Поддержание заданной температуры жидких, газовых, газожидкостных, жидковязких потоков, транспортируемых по технологическим трубопроводам, является самостоятельной задачей, решение которой направлено на предотвращение фазового перехода в технологической среде (замерзание, конденсация паров веществ, кристаллизация в растворе и расплаве), компенсацию теплопотерь.
Широко распространенный способ сохранения температуры транспортируемой среды внешней пассивной теплоизоляцией трубопроводов и арматуры не решает полностью этой задачи и требует принудительного обогрева оборудования. В практике обогрева трубопроводов и арматуры используются теплоспутники (конвекционные и предизолированные пароспутники, пароспутники с теплопроводящим компаундом), электронагревательные кабели (резистивные и параллельные), инфракрасные излучатели (пленочные ИК-греющие сегменты) и рубашки обогрева.
Перед нами была поставлена задача поставки арматуры, предотвращающей фазовый переход в перекачиваемой среде «технологический газ-меламин» при различных случаях снижения температуры среды.
Предусмотренная проектом задвижка ножевая для одной из стадий получения меламина каталитическим способом под низким давлением не позволяла избежать кристаллизации меламина, что приводило к заклиниванию затвора и постоянным проблемам с регулированием среды.
На основании термодинамических параметров среды и модели газодинамики нестационарного потока «газ-меламин» разработан кран сегментный с рубашкой обогрева и теплоносителем – водяным паром. Основные характеристики крана и его схематичные разрезы приведены в таблице 1 и на рисунке 1.
Кран сегментный с внешним подводом теплоносителя содержит: корпус 1 с входным 2 и выходным 3 соединительными фланцами и рубашкой обогрева; установленный в корпусе запорный орган 4; уплотненный сальником 5 шток 6, связанный с приводом. Привод штока включает редуктор 7 со штурвалом 8, при этом редуктор прикреплен к бугелю 9, а бугель – к корпусу посредством болтовых соединений, состоящих из шпилек 10, 11 и гаек 12, 13. Запорный орган 4 выполнен в виде металлического сегмента 14, вращающегося в опорах верхнего 15 и нижнего 16 подшипников. Нижний подшипник установлен на штоке 17 в нижней части корпуса, под которым прикреплена к корпусу через прокладку 18 крышка 19 посредством винтов 20. Верхний подшипник установлен на штоке 6, которые вместе с сальником 5 и направляющей 21 штока расположены в канале, образованном верхней частью корпуса и прикрепленным к нему бугелем.
Металлический сегмент 14 контактирует с уплотнительным узлом, содержащим металлическое седло 22 и размещенные за ним уплотнительное кольцо 23 и втулку 24, поджимаемые к металлическому сегменту стопором седла 25 через пружину 26.
Корпус имеет штуцер 27 с каналами в корпусе и втулке сальника для продувки газообразным теплоносителем сальника 5 штока 6, штуцер 29 с каналом в корпусе 1 для продувки нижнего подшипника 16 и штуцер 30 с каналом в корпусе 1 для продувки верхнего подшипника 15.
Продувка подшипников и сальникого узла крана паром осуществляется независимо от обогрева корпуса. При отсутствии необходимости продувки сальника штока, нижнего и верхнего подшипников каналы для подвода продувающей среды закрываются глухими фланцами. Внешний вид сегментного крана с рубашкой обогрева показан на рис. 2.
Принципы проектирования приведенного крана с паровой рубашкой обогрева являются универсальными и могут быть применены для самых разнообразных перекачиваемых сред и теплоносителей, используемых для обогрева крана.
Таким образом, разработан, изготовлен и установлен на проектной производственной позиции и успешно эксплуатируется в штатном режиме без рекламаций кран сегментный с паровой рубашкой, позволяющий исключить образование в кране кристаллической фазы меламина.
Опубликовано в «Вестнике арматуростроителя» №5 (33) 2016
