Конструкція трубопроводів азотного компресора: розмір лінії, клапани, зливи та захист від тиску

Трубопровід азотного компресора не є набором з'єднань між соплами обладнання. На стороні всмоктування він контролює, який тиск фактично доступний для циліндра. На стороні нагнітання він транспортує гарячіший, щільніший газ і може передавати пульсації в установку. Клапани визначають, чи можна ізолювати машини, не утримуючи небезпечний тиск, тоді як дренажні отвори визначають, чи залишається конденсат в охолоджувачах і низьких точках. Тому корисний процес проектування починається з розрахунків потоку та перепаду тиску, потім додається пульсація та механічна опора, експлуатація та обслуговування клапанів, дренаж та скидання тиску для кожної надійної секції, що заблокувалася. Розмір з'єднання, надрукований на сопло компресора, не замінює цей огляд системи.

Функції конвеєра для визначення

розмір всмоктувальної лінії

Діаметр труби, обраний таким чином, щоб втрати тиску на вході та швидкість газу відповідали продуктивності компресора в усьому необхідному діапазоні витрат.

розмір нагнітальної лінії

Діаметр, обраний з урахуванням прийнятного перепаду тиску, швидкості, пульсацій, механічних навантажень та майбутнього попиту в умовах стисненого газу.

зворотний клапан

Незворотний пристрій, який обмежує зворотний потік з ресиверів, паралельних машин або трубопроводів нижче за течією, коли компресор зупиняється.

запірна арматура

Позитивний запірний клапан, що використовується для розділення обладнання або трубопроводів для технічного обслуговування; його розташування визначає, що залишається під тиском під час роботи.

точка зливу

З'єднання з низькою точкою або сепаратор, що використовується для видалення рідини, яка може утворюватися після охолодження або потрапляти внаслідок проблем з очищенням вище по потоку.

зняття тиску

Пристрій або система, що захищає межу тиску від ймовірного надлишкового тиску, включаючи випадки блокування скидання, теплового розширення та зворотного потоку, залежно від обставин.

1. Розмір всмоктувальної лінії визначається втратою тиску, а не діаметром сопла

Розрахуйте падіння тиску всмоктування, використовуючи мінімальний очікуваний тиск у ресивері, максимально необхідну масову витрату, температуру газу, фактичну довжину труби, фітинги, клапани, фільтри та будь-яке пульсаційне обладнання. Вибір компресора повинен враховувати тиск на всмоктувальному фланці після цих втрат. Навіть незначне обмеження може зменшити наповнення циліндра та збільшити ступінь стиснення, тому лінія, яка виглядає прийнятною при середній витраті, може стати обмежувальним компонентом при піковому навантаженні.

Тримайте всмоктувальну лінію якомога прямішою та уникайте непотрібних редукторів або обмежувальних клапанів поблизу компресора. Там, де зворотно-поступальна пульсація є значною, дотримуйтесь вимог виробника щодо акустичних або пульсаційних досліджень щодо розміру балона, розташування сопел та геометрії лінії. Більша труба може зменшити швидкість, але сама по собі не вирішує проблему пульсації; газовий стовп та збудження компресора необхідно розглядати разом.

2. Перевірте напірну лінію за реального тиску та температури

Об'ємна витрата на нагнітанні нижча за об'ємну витрату на всмоктуванні, оскільки газ стискається, але температура вища, і перепад тиску все ще має значення. Оцініть кожен сегмент за його локальним тиском і температурою. Перша лінія після циліндра або ступеня може мати інші вимоги до теплового розширення та пульсації, ніж вихідна лінія охолодження. Забезпечте гнучкість або опори, як того вимагає конструкція напружень у трубопроводі, не навантажуючи сопла компресора понад їх допустимі значення.

Після підтвердження стану поля перегляньте стан ділянки трубопроводи азотного компресора ресурс для відповідності вимогам з реальним сімейством компресорів. Перехресна перевірка тут пов'язана з розміром лінії та клапанами проектування трубопроводів азотного компресора.

Якщо ресивер високого тиску знаходиться на певній відстані від компресора, враховуйте втрати в лінії в контрольних уставках. Компресор може досягти своєї межі нагнітання, тоді як тиск у ресивері залишається нижчим за бажаний, якщо лінія є обмежувальною. Виміряйте обидва місця під час введення в експлуатацію, щоб встановити нормальний перепад тиску при відомому потоці. Зростаючий перепад тиску пізніше може свідчити про частково закритий клапан, засмічення фільтра, обмеження або зміну навантаження.

3. Встановіть зворотні та запірні клапани для кожного робочого стану

Зворотний клапан на нагнітанні зазвичай запобігає зворотному потоку рідини під високим тиском через зупинений компресор. У паралельних системах кожна ланка потребує пристрою, який запобігає непередбачуваному напрямку тиску однієї працюючої машини в непрацюючій ланці. Зворотні клапани на всмоктуванні використовуються лише там, де цього вимагає логіка процесу; вони можуть додати обмеження впускного отвору і не повинні встановлюватися за звичкою. Чітко вкажіть напрямок потоку та місце аварії на схемі трубопроводів та ізоляційних елементів.

Ізоляційні клапани повинні забезпечувати технічне обслуговування, не порушуючи запобіжний захист. Перегляньте склад клапанів на предмет нормальної роботи, запуску, зупинки, заміни компресора, ізоляції ресивера, очищення охолоджувача та технічного обслуговування приладів. Якщо закриття двох клапанів може призвести до затримки газу в охолоджувачі або сегменті труби, цей затриманий об'єм потребує визначеної стратегії захисту від тиску або скидання тиску. Операторам не доведеться імпровізувати, який клапан забезпечує безпеку секції.

4. Розмістіть зливи там, де може накопичуватися рідина

Азот може надходити в компресор сухим, але післяохолодження все ще може виявити вологу, якщо обробка газу перед компресором недостатня, а машини з масляним змащенням можуть мати вимоги до розділення. Визначте сепаратори, виходи охолоджувача, низькі кишені труб та днища ресиверів, де може накопичуватися рідина. Зливні з'єднання повинні бути доступними, захищеними від замерзання, де це доречно, та спрямованими до відповідної системи збору або утилізації, а не залишатися як відкриті точки ручного стравлювання.

Злив, який ніколи не зливається, не є доказом того, що система суха. Перевірте функцію зливу під час введення в експлуатацію та огляду. І навпаки, неочікуваний конденсат є діагностичною інформацією: він може вказувати на проблему з осушувачем, зміну температури охолоджувача або забруднення процесу. Слідкуйте за кількістю та зовнішнім виглядом зливу там, де має значення контроль забруднення, замість того, щоб розглядати його як рутинні відходи, що не мають інженерної цінності.

5. Опорні трубопроводи для пульсацій, вібрацій та теплового руху

Поршневі компресори створюють пульсації тиску та механічну вібрацію, які не враховуються в розрахунках трубопроводів зі стаціонарним потоком. Довгі непідтримувані прольоти, з'єднання приладів малого діаметра та важкі клапани поблизу вібруючих сопел є поширеними проблемами втоми. Використовуйте рекомендації постачальника компресорів та трубопроводів щодо напружень для опор, затискачів, пульсаційних балонів, гнучких елементів та кріплень малого діаметра. Не використовуйте несхвалений гнучкий шланг як універсальний засіб для вібраційного відновлення в азотних системах високого тиску.

Щоб отримати порівняльний аналіз відповідного обладнання, перегляньте інформацію на сайті промисловий компресор N2 варіанти під час перевірки експлуатаційних припущень у цьому розділі. Перехресна перевірка тут пов'язана з розміром лінії трубопроводу азотного компресора, клапанами.

Гаряча випускна труба також збільшується зі збільшенням температури. Стратегія утримання повинна забезпечувати передбачений тепловий рух, контролюючи навантаження на сопла та вібрацію. Перевіряйте опори під час першого гарячого запуску, оскільки саме холодне вирівнювання не може показати, як поводиться лінія за робочої температури. Будь-який видимий рух, удар або повторюваний слід контакту слід досліджувати, перш ніж він перетвориться на тріщину втоми.

6. Захистіть кожен надійний надлишковий тиск та випадок блокування

Відмітьте максимальне джерело тиску, яке може діяти на кожну трубу, охолоджувач, фільтр, сепаратор, резервуар та з'єднання приладів. Враховуйте нагнітання компресора, зворотний потік ресивера високого тиску, теплове розширення захопленого газу та зміщення клапанів, де це достовірно. Розміри пристроїв для скидання тиску, встановлений тиск, матеріали та маршрутизація скидання повинні відповідати чинним нормам та основам проектування. Ніколи не вибирайте встановлене значення скидання тиску, просто додаючи довільний запас вище нормального робочого тиску.

Потім перевірте, чи можуть оператори ізолювати запобіжний пристрій, поки захищене обладнання залишається в експлуатації. Якщо використовуються подвійні запобіжні клапани або селекторні клапани, їхня схема повинна забезпечувати постійну доступність одного дійсного захисного шляху. Під час введення в експлуатацію слід перевірити положення клапанів, номери позначок, стрілки потоку, маршрутизацію запобіжного скидання та діапазони приладів у порівнянні з P&ID перед завантаженням компресора.

Огляд проекту трубопроводів

Робочий аркуш перевірки проекту

Замкніть цикл на етапі «Розрахунок втрат у всмоктувальній лінії при максимальній потоці та мінімальному тиску джерела», задокументувавши причину, реакцію та прийняття. Почніть з «граничного обмеження всмоктування», визначте очікувану поведінку розміру всмоктувальної лінії та виберіть друге спостереження, що включає зворотний клапан, яке може незалежно підтвердити той самий висновок. Виконайте перевірку, не обходячи захисні пристрої та не перевищуючи затверджений робочий діапазон. Якщо два сигнали розходяться, дослідіть точність приладу, стан клапана, втрату тиску, забруднення, витік або логіку керування, перш ніж вирішувати, який компонент потребує ремонту. Незалежне підтвердження цінне, коли зупинка або заміна будуть дорогими.

Перетворіть пункт перевірки «контроль швидкості газу» на записаний крок прийняття. Визначте, де спостерігається розмір нагнітальної лінії, робочий стан у цей момент та які умови вище або нижче за течією можуть змінити запірний клапан. Запишіть прилад, креслення, технічний опис або фізичний огляд, що використовувалися для встановлення основи. Потім виконайте дію «Розрахуйте кожен сегмент нагнітання за його фактичного тиску та температури» за повторюваних умов. Якщо результат суперечить очікуваній поведінці, відкладіть наступне рішення щодо проектування або технічного обслуговування, доки не буде пояснено розбіжність. Це дає іншому інженеру достатньо контексту для відтворення перевірки, не покладаючись на пам'ять або незадокументоване припущення.

Використовуйте зворотний клапан як польовий контрольний пункт, пов'язаний з «Позначте зворотні клапани, запірні клапани, байпаси та нормальні робочі положення на схемі трубопроводів та ізоляційних елементів». Запишіть місце вимірювання або перевірки, стан газу, навантаження компресора, відповідні положення клапанів та документ, який визначає приймання. Одночасно перевірте точку зливу, щоб локальний симптом не був сплутаний з проблемою всієї системи. Концепція «організувати ізоляцію та байпас» є повноцінною лише тоді, коли спостереження призводить до чіткого рішення: прийняти, виправити або передати на розгляд постачальнику. Повторіть перевірку після будь-якого виправлення та зберігайте значення до та після разом із записом про введення в експлуатацію або технічне обслуговування.

Використовуйте сайт азотний компресор для розділення повітря ресурс як другу перевірку при перетворенні цієї вимоги на специфікацію компресора. Перехресна перевірка тут пов'язана з розміром лінії трубопроводу азотного компресора, клапанами.

Перевірте «розміщення зливів у найнижчих точках», створивши один контрольований стан, за якого запірний клапан та скидання тиску можна інтерпретувати разом. Стабілізуйте систему, зазначте тиск, температуру, витрату або стан машини, якщо це доречно, та використовуйте калібровані прилади або безпосередній огляд у названих місцях. Виконайте «Додавання доступних зливів у сепаратори, виходи охолоджувача, ресивери та реальні найнижчі точки» та запишіть як очікувану, так і спостережувану реакцію. Якщо потрібне специфічне для моделі обмеження, отримайте його з документації вибраного компресора, резервуара, трубопроводу, генератора або процесу, а не вставляйте загальне значення. Запис повинен показувати, чому остаточне рішення є технічно обґрунтованим.

Межа безпеки та перевірки

Азот під високим тиском може швидко вивільняти енергію та витісняти кисень. Клас тиску трубопроводу, товщина стінки, матеріал, метод з'єднання, розміри рельєфу та конструкція опор вимагають відповідності чинним інженерним нормам та проектним розрахункам. Ніколи не послаблюйте фланець, фітинг приладів, злив або кришку клапана, щоб перевірити, чи знаходиться лінія під тиском. Ізолюйте, скиньте тиск по прокладеному маршруту та перевірте нульову енергію, перш ніж відкривати межу тиску.

Контрольний список проектування трубопроводів

1. Розрахуйте втрати у всмоктувальній лінії при максимальній витраті та мінімальному тиску джерела.
2. Розрахуйте кожен сегмент розряду за його фактичного тиску та температури.
3. Позначте зворотні клапани, запірні клапани, байпаси та нормальні робочі положення на схемі трубопроводу та ізоляції.
4. Додайте доступні зливи на сепараторах, виходах охолоджувачів, ресиверах та дійсно низьких точках.
5. Розгляньте зворотно-поступальні пульсації, опори, з'єднання малого діаметра та тепловий рух.
6. Перевірте скидання тиску для кожного компонента та кожного надійного складу клапанів.

Питання щодо азотних трубопроводів

Правило проектування трубопроводів

Якісні трубопроводи азотного компресора підтримують тиск всмоктування, контролюють втрати на скиданні та пульсації, забезпечують передбачувану ізоляцію клапанів, видаляють рідину з реальних точок збору та захищають кожну межу тиску. Розглядайте P&ID, розрахунок перепаду тиску, аналіз пульсацій, проектування напружень та дослідження зняття тиску як пов'язані частини одного проекту.