Основные требования, предъявляемые к химическим машинам и аппаратам

Химические производства имеют ряд особенностей, обуславливающих специфику оборудования цехов и заводов. К ним относятся:

1) большинство обрабатываемых жидкостей и газов являются горючими и легко воспламеняющимися веществами;

2) большинство исходных продуктов в смеси с воздухом способны образовать взрывоопасные смеси;

3) многие продукты являются токсичными, ядовитыми и агрессивными к различным материалам;

4) многие процессы протекают при большом давлении и высокой температуре.

Такие жесткие специфические условия работы требуют создания такой аппаратуры, которая исключала бы попадание вредных веществ в воздух помещения, и предъявляют следующие требования к машинам и аппаратам химической промышленности:

1) Механическая прочность – способность выдерживать рабочие нагрузки – обеспечивается соблюдением при конструировании соответствующих расчетных нормативов. Прочность является главным условием безопасной эксплуатации оборудования.

2) Устойчивость – способность аппаратов сохранять в рабочем состоянии свою первоначальную форму – достигается тем, что при расчетах учитывают силовые факторы, способствующие потери устойчивости (например, опрокидывающий момент от ветровых нагрузок для вертикальных колонных аппаратов).

3) Долговечность – расчетный срок службы аппарата или машины; обычно при расчетах его принимают равным 10 – 15 годам.

4) Герметичность – способность оборудования не пропускать находящуюся в них под давлением рабочую среду, так как ее утечка может привести к аварии или отравлениям. Герметичность достигается в результате изготовления цельносварных конструкций или установки уплотнений в разъемных соединениях.

5) Простота устройства, обслуживания и ремонта.

6) Технологичность конструкции – простота и невысокая стоимость изготовления, стандартизация и нормализация узлов и деталей, правильный выбор доступов.

7) Надежность и безопасность во время эксплуатации – наличие оградительных и предохранительных устройств.

8) Транспортабельность – возможность транспортирования оборудования по железной дороге к месту монтажа. К перевозке железнодорожным транспортом допускаются по согласованию с МПС аппараты, имеющие следующую массу (М), диаметр (D), и длину (L) не более чем:

9) Экономичность – минимальная стоимость проектирования, изготовления и эксплуатации.

10) Высокие производительность и КПД.

11) Стабильное обеспечение требуемых технологических режимов в условиях непрерывного автоматизированного производства.

12) Удовлетворение требованиям технической эстетики.

Конструирование аппарата начинают с выбора его устройства, определения формы и его размеров. Размеры аппарата определяют с помощью технологических, массообменных, тепловых и гидравлических расчетов.

Форма аппарата и машины определяется их технологическим назначением и конструкцией их рабочих элементов, в значительной степени зависящими от гидродинамики процесса. Существенное влияние на форму аппарата оказывают свойства конструкционных материалов и возможности машиностроения (например, аппараты высокого давления делают малого диаметра и большой длины, чтобы уменьшить толщину стенки).