И газгольдеров

3.8.1. Безопасная эксплуатация компрессоров

По принципу действия компрессоры подразделяются на центробежные и поршневые. Центробежные компрессоры применяются в основном для компремирования больших объёмов газа до давления 3 МПа; поршневые компрессоры – для создания более высоких давлений.

Основные источники опасности при эксплуатации компрессорных установок:

– повышение давления и температуры сжимаемого газа сверх допустимых;

– утечка сжимаемых газов через неплотности в оборудовании; отложение смазочных масел и продуктов их разложения на стенках цилиндров компрессоров.

Опасность эксплуатации компрессорных установок определяется физико-химическими и пожаровзрывоопасными свойствами сжимаемых и транспортируемых газов. Поэтому основные мероприятия по безопасной эксплуатации компрессоров заключаются в предотвращении повышения давления и температуры и возможности образования взрывоопасных смесей. Нормативным документом, регламентирующим правила эксплуатации компрессоров, являются “Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессоров, работающих на взрывоопасных и токсичных газах”. Воздушные компрессоры представляют не меньшую опасность, чем газовые, так как в них возможно образование взрывоопасных смесей в результате смешения даже с небольшими количествами горючих газов, попавших в компрессорную установку с забираемым воздухом, или смешения продуктов разложения смазочных масел с кислородом сжимаемого воздуха. Повышение давления сжимаемого газа сверх допустимого может привести к разрыву отдельных элементов компрессорной установки. С возрастанием давления понижается также температура вспышки смазочного масла. При сжатии воздуха температура внутри цилиндра компрессора по мере повышения давления возрастает, если воздух не охлаждать. Ниже приведена зависимость избыточного давления и температуры.

Давление, МПа 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 2,0 5,0

Температура, °С 86 131 166 195 221 300 418 563

При высокой температуре уменьшается вязкость масла, оно распыляется, усиливается его термическое разложение: выделяются водород, предельные и непредельные лёгкие углеводороды (ацетилен), образующие с воздухом взрывоопасные смеси. С другой стороны, при разложении смазочного масла на стенках цилиндра, клапанных устройствах и нагнетательных трубопроводах откладываются твёрдые продукты разложения (углерод, смолы, кокс, асфальтены), образующие “нагар”. Присутствие в сжимаемом газе пыли, окалины и продуктов коррозии резко усиливает образование нагара, увеличивает трение, местные перегревы, приводящие к взрыву. Применение качественной смазки и надёжное охлаждение компрессоров – основные требования их безопасной эксплуатации. Правилами предусмотрена подача масла под давлением циркуляционными принудительными системами. Для контроля давления масла в системе предусматривается установка манометра и клапанов. Все линии подачи масла в системе смазки цилиндров и сальников снабжаются обратными клапанами. Для смазки цилиндров и сальников газовых компрессоров применяются масла с температурой вспышки не менее чем на 20 °С выше температуры нагнетаемого газа. Как правило, температура вспышки компрессорных смазочных масел более 200 °С, а температура самовоспламенения – не менее 400 °С. Для предотвращения повышения температуры сжимаемого газа сверх допустимой компрессорные установки снабжаются надёжной системой воздушного или водяного охлаждения. Температура сжатого газа в одноступенчатых компрессорах не должна превышать
160 °С, а в многоступенчатых – 140 °С. При многоступенчатом сжатии устанавливают промежуточные выносные холодильники для газа после каждой ступени сжатия.

^ Предохранительные устройства

К предохранительным устройствам, которыми оборудуются компрессорные установки, относятся предохранительные клапаны, предохранительные мембраны и обратные клапаны. Предохранительная мембрана устанавливается перед предохранительным клапаном. Предохранительные клапаны устанавливаются до запорной арматуры и до обратного клапана.

^ Контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации

Для обеспечения безаварийной работы компрессорные установки снабжаются необходимыми контрольно-измерительными приборами (термометрами, манометрами, расходомерами). Приборы должны обеспечивать постоянный контроль за температурой и давлением. Температуру замеряют ртутными термометрами, логометрами, милливольтметрами, электронными автоматическими мостами и потенциометрами. Для замера давлений применяют пружинные манометры. Манометры высокого давления на линиях подвода взрывоопасных и токсичных газов оборудуются автоматически действующими запорными клапанами, а также защитными приспособлениями, препятствующими поражению персонала осколками в случае их разрушения. Автоматизированные компрессорные установки, работающие на взрывоопасных и токсичных газах, имеют приборы, сигнализирующие о появлении механических неисправностей, и отключающие устройства. Они должны обеспечивать в необходимых случаях остановку двигателя компрессора или не допускать его включения. Предусматривается звуковая или световая сигнализация о нарушении эксплуатационных параметров. Применяются специальные системы защиты при механических неисправностях, например контроль состояния герметичности компрессоров с помощью сигнализаторов горючего газа, связанных с аварийной вентиляцией в помещении станции (для водорода НКПВ = 4 % об, и даже небольшие выделения водорода могут создать в помещении взрывоопасную среду). При компремировании кислорода недопустим его контакт с любыми видами смазочных масел. Поэтому для смазки используют водоглицериновую эмульсию, фторопластовые смазки. Арматура и контрольно-измерительные приборы ацетиленовых компрессоров не должны содержать детали, изготовленные из меди и серебра, так как ацетилен при взаимодействии с этими веществами образует ацетилениды, обладающие взрывоопасными свойствами. В хлорных компрессорах в качестве смазки используют концентрированную серную кислоту, т.к. вся органика хлорируется. Все газы тщательно очищаются от пыли. Для сглаживания пульсаций давления устанавливают буферные ёмкости.
^ 3.8.2. Безопасная эксплуатация насосов

Безопасность эксплуатации насосов обеспечивается надёжной конструкцией, коррозионной стойкостью материала и герметичностью уплотнения движущихся частей. В химической промышленности применяются преимущественно центробежные насосы, они просты по устройству и более безопасны в эксплуатации. Их можно изготавливать из различных коррозионно-устойчивых материалов: легированных сталей, фаолита, винипласта, фторопласта, фарфора, стекла, керамики, различных сплавов, чугуна. Центробежные насосы обеспечивают равномерную, без толчков, подачу жидкости, они могут перекачивать загрязнённые жидкости и шламы, работать без присмотра персонала в течение длительного времени. Многоступенчатые центробежные насосы способны развивать высокие давления и перекачивать жидкости с температурой до 400 °С. Серьёзным недостатком насосов является кавитация, т.е. образование в потоке перекачиваемой жидкости полостей (каверн), заполненных её парами (газами). Кавитация способствует быстрому износу оборудования, эрозии и коррозии рабочих поверхностей, создаёт вибрации, износ подшипников, сужает проходное сечение, вплоть до срыва работы колеса. Центробежные насосы оснащаются арматурой и контрольно-измерительными приборами, обеспечивающими безопасность при эксплуатации. До рабочего колеса устанавливается вакуумметр, а после него – манометр, на всасывающем трубопроводе ставится сетка, предохраняющая рабочее колесо от попадания в него посторонних предметов. На нагнетательном трубопроводе устанавливают предохранительный клапан, обратный клапан (для удержания столба жидкости во время остановки насоса и предотвращения обратного перетока жидкости) и задвижку, используемую при остановке и пуске насоса и для регулирования подачи жидкости. Центробежный насос запускается под заливом.

^ Поршневые насосы. Поршневые насосы применяются для транспортирования жидкостей при высоких давлениях, для перекачивания высококипящих жидкостей средней и высокой вязкости, так как относительно малая скорость движения поршня даёт возможность вязкой жидкости целиком заполнить цилиндр. Основная опасность при эксплуатации поршневых насосов заключается в возможном разрыве нагнетательного трубопровода в случае его засорения или перекрытия находящейся на нём задвижки во время пуска или работы насоса. Для предотвращения такой аварии применяется специфическая система обвязки поршневого насоса: нагнетательная линия насоса соединяется с всасывающей через предохранительный клапан на обводной линии. К существенным недостаткам поршневых насосов относится неравномерная, пульсирующая подача перекачиваемой жидкости, что приводит к вибрациям, нарушению герметичности фланцевых соединений и разрушению трубопроводов. Автоматическое регулирование для поршневых насосов предусматривает запрет запуска до открытия нагнетательного запорного устройства.

^ Специальные насосы. Для перекачки высоковязких продуктов, суспензий, шламов и сильно загрязнённых жидкостей применяют насосы объёмного типа различных конструкций: шестерёнчатые, эксцентрические со скользящими лопатками, роторные. Одна из последних конструкций – одновинтовые насосы, отличающиеся равномерностью подачи и большой высотой подъёма. Одновинтовые насосы, рабочая часть которых может быть изготовлена из резины или пластмасс, надёжны и пригодны для перекачивания кислот, щелочей, сильно загрязнённых жидкостей, густых суспензий, жидкого стекла, смол, целлюлозной массы. В качестве дозировочных насосов находят применение роторно-диафрагменные и шланговые насосы. Корпус роторно-диафрагменных насосов может быть изготовлен из пластмассы. Для транспортирования вязких, агрессивных, токсичных и абразивных сред находят применение диафрагменные насосы с пневматическим приводом. Использование сжатого воздуха или инертного газа в качестве привода вместо механических движущихся частей позволяет перекачивать детонирующие жидкости, например нитроэфиры. Надёжность и безаварийность работы таких насосов обеспечиваются наблюдением за износом и своевременной заменой эластичных деталей, которые вследствие непрерывной деформации и старения полимера имеют ограниченный срок службы. При перекачке жидкостей-диэлектриков в насосах происходит накопление зарядов статического электричества и необходимо принимать меры для их отвода.

Особый интерес представляют магнитно-гидродинамические насосы, применяемые для безопасной перекачки кислот, щелочей, растворов солей и других электропроводных жидкостей. В них струя жидкости разгоняется бегущим вдоль отрезка «труба-насос» переменным электромагнитным полем. В электропроводящей жидкости возникают индукционные токи, и она увлекается электромагнитным полем по аналогии с работой асинхронного электромотора. Подобные насосы герметичны, не имеют сальников, вращающихся и каких-либо подвижных частей, поэтому они безопасны.

^

Дата добавления: 2015-07-12