proiect recipient sub presiune cilindric vertical

8/17/2019 PROIECT Recipient sub presiune cilindric vertical

1/18

UNIVERSITATEA VALAHIA TARGOVISTE

FIMM – ECHIPAMENTE PENTRU PROCESE

INDUSTRIALE

Student:

LIPOVICIANU STEFAN

2016

ÎNDRUMĂTOR:

Asistent : Despa Veronica


2/18

Lipovicianu Stefan

2

Tema:

Recipient sub presiune cilindric vertical

TEMA DE PROIECT


3/18

Lipovicianu Stefan

3

Sa se proiecteze un recipient sub presiune cilindric vertical prevazut cu dispozitiv de

amestecare si manta de incalzire. Recipientul se va realiza in constructie sudata si va avea

urmatoarele caracteristici:

diametrul nominal D = 1820 mm;

raportul

presiunea nominala ρ i 1.2 MPa ;

temperatura nominala t i =135°C ;

coeficient de umplere ϕ≔60%;

Utilajul este folosit pentru omogenizarea a doua fluide care sunt caracterizate prin

urmatoarele date:

densitatea fazei continue:

densiatea fazei disperse:

vascozitatea dinamica a fazei continue: μ c ≔ 121 ⋅ 10−4 Pa⋅s;

vascozitatea dinamica a fazei disperse: μ c ≔ 315 ⋅ 10−4 Pa⋅s;

participatia volumetrica a fazei disperse: ψ = 55 %;

gradul de rezistenta la coroziune a otelului carbon fata de fluidele de lucru din reactor:Grc=2;

Tipul amestecatoruluiPe recipient se vor prevedea urmatoarele racorduri: pentru umplere, pentru golire,

pentru aerisire, manometere, termometre, guri de vizitare.

Capacul recipientului: tip semielipsoidal demontabil asamblat prin flanse si suruburi;

Proiectul va contine:1. Descrierea reactorului cu amestecator si incadrarea lui intr-o schema tehnologica

adecvata.

2. Proiectarea corpului recipientului;

3. Proiectarea dispozitivului de amestecare;

4. Norme de tehnica securitatii muncii la fabricarea, montarea si transportul utilajului;

5. Observatii;6. Desen de ansamblu recipient sub presiune.

BIBLIOGRAFIE MINIMALA 1. RENERT M. - Calculul si constructia utilajului chimic; volumul I, II Bucuresti 1971;2. JINESCU V.- Utilaj tehnologic pentru industria de process volumul l - IV; Editura Tehnica Bucuresti 1983 (1988);3. JINESCU V. si colaboratori- Recipiente sub presiune; indrumar de proiectare volumul I 1985, volumul II 1989;4. JINESCU V , BANESCU C. - Dispozitive de amestecate; Indrumar de proiectare I.P.B. 1984;5. COD C4 - Preseriptii tehnice pentru proiectarea, executia, montarea, exploatarea si repararea recipientelor sub presiune;

Editura Tehnica 1990;

6. VLADESCU M. -: note de curs


4/18

Lipovicianu Stefan

4

Descrierea recipientului sub presiune

ln functie de cerintele tehnologice, recipientele pot functiona sub presiune la

presiune atmosferica sau sub vid.Recipientele pot fi stabile (fixe) sau transportabile (butelii). Recipientele stabile sunt

fixate pe fundatii sau alte reazeme fixe. Proiectarea, constructia, exploatarea, repararea si

verificarea recipientelor ce lucreaza la presiuni mai mari decat 0,07 MPa sunt supuse unor

instructiuni obligatorii cuprinse in prescriptiile tehnice (24-90 si se afla sub controlul

Inspectoratului de Stat pentru Cazane, Recipiente sub presiune si Instalatii de Ridicat (lSClR).

ln recipientele propriu-zise, au loc fie operatii fizice (amestecare, transfer termic sau

transfer de substanta, separarea amestecurilor in fazele componente etc.), fie operatii fizice

insotite sau urmate de reactii chimice. In acest al doilea caz utilajul este denumit si reactor

chimic.

ln general, recipientele lucreaza nu numai la presiuni foarte diferite, ci si la

temperaturi foarte variate, de la temperaturi foarte scazute (recipiente pentru depozitarea sitransportul gazelor Iichefiate) pana la temperaturi ridicate. ln numeroase cazuri, acestea

lucreaza si in conditii de coroziune.

Prin "recipient sub presiune" se intelege orice invelis metalic care poate contine un

fluid (abur, apa fierbinte la peste lOO grade C, vapori, gaze diferite) la o presiune mai mare

decat presiunea atmosferica (O,l MPa), in conditii sigure de rezistenta si etanseitate.

Recipientele sub presiune pot fi impartite in recipiente cu perete subtire si recipiente

cu perete gros, dupa cum valoarea raportului B=De/Dl este mai mica, respectiv mai mare

decat 1,2 unde:

De - diametrul exterior al recipientului;

Di - diametrul interior.

ln functie de destinatia acestora, materialele din care se executa recipientele sub

presiune pot fi oteluri laminate, aliate (cu crom, molibden si alte elemente) sau oteluri

inoxidabile.

Dupa forma lor, recipientele sub presiune pot fi: cilindrice, tronconice sau sferice.

La recipienele cu diametru peste 800 mm, accesul la interior trebuie asigurat fie prin

constructia demontabila a capacului, fie prin gura de vizitare.

Un recipient cilindric vertical este constituit din 3 parti principale si anume: mantaua

cilindrica, fund si capac.

1. Mantaua cilindrica este alcatuita din mai multe randuri de virole. imbinate prin sudura,a caror grosime poate fi aceeasi sau, in unele cazuri, poate creste catre baza

rezervorului, unde presiunea hidrostatica este cea mai mare.

2. Capacul recipientului va fi de tip semielipsoidal, demontabil, asamblat pe corpulrecipientului prin flanse stranse prin suruburi.

3. Fundul recipientuluvi a fi tot semielipsoidal, demontabil, sudat de corpul recipientuluiFundul rezervorului este confectionat din tabla de otel (de obicei, acelasi material ca

virola cilindrica) si este constituit dintr-o zona centrala formata din table

dreptunghiulare si dintr-o zona periferica, compusa din table fasonate, pentru obtinerea formei

circulare.Capacul si fundul recipientului trebuie sa reziste fara deformare la sarcini


5/18

Lipovicianu Stefan

5

nominale permanente si accidentale, precum si la variatiile de presiune din

interior.

Capacul recipientului va fi prevazut cu urmatoarele racorduri:

racord alimentare faza continua

racord alimentare faza dispersa racord de masurare a presiunii

racord de aerisire

gura de vizitare

Capacul are prevazut, de asemenea; un bosaj central pe care se monteaza

amestecatorul mecanic, actionat prin intermediul unui motoreductor, sustinut de o turla

prevazuta cu doua lagare de rulmenti.

Legatura intre motoreductor si arborele recipientului se face prin intermediul unui

cuplaj elastic cu bolturi.

Etansarea arborelui ce pune in miscare amestecatorul se face prin intermediul unei

cutii de etansare.

Reactorul (recipientul) este prevazut, de asemenea,cu racord pentru termometru si

racord de evacuare a amestecului.

Recipientul se asambleaza prin sudura.

Recipientul va fi montat pe suporturi laterale. ln mod obisnuit se utilizeaza 2...4

suporturi laterrale (conform STAS 5455-82), dispuse echidistant.

Materialul din care este construit recipientul este otel inoxidabil, rezistent a

coroziune.

Oteluri destinate tablelor pentru cazane si recipiente sub presiune

Aceasta categorie cuprinde marcile de otel realizate in conformitate cu exigenteletehnice specifice cazanelor si recipientelor sub presiune impuse de ISCIR. Nivelul ridicat al

energiei totale de deformare acumulata intr-un invelis sub presiune justifica controlul atent,

produs cu produs, al compozitiei chimice, al caracteristicilor mecanice si tehnologice ca si

verificarea defectelor interne si de suprafata, pentru incadrarea in anumite dimensiuni limita

admise pe produsul finit.

Marcile de otel pentru cazane si recipiente sub presiune, sunt oteluri carbon notate cu

litera R (pentru temperatura ambianta si scazuta - STAS 2883/2-88) sau K (pentru temperaturi

ambiante si ridicate - STAS 2883/3-88), urmate de un numar care indica valoarea minima a

rezistentei la rupere la tractiune, exprimata in N/mm2, clasa de calitate si numarul

standardului. ln aceleasi standarde sunt cuprinse si o serie de oteluri slab aliate a caror

simbolizare si notare se face conform regulilor aplicate acestor oteluri.


6/18

Lipovicianu Stefan

6

1.DIMENSIONAREA RECIPIENTULUI CU MANTA DE ÎNCLZIRE

1.GENERALITATI

Recipientul cu manta de încalzire (fr dispozitiv de amestecare) are schema din fig.l.1.

Reprezentarea complet, cu dispozitiv de amestecare, se prezint in Anexa 1.

Fig.1.13 – gura de verificare; 4 - capac; 6 - flansa; 7 - garnitura; 9 - corp recipient; 10 - corp manta; 12 - suport; 13 -

racord evacuare condensat; 14 - racord de golire; 15 - racord pentru intrarea agentului termic; 16 - racord

alimentare; 18 - fund recipient

PROIECTAREA CORPULUI RECIPIENT ULUI

Stabilirea geometriei fundului si capacului recipientului

In tema de proiectare se specifica:

Capacul recipientului: de tip semielipsoidal demontabil asamblat prin flanse si suruburi;

Fundul recipientului: de tip semielipsoidal va fi sudat.


7/18

Lipovicianu Stefan

7

Inaltimea fundului si capacului recipientului:

Profilul semielipsoidal se continua in mod obligatoriu cu o portiune cilindrica de

inaltime h. Acesta are drept scop evitarea suprapunerii a doi concentratori de tensiuni formati

de zona de trecere de la profil la cilindru si de cordonul de sudura circular inelar intre fund si

corpul recipientului.

Inaltimea partii cilindrice se alege functie de grosimea fundului (capacului) si cum

aceaste a fost calculate dupa cum o sa urmeze s-a ales:

h=80 mm ; s=22 mmFundul si capacul vor fi de aceasta forma semielipsoidala si vor fi realizate dintr-o

bucata prin ambutisare.

Dimensiunile fundurilor elipsoidale dintr-o bucata sunt date conform NTR 6424-80

sau STAS 7949-81.

Capacitatea :

Fundul recipientului, tot de tip semielipsoidal nedemontabil va fi sudat.

Mantaua de incalzire a recipientului va fi prevazuta cu racorduri: pentru intrarea

agentului termic, pentru iesirea agentului termic, pentru aerisire, pentru evacuarea

condensatului.

Recipientul se va monta pe suporti de tip lateral sau de fund.Timpul de functionare al utilajului este de 10 ani.


8/18

Lipovicianu Stefan

8

DETERMINAREA INALTIMII TOTALE A PARTII CILINDRICE

In tema de proiectare se specifica: raportul unde inaltimea partii cilindrice si

D = diametrul interior.

H = 2⋅D = 2⋅1820 = 3640

H= 3640 mm


9/18

Lipovicianu Stefan

9

STABILIREA DIMNESIUNILOR INTERIOARE ALE CORPULUIRECIPIENTULUI

Determinarea inaltimii lichidului in recipient

Φ=coeficientul de umplere, ϕ=65% (data in tema de proiect)

Φ⋅Vi=

H1=inaltimea lichidului in recipient pe portiunea cilindrica;


10/18

Lipovicianu Stefan

10

Alegerea si justificarea materialului de constructive al recipientulu

Calculul tensiunii admisivile al materialului ales.

Calculul tensiunii admisibile a materialului ales

Calculul grosimii virolei cilindrice a recipientului solicitate

la presiunea interioara

z coeficient de rezistenta al imbinarii sudate; z=1 pentru imbinari cap la cap executate

automat prin orice procedeu de sudare cu arc electric sau gaz, pe ambele fete sau pe o singurafata cu completare la radacina; Volumul examinarii nedestructive totale;


11/18

Lipovicianu Stefan

11

Grosimea de proiectare a elementului:

2.7.Alegerea agentului termic si precizarea presiunii sale

Coeficientul total de transfer termic de la agentul termic la substanta incalzita directcreste in ordinea: incallzire cu gaz de ardere, cu flacara sau difil, cu apa, cu vapori de apa, cu

saruri topite, incalzire prin inductie cu rezistente electrice. Recipientul este prevazut cu manta

de incalzire.

Temperatura de incalzire :

Pentru apa

Pentru difil

Presiunea este mult mai mica pentru difil, dar considerandu-se ca este mai scump s-a adaptat

incalzirii cu apa.


12/18

Lipovicianu Stefan

12

Calculul grosimii si fundului supuse la presiunea interioara

Grosimea de proiectare a elementului:

Relatiile de calcul sunt aplicabile in toate cazurile in care sunt indeplinite cconditiile

Tronsonarea partii cilindrice a recipientului.

Lungimetaa tablei pentru tronsonul cilindric al recipientului:

Lungimea tronsonului este:

Hfl = inaltimea flansei;h = inaltimea partii cilindrice a fundului sau capacului recipientului;Ht = inaltimea totala a partii cilindrice.

Cum prin STAS, fabrica producatoare produce tabla la dimensiunea

L = 6...12m, l = _1800...3000mm, pentru tronsonarea partii cilindrice avem nevoie deun singur tronson:


13/18

Lipovicianu Stefan

13

Alegerea si justificarea materialului de constructie pentru manntaua de

incalzire. Stabilirea tensiunilor admisibile pentru materialul ales.

Materialul de constructie al mantalei de incalzire il executam din acelasi material ca al

recipientului deoareace acest material rezista la temperatura agentului de incalzire, din

conditii de sudabilitate, din conditii de aprovizionare cu materiale, datorita diferentei de

dilatare intre corpul recipientului si manta.

=limita de curgere conventionala la temperatura de calcul conform STAS

Calculul grosimii virolei cilindrice a mantalei de incalzire

Mantaua se va realiza la unghi de 45 de grade, iar jos avand o portiune cilindrica. Am ales

aceasta solutie constructiva deoarece este mai usor de realizat tehnologic si rezulta de aici un

cost mai scazut.


14/18

Lipovicianu Stefan

14

Calculul grosimii fundului mantalei de incalzire

Se face la fel ca la fundul recipientului

Alegerea flansei dintre capac si corp

Capacul se va asambla de corpul recipientului prin intermediul unei flanse care se va

suda de acesta. Flansa este prevazuta cu gauri care vor permite o asamblare cu suruburi a

capacului de mediul de lucru.

S-a ales flansa cu gat pentru sudare conform Stas 98014-79

Alegerea si dimensionarea racordurilor.

Racordurile realizeaza legatura dintre recipient si celelalte componente ale liniei

tehnologice, realizeaza fixarea sau racordarea dispozitivului de siguranta sau a aparatelor demasura si control.

Racordurile se aleg pentru preiunea de regim a aparatuli.

Alegerea diametruli nominal al racordului se face in urma calcului diametrului exterior

al acestuia functie de cantitatea de substanta ce trebuie sa treaca prin racord.

Diametrul interor al racordului se determina astfel:

R3, R4 = racorduri pentru intrare, iesire agent termic.

Volumul pentru mantaua de incalzirea pe unde circula agentul termic este:

Debitul de agent temic:


15/18

Lipovicianu Stefan

15

Diemetrul racordurilor este:

Racordul R5 este pentru golirea recipientului. Am dimensionat recordul cu d=150mm

astfel ca golirea sa se faca in 5-10 min

Gurile de verificare servesc la controlul visual al spatiului interior al aparatului, la

curatirea, spalarea precum si la montare si demontarea mecanismelor interioare ale aparatului.

In functie de diametrul interior al recipientului, s-a ales gura de vizitare cu diametrul

interior 450mm, si in functie de presiunea de lucru:

Gura de vizitare rotunda cu capac bombat. STAS 5561/3-1979;

Volumul lichidului in recipient este:

Participarea volumetrica a fazei disperse este de 55% deci :

Consideram ca timpul de umplere este t=10min=600s;

Diametele racordurilor:

Conform STAS 8851/5-1979 diametrul imediat superior este:


16/18

Lipovicianu Stefan

16

Gura de vizitare cu capac bomBAT

Dimensiuni STAS 5661/3-1979

Modul de arannjare a racordurilor de alimentare, termometrului, manometrului si a gurii de

vizitare este functie de procesul tehnologic si astfel incat sa nu se necesite compresareafiecarui orificiu prin adaugarea de materiale de adaos.

Alegerea sistemului de rezemare

Calculul greutatii utilajului:

Gpm= greutatea partii metalice

Masa lichidului Ml=max (Mexploatare,Mproba hidraulica)

Mpm = 2x masa capac elipsoidal + masa manta incalzire + masa virola cilindrica + masa

arbore + masa amestecator + masa motoreductor + masa flansa + masa palete


17/18

Lipovicianu Stefan

17

Pentru un diametru nominal al recipientului de 1820mm aleg suport picior tip II din

teava

Numar de picioare=


18/18

Lipovicianu Stefan

18

Norme generale de tehnica securitatii muncii la fabricarea, transportul,

montarea si exploatarea utilajului.Recipientele sub presiune constituie in functionare o permanenta sursa de pericol in

cazul in care nu se respecta instructiunile specifice acestor utilaje privind proiectarea,

executia, montajul, repararea si exploatarea lor.

Instalatiile, autoclavele si vasele care lucreaza sub presiune vor fi timbrate si vor aveaautorizatii de functionare corespunzand intocmai normelor pentru instalatii sub presiune. Este

absolut interzisa functionarrea oricarui recipient sub presiune daca nu este timbrat, daca nu

are autorizatie de functionare si daca nu i s-a facut revizia periodica in termenele stabilite,

consemnatain procesul verbal de constatare.

Este interzisa functionarea instalatiilor care lucreaza sub presiune daca nu sunt dotate

cu toate dispozitivele de siguranta si control pentru parametrii ceruti in procesul tehnologic.

Armaturile tuturor instalatiilor care lucreaza sub presiune vor fi verificate periodic la

bancul de proba, la presiune maxima admisa, cel putin cu aceeasi periodicitate la instalatia

respectiva. Este strict interzis inlocuirea sau montarea armaturilor cu altele neverifieate

precum si functionarea instalatiilor de presiune cu armature defecte.

Este absolut obligatorie respectarea intocamai a presiunii pentru care a afost construita

si autorizata instalatia care lucreaza sub presiune.

La instalatia care lucreza sub presiune se va folosi numai garnituri rezistente la

substantele care se lucreaza.

Este interzisa categoric orice fel de interventie la recipientele care lucreaza sub

presiune: strangerea sau slabirea presetupurilor, a suruburilor, armaturilor, etc. in timp ce

acestea se alla sub presiune.

Autoclavele, vasele de reactie, si instalatiile care lucreaza sub presiune si care sunt

supuse actiunii de coroziune interioara sau exterioara, vor fi confectionate din materiale

anticorosive sferice sau vor fi protejate anticoroziv.

Toate vasele de presiune la care temperatura poate fi un factor de ambalare sau la carese petrec reactii exoterme vor fi prevazute cu dispozitive adecvate de intrerupere automata a

incalzirii exterioare la temperatura maxima admisa ca atare sau la temperatura maxima

admisa in functie de presiune ee se realizeza. In nici un caz nu este insa admisa renuntarea la

celelalte dispozitive de reglaj a temperaturii.

Vasele de reactie cu inclazire in manta dubla vor fi prevazute cu membrane antisoc in

fata gurii de admisie a aburului intre mantale precum a prevenirii zgomotului si socurile

termice si mecanice in montarea interioara.

Vasele care lucreaza le temperatura ce depasesc in plus sau in minus temperatura normala a

atmosferei de le locul de munca, vor fi izolate termic.

Orice modificre termica sau tehnologica adusa vaselor care lucreza sub presiune va fi

consemnata in procesul verbal de constatare ce insoteste autorizatia de functionare si in cartetehnnica a masinii.

proiect recipient sub presiune cilindric vertical

Documents