Файл: Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций учеб. пособие.pdf

Г Л А В А Д В Е Н А Д Ц А Т А Я

МОНТАЖ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

Технологические трубопроводы на КС и НС предназначены для перекачки по магистралям газа и нефти, а также для транспорти­ ровки участвующих в технологических процессах рабочих агентов: масла, топлива, воды, пара, воздуха и отработавших в системах выхлопных газов. На КС такие трубопроводы связывают магистраль­ ный газопровод через систему пылеочистки с компрессорным цехом и отдельные компрессорные агрегаты между собой, а также газо­ проводы системы топливного и пускового газа, маслопроводы системы масляного хозяйства, водопроводы (или воздуховоды) системы охлаждения масла, газовоздуховоды системы регенерации отходя­ щих газов. Кроме того, на КС магистральных газопроводов имеются трубопроводы, обеспечивающие работу электростанции собственных нужд и газораспределительной станции бытовых нужд жилого по­ селка.

На НС магистральных нефтепроводов в состав технологических трубопроводов входят камера приема и пуска скребка, трубопроводы, соединяющие резервуарный парк, камеру фильтров и насосы между собой и с магистральным нефтепроводом, а также трубопроводы масляной системы, системы охлаждения масла и обдува электро­ двигателя.

Общая протяженность технологических трубопроводов на совре­ менной КС или НС превышает 10 км.

Монтаж трубопроводов — это комплекс трудоемких операций по сборке и в некоторых случаях изготовлению отдельных деталей, по установке и закреплению трубопровода на опорах, обработке и подготовке внутренних и наружных поверхностей, гидравличе­ скому или пневматическому испытанию. В связи с конструктивными особенностями большинства трубопроводов (большие габаритные размеры и малая жесткость) степень их сборности значительно ниже, чем степень сборности оборудования. Поэтому трудоемкость монтажа

228

трубопроводов довольно велика: доля трудовых затрат на монтаж трубопроводов составляет примерно 1/3 всех трудозатрат, расходу­ емых на монтаж оборудования и трубопроводов КС.

§52. КОНСТРУКЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ II ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для транспортировки жидкостей и газов обычно применяют трубы круглого сечения. Диаметры и толщины стенок труб выбирают с уче­ том параметров транспортируемых рабочих агентов: давления, тем­ пературы п скоростей протекания. В некоторых случаях для транс­ портировки больших объемов рабочих агентов, имеющих невысокое давление и сравнительно малые скорости (например, выхлопные газы после газовой турбины), применяют трубопроводы коробчатого сечения.

Для предотвращения излишней передачи тепла от рабочего агента внешней среде и наоборот служит тепловая изоляция, кото­ рой покрывают трубопровод с наружной или внутренней стороны. Теплоизоляционный слой покрывают защитным кожухом. Причем с внутренней стороны применяют металлический кожух, герметично перекрывающий рабочему агенту доступ к теплоизоляционному слою, который обладает малой конструктивной прочностью. С наружной стороны теплоизоляционный слой покрывают тканью и иногда сверху защищают легким металлическим кожухом.

В помещениях, где размещается эксплуатационный персонал, для снижения уровня шума, возникающего, например, при больших скоростях протекания воздуха в трубопроводе к всасывающему патрубку осевого воздушного компрессора, применяют звукоизо­ ляцию. В качестве звукоизоляции используют специальную мастику, которой покрывают поверхность трубопровода с наружной стороны под теплоизоляционным слоем.

Чтобы масло не попадало на горячие части оборудования и от этого не возникали пожары, участки маслопроводов повышенного давления, проходящие вблизи нагретых частей, помещают в защит­ ные кожухи. Кожух представляет собой отрезок трубы большего диаметра, приваренный с торцов к маслопроводу. В кожухе преду­ смотрено отверстие для слива масла в дренажную систему. В случав утечки масла через неплотности трубных соединений или разрыва трубопровода масло по внутренней полости попадает в дренаж.

Собранный трубопровод устанавливают на опоры пли подвеши­ вают на подвески. Конструкции опор и подвесок (рис. 131) выби­ рают в зависимости от массы единицы длины трубопровода, формы его сечения, температуры транспортируемого по трубопроводу рабочего агента. Неподвижные опоры и жесткие подвески полностью исключают (или ограничивают) степень свободы движения трубо­ провода. Такие конструкции применяют, когда необходимо пред­ отвратить смещение трубопровода в нежелательном направлении.

229

г

а

Рис. 131. Опоры и подвески для трубопроводов:

о — опора неподвижная; б ■— опора подвижная (скольжения); в — подвеска жесткая; г — подвеска пружинная

Чтобы исключить излишние напряжения в трубопроводе (возни­ кающие при нагреве) и тепловые расширения, применяют подвиж­ ные опоры и пружинные подвески. При весьма больших нагрузках и значительных тепловых деформациях (например, для регенера­ тора газотурбинной установки) применяют подвижные опоры с ша­ риковой пятой. Для снижения тепловых напряжений в трубопро­ водах и газоходах служат линзовые компенсаторы (рис. 132). Путем предварительного натяга трубопровода с вваренным в него линзо­ вым компенсатором (трубопровод изготовляют несколько меньшей длины необходимо) растягивают линзы компенсатора на величину,

Рис. 132. Линзовый компенсатор

указанную в заводском формуляре. После нагрева оба участка тру­ бопровода с обеих сторон компенсатора удлинятся и сожмут растя­ нутые ранее линзы. В результате этого линзовый компенсатор при рабочем режиме будет иметь меньшие напряжения. Чтобы компен­ сатор не разрушался при предварительном натяге, имеются стяжки.

В трубопроводах высокого давления, как правило, предусматри­ вается самокомпенсация тепловых расширений (рис. 133), тепловые расширения направляются в изогнутые части трубопровода, благо­ даря чему расстояние между двумя фиксированными точками остается неизменным. При способе самокомпенсации применяют тот же прием предварительного натяга.

Максимальное давление, при котором работают трубопроводы, составляет: на КС — 75 кгс/см3, на НС — 64 кгс/см2. В дальнейшем предусматривается увеличение давления газа, что позволит повы­ сить пропускную способность газопроводов. Для трубопроводов, работающих при таких давлениях, необходимы стальные бесшовные и электросварные трубы. Бесшовные трубы в настоящее время вы­ пускаются горячекатанными диаметром от 57 до 426 мм; сварные — диаметром от 529 до 1220 мм. Для максимальных значений давления, применяемого ныне на КС, используют трубы с толщиной стенки до 20 мм (на магистральных газопроводах у труб диаметром 720— 1020 мм толщина стенок не превышает 14 мм). Такие трубы изгото­ вляют из стали 20К.

231

Если необходимо изменить направление трубопровода, приме­ няют способ гнутья труб (см. § 53) или используют фасонные детали — крутозагнутые отводы (уголь­ ники), разнопроходные тройни­ ки и развилки, переходники (конусообразные патрубки для перехода с одного диаметра на другой) и отбортованные днища (сферические заглушки).

Такие детали (рис. 134) из низколегированных и углеродистых сталей диаметром от 500 до 1200 мм рассчитаны на давление до 64 кгс/см2 и изготовляются по нормалям газовой промышленности.

233

Соединяют трубопроводы между собой и с оборудованием неразъ­ емными (сварными) или разъемными соединениями. Разъемные со­ единения выполняются фланцевыми или ниппельными (рис. 135).

Для уплотнения разъемных соединений между фланцами при­ меняют различные прокладки (табл. 29), иногда соединение уплот­ няют мастикой. Фланцевые соединения маслопроводов перед сбор­ кой тщательно шабрят.

Наиболее надежным типом разъемного соединения является ниппельное (см. рис. 135), для которого не требуется прокладок и которое может быть несколько раз без ущерба для плотности ра­ зобрано и вновь собрано. Недостаток ниппельного соединения в том, что оно в настоящее время может быть использовано на трубопро­

Работы по монтажу трубопроводов весьма трудоемки, и их вы­ полнение связано с тяжелым физическим трудом. Поэтому с целью снижения затрат ручного труда и общей трудоемкости монтажа трубопроводов стремятся возможно больше применять индустриаль­ ные методы. Как указывалось выше, наибольший эффект может быть достигнут при монтаже трубопроводов, поставляемых на строитель­ ную площадку в виде узлов или секций с арматурой и в комплекте с гарнитурой и обслуживающими конструкциями (площадками, лестницами, мостками). В этом случае после контроля качества при­ бывших узлов и секций остается лишь соединить их между собой, а также с опорами и подвесками. Трудоемкость монтажа трубопро­ водов снижается также при укрупнительной их сборке на специаль­ ном участке на базе монтажной организации (обслуживающей не­ сколько строительно-монтажных площадок) или непосредственно на строительно-монтажной площадке. В данном случае, кроме чисто монтажных процессов, требуется организовать сборку трубо­ проводов, а иногда и изготовление (гнутье, резку) трубных загото­ вок. Вместе с тем, благодаря улучшению условий труда, удобствам выполнения работ (например, отказа от сварки неповоротных сты­ ков), наличию специализированных механизмов и приспособлений повышаются производительность труда и качество монтажных ра­ бот. Важное преимущество укрупнительной сборки — сокращение сроков строительства КС или НС, так как при этом возможно совме­ щение монтажных работ со строительными (изготовление и сборку трубопроводов можно вести до окончания устройства фундаментов и опор).

При организации укрупнительной сборки трубных узлов и бло­ ков стремятся к тому, чтобы увеличить массу монтажной единицы. Однако этому препятствует увеличение размеров узлов и блоков, сопровождающееся снижением жесткости конструкций, а также тех­

234