Испарительная установка

Установка, предназначенная для осуществления процессов испарения. Состоит из теплообменника аппаратов (испарителей) и вспомогательного оборудования (труб, насосов и др.). Испарительные установки применяют в теплоэнергетике, для опреснения воды (опреснители) и т.п. Повышение потери конденсата — пара ТЭЦ (АТЭЦ) восполняют с помощью многоступенчатых испарителей. Ступени чаще включают последовательно по пару. 1-я ступень питается отборным паром турбины; вторичный пар 1-й ступени служит греющим паром 2-й ступени, где и конденсируется, образуя дистиллят; вторичный пар 2-й ступени — греющим паром 3-й ступени и т.д. Вторичный пар последней ступени отводится в конденсатор испарительной установки, в котором подогревается конденсат турбины или другой низкотемпературный поток воды. Чем больше число ступеней испарительной установки, тем больше готового дистиллята она дает и тем большие потери конденсата могут быть восполнены.

Назначение испарительных установок

В системе газоснабжения используется СУГ в газообразной фазе, а поступает он в емкости для хранения в жидкообразной фазе. Переход из жидкой фазы в газообразную может происходить естественным путем. Но естественной регазификации в некоторых случаях бывает недостаточно для равномерного и бесперебойного газоснабжения потребителей. Постоянное поступление газа потребителю в необходимом объеме зависит от многих факторов, например, от температуры, окружающей емкость среды, что, в свою очередь, влияет на скорость и темп процесса испарения. Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее происходит испарение. Поэтому для автономного газоснабжения предпочтительней использовать подземные резервуары, которые получают тепловую энергию от грунта. Также темп поступления газовой фазы СУГ потребителю

зависит от площади зеркала испарения и объема газа в резервуаре: уменьшение объема газа в емкости снижает скорость.

Сжиженный углеводородный газ - это смесь пропана и бутана, а скорость испарения пропана выше, чем бутана, так как температура кипения первого - 42,1°С, а второго - -0,5°С. В связи с этим процесс естественного испарения происходит неравномерно: сначала испаряются легкие углеводороды, а затем - тяжелые. Это является причиной недостаточной плотности пропан- бутановой смеси и неравномерного получения энергии. Кроме того, в газгольдерах могут накапливаться тяжелые фракции углеводородов. Применение испарительных установок регулирует "правильное" соотношение поступающего пропана и бутана, что способствует однородности получаемого газа.

Еще одним из преимуществ использования испарительных установок является то, что они регулируют неравномерное потребление газа в течение суток и в зависимости от сезона.

Все вышеперечисленное делает необходимым применение испарительных установок СУГ, которые принудительно преобразовывают жидкую фазу СУГ в газовое состояние и увеличивают испарительную способность от 3-х до 5-ти раз.

Принцип работы и классификация испарительных установок СУГ

Процесс испарения СУГ начинается с поступления под давлением жидкой фазы СУГ через трубопроводы в установку. Без изменения давления жидкая фаза нагревается и меняет свое агрегатное состояние, т.е. преобразуется в газовую фазу. Регулятор давления снижает давление до необходимого: с 1-16 бар до 30-70 мбар. Далее паровая фаза СУГ поступает к потребителю.

Конструкция испарительной установки представляет собой испаритель, помещенный в шкаф на ножках. В комплект поставки входит все необходимое технологическое оборудование: испаритель, конденсатосборник (отсекатель жидкой фазы), сенсор контроля уровня жидкости, термостат для контроля температуры газа, клапаны (предохранительные, электромагнитные, запорные), датчики температуры и давления, шаровые клапана, манометры, блоки автоматики. Все оборудование имеет взрывозащищенное исполнение.

Принудительное испарение СУГ осуществляется за счет теплообменного процесса, то есть передачи тепла от различных источников (вода, электроэнергия или по принципу прямого горения) сжиженному газу.

Для выбора испарительной установки учитываются требования к размещению оборудования, выбор того или иного теплоносителя и экономическая целесообразность.

По принципу действия установки делятся на:

проточные испарительные установки емкостные испарительные установки

В проточных испарителях газовая фаза СУГ образовывается в теплообменниках. Испарение сжиженных газов в емкостных испарителях происходит в самих резервуарах при использовании погружных регазификаторов (нагревателей). Такие испарительные установки устанавливают с подземными резервуарами. При покрытии поверхности резервуаров специальной тепловой изоляцией испарители СУГ можно применять с наземными емкостями. В емкостных испарителях также рекомендуется предусмотреть автоматическую защиту в случае снижения уровня жидкости до минимального, поступления жидкой фазы СУГ в трубопровод паровой фазы, повышения рабочего давления и понижения температуры теплоносителя ниже допустимого значения.

В зависимости от теплоносителя испарительные установки бывают:

электрические (сухие) жидкостные

прямого действия

В электрических установках теплоносителем является электрический ток, т.е. нагрев газа осуществляется нагревательными тэнами и змеевиками, образующими трубчатый теплообменник. Такие установки называют сухими, потому что для их работы не требуется жидкость.

В жидкостных установках теплоносителем является подогреваемая вода, циркулирующая в пластинчатом теплообменнике.

Установки прямого действия являются полностью автономными: их работа не зависит от внешнего источника питания и тепла. Нагрев жидкой фазы осуществляется при помощи горелки, берущей газ из самой емкости и находящейся в нижней части испарителя.

Таким образом, испарительные установки повышают интенсивность испарительных процессов для стабильного и надежного обеспечения потребителей энергией.

Поршневой́компрес́сор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или жидкостей (масла, хладагента и др.) под давлением. Компрессоры возвратно-поступательного действия считаются самым давним и распространенным типом. Эффект компрессии создается за счет уменьшения объема газа при движении поршня в цилиндре. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной

промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

Классификация

Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно-шатунного механизма, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Поршневые компрессоры могут быть: крейцкопфные — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания (мощностью до 100 кВт).

По расположению цилиндров компрессоры подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые.

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальным или двухсторонним расположением цилиндров.

К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V- образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными).

Прогрессивным в развитии поршневых компрессоров явился переход на оппозитное исполнение компрессоров крупной и средней производительности. Оппозитные компрессоры, представляющие собой горизонтальные машины с встречным движением поршней и расположением цилиндров по обе стороны вала, отличаются высокой динамической уравновешенностью, меньшим габаритами и массой. Благодаря своим преимуществам оппозитные компрессоры практически полностью вытеснили традиционный тип крупного горизонтального компрессора.

Для машин малой и средней производительности основным является прямоугольный тип компрессора и компрессора с У-образным расположением цилиндров.

По числу ступеней сжатия компрессоры различаются одно-, двух- и многоступенчатые. Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа.

В воздушных компрессорах возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, на крышках компрессоров и поверхностях клапанов, поэтому температура нагнетаемого воздуха не должна превышать 453К [источник не указан 2446 дней].

Компрессор без смазки цилиндров

Первоначально компрессор без смазки цилиндров выполнялся с лабиринтным уплотнением, в которых уплотнение поршня достигается с помощью канавок, нарезанных на поршне, но такая конструкция не получила практического применения. В дальнейшем развитие компрессоров без смазки цилиндров пошло по пути создания и внедрения компрессоров, в которых уплотнение поршней осуществляется поршневыми кольцами, выполненными из композиционных материалов. Компрессоры без смазки цилиндров необходимы для технологических процессов, в которых попадание примесей смазочного масла в сжимаемый газ весьма нежелательно. Такие современные компрессоры работают без ремонта более продолжительное время, чем компрессоры с обычной смазкой цилиндров. В настоящее время на ряде заводов изготовляются разнообразные типы компрессоров без смазки цилиндров.

К обслуживанию компрессора допускаются лица, ознакомленные с его устройством и правилами эксплуатации, прошедшие инструктаж по технике безопасности и оказанию первой помощи.

Во время работы оператор обязательно должен использовать защитные очки для защиты глаз от чужеродных частиц, поднятых струёй воздуха.

Компрессор необходимо расположить на горизонтальной поверхности пола, в устойчивом положении.

Не допускать воздействия на компрессор атмосферных осадков.

В помещении, где расположен компрессор, обеспечить хорошую вентиляцию (проветривание), следя за тем, чтобы температура окружающего воздуха поддерживалась между плюс 5 и плюс 40 С.

Всасываемый компрессором воздух не должен содержать пыли, паров любого вида, взрывоопасных и легковоспламеняющихся газов, распыленных растворителей или красителей, токсичных дымов любого типа. При температуре окружающего воздуха выше 30 С забор воздуха на всасывание компрессором рекомендуется осуществлять не из помещения или принимать специальные меры для уменьшения температуры окружающего компрессор воздуха.

В случае критических помещений (присутствие частиц пыли различного рода) необходимо чаще заменять воздушные фильтры. Значительное снижение пропускной способности фильтров может привести к выходу из строя всасывающего, нагнетательного или обратного клапана.

Использование компрессора строго ограничено сжатием воздуха, поэтому он не может быть использован для каких-либо иных газов.

Использование сжатого воздуха для различных предусмотренных целей (наддув, пневматический инструмент, окраска, мытьё со средствами на водной основе и т.д.) обусловлено знанием и соблюдением норм, предусмотренных в каждом из таких случаев.

При подсоединении компрессора к линии распределения, либо исполнительному устройству необходимо использовать пневмоарматуру и гибкие трубопроводы соответствующих размеров и характеристик (давление и температура).

Сжатый воздух представляет собой энергетический поток и поэтому является потенциально опасным. Трубопроводы, содержащие сжатый воздух, должны быть в исправном состоянии и соответствующим образом соединены. Перед тем, как установить под давление гибкие трубопроводы, необходимо убедиться, что их окончания прочно закреплены.

Не использовать гибкие трубопроводы для перемещения инструментов.

Перед началом работы необходимо проверить:

правильность подключения к питающей сети и заземлению;

целостность и надёжность крепления защитного ограждения клиноременной передачи; надёжность крепления опор и амортизаторов компрессора;

целостность и исправность предохранительного клапана, органов управления и контроля.

Для технических проверок руководствоваться "Руководством по эксплуатации", "Правилами устройства электроустановок" и "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением".

По завершении ремонтных работ установить на свои места защитное ограждение и детали, соблюдая при включении те же меры предосторожности, что и при первом запуске.

Меры безопасности при эксплуатации ресивера:

правильно использовать ресивер в пределах давления и температуры, указанных на табличке технических данных завода-изготовителя;

постоянно контролировать исправность и эффективность устройств защиты и контроля (прессостат, предохранительный клапан, манометры);

не размещать ресивер в помещениях с недостаточной вентиляцией, а также в зонах, подверженных воздействию тепла и вблизи легковоспламеняющихся веществ;

не подвергать ресивер вибрациям, которые могут вызвать разрывы сварных швов из-за усталостной прочности металла;

ежедневно производить слив конденсата, образующегося в ресивере.

При эксплуатации ресивера необходимо соблюдать требования "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением".

Эквивалентный уровень звука в контрольных точках, на расстоянии 1,0 м от компрессора, работающего в режиме ПВ 60%, не должен превышать 80 дБА.

При превышении уровней шума выше допустимых необходимо использовать индивидуальные средства защиты по ГОСТ 12.4.051-87.

Погрузочно-разгрузочные работы должны производиться в соответствии с транспортной маркировкой на таре.

Утилизация использованных масел и конденсатов должна осуществляться с соблюдением соответствующих нормативов в силу того, что эти продукты загрязняют окружающую среду.

При эксплуатации компрессора должны соблюдаться "Общие правила пожарной безопасности для промышленных предприятий ".

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

эксплуатировать компрессор с неисправной или отключенной защитой;

вносить какие-либо изменения в электрическую или пневматическую цепи компрессора или их регулировку. В частности, изменять значение максимального давления сжатого воздуха и настройку клапана предохранительного;

включать компрессор при снятом ограждении клиноременной передачи;

при работе компрессора прикасаться к сильно нагревающимся деталям (головка и блок цилиндров, охладитель, детали нагнетательного воздухопровода, рёбра охлаждения электродвигателя);

осуществлять механическую обработку или сварку ресивера. В случае дефектов или коррозии необходимо полностью заменить его, так как он подпадает под особые нормы безопасности;

прикасаться к компрессору мокрыми руками или работать в сырой обуви; направлять струю сжатого воздуха на себя или находящихся рядом людей; допускать в рабочую зону детей и животных;

производить окрасочные работы в непроветриваемом помещении или вблизи открытого пламени;

хранить керосин, бензин и другие легковоспламеняющиеся жидкости в месте установки компрессора;

оставлять без присмотра компрессор, включенный в сеть;

производить ремонтные работы компрессора, включенного в сеть и без снятия давления в ресивере;

транспортировать компрессор под давлением.

Для обеспечения долговечной и надежной работы компрессора выполняйте следующие операции по его техническому обслуживанию:

после первых 48-ми часов работы проверьте и при необходимости подтяните болты головок цилиндров поршневого блока для компенсации температурной усадки, момент затяжки - 25 Нм;

ежесменно проверяйте плотность соединения воздухопроводов, уровень масла в картере, очищайте компрессор от пыли и загрязнения. В качестве обтирочного материала следует применять только хлопчатобумажную или льняную ветошь. Применение концов и шерстяных тряпок не допускается;

после первых 100 часов работы и далее через каждые 500 часов работы производите замену компрессорного масла. Не рекомендуется смешивать разные по типам масла. При изменении цвета масла (побеление - присутствие воды, потемнение - сильный перегрев) рекомендуется немедленно заменить масло;

в зависимости от условий эксплуатации, но не реже одного раза в месяц, очищайте всасывающий воздушный фильтр, продувая сжатым воздухом патрон и фильтрующий элемент. Рекомендуется заменять патрон воздушного фильтра или фильтрующий элемент, по крайней мере, один раз в год, если компрессор работает в чистом помещении и чаще, если помещение запыленное.

Снижение пропускной способности воздушного фильтра снижает срок службы компрессора, увеличивает расход электроэнергии и может привести к выходу его из строя;

ежедневно сливайте конденсат из ресивера, используя кран слива конденсата;

после первых 48-ми часов эксплуатации и далее ежемесячно при необходимости регулируйте натяжение ремня и очищайте их от загрязнения, так как при недостаточном натяжении происходит проскальзывание ремня, перегрев и снижение КПД блока поршневого. Когда ремень перетянут, то происходит чрезмерная нагрузка на подшипники с повышенным их износом, перегревом электродвигателя и блока поршневого. При правильном натяжении прогиб ремня на его середине под воздействием усилия 25…30 Н (2,5…3,0 кгс) должен быть в пределах (5-6) мм. Натяжение регулируйте смещением электродвигателя, предварительно отпустив болты крепления его к платформе. Шкив электродвигателя и шкив блока поршневого должны находиться в одной плоскости;

периодически проверяйте надёжность крепления блока поршневого и двигателя к платформе, а платформы к ресиверу;

периодически проверяйте целостность и надежность крепления органов управления, приборов контроля, кабелей, воздухопроводов;

периодически очищайте все наружные поверхности компрессора и электродвигателя для улучшения охлаждения.