Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

с – прибавка для компенсации коррозии, с = 3 мм.

При условии

Принимается .

2.1.4 Расчёт толщины стенки днища

при условии ,

где - рекомендуемая толщина днища для данных условий, = 60 мм.

с₁ – поправка для компенсации коррозии , с₁ = 3 мм;

с₂ – прибавка для компенсации минусового допуска, с₂ = 1.3 мм.

с₃ – прибавка технологическая, с₃=8 мм.

где Н – внутренняя высота эллиптической части днища аппарата, Н = 500 мм

Принимается

По данным расчёта принимается к установке 13 пылеуловителей типа ГП - 144.

1.2.2 Расчет аппарата воздушного охлаждения

Для расчётов принимаю АВО типа 2 АВГ-75.

Характеристика АВО:

Поверхность теплопередачи по оребрённым трубкам - Н_АВО=9930 м²

Количество теплообменных секций в одном АВО - n_секц=3 шт

Количество оребрённых трубок в одном АВО - n_тр=180 шт

Количество рядов оребрённых трубок в секции - n₀=6

Длина оребрённой трубки - l₀=12 м

Коэффициент оребрения -

Наружный диаметр трубок - d_н=57.4 мм

Высота ребра - h=16 мм

Количество рядов по газу - n_р=1

Количество вентиляторов в одном АВО - n_в=2 шт

Диаметр вентилятора - D_вен=5 м

Частота вращения вентилятора - n_вр.в.=250 об/мин

Установленная мощность электропривода - N_АВО=37 кВт

Масса одного АВО - m_АВО=48360 кг

Расход воздуха нагнетаемого одним вентилятором - Q₂=113.89 м³/с

Свободная площадь между трубками - F_уд=11.5 м²

Внутренний диаметр трубок - d_вн=25 мм

Расчёт АВО

Температура газа на входе в АВО (после сжатия в компрессоре):

t₁ – температура газа на входе в АВО в градусах Цельсия.

Температура газа на выходе из АВО ( t₂ ):

Температура воздуха на выходе из АВО ( ):

Температура воздуха на входе в АВО ( ):

Количество тепла, отведённого в аппарате воздушного охлаждения

( Q_отв):

где - плотность газа при стандартных условиях:

Q₁ – секундный расход газа:

с_р – изобарная теплоёмкость газа:

с_р=2.146

2.2.1 Количество АВО.

М₂ – массовый расход воздуха:

- плотность воздуха при стандартных условиях

с_р.2 – изобарная теплоёмкость воздуха:

с_р.2=1,005

Округляем количество АВО в большую сторону.

2.2.2 Средняя логарифмическая разность температуры в процессе теплопередачи.

и - начальная и конечная разность температур:

- поправка на противоточность в зависимости от коэффициентов Р_п, R

2.2.3 Коэффициент теплоотдачи от газа к внутренней поверхности трубок

Скорость газа (V₁)

Массовый расход (М₁):

Суммарная площадь поверхности трубок ( F )

2.2.4 Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности оребрённых трубок в окружающую среду ( )

2.2.5 Коэффициент теплопередачи от газа в окружающее пространство

Н₂ – рассчитываемая поверхность теплопередачи,

Н₁ – внутренняя поверхность трубок,

- коэффициент теплопроводности стальных трубок:

2.2.6 Поверхность охлаждения

2.2.7 Гидравлические потери газа в АВО.

- гидравлическое сопротивление в трубках:

режим течения квадратичный, т.к.

II. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет трубопровода на прочность

Кольцевые напряжения, возникающие только от внутреннего давления

где: n – коэффициент перегрузки от давления ( n=1,15)

Продольные напряжения (возникают от Р и Т)

где: - коэффициент Пуассона ( =0,3)

где:

Е - модуль упругости

( )

- коэффициент температурного расширения

( )

Знак <> означает наличие продольных осевых растягивающих напряжений.

Проверка прочности:

Расчетное сопротивление материала труб растяжению или сжатию:

где: нормативное сопротивление трубной стали принимается равным временному сопротивлению

m - коэффициент условий работы ( зависит от категории трубопровода)

m=0.75 (1 и 2 категория)

К₁ - коэффициент безопасности по материалу ( зависит от характеристики трубы и марки стали )

К₁=1,47 (для 17Г2СФ)

К_н – коэффициент надежности (зависит от диаметра трубопровода, рабочего давления, вида перекачиваемого продукта )

К_н=1,1

При растягивающих продольных напряжениях:

Если , то

где: ₁ – коэффициент, учитывающий двуосное напряженное состояние металла трубы

Условие прочности

где: ₂ – коэффициент, учитывающий двуосное напряженное состояние металла трубы.

При растягивающих продольных напряжениях:

Если , то 58,2259,74

Из этого следует, что условия прочности выполняются.

2.2 Расчет деформации трубопровода при переходе через реку

Магистральные газопроводы относятся к сложным техническим объектам, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и безопасности. В общем случае магистральный газопровод представляет собой протяженную разветвленную техническую систему с большим разнообразием конструктивно выполненных участков, грунтово-геологических условий и способов прокладки (подземный, наземный, подводный и воздушные переходы). Поэтому для оценки надежности магистрального газопровода целесообразно составление структурной схемы газопровода путем разделения его на участки, в пределах которых конструкция трубопроводной системы и условия ее работы на прочность сопоставимы. Так, в отдельные участки должны быть выделены элементы трубопровода, представляющие повышенную опасность с точки зрения их работы на прочность. Одним из таких участков, отличающихся от остальных конструктивно и условиями нагружения являются подводные переходы.

Согласно 13, подводный переход магистрального газопровода представляет собой участок линейной части МГ, пересекающей водную преграду и уложенный, как правило, с заглублением в дно водоема ( реки, озера, канала, водохранилища и т.

Подводные переходы сооружают при пересечении трубопроводом рек, водохранилищ, озер, морских акваторий. В настоящее время в стране эксплуатируется более 5 тысяч подводных переходов общей протяженностью более 3 тысяч километров.

Наиболее распространенной схемой прокладки трубопровода через водную преграду является укладка труб по заглубленной схеме, предназначенной для надежной защиты их от внешних силовых воздействий. Основным условием данной схемы является заглубление трубопровода иже прогнозируемого предельного профиля размыва русла водоема на расчетный период эксплуатации.

Согласно 13, прогнозируемый предельный профиль размыва русла – линия, проведенная по наинизшим отметкам дна и берегов водоема, полученным в результате прогнозируемых переформирований русла за период эксплуатации подводного перехода.

Особо следует отметить, что надежность эксплуатации перехода и объема подводных земляных работ, а следовательно, и стоимости строительства существенно зависит от прогноза русловых деформаций. При небольшом заглублении трубопровода затраты на земляные работы будут относительно невелики, но трубопровод может быть с высокой вероятностью размыт. При чрезмерном же заглублении трубопровода в дно водной преграды вероятность его размыва будет пренебрежимо мала, но затраты на земляные работы будут огромны. В этих условиях большое значение имеет достоверность долгосрочного прогноза русловых деформаций, предопределяющего выбор проектного решения по заглублению трубопровода.

Для повышения эксплуатационной надежности в настоящее время используются конструкции переходов типа «труба в трубе с наружной трубой, используемой в качестве защитного кожуха. Существенным недостатком такой конструкции является то, что кожух не несет нагрузки от внутреннего давления и тем самым не улучшает условия силовой работы внутренней несущей трубы. Кроме того, в данном случае требуется балластировка всего трубопровода чугунными грузами.

Нарушение структуры грунтов при разработке траншеи на берегах и в русле приводит к заметному изменению их свойств по сравнению с грунтами целиком. В частности, возрастает пористость грунта, снижаются сцепление грунта и сопротивление его сдвигу. Эти изменения являются одной из причин размыва трубопроводов, особенно на береговых участках.

Анализ аварий на трубопроводах показывает, что более всего аварийные ситуации возникают в результате недостаточной величины заглубления трубопровода в грунт с последующим его вымыванием. Под величиной заглубления подводного трубопровода подразумевается толщина слоя грунта от верха балластных грузов или балластного покрытия трубопровода до поверхности дна водоема, устанавливаемая в соответствии с действующими нормами с учетом возможных деформаций русла и перспективных дноуглубительных работ 13. Постепенное оголение участков трубопровода и возникающие в них дополнительные напряжения, а также колебания от воздействия руслового потока являются основной причиной разрушения подводного перехода и, как следствие, отказ. Согласно, отказ – нарушение работоспособного состояния подводного перехода ( повреждение трубы, уменьшение толщины стенки из-за развития коррозии, резкое изменение пространственного положения трубопровода из-за деформации дна и др.), при котором его дальнейшая эксплуатация приостанавливается. Значительная часть отечественных переходов имеет недозаглубленные участки. Внушительный процент эксплуатируемых в настоящее время подводных трубопроводов имеет участки, где трубопровод не имеет над верхней образующей слоя грунта или даже значительной величины провиса, т.е. расстояния от поверхности дна водоема до нижней образующей трубопровода.

Переходы магистральных трубопроводов через реки относятся к категории пассивных гидротехнических сооружений, не предназначенных и не способных влиять на ход развития руслового процесса. Подводные трубопроводы сами подвержены влиянию русловых деформаций и требуют учета характера, темпов, интенсивности и возможного диапазона плановых и глубинных деформаций за период их эксплуатации.

Характеристики

Список файлов ВКР