Трубопроводы

Тема 32. Организация производства кислорода и азота

В зависимости от расхода кислорода потребители разделяются на:

- мелкие (до 30 м³/ч);

- средние (30-150 м³/ч);

- крупные (>150 м³/ч).

На мелких и средних потребителей приходится 20-25% О_2, на крупных-75-80% О₂

Мелкие и средние предприятия применяют технический кислород, в основном, для резки и сварки металлов; крупные – технический и технологический кислород и азот для процессов основного производства.

Мелких и средних потребителей снабжают районные кислородные заводы; изредка они имеют собственные кислородно-азотные установки; некоторым доставляется кислород в жидком виде, а затем газифицируется.

Для обеспечения крупных потребителей создается кислородный цех, кислородная станция с мощными воздухоразделительными установками.

При расходе до 150 м³/ч и расстоянии до 50 км баллоны перевозятся автомашинами, если расстояние больше – транспортировка баллонов по железной дороге.

Если расход кислорода более 400 м³/ч, подачу выгодно осуществлять по трубопроводу на расстояния 50-100 км, если больше – целесообразно строить установки разделения воздуха на месте потребления кислорода и азота.

В крупном цехе разделения воздуха обычно имеются следующие отделения;

1) машинное – с воздушными и кислородными компрессорами;

2) аппаратное – с воздухоразделительными аппаратами и детандерами;

3) аммиачное – с аммиачно-холодильными установками;

4) щелочное – с установками для очистки воздуха от СО₂;

5) газгольдерное или отдельный газгольдер;

6) насосное – с градирней или бассейном для охлаждения оборотной воды, подаваемой в холодильники компрессоров;

7) наполнительное – с устройствами для наполнения баллонов кислородом;

8) склады для баллонов и их ремонта;

9) реципиентное;

10) очистки редких газов.

По трубопроводам передаются газы и жидкости, высокотемпературные и низкотемпературные трубопроводы теплоизолируются.

В зависимости от назначения и места прокладки различают:

1) внутриблочные трубопроводы, соединяют узлы и части аппаратов;

2) цеховые трубопроводы, соединяют отдельные аппараты, прокладываются по стенам, колоннам, в траншеях и каналах;

3) межцеховые трубопроводы, служат для транспортировки газов и жидкостей между цехами, выполняются подземными и надземными.

В зависимости от рабочей температуры применяют трубы из следующих материалов:

от –30 до +300⁰С - сталь 3СП, сталь 10, 20

от –40 до –30⁰С - сталь 10, 20

от –70 до –40⁰С - сталь 10Г2

ниже –70 - 10Х18Н10Т, латунь Л62 (сплав меди с цинком), медь М3.

При выборе материала для кислородопроводов следует учитывать возможность загорания стали в кислороде при наличии в трубах окалины, сварочного грата, угля, кокса и их ударе при больших скоростях о стенку трубы.

При давлении выше 6,4 МПа кислородопроводы изготавливаются только из меди и латуни. Для меньших давлений на участках местных сопротивлений используют медные вставки-рубашки.

Трубопроводы и арматуру для щелочи и аммиака изготавливают только из низкоуглеродистой стали, так как цветные металлы в этих средах разрушаются.

Длинные трубопроводы снабжают компенсаторами.

Не допускается совместная прокладка кислородопроводов с силовыми, осветительными и телефонными кабелями. Кислородопроводы должны быть надежно заземлены.

При давлении до 6,4 МПа на кислородопроводах устанавливают чугун-ную или стальную арматура, отдельные элементы для предупреждения искро-образования изготавливают из цветных сплавов на основе меди.

При давлении более 6,4 МПа применяется арматура из латуни и бронзы.

Вся арматура подвергается тщательному обезжириванию, прокладки изготавливают из меди или фторопласта, сальниковые уплотнения-из прокаленного шнурового асбеста или фторопласта.

Трубопроводы и шланги для кислорода обезжиривают при изготовлении и после ремонта, затем тщательно продувают.

Используется обширная номенклатура арматуры: задвижки, запорные, дроссельные вентили, обратные и предохранительные клапаны. Имеется ряд специальных требований к материалам, точности регулировки, надежности запирания.