МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГРУЗОВЫХ СИСТЕМ

Там, где грузовые клапаны имеют ручной привод, их надлежащая эксплуатация должна исключать вероятность возникновения гидравлического удара. Важно, чтобы клапан, встроенный в конце длинного трубопровода, не за­крывался внезапно. Все изменения положения клапана должны осуществляться плавно.

Во избежание возникновения гидравлического удара при использовании клапанов с механическим приводом следует:

• уменьшить скорость потока;

• увеличить фактическое время закрытия клапана;

• использовать систему сброса давления;

• использовать уравнительные танки.

По приблизительным подсчетам, в некоторых случаях время закрытия клапана должно составлять 30 с и более. Скорость закрытия клапана должна быть постоянной.

Ограничение скорости потока. С функциональной точки зрения длина трубопровода, а часто и время закрытия клапана, являются заранее обусловленными, поэтому на практике избежать преднамеренно быстрого закрытия кла­пана, например при завершении налива, можно лишь путем ограничения линейной скорости потока vmax Зависи­мость между скоростью потока и давлением гидравлического удара представлена в следующем уравнении:

Qmax = π d² ∙ v² = π d² P max м³/с

4 4 ∙ ρ ∙ a

где d— диаметр трубопровода; Рmax — максимальное давление; ρ — плотность груза; а — скорость звука (в грузе).

Учет влияния уровня жидкости в танке на условия работы насосов. Важнейшим условием безотказного действия насосов является неразрывность потока жидкости, подтекающего (рис. 104) ко всасывающему патрубку насоса из танка:

Q = Q П

где Q — подача насоса; Q П = fп vп = πdBhvп — количество подтекающей жидкости;f п — площадь сечения подтекающего потока; d B — диаметр окружности входной кромки всасывающего патрубка насоса; h — высота сечения подтекающего потока; vп — скорость жидкости в сечении подтекающего потока.

Рис. 104. Схема подтекания жидкости к насосу 1 — насос; 2 — колонна насоса; 3 — колодец грузового танка

Давление жидкости при входе в насос зависит от уровня жидкости в танке. Понижение уровня жидкости в про­цессе выгрузки сопровождается уменьшением PB, и при некотором положении уровня, который называется крити­ческим, значение Р B становится равным давлению на поверхности жидкости Р rВ результате под действием силы тяжести верхние слои жидкости «проваливаются» в направлении всасывающего патрубка и в подтекающем потоке образуется вращающаяся воронка. Вращение воронки объясняется воздействием на жидкость крутящего момента, возникающего в жидкости вследствие неравномерности скорости и давления жидкости по окружности входной кром­ки всасывающего патрубка.

Рис. 105. Параллельное включение насосов в системе простого трубопровода (пример 1)

Воронка опускается до уровня кромки всасывающего патрубка, вследствие чего происходят прорыв газовои среды танка во всасывающий патрубок и срыв всасывания. Напор насоса становится равным нулю, подача груза прекращается.

Эксплуатационными мерами предупреждения срыва всасывания насоса являются своевременное уменьшение по­дачи насосов и повышение избыточного давления в танке.

Для закрепления материала решим несколько практических задач.

Пример 1. Определим, как изменятся величины подачи и напора насоса при выгрузке пропана с температу­рой —40° С при подключении в параллель второго грузового насоса (рис. 105).

Решение: Построим результативную характеристику работы двух одинаковых насосов, подключенных па­раллельно, по имеющимся характеристикам одного грузового насоса и берегового трубопровода. Подача при авто­номном действии одиночного насоса — 530 м³/ч (на рис. 105 точка пересечения характеристики насоса и берегового трубопровода). Точка же пересечения суммарной характеристики параллельного включения насосов и характеристи­ки берегового трубопровода позволит нам определить величину подачи этих двух насосов, которая составит 745 м³/ч.

Напор при автономном включении одного насоса составляет 137,5 м, а при использовании двух насосов при параллельном включении — 210 м м.

Для того чтобы определить, насколько изменится давление в трубопроводе, используем уже известную нам формулу

H=P H /p ∙g

откуда

P H = p ∙g ∙H

Из таблицы термодинамических характеристик пропана определяем его плотность при температуре -40° С, кото­рая составит 578 кг/м³. Подставив численные значения плотности р, напора Н и ускорения свободного падения g, получим:

Рис. 106. Последовательное включение двух на- сосов в систему простого трубопровода (пример 2)

при автономном действии насоса

P H =578 • 9,81 • 137,5 = 779 649 Па = 779 649 • 10^-5 = 7,8 бара;

при параллельном включении насосов

P H = 578.9,81 ∙210=1 190 742 Па =1 190742 • 10^-5 = 11,9 бара.

Пример 2. Определим, как изменится давление в грузовом трубопроводе при выгрузке пропана с темпера­турой —40° С при последовательном подключении в тру­бопровод бустерного насоса (характеристики бустерного насоса такие же, как и грузового насоса).

Решение: Используя напорные характеристики грузового 7 и бустерного 2 насосов (рис. 106), строим ре­зультирующую напорную характеристику насосов, вклю­ченных последовательно (1+2). При данной подаче гру­зового насоса (530 м³/ч) определим величину напора. Для автономно действующего насоса она составит 130 м, а при последовательном включении грузового и бустерных насо­сов — 220 м. Для определения величины давления в трубо­проводе используем ту же формулу, что и в первой задаче.

Для автономно действующего насоса получим

PH = 578 • 9,81 • 130 = 676 130 Па = 676 130 • 10^-5 = 6,8 бара,

а для последовательно включенных насосов

PH = 578 • 9,81 • 220 = 1 247 440 Па = 1 247 440 • 10^-5 = 12,5 бара.

Пример З. Рассчитаем безопасное время закрытия клапана грузового трубопровода при погрузке пропана. Температура пропана -20° С, давление в грузовом трубопроводе 7,0 бар, длина грузового трубопровода 1200 м, скорость звука в пропане составляет 1060 м/с.

Решение: Определим время гидравлического удара по формуле

Т= 2L/aT= 2 • 1200/1060 = 2,26 с.

Далее рассчитаем время безопасного закрытия клапана при t,/T> 5:

t3 = Т ∙ 5 =2,26.5= 11,3с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: