Контрольно-измерительные и регулирующие приборы

 

Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации аппараты в зависимости от назначения должны быть оснащены приборами для измерения давления, приборами для измерения температуры, предохранительными устройствами, указателями уровня жидкости.

При испытании теплообменных аппаратов в эксплуатационных условиях обычно замеряются:

1) температура воды на входе в аппарат;

2) температура воды на выходе из аппарата;

3) давление воды на входе в аппарат;

4) давление воды на выходе из аппарата;

5) расход воды через аппарат.

Для производства замеров указанных величин теплообменный аппарат должен быть оснащен соответствующими измерительными приборами.

Место установления, класс точности, шкала и частота поверки приборов определяется согласно Правилам [8].

При необходимости контроля уровня жидкости в аппаратах, имеющих границу раздела сред, должны применяться указатели уровня.

 

Требования «Ростехнадзора»

Основные требования к кожухотрубчатым теплообменным аппаратам изложены в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (ПБ 03-576-03) [8].

 

Конструкция аппаратов должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы, указанного в паспорте, и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования и ремонта. Для поддержания экономичной и безотказной работы теплообменных аппаратов необходим регулярный контроль за состоянием отдельных элементов оборудования, определение фактических показателей работы аппаратов и сопоставление их с нормативными, анализ причин ухудшения показателей работы и их оперативное устранение.

Определение фактических значений эксплуатационных показателей эффективности работы аппаратов производится на основании данных гидравлических испытаний.

Гидравлическому испытанию подлежат все аппараты после их изготовления. Пробное давление Р _пр при гидравлическом испытании определяется по формуле

 

(99)

 

где Р - расчетное давление, МПа (кгс/см²);

[σ]_{20, t} - допускаемые напряжения для материала соответственно при +20 °С и расчетной температуре t, МПа (кгс/см²).

 

Испытание проводят чистой водой с температурой не ниже 5 ^оС и не выше 40 ^оС, которую закачивают с помощью гидравлического насоса в аппарат.

 

Давление следует поднимать равномерно до достижения им значения пробного. Скорость подъема давления и время выдержки под пробным давлением принимается согласно Правилам [8].

 

Давление при гидравлическом испытании контролируется манометрами. Количество манометров и их класс точности принимается согласно Правилам [8].

После выдержки под пробным давлением давление снижают до расчетного, при котором производят визуальный осмотр наружной поверхности, разъемных и сварных соединений. Не допускается обстукивание аппарата во время испытаний. После проведения гидравлического испытания вода должна быть полностью удалена.

 

Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если во время их проведения отсутствуют:

- падение давления по манометру;

- пропуски испытательной среды (течь, потение, пузырьки воздуха или газа) в сварных соединениях и на основном металле;

- признаки разрыва;

- течи в разъемных соединениях;

- остаточные деформации.

 

Корпус аппарата и его элементы, в которых при испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергаются повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением, установленным Правилами [8].

Периодичность технических освидетельствований и гидравлических испытаний также устанавливается Правилами [8].

 

Графическая часть

 

Графическая часть проекта состоит из двух листов формата А1, на которых изображаются:

 

1. Общий вид теплообменного аппарата.

2. Сборочный чертеж и чертежи деталей.

 

Рекомендуется следующая общая последовательность выполнения чертежей:

 

- определяется рабочее положение аппарата или сборочной единицы, необходимое число разрезов, видов и сечений;

- с учетом форматов листов (А1 и А3) и габаритов изделий выбираются оптимальные масштабы по ГОСТ 2.302-68;

- наносятся осевые линии изображений;

- прочерчиваются тонкими линиями внешние линии корпуса или наиболее крупных деталей, а потом всех остальных;

- вычерчиваются тонкими линиями внутренние контуры деталей, попавших в разрезы. Вычерчиваются необходимые сечения.

- проверяется и обводится чертеж с учетом толщины линий по ГОСТ 2.303-68;

- проставляются размеры;

- наносятся номера позиций;

- заполняются графы основной надписи и спецификации по ГОСТ 2.105-79, ГОСТ 2.108-68.

 

Каждый из видов чертежей имеет следующие особенности.

 

Чертеж общего вида дает полное представление о конструкции и основных размерах аппарата, основных деталей и о принципе его работы.

На чертеже выполняются продольный и поперечный разрезы аппарата, которые при необходимости дополняются другими изображениями (видами, разрезами, сечениями). Количество изображений должно быть наименьшим, но обеспечивающим полное представление об аппарате.

На чертеже общего вида может приводиться техническая характеристика аппарата: теплопроизводительность, поверхность нагрева, давления и расходы теплоносителей, давления гидравлических испытаний, общая масса аппарата, назначение патрубков.

При нанесении размеров проставляются габаритные, установочные, присоединительные размеры и размеры крайних положений подвижных частей. При необходимости, проставляются справочные размеры, отмечаемые у размерных чисел знаком «*».

Сварное и паяное соединение сборочной единицы из однородного материала в сборе с другими сборочными единицами в разрезах и сечениях штрихуют как монолитное тело (в одну сторону), изображая границы между свариваемыми деталями сплошными основными линиями.

Все сборочные элементы аппарата нумеруются и заносятся в спецификацию чертежа.

 

Сборочные чертежи выполняются для сборочных единиц аппарата, которые в свою очередь собраны (обычно на сварке) из отдельных деталей. Чертеж дает представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу, обеспечивает возможность сбрки и контроля данного изделия. Примером такого элемента может служить сварной корпус кожухотрубчатого теплообменного аппарата, состоящий из обечайки, патрубков, штуцеров, фланцев, бобышек и т.д. В целом для теплообменного аппарата он является одной сборочной единицей и включается в его спецификацию под одним номером. При выполнении сборочного чертежа следует руководствоваться ГОСТ 2.109-73, соблюдая следующие требования:

 

- сборочная единица изображается, как правило, в рабочем положении, т.е. в положении, занимаемом ею на месте установки;

- проставляются габаритные, установочные, присоединительные размеры;

- швы сварных соединений указываются по ГОСТ 2.312-72;

- болтовые соединения принято вычерчивать упрощенно без фасок;

- все детали должны быть пронумерованы;

- на чертеже указываются технические требования.

Чертежи деталей являются рабочими чертежами для изготовления отдельных деталей, являющихся рабочими чертежами для изготовления отдельных деталей, из которых собираются аппарат и его элементы. В данном проекте выполняются чертежи только тех деталей, из которых выполняется выбранная сборочная единица, по следующим правилам:

- каждая деталь изображается на отдельном чертеже;

- стандартные детали - болты, гайки, шайбы, шпильки и др. – не чертятся;

- в основной надписи указывается материал, из которого изготавливается деталь;

- на чертежах проставляются классы чистоты поверхности по ГОСТ 2.309-73;

- при необходимости указываются допуски и посадки по ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25347-82.

 

Рис. 11. Пример оформления чертежа общего вида

Исходные для расчета кожухотрубчатого теплообменника

 

Исходные данные	Задания
1 Конденси-рующийся насыщенный пар	Этиловый спирт	Бензол	Воды
2 Давление пара, МПа	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,2	0,25	0,3	0,4	0,2	0,4	0,5	0,5
3 Жидкость-раствор	Вода	Вода	NaOH	H2SO4
4 Концентрация раствора, %	-	-	-	-	-	-	10,15	10,15	10,15	10,15
5 Производи-тельность по пару, кг/с	0,1	0,25	0,5	0,3	0,6	1,0	-	-	-	-	-	-	-	-
6 Производи-тельность по жидкости, кг/с	-	-	-	-	-	-
7 Начальная температура жидкости, ^0С
8 Конечная температура жидкости, ^0С
1 Конденси-рующийся насыщенный пар	Воды
2 Давление пара, МПа	0,2	0,3	0,4	0,5	0,2	0,4	0,5	0,2	0,25	0,3	0,25	0,4	0,7	0,6
3 Жидкость-раствор	NaOH	H2SO4	NaCl	Вода
4 Концентрация раствора, %
5 Производи-тельность по пару, кг/с	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
6 Производи-тельность по жидкости, кг/с	0,2	0,6	1,5	3,0	0,3	1,0	1,5	0,5	1,0	2,0	0,6	1,8	-	-
7 Начальная температура жидкости, ^0С
8 Конечная температура жидкости, ^0С

 

 

Библиографический список

 

1. Стандартные кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего назначения (каталог). М.: ЦМНТИХимнефтемаш, 1988.

2. Теплоэнергетика и теплотехника. В 4 кн. 3-е изд./под общ. ред. А.В.Клименко, В.М.Зорина. М.: Изд-во МЭИ, 1999.

3. Теплообменники энергетических установок: учебник для вузов / К.Е.Аронсон [и др.]; под ред. Ю.М. Бродова. Екатеринбург: Сократ, 2002. 968 с.

4. Подогреватели сетевой воды в системах теплоснабжения ТЭС и АЭС: учебное пособие / Ю.М.Бродов [и др.]; под ред. Ю.М.Бродова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1999. 38 с.

5. Бакластов А.М. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок/ А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, П.Г.Удыма. М.: Энергоиздат, 1981. 336 с.

6. Лебедев П.Д. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий (курсовое проектирование)/ П.Д. Лебедев, А.А. Щукин. М.: Энергия, 1970. 408 с.

7. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры/А.А.Лащинский, А.Р.Толчинский. Л.: Машиностроение, 1970. 752 с.

8. ПБ 03-576-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.:Госгортехнадзор РФ, 2003.

9. Кутателадзе С.С. Справочник по теплопередаче/ С.С.Кутателадзе, В.М.Боришанский. М.: Госэнергоиздат, 1959. 414 с.

10. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/ И.Е.Идельчик. М.: Машиностроение, 1975. 560 с.

11. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. СПб.: Изд-во ДЕАН, 2004. 64 с.