4.3 Требования к приборам и средствам автоматизации

Требования, предъявляемые к приборам и средствам автоматизации [21,стр.119-120] производствах химических волокон, в первую очередь определяются свойствами сред, параметры которых измеряется. Для большинства стадий производства химических волокон следует учитывать запыленность газообразных сред, температуру и концентрацию веществ, вызывающих коррозию в газовых и жидкостных потоках, а также запыленностью и содержание SO2, SO3, CS2 в атмосфере помещений, где устанавливается оборудование контроля и регулирования. Влияние температуры сред и концентрации веществ, вызывающих коррозию, учитывается при подборе соответствующих материалов для узлов датчиков, соприкасающихся со средой. При измерении концентрации запыленных сред применяются специальные способы очистки и подготовки пробы газа на анализ. Чтобы избежать коррозии щитовых средств контроля и автоматизации, а также сохранить их эксплуатационные характеристики в условиях запыленности и загрязненности атмосферы производственных помещений, необходима максимально возможная централизация управления с очисткой и кондиционированием воздуха, подаваемого в диспетчерские пункты. Это позволяет снизить расходы на эксплуатацию приборов и увеличит срок их службы.

5. Механические расчеты

5.1 Расчет элементов испарителя – кристаллизатора

5.1.1 Расчет допускаемого внутреннего давления для цилиндрической обечайки теплообменника испарителя – кристаллизатора

Исходные данные:

Длина обечайки Нц = 6000 мм;

Внутренний диаметр – 800 мм;

Толщина стенки S = 10 мм.

В межтрубной пространстве находится водяной насыщенный пар с температурой tc = 132,90С при Рс = 0,3 МПа. Материал кожуха – листовой прокат из стали 1 х 18Н10Т.

Прибавка к расчетной толщине стенки С = 1,5 мм.

Швы – сварные с двусторонним сплошным проваром, выполнены вручную (см. рис.8.1)

Расчет:

Расчетная температура стенки t = tc = 132,90С;

Допускаемое напряжение:

В рабочем состоянии [] = * = 1 * 152 = 152 МПа, Где * = 152 МПа – для стали 1Х18Н10Т при температуре 132,90С. [3]

= 1 – для листового проката, при гидравлических испытаниях

[] = Т20/1,1= = 263,6 МПа,

где Т20 = 290 МПа – предел текучести стали 1 Х 18 Н10Т при + 200С.

Расчетное давление (см. рис. 8.1 ) – Р*р = Рс = 0,3 МПа

Пробное давление при гидравлическом испытании (Рр 0,5 МПа и Нс < 8 м).

ри = max 1,25 рр []20 / [] = 1,25 * 0,3 * = 0,43 Мпа =0,43МПа

Рр = 0,3 МПа

где []20 = 20* = 177 Мпа – допускаемое напряжение стали 1 х 18Н10Т при температуре + 200С (= 1) [3]

Коэффициент прочности сварных соединений обечайки для заданного типа швов = 0,93. [3]

Допускаемое внутреннее давление в рабочем состоянии:

[p] = 2 [] (S – C) / (D + S – C) = = 2.97 МПа;

При гидравлических испытаниях:

[p] = 2[]и (S-C) / ( Д + S – C) = = 5.15 МПа

Условия применяемости формул соблюдается, т.к. (S-C) / Д = = 0,0106 <0,1. Таким образом рр < [p], (0,3 МПа <2,97 МПа) и ри <[ ри], ( 0,43 МПа < 5,15 МПа)

Рис. 8.1. Схема расчетная обечайки. Рис. 8.2. Схема расчетная обечайки теплообменника сепаратора

5.1.2 Расчет обечайки сепаратора

Исходные данные:

Материал обечайки – сталь 1Х18Н10Т.

σв = 550 МН/м2; σТ = 220 МН/м2 [3].

Проницаемость материала обечайки в среде – 0,03 мм/год (с1 = 1 * 10-3; с2 = 0).

Среда – водный раствор осадительной ванны – жидкость ж = 1295 кг/м3

Рс – вакуум 450 мм. рт. ст.

tс = 600С

Диаметр Д = 2200 мм;

Н = 6000 мм;

Продольный сварной ручной электродуговой шов – стыковой двух сторонний. (ш = 0,95). [3]

Аппарат 2-го эксплуатационного класса 2-й группы (= 1,0). [3]

Расчет:

Эскиз к расчету смотреть рисунок 8.2.

Гидростатическое давление в нижней части обечайки при уровне жидкости в сепараторе Нж = 1 м определяется по формуле [3]:

рж = жg Нж = 1295 * 9,81 * 1 = 12704 Па 0,013 МПа

Расчетное внутреннее давление среды рс = 760 – 450 = 310 мм.рт.ст., или

рс = * 1,013 * 104 = 4,132 * 104 Па

Расчетное давление в сепараторе р = рс + рж = 4,132 * 104 + 1,3*104 = 5,432 * 104 Па

Допускаемое напряжение для стали 1х18Н10Т по пределу прочности [3] из ф. 14.1 и таб. 14.1:

σд = (σв / nв) * =( 550*106 / 2,6) * 1,0 = 211,5 * 106 Н/м2

Допускаемое напряжение для стали 1Х18Н10Т по пределу текучести (ф 14,2) [3]:

σд = (σт / nт) * = 220 * 106 * 1,0 / 1,5 = 146,7 * 106 Н/м2

Второе, как меньшее является расчетным.

Так как (σд/ р) * ш = (146,7 * 106 / 0,05432 * 106 ) * 0,95 = 2565,6150,

то величиной р в знаменателе формулы (15.1) [3] пренебрегаем.

Расчетную толщину стенки обечайки определяем по формуле (15.1)

S´ = (Дв р / 2 σд ш) + с = 2,2 * 0,05432*106 / 2 * 146,7 * 106 * 0,95 = ( 0,4 * 10-3 + с)м;