Перемещение жидкостей. Сжатие и перемещение газов
Жидкости и газы в химических производствах часто необходимо перемещать через аппараты, а также по трубопроводам между аппаратами, установками, цехами, складами и т.д. Энергия, необходимая для перемещения жидкости, сообщается ей гидравлическими машинами, носящими название насосов.
Многие технологические процессы протекают в газовой фазе при высоких и низких давлениях. В этом случае приходится осуществлять как сжатие или разрежение газа, так и его транспортирование. Машины, предназначенные для осуществления таких процессов, называются компрессорными.
Перемещение жидкостей по трубопроводам и аппаратам осуществляется с помощью гидравлических машин (насосов), преобразующих механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости.
Насос является основным элементом насосной установки, состоящей из всасывающей линии, насоса, нагнетательной линии и привода. Забор жидкости во всасывающий трубопровод производится через сетку и всасывающий обратный клапан. Подача жидкости осуществляется по нагнетательному трубопроводу в напорную (приемную) емкость. На нагнетательном трубопроводе устанавливается запорно-регулирующая арматура и расходомер.
В зависимости от способа передачи энергии жидкостям насосы подразделяются на объемные, лопастные, струйные и разнотипные пневматические.
В объемных насосах энергия передается путем периодического изменения объема рабочих камер. По конструкции они бывают поршневые, роторно-пластинчатые и роторно-зубчатые.
В лопастных насосах кинетическая энергия сообщается жидкости с помощью вращающихся лопастей. Преобразование энергии двигателя в них происходит в процессе обтекания жидкостью лопастей рабочего колеса и их силового воздействия на поток. При этом создается непрерывное перемещение жидкости от центра колеса к его периферии (центробежные насосы) либо в осевом направлении (осевые насосы). К этому типу насосов относят также вихревые насосы.
В струйных насосах для передачи энергии используется кинетическая энергия струи пара или жидкости, которая преобразуется в потенциальную энергию давления жидкости.
В пневматических насосах энергия жидкости сообщается сжатым газом (чаще всего воздухом). К пневматическим насосам относятся воздушные подъемники, сифоны.
Виды трубопроводов
Подземный — укладывается непосредственно на грунт в траншеях, канавах, насыпях, штольнях, на опорах в тоннелях и дюкерах[3];
Подводный — укладывается по дну водоёмов, рек или в траншеях, прорытых на дне[3];
Плавающий — укладывается на поверхности болот, а также озёр, рек и др. водоёмов с креплениями к поплавкам (чаще пластмассовым)[3].
В зависимости от транспортируемой среды
Аммиакопровод — предназначается для транспортировки аммиака.
Водопровод- предназначен для обеспечения водой население, промышленные предприятия. В зависимости от видов потребления бытовых и промышленных нужд трубопроводы водоснабжения различают по органолептическим свойствам и пригодности для питья: хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные, поливные[2].
Воздухопровод — часто создается в рамках промышленного предприятия для обеспечения производства сжатым воздухом.
Газопровод — предназначен для транспортировки попутного нефтяного, природного и искусственного газа[2]. Стратегические газопроводы предназначаются для передачи на дальние расстояния больших объёмов газа — на экспорт к предприятиям, осуществляющим газовый синтез
Нефтепровод — предназначен для транспортировки сырой нефти. Нефть при этом подвергается подогреву, препятствующему затвердеванию входящих в её состав парафинов.
Нефтепродуктопровод — предназначен для транспортировки нефтепродуктов, в том числе бензина и керосина, полученных в результате крекинга. Осуществляется до предприятий, предназначенных для производства нефтепродуктов более высокой переработки. Подобные трубопроводы, чаще всего, применяются в пределах одного предприятия. Для транспортировки нефтепродуктов на большое расстояние, используются специальные автомобильные либо железнодорожные цистерны.
Мазутопровод — трубопровод, осуществляющий транспортировку тяжёлых нефтепродуктов, отходов крекинга. Такие продукты могут использоваться в качестве топочного мазута, а также для переработки в дизельное топливо или даже для дальнейшего отделения легких углеводородов.
Паропровод — технологический трубопровод, предназначенный для передачи пара под давлением, используемого для отопления или работы сторонних механизмов.
Конденсатопровод — технологический трубопровод, предназначенный для сбора конденсата.
Продуктопровод — в общем смысле, трубопровод, предназначенный для транспортировки искусственно синтезированных веществ (в том числе, перечисленных выше), чаще всего — продуктов нефтяного синтеза. В частном случае может означать систему, предназначенную для доставки по трубам любых пригодных для этого объектов.
Теплопровод (тепловая сеть) — предназначен для передачи теплоносителя (вода, водяной пар) от источника тепловой энергии в жилые дома, общественные здания и промышленные предприятия[10]. По расположению относительно зданий и сооружений разделяются на наружные и внутренние. В зависимости от длины, диаметра и количества передаваемой энергии подразделяются на: магистральные (от источника энергии до микрорайона или предприятия), распределительные (от магистральных до трубопроводов, идущих к отдельным зданиям), ответвления (от распределительных трубопроводов до узлов присоединения местных потребителей тепла)[3].