Конструирование и расчет элементов колонных аппаратов. Учебное пособие (1093152), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Онименее склонны к загрязнениям, но коксоотложения могут нарушать их работу[4].Рис. 3.31. Балластный клапан3.4.4 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК КЛАПАННЫХ ПРЯМОТОЧНЫХВ отечественной практике широко применяют прямоточные тарелки сдисковыми клапанами [4,18,26]. Клапан такой конструкции (рис.
3.32) имеет тринаправляющие, расположенные в плане под углом 120°, две из которых имеютбольшие вес и длину. При работе с возрастающей скоростью паров сначалаподнимается легкая часть клапана, обращенная против потока жидкости, азатем клапан принимает положение, при котором пары выходят в направлениидвижения жидкости. Короткая ножка клапана расположена в вырезе на кромкеотверстия полотна тарелки, что обеспечивает заданное положение клапана вплане при его подъеме.
Стандартом предусмотрены тарелки однопоточныедиаметром1000—4000мм,двухпоточные—1400—9000ммичетырехпоточные — 3200—5500 мм. Тарелки выполняют разборными. Тарелкулюбого из этих диаметров можно изготовлять в трех вариантах с шагом между36рядами клапанов 50, 75 и 100 мм, что предопределяет различное числоклапанов и соответственно разную площадь свободного сечения тарелки.Кроме того, для каждого из этих вариантов предусмотрены две модификациитарелок, отличающиеся площадями слива. При больших диаметрах (7000—9000 мм) две смежные по высоте тарелки опираются на общую центральнуюбалку и каждая тарелка имеет боковые балки.КлапанныепрямоточныетарелкитипаТКПприменяютвнефтеперерабатывающейинефтехимическойпромышленностиприатмосферном или повышенном давлении, изменяющихся нагрузках по пару(газу) и жидкости, а также при повышенных требованиях к качеству и четкостиразделения смеси.Рис.
3.32. Схема работы клапана прямоточной тарелки стандартной конструкции принагрузках по парам: а — малых; б — средних; в — больших.Клапаны прямоточной тарелки с групповым балластом показаны на рис.3.33 [4].Рис. 3.33. Клапаны прямоточной тарелки с групповым балластом: 1 — полотно; 2 —клапан; 3 — балласт3.4.5 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК ИЗ S-ОБРАЗНЫХ ЭЛЕМЕНТОВКонструкция тарелки (рис. 3.34) состоит из отдельных элементов, каждыйиз которых образует одновременно полость для жидкости и паров [1,4,12,18,24].В вертикальной стенке части S-образного элемента, играющей роль колпачка,имеются трапециевидные прорези.
В начале тарелки установлен паровойэлемент, у слива с тарелки — жидкостной элемент. При большом числеэлементов вдоль потока жидкости в середине участка предусматривают37разъемный S-образный элемент, что позволяет начинать разборку тарелкитакже и в средней части.Особенностью этой тарелки является течение жидкости не вдольколпачков, как у тарелок с желобчатыми и туннельными колпачками, а поперек.Слой жидкости движется единым потоком по тарелке в направлении к сливу,проходя над S-образными элементами и переливаясь через них.
Парыпроходят через прорези S-образных элементов, барботируют через жидкость ипри этом способствуют ее движению по тарелке. Паровая часть S-образногоэлемента 1 (рис. 3.35) с торцов перекрыта заглушками 2, чтобы не допуститьвыхода паров через торцы. По длине элемента для повышения устойчивостиформы приваривают поперечные перегородки 3.
S-образные элементы крепятболтами к кольцу, приваренному к корпусу колонны, а у тарелок большихдиаметров к опорным балкам.Рис. 3.34. Тарелка с S-образными элементами38Профиль сечения S-образного элемента имеет повышенную жесткостьпо сравнению с элементами желобчатой тарелки, что позволяет выполнить Sобразные элементы с небольшой толщиной стенки.Рис. 3.35. S-образный элементУ тарелки из S-образных элементов более полно используется сечениеколонны, чем у тарелки желобчатого типа, и она обладает более высокойпроизводительностью.
Простота конструкции тарелки позволяет быстрособрать и разобрать ее. В зарубежной практике такая тарелка получиланазвание тарелка типа «Юнифлакс».Стандартом предусмотрены тарелки из S-образных элементовдиаметром: однопоточные 1000—4000 мм, двухпоточпые 1600— 8000 мм,четырехпоточные 4000—5000 мм. При диаметре до 4000 мм тарелки имеютбезбалочную конструкцию. При больших диаметрах в конструкциипредусматривают центральную двутавровую балку высотой, равнойрасстоянию между тарелками; на верхнюю и нижнюю полки этой балки опираютэлементы двух соседних тарелок.Заготовку для S-образных элементов получают прокаткой наметаллургическом заводе [4].3.4.6 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК СИТЧАТЫХСитчатая тарелка представляет собой плоский перфорированный лист собычными переливными устройствами для жидкости [1,4,12,18,24].
Тарелкаимеет регулируемую сливную планку, а в некоторых случаях — затворнуюпланку. Так же как и колпачковая, ситчатая тарелка имеет гидравлическийзатвор в переливном устройстве.Диаметр отверстий в тарелках принимается 2—25 мм. Раньшесчиталось, что отверстия диаметром 4—5 мм являются оптимальными. Врезультате последующего изучения гидравлики и эффективности тарелок былонайдено, что тарелки с отверстиями 8—12 мм обладают еще большейпроизводительностью и эффективностью и таким же широким диапазономустойчивой работы, как и тарелки с меньшим диаметром отверстий.Единственным их недостатком является то, что при больших нагрузках по паруунос жидкости с них становится больше, чем на тарелках с отверстиямидиаметром 4—5 мм.39Рис. 3.36 Ситчатая тарелка типа ТСОтверстия располагаются в вершинах равностороннего треугольника, аряды отверстий — перпендикулярно потоку жидкости, т.
е. так же как и круглыеколпачки на колпачковых тарелках.Отверстия располагаются от корпуса колонны на расстоянии 50 мм, отсливной и переливной планки или переливного порога на расстоянии 75—100мм (большие значения — для однопоточных тарелок, меньшие — длядвухпоточных). Отверстия пропускаются в местах расположения опорных балоки ребер жесткости.Для обеспечения равномерной работы тарелки общую высотуневспененного слоя жидкости рекомендуется принимать не менее 50 мм и неболее 70 мм. Высота сливной планки в зависимости от расхода жидкости равна20—40 мм.Свободное сечение тарелок определяется расчетом и может изменятьсяот 2 до 15% [1].Тарелки типов ТС (рис.3.36), ТС-Р, ТС-Р2 и ТС-РЦ/РБ с ситчатымиполотнами применяются в процессах со стабильными нагрузками по газу ижидкости при избыточном и атмосферном давлении, а также при вакууме [26].40Рис.
3.37. Сетчатая однопоточная тарелка с отбойными элементами3.4.7 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК СИТЧАТЫХ С ОТБОЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИПолотно тарелки выполняют из просечно-вытяжных листов [4,18,26].Направление просечки совпадает с направлением движения жидкости. Надполотном тарелки (рис. 3.37) поперек потока жидкости с шагом 200 мм и угломнаклона 60° к полотну устанавливают отбойные элементы из просечновытяжного листа высотой 150 мм. Отбойные элементы располагают нарасстоянии 40 мм от полотна тарелки. Направление просечки отбойныхэлементов ориентировано так, что газожидкостный поток, попадая на них,отбрасывается вниз к полотну.
Отбойные элементы организуют зону контактафаз, способствуют сепарации жидкости и снижают ее унос.41Ситчатые тарелки с отбойными элементами типа ТСО применяются вколонных аппаратах, работающих под давлением и под вакуумом припостоянных нагрузках по пару.Имеется модификация тарелок из просечно-вытяжных листов, сразличным направлением просечки у отдельных секций полотна. Этообеспечивает взаимодействие потоков в контактной зоне и благоприятносказывается на работе тарелки. За рубежом такие тарелки получили название«Перформ».Ситчатые тарелки с отбойными элементами имеют высокуюпроизводительность по пару, низкое гидравлическое сопротивление; ихприменяют наряду с клапанными тарелками в вакуумных колоннах [4].Рис. 3.38. Элемент ситчато-клапанной тарелки3.4.8 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК СИТЧАТО-КЛАПАННЫХДля уменьшения гидравлического сопротивления и расширениядиапазона устойчивой работы ситчатых тарелок их комбинируют с клапаннымиустройствами (рис.
3.38); в результате повышается эффективность работытарелки при малой и большой производительности по пару. При малыхнагрузках тарелка работает как обычная ситчатая, с увеличением нагрузкиоткрывается клапан 2 и между клапаном и тарелкой 1 образуется щель, откудапод некоторым углом к горизонтали выходит пар, обеспечивая перемещениежидкости по тарелке в направлении слива и уменьшая разность уровнейжидкости на тарелке.Ситчато-клапанная тарелка обеспечивает большойдиапазонустойчивой работы при небольшом гидравлическом сопротивлении, что делаетее пригодной для процессов, протекающих под вакуумом [18].3.4.9 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК ЖАЛЮЗИЙНО-КЛАПАННЫХУстройство тарелок жалюзийно-клапанных рассмотрено в работах[4,18,26].
На рис. 3.39 показан элемент жалюзийно-клапанной тарелки. Наполотне 1 тарелки в зависимости от ее диаметра (1000—4000 мм)устанавливают от 10 до 350 таких элементов. Клапанами здесь служатпластины-жалюзи 2, шарнирно закрепленные в отверстиях боковых стенокрамки 3 элемента. Угол поворота пластин ограничивается перемычкой 4.42Рис. 3.39. Элементжалюзийно-клапанной тарелкиТарелки типа ТСЖК с жалюзийно-клапанными элементами применяют впроцессах, происходящих при избыточном и атмосферном давлениях снагрузками по жидкости до 120 м3/м-ч [4].3.4.10 УСТРОЙСТВО ТАРЕЛОК РЕШЕТЧАТО-ПРОВАЛЬНЫХРешетчато-провальнаятарелкапредставляетплоскийлист,перекрывающий все сечение колонны, с выштампованными в немпрямоугольными щелями [1,4,15,24,26].Изготавливаются решетчатые тарелки большей частью из отдельныхсекций, количество которых зависит от диаметра колонны (рис.
3.40) [1].Размеры секций принимаются такими, чтобы, с одной стороны, получитьминимальное число опорных элементов и крепежных деталей и, с другойстороны, иметь возможность монтировать тарелку через люки колонны. Длинасекций принимается примерно такой же, как и их ширина. Для приданиясекциям большей жесткости к листам могут привариваться снизу продольныеребра или в листах могут выштамповываться канавки.Секции тарелки устанавливаются на каркас, уплотняются прокладками икрепятся резьбовыми или клиновыми соединениями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
