Оборудование для перемещения и хранения жидкостей

Перемещение жидкостей по трубопроводам осуществляется в основ­ном с помощью насосов, которые сообщают жидкости необходимый напор для преодоления гидравлических сопротивлений в трубопроводах и аппа­ратах и создания необходимого расхода. В производственных установках стараются осуществить принцип самотека, когда движение жидкости про­исходит от высшего уровня к низшему под действием силы тяжести.

В зависимости от принципа действия различают следующие устрой­ства для перемещения жидкостей:

- объемные насосы, в которых происходит вытеснение жидкости из замкнутого пространства насоса движущимся возвратно-поступательно или вращающимся рабочим органом (поршнем, ротором и т.д.);

- лопастные или центробежные насосы, в которых при вращении ло­пастных колес возникают центробежные силы;

- вихревые насосы с быстро вращающимися рабочими колесами, под действием которых образуются вихри;

- струйные насосы, в которых движущая сила создается струей газа (воздуха), пара или воды;

- газлифты с образованием пены при подаче воздуха (эрлифты) или газа в жидкость;

- монтежю (монжусы) - устройства для передавливания жидкостей сжатым воздухом, газом или водяным паром, а также сифоны.

К объемным насосам относятся поршневые и ротационные насосы, устройство которых аналогично соответствующим компрессорам, диа-фрагмовые, шестеренные и другие насосы. В диафрагмовом на­сосе (рис. 4.26) перекачивание жидкости осуществляется под действием прогибающейся эластичной перегородки - диафрагмы, или мембраны, а в шестеренном насосе (рис. 4.27) - при вращении навстречу друг другу шестерен. Достоинства диафрагмовых насосов: возможность пере­качки суспензий, сильно загрязненных и агрессивных жидкостей, а также полная защита привода от контакта с перекачиваемой средой.

Устройство и работа, а также особенности эксплуатации центробеж­ных насосов для перекачки воды подробно рассматриваются в курсах гид­равлики и пожарной техники. На рис. 4.28 представлен герметичный центробежный насос, предназначенный для перекачки жидко­стей, утечка которых недопустима вследствие их химической агрессивно­сти, повышенной взрывопожароопасности, токсичности, радиоактивности или высокой стоимости. При вращении колеса жидкость непрерывно вса­сывается в насос через всасывающий патрубок, расположенный на оси крышки, движется от центра к периферии колеса, отбрасывается к спира­левидному корпусу насоса, переходящего в нагнетательный патрубок, ус­тановленный тангенциально на боковой части корпуса (траектория движе­ния жидкости указана стрелками). Полная герметизация насоса достигает­ся путем установки рабочего колеса 1 непосредственно на валу ротора 2 электродвигателя, который отделяется от обмоток статора 3 герметичной тонкой цилиндрической оболочкой 4 из немагнитного стойкого в перека­чиваемой среде материала. Заключенный в оболочку ротор электродвига­теля и подшипники погружены в перекачиваемую жидкость, которая слу­жит смазкой для подшипников и охлаждающей средой для ротора, при этом отпадает необходимость в сальниковом уплотнении вала.

Газлифт (рис. 4.29) состоит из трубопровода для подачи сжатого газа 1, смесителя 3 и подъемной трубы 2, Газлифт работает следующим образом: сжатый газ от

компрессора подается по трубопроводу в подъем­ную трубу через смеситель, где жидкость насыщается газом. Образовав­шаяся газожидкостная смесь поднимается по трубе 2 вследствие того, что ее плотность меньше, чем у жидкости.

На рис. 4.30 показан аппарат (монтежю или монжус), служа­щий для передавливания жидкостей сжатым газом. Подача жидкости в монтежю 1 осуще­ствляется по линии 2 под действием вакуума, который создается вакуум-насосом, соеди­ненным с монтежю линией 5, или самотеком при открытой дыхательной линии 4. Передавливание жидкости производят при подаче в аппарат сжатого газа (воздуха, инертного газа или пара) по линии 3. Под действием давления газа, обычно не превышающего 0,3-0,4 МПа, жидкость поднимается по трубе 7 и поступает в нагнетательный трубопровод 8. Для контроля давления служит манометр 6, а для защиты аппарата от чрезмерного повы­шения давления имеется предохранительный клапан (на схеме не показан).

Подъем и всасывание жидкости при по­мощи сифона (рис. 4.31) происходит за счет атмосферного давления. Для приведения в работу сифон предварительно заполняют жидкостью до смотрового фонаря 2 при по­мощи вакуум-насоса, присоединенного к ли­нии 4, при закрытой напорной линии. Затем вакуум отключают и открывают задвижку на расходной линии 5 до полного опорожнения емкости 1. Прекращение действия сифона достигается при открывании задвижки на воздушнике 3.

К недостаткам монтежю и сифона относятся: периодичность работы аппаратов,

наличие вспомогательного доро­гостоящего оборудования (вакуум-насосов и компрессоров), небольшая производительность. К достоинствам указанных устройств необходимо отнести: возможность перемещения агрессивных и опасных жидкостей, возможность создания компактных передвижных установок (например, с сифоном) и их использования для аварийного опорожнения емкостного оборудования, возможность перемещения сильно загрязненных жидкостей.

Пожароопасные жидкости хранят в различных по типу и конструкции аппаратах и емкостях: резервуарах, цистернах, баках, бочках и тому по­добном оборудовании. Широко применяющиеся в промышленности резер­вуары для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а так­же сжиженных углеводородных газов бывают наземными и подземными; вертикальными, горизонтальными; сферическими, цилиндрическими и др.; стальными, железобетонными или выполненными из эластичных поли­мерных материалов; со стационарными крышами или с плавающими (с понтонами) и т.д. Устройство вертикального стального резервуара с плавающей крышей емкостью 100000 м³ (РВСПК-100000), предназначенного для хранения легковоспламеняющихся жидкостей, по­казано на рис. 4.32.

Сжиженные углеводородные газы хранят под давлением в цилиндри­ческих, каплевидных или сферических резервуарах (см. рис. 4.24), а при атмосферном давлении - в изотермических хранилищах. В изотерми­ческом хранилище (рис. 4.33) сжиженный газ хранится при тем­пературе несколько ниже своей температуры кипения. Избыточные пары углеводородов, образующиеся при испарении продукта, отсасываются из газового пространства хранилища, сжимаются компрессором, охлаждают­ся в холодильнике, дросселируются, конденсируются и в жидком виде за­качиваются в хранилище, то есть для каждого вида хранимого сжиженного газа в товарном парке должна быть криогенная установка (установка глу­бокого холода). Такие хранилища имеют хорошую теплоизоляцию.

Вместимость резервуаров колеблется в широких пределах: от 100-2000 м³ (горизонтальные цилиндрические, шаровые и каплевидные резервуары) до 100000 м³ и более (вертикальные цилиндрические, подземные и другие резервуары).