоимость;
Г) высокая относительная эффективность.
ответы на Тестовые вопросы для Самоконтроля
1- Г; 2- В; 3-А; 4-Б; 5-В; 6-Б; 7-Б; 8-В; 9-Б; 10-А; 11-Б; 12-А; 13-Б; 14-А; 15- А; 16-Г; 17-В; 18-В; 19-Г; 20-В; 21-А; 22-В; 23-Б; 24-Г; 25-А; 26-А; 27-Б; 28-В; 29-Б; 30-В; 31-Б; 32-А; 33-В; 34-В; 35-А; 36-В; 37-В; 38-В; 39-А; 40-В.
23. Лебедев Ю.Н. Структурированная насадка ВАКУПАК / Ю.Н. Лебедев, Т.М. Зайцева, В.Г. Чекменёв // Химия и технология топлив и масел. – 2002. -№1. -С. 29-31.
24. Ю.Н. Лебедев. Насадка ВАКУПАК для вакуумных колонн / Ю.Н. Лебедев, В.Г. Чекменёв, Т.М. Зайцева // Химия и технология топлив и масел. – 2004. -№1. -С. 48-53.
25. Елшин А.И. Установки ЭЛОУ-АВТ На Ангарском НПЗ / А.И. Елшин, Ю.Н. Лебедев, В.М. Моисеев и [др.] // Химия и технология топлив и масел. –2002. -№1. -С. 12-14.
|
|
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!