Контрольная работа: Пневмотранспорт, газгольдеры та цистерны
Всасывающе-нагнетательные установки сочетают основные преимущества нагнетательных и всасывающих установок. В них используются заборные устройства всасывающего типа, работающие без пылевыделения, а в наиболее протяженном трубопроводе материал переносится под давлением при довольно высоких концентрациях. В небольших установках обе ветви (всасывающая и нагнетающая) могут работать от одной воздуходувной машины. [2]
Каждая пневмотранспортная установка включает в себя следующие основные узлы: питатель – устройство для ввода материала или аэросмеси в трубопроводы, системы воздухопроводов и материалопроводов, разгрузители с фильтром для воздуха, воздуходувную машину и приемник материала.
Питатели. Конструкции питателей нагнетающих и всасывающих пневматических установок различны, так же как различны способы и принципы создания воздушного потока в таких установках. Питатель всасывающей установки выполняет функцию загрузочного устройства для подачи материала в движущуюся струю воздуха, а питатель нагнетающей установки предназначен для создания аэросмеси надлежащей концентрации.
Загрузочные устройства для всасывающих установок делятся на две группы: всасывающие сопла и питатели тройники.
Питатели нагнетающих пневмотранспортных установок имеют более разнообразные конструкции. Эжекторные, рукавные питатели, шлюзовые и шахтные затворы применяют в установках низкого давления; шлюзовые питатели – в установках среднего давления, камерные пневмонасосы и винтовые (шнековые) питатели – в установках высокого давления. Винтовые питатели используются так же в установках среднего давления.
Разгрузочные устройства. Эти устройства предназначены для выделения материала и пыли из пневмопотока и направления его для дальнейшего транспортирования или переработки.
Материалопроводы. Надежность и эффективность работы пневмотранспортной установки в значительной мере зависит от правильного выбора материалопроводов. Первостепенную роль играет материал, из которого они изготовлены, их диаметр, качество выполнения соединения между отдельными участками трубопроводов и т.д.
Материалопроводы должны быть герметичны, износоустойчивы, иметь по возможности максимально гладкую внутреннюю поверхность для обеспечения минимального сопротивления движению аэросмеси. Как показала эксплуатация пневмосистем, нарушению нормального режима, возникновению вихрей и образованию завалов в трубах способствуют дефекты в местах соединения материалопроводов – смещения кромок труб в местах стыка, неплотности либо наплывы на внутренней стороне.
Воздуходувные машины. Системы воздухоснабжения в пневмотранспортных установках применяют разнообразные воздуходувные машины – от центробежных вентиляторов до двухступенчатых поршневых компрессоров. Выбор того или иного типа воздуходувной машины зависит от количества транспортирующего и требуемого по гидравлическому расчету давления: – для всасывающих установок с низким вакуумом целесообразно применять центробежные вентиляторы, со средним вакуумом – воздуходувки, с высоким – водокольцевые вакуум-насосы; – для нагнетающих установок низкого давления следует устанавливать центробежные вентиляторы или воздуходувки, для установок среднего давления воздуходувки или вакуум-насосы, для установок высокого давления – компрессоры.
2. Газгольдеры
Газгольдеры (англ. gasholder, от gas – газ и holder – держатель), сооружения для хранения газов под избыточным давлением. По его величине различают газгольдеры низкого (до 4–5 кПа) и высокого (до 3 МПа) давления, по способу герметизации газового пространства – мокрые и сухие. В первых герметизация осуществляется с помощью гидравлического (обычно водяного) затвора, во вторых – любыми др. способами (напр., с применением сальниковых уплотнений). Различают газгольдеры переменного и постоянного объёма.
Газгольдеры переменного объёма хранят газ при давлении, близком к атмосферному и температуре окружающей среды. Объём контейнера изменяется с изменением количества хранимого газа, для больших газгольдеров он может достигать 50000 м³ при диаметре цилиндрического хранилища 60 м.
Газгольдеры могут изготавливаться из железобетона, стали или резины.
Железобетонные или стальные газгольдеры мокрого типа состоят из вертикального цилиндрического бассейна, наполненного водой, и отрытого снизу колокола, поднимающегося при увеличении количества газа. В поршневых (сухих) газгольдерах бассейн отсутствует, а объём регулируется перемещением плотно подогнанного к нижнему резервуару поршня. Газгольдеры переменного объёма использовались не столько для долговременного хранения газа, сколько для поддержания давления газа в безопасных пределах при его потреблении.
Современные газгольдеры постоянного объёма представляют собой цилиндрические или сферические стальные резервуары и способны хранить газ при давлении до 1,8 МПа.
Мокрый газгольдер (см. рис.) состоит из стального резервуара для воды с внешними и внутренними направляющими, одного (колокол) или двух (колокол и телескоп) подвижных звеньев для хранения газа, т. наз. камеры газового ввода (вывода), автоматического системы указания объема газа и сигнализации положения колокола, а также предохранит устройств и срыв отопления и вентиляции камеры и подогрева воды в резервуаре газгольдера в зимнее время. Колокол и телескоп – вертикальные цилиндрическом. резервуары (первый, монтируемый внутри второго, с крышей, но без дна, второй – без крыши и дна), устанавливаемые в другом вертикальном цилиндрическом резервуаре (с дном, но без крыши) большего диаметра, заполненном водой, которая обеспечивает герметизацию газового пространства внутри подвижных звеньев при работе газгольдера.
Рис. 4. Газгольдер
Мокрый газгольдер: 1 - камера газового ввода (вывода); 2 - гидравлич. затвор; 3 - клапанная коробка автоматического сброса газа; 4 - труба сброса газа; 5 - газовый стояк; 6 - резервуар с водой; 7 - телескоп; 5 - колокол; 9, 11 – соотв. внешняя и внутренняя направляющие; 10 - подъемное приспособление; 12, 13-соотв. нижний и верхний ролики.
Подача газа под колокол и телескоп производится по трубопроводу через гидравлический затвор, расположенный в камере, и газовый стояк; забор газа из газгольдера осуществляется в обратном порядке. Гидравлический затвор служит также для отвода конденсата из газа и отключения газгольдера от газовых сетей на период ремонтов и остановок. При заполнении газом пространства под колоколом последний всплывает, перемещаясь вертикально вверх по направляющим, входит в зацепление с телескопом, поднимает его и продолжает перемещаться под давлением поступающего газа. Колокол и телескоп опираются на направляющие с помощью верхних и нижних роликов. Когда давление газа под колоколом уравновесится его весом или одновременно весом колокола и телескопа, подъем колокола прекращается. Вес колокола с телескопом уравновешивает давление газа 1,5–2,0 кПа. Для увеличения давления газа колокол догружают спец. грузами. Макс. вес грузов выбран таким, чтобы обеспечить давление газа под колоколом 4–5 кПа.
Газгольдер монтируют с трубой сброса избыточного кол-ва газа в атмосферу или без нее. В первом случае сброс производится автоматически клапаном, соединенным подъемным устройством с колоколом, во втором – отключением подачи избыточного кол-ва газа. Труба сброса служит также защитой газгольдера от ударов молнии; при отсутствии трубы на направляющих газгольдера устанавливают молниеприемники. Достоинства газгольдеров: высокая эксплуатационная. надежность, простота обслуживания; недостатки: необходимость обогрева в зимнее время, относительно большая металлоемкость и соотв. ограниченность объема хранимого газа (до 100 тыс. м3 ). Мокрые газгольдеры применяют, как правило, в качестве буферных емкостей на всасывающих линиях компрессоров. В СССР наиб. распространены газгольдеры объемом 0,1–30 тыс. м3 для хранения газов под давлением до 4 кПа.
Сухие газгольдеры служат для хранения газов под низким или высоким давлением. Герметизация газгольдеров низкого давления осуществляется в основном с помощью эластичных сальников. Достоинства таких газгольдеров: небольшая металлоемкость, значит. объемы хранимого газа (до 500 тыс. м3 ), недостаток – сравнительно малая надежность уплотнит. элемента. В СССР гл. обр. применяют шаровые газгольдеры объемом 600 м3 для хранения воздуха и благородных газов под давления 0,8 МПа. Достоинства: простота конструкции и обслуживания; недостаток: ограниченность объема хранимого газа из-за повышенного давления. Шаровые газгольдеры используют в целях создания аварийных запасов газов: воздуха для систем КИП и автоматики, азота для систем пожаротушения, воздуха и азота для продувки технологических аппаратов и др. [1].
3. Цистерны
В 30-х гг. вслед за освоением массового производства грузовиков универсального назначения возникла необходимость выпуска на их базе специализированных автомобилей, то есть машин, специально приспособленных для перевозки определенных видов грузов: для сыпучих – самосвалы, для жидкостей – цистерны, для скоропортящихся – изотермические фургоны и т.п.
Для перевозки нефтепродуктов широко использовались цистерны емкостью 3000 л, которые с середины 30-х гг. выпускал на шасси ЗИС-5 ленинградский завод «Примет» [3].
Цистерны подразделяются на универсальные (для широкой номенклатуры нефтепродуктов) и специализированные, а по осности – на четырех-, шести- и восьмиосные. Каждой конструкции цистерн присвоен калибровочный тип, который указан на обеих сторонах цилиндрической части котла. Четырехосная универсальная цистерна состоит из котла, рамы и ходовых частей. Цилиндрическая часть котла сварена из пяти продольных листов (нижнего толщиной 11 мм, двух боковых 9 мм, двух верхних 8 мм), два сферических днища – из листа толщиной 10 мм. Наливают продукты через колпак вверху котла, сливают через универсальный сливной прибор в нижней части. Чтобы обеспечить полный слив груза, нижний лист котла имеет прогиб глубиной 15–30 мм. Количество груза, находящегося в цистерне, определяют не взвешиванием, а замерно-калибровочным способом, измеряя высоту наполнения котла.
Вагон для перевозки нефтебитума цельнометаллический, состоит из рамы и трех или четырех поворотных бункеров. Каждый бункер сварной конструкции закрыт крышкой с люком для загрузки. Каркас бункера из прокатных профилей с двойной обшивкой из стальных листов – внутренней и внешней. Пространство между обшивками служит паровой рубашкой, куда через штуцера в наружной стене подается пар. Опоры бункеров – коробки трапецеидальной формы, сваренные из листов и вертикальных элементов таврового профиля. Сверху опор уложены зубчатые рейки, на которые устанавливают бункера. От самопроизвольного поворачивания бункер предохраняет стопорное устройство. Рама, автосцепное и автотормозное оборудование и ходовые части не отличаются от универсальных вагонов.
Четырехосная цистерна для перевозки цемента отличается от серийной для нефтепродуктов конструкцией котла, который оборудован пневматической системой выгрузки. Внутри него смонтировано устройство, состоящее из четырех аэролотков, наклоненных к середине котла под углом 6°, боковых и торцовых откосов и рассекателей, установленных под углом 48,5° к горизонту. Аэролотки предназначены для приготовления взвеси цемента в воздухе, чтобы он приобрел свойства повышенной текучести, и представляют собой желоба прямоугольного сечения, верхняя сторона которых затянута непропитанным хлопчатобумажным ремнем. В каждом желобе находятся сетки, предохраняющие ремень от провисания и способствующие равномерному распределению воздуха по всей длине лотка.
