Описание конструкции конденсатора

1.2  Описание конструкции конденсатора

Конденсатор состоит из следующих основных частей (рисунок 1.2 ): кожуха – 1; трубного пучка – 2; крышки кожуха – 3; крышки плавающей головки – 4; камеры распределительной – 5; крышки распредкамеры – 6; опоры подвижной – 7; опора неподвижная – 8; А,Б,В,Г – штуцера.

Таблица 1.4 – Таблица штуцеров

Рисунок 1.2 – Схема конструктивная конденсатора с плавающей головкой.

1.3  Описание конструкции насоса

Насос центробежный марки 2НГК-4х1. Состоит из следующих узлов деталей (рисунок 1.3);

Рисунок 1.3 – Продольный разрез насоса 2НГК 4х1

1 - ротор; 2 – упругая муфта; 3 - подшипники; 4 - рабочее колесо; 5 - сальниковое уплотнение; 6 - корпус;

Насос марки 2НГК-4х1 горизонтальная одноступенчатая центробежная машина с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу. Насосы этого типа - консольные одноступенчатые с приводом от электродвигателя через упругую муфту. Перекачиваемая жидкость подается перпендикулярно к оси насоса, а отводится вертикально вверх (в зависимости от условий монтажа и эксплуатации напорный патрубок можно повернуть на угол, кратный 90°).

Привод насоса - взрывозащищенные электродвигатели. Корпус насоса прикреплен лапами к фундаментной плите. Насос и электродвигатель установлены на общей фундаментной плите и соединены упругой муфтой с проставком. Эта конструкция имеет преимущества по сравнению с насосами на отдельной стойке. Рабочее колесо - закрытого типа, насажено на вал и закреплено гайкой. Отверстие в крышке служит для подачи затворной жидкости к уплотнению. Уплотнение насоса изготовлено может быть в двух вариантах: мягкий сальник и торцовое уплотнение типа ДК-60С. Смазка подшипников может быть - жидкая или консистентная.

Все элементы насоса, кроме рабочего колеса и корпуса, как правило, унифицированы.

1.4 Материальное исполнение конденсатора

Для изготовления конденсатора выбраны следующие материалы (таблица 1.4).

Таблица 1.4 - Таблица материалов

В соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением ПБ 03-576-03 { } указанные в таблице 1.4 материалы допускается применять при следующих рабочих параметрах (таблица 1.5).

Таблица 1.5 – Таблица пределов применения сталей

1.5  Материальное исполнение насоса

Таблица 1.6 – Материалы деталей проточной части центробежных нефтяных насосов

2. Расчет оборудования

2.1 Расчет конденсатора

2.1.1 Расчет толщин стенок обечайки кожуха, распределительной камеры, крышки кожуха по ГОСТ 14249-89

2.1.1.1 Данные для расчета. Внутренний диаметр обечайки кожуха, распред-ой камеры 1200 мм

Внутренний диаметр обечайки крышки кожуха 1200 мм

Давление расчетное в трубном пространстве 1 МПа

Давление расчетное в межтрубном пространстве 2,5 МПа

Расчетная температура в трубном и межтрубном пространстве 100⁰С

Прибавка для компенсации коррозии 2 мм

Прибавка для компенсации минусового допуска 0,8 мм

Прибавка технологическая 1,26 мм

Материал кожуха, крышки кожуха сталь 16ГС

Материал распределительной камеры сталь ВСт3сп4

Рисунок 2.1 – Камера распределительная:

1 – обечайка камеры распределительной

2 – плоская крышка камеры распределительной

Рисунок 2.2 – Кожух конденсатора

1 – обечайка концевая

2 – обечайка центральная

3 – обечайка крышки кожуха

2.1.1.2 Расчет толщины стенки обечайки кожуха

Толщина стенки обечайки кожуха рассчитывается на прочность по следующим формулам:

( 2.1 )

где:  ( 2.2 )

где S – исполнительная толщина стенки обечайки кожуха, распределительной камеры, крышки кожуха, мм;

S_Р – расчетная толщина стенки обечайки кожуха, распределительной камеры, крышки кожуха, мм;

С – суммарная прибавка к расчетной толщине стенки:

( 2.3 )

Где С₁ – прибавка для компенсации коррозии, мм;

С₂ – прибавка компенсации минусового допуска, мм

С=2+0,8=2,8 мм.

Р – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

D – внутренний диаметр обечайки, мм;

[ ] – допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа. Для стали 16ГС при расчетной температуре 100⁰С [ ] = 177 МПа;

- коэффициент прочности продольного сварного шва. При двухсторонней, автоматической сварке и 100% контроле качества сварного шва = 1.

8,53 мм

S = 8,53+2,8=10,33 мм.

Принимаем S = 14 мм по стандарт на листы. Условия применения формулы:

( 2.4 )

0,01 < 0,1

Условие применения формулы выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по формуле:

( 2.5 )

3,27МПа;

Должно выполняться условие: [P] > P. ( 2.6 )

3,27 МПа > 2,5 МПа.

Условие выполняется.

2.1.1.3 Расчет толщины стенки обечайки распределительной камеры. Толщина стенки обечайки распределительной камеры рассчитывается по формуле 2.1 и по формуле 2.2:

–      допускаемое напряжение для стали ВСт3сп4 при расчетной температуре 100⁰С; [ ] = 149 МПа.

4,04 мм

6,84мм

Из условия несущей способности обечайки принято S = 14 мм. Формула применима при выполнении условия 2.4:

Условие выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по формуле:

2,9 МПа

Должно выполняться условие: 2,9 МПа > 1,0 МПа

Условие выполняется.

2.1.1.4 Расчет толщины стенки обечайки крышки кожуха. Толщина стенки обечайки крышки кожуха рассчитывается по формуле 2.1 и по формуле 2.2:

9,25 мм

S > 9,25 + 2,8 = 12,05 мм

Принята толщина S = 14 мм. Формула применима при выполнении условия:

Условие выполняется.

2.1.1.5 Расчет толщины стенки эллиптического днища крышки кожуха. Толщина стенки эллиптического днища рассчитывают по формулам:

; ( 2.7 )

где ; ( 2.8 )

где S₁ – исполнительная толщина стенки днища, мм;

S_{1 Р} – расчетная толщина стенки днища, мм;

С – суммарная прибавка, мм:

С = С₁ + С₂ + С₃, ( 2.9 )

где С₃ – прибавка технологическая, мм.

С = 2 + 0,8 + 1,26 =4,06 мм.

R – радиус кривизны в вершине днища, мм. Для стандартного днища с

Н = ;

R = D_ДН = 1300 мм.

9,21 мм,

мм.

Принимаем S = 14 мм по стандарту на листы.

Условие применения формулы:

Условие применения формулы выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

( 2.10 )

2,69 МПа.

Должно выполняться условие: 2,69 МПа > 1,6 МПа

Условие выполняется.

2.1.2 Расчет толщин стенок трубных решеток

2.1.2.1 Данные для расчета. Наружный диаметр прокладки 1268 мм

Внутренний диаметр прокладки 1210 мм

Давление расчетное в межтрубном пространстве  2,5 МПа

Температура расчетная 100⁰С

Шаг расположения отверстий в решетке 32 мм

Диаметр отверстий в решетке 25,5 мм

Прибавка для компенсации коррозии 2 мм

Рисунок 2.3 – Трубная решетка

2.1.2.1.1 Расчет толщины неподвижной трубной решетки производится по следующей формуле:

( 2.11 )

где S*_p – расчетная и принятая толщина неподвижной и подвижной трубных решеток, мм;

D_сп – средний диаметр уплотнения, мм, определяется по формуле:

( 2.12 )

где D_нар – наружный диаметр уплотнения, мм;

D_внутр – внутренний диаметр уплотнения, мм

мм

Y_р – коэффициент прочности трубной решетки, определяется по формуле:

 ( 2.13 )

где t_p – шаг расположения отверстий в решетке, мм;

do – диаметр отверстий в решетке, мм.

Получается: 74,48 мм

Принимаем S_р = 75 мм с учетом наплавки ЛО 62-1.

Толщина стенки подвижной трубной решетки принимается равной толщине неподвижной решетки.