Клапанные колонны
Клапанные колонны применяют для ректификации и массообмена между восходящим паровым потоком и стекающей жидкостью. При подборе учитывают состав среды, производительность, давление, температуру, диаметр корпуса, число тарелок и допустимое гидравлическое сопротивление.
Клапанные колонны для нефтеперерабатывающих установок
Колонный аппарат представляет собой вертикальный корпус с установленными внутри контактными устройствами. На рассматриваемой странице представлены две модели диаметром 1000 и 1200 мм, оснащенные трапециевидными клапанными тарелками из нержавеющей стали. Оборудование может использоваться в составе нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических технологических линий.
Рабочий процесс основан на противоточном движении фаз. Пар или газ поднимается через отверстия в полотне тарелки, приподнимает подвижные клапаны и диспергируется в слое жидкости. Жидкая фаза последовательно перетекает на расположенные ниже ступени. В образующемся барботажном слое увеличивается площадь контакта фаз, за счет чего протекают теплообмен и перенос компонентов.
Модели, представленные в категории
На странице указаны две ректификационные колонны с клапанными тарелками. Параметры в таблице относятся только к представленным исполнениям и не должны использоваться для расчета других колонных аппаратов без проверки проектной документации. :contentReference[oaicite:0]{index=0}
|
параметр |
колонна диаметром 1000 мм |
колонна диаметром 1200 мм |
значение при подборе |
|---|---|---|---|
| внутренний диаметр корпуса | 1000 мм | 1200 мм | влияет на допустимую паровую и жидкостную нагрузку |
| высота аппарата | 16 м | 26 м | учитывается при размещении, транспортировке и монтаже |
| число контактных ступеней | 25 тарелок | 45 тарелок | связано с требуемой глубиной разделения смеси |
| тип внутренних устройств | трапециевидные клапанные тарелки | трапециевидные клапанные тарелки | определяет гидродинамический режим и сопротивление |
| материал корпуса | 09Г2С | 09Г2С | проверяется по давлению, температуре и коррозионности среды |
| материал тарелок | 08Х13 | 08Х13 | учитывается при оценке коррозионной и температурной стойкости |
| исполнение патрубков | воротниковые фланцы с усиливающими накладками | воротниковые фланцы с усиливающими накладками | согласовывается с присоединяемыми трубопроводами |
Работа трапециевидных контактных устройств
Полотно тарелки разделяет внутреннее пространство корпуса на отдельные рабочие ступени. В нем предусмотрены отверстия с подвижными клапанами, а также приемные и сливные зоны для перемещения жидкости. Восходящий пар проходит под клапаном и распределяется в жидком слое. При правильно выбранной скорости потока формируется развитая поверхность контакта фаз без чрезмерного уноса капель на вышележащую ступень.
Количество реальных тарелок определяется технологическим расчетом и зависит от требуемого состава продуктов, относительной летучести компонентов, флегмового числа и эффективности контактных устройств. Поэтому наличие 25 или 45 ступеней необходимо сопоставлять с конкретной схемой ректификации, а не оценивать изолированно от теплового и материального баланса установки.
Параметры, определяющие устойчивость процесса
При расчете аппарата проверяют несколько взаимосвязанных режимов. Недостаточная скорость пара может привести к неустойчивой работе клапанов и просачиванию жидкости. Чрезмерная нагрузка увеличивает сопротивление, интенсивность брызгоуноса и риск захлебывания колонны.
Основные расчетные показатели
- расход, плотность, вязкость и поверхностное натяжение паровой и жидкой фаз;
- рабочее и расчетное давление по секциям аппарата;
- температурный профиль и тепловая нагрузка ребойлера и конденсатора;
- допустимая скорость пара в свободном сечении корпуса;
- нагрузка на сливные устройства и высота слоя жидкости;
- гидравлическое сопротивление одной ступени и всей колонны;
- допустимый унос жидкости и вероятность захлебывания;
- эффективность реальной тарелки для разделяемой системы.
Клапанные контактные устройства применяются в колоннах НПЗ, поскольку позволяют работать с изменяющимися нагрузками по пару и жидкости. Однако универсального типа тарелки для всех технологических процессов не существует: конструкцию выбирают с учетом производительности, сопротивления, диапазона регулирования, загрязненности среды и удобства обслуживания.
Корпус, тарелки и присоединительные узлы
Корпус представленных моделей изготовлен из стали 09Г2С, а внутренние контактные устройства — из стали 08Х13. При оценке пригодности такого сочетания необходимо учитывать не только температуру и давление, но и наличие сернистых соединений, хлоридов, воды, органических кислот и других коррозионно-активных компонентов.
Узлы, требующие проверки при техническом обследовании:
- обечайки, сварные швы, днища и опорная часть корпуса;
- горловины, фланцевые соединения и усиливающие накладки;
- полотна тарелок, клапаны, ограничители подъема и крепеж;
- сливные перегородки, карманы и переливные устройства;
- опорные кольца, балки и элементы крепления секций;
- люки для осмотра, монтажа и извлечения внутренних устройств;
- штуцеры подачи сырья, флегмы, пара и боковых потоков;
- точки подключения приборов контроля давления, температуры и уровня.
Включение аппарата в технологическую схему
До монтажа проверяют несущую способность фундамента или металлоконструкций, высотные отметки штуцеров, положение площадок обслуживания и возможность подъема крупногабаритного аппарата. Для колонны высотой 26 м особенно важны ветровые нагрузки, схема строповки, размеры монтажной площадки и условия перевозки.
Тепловое удлинение корпуса и присоединенных трубопроводов не должно создавать недопустимые усилия на патрубках. При проектировании обвязки предусматривают компенсацию перемещений, дренирование, удаление газовых пробок, доступ к фланцевым соединениям и безопасное обслуживание арматуры.
Ограничения клапанной конструкции
Подвижные элементы расширяют рабочий диапазон тарелки, но требуют контроля состояния клапанов и ограничителей. Смолистые продукты, коксующиеся компоненты и твердые частицы способны затруднять перемещение деталей, перекрывать проходные сечения и нарушать равномерность распределения пара.
При эксплуатации на загрязненных средах необходимо оценить возможность промывки и механической очистки внутренних устройств. Межремонтный период зависит от состава сырья, температурного режима, скорости образования отложений, качества предварительной подготовки потока и доступности тарелок через монтажные люки.
Сведения для подготовки технического задания
Одних габаритов аппарата и количества тарелок недостаточно для подтверждения его пригодности. Перед использованием существующей колонны в новой технологической схеме необходим поверочный расчет корпуса, внутренних устройств и массообменного процесса.
Исходные данные для инженерной проверки
- компонентный и фракционный состав сырья, продуктов и циркуляционных потоков;
- расчетная производительность установки и диапазон изменения нагрузки;
- давление и температура в верхней, питательной и нижней частях колонны;
- требования к качеству верхнего, кубового и боковых продуктов;
- расход флегмы, число и расположение вводов, отборов и циркуляционных орошений;
- данные о коррозионной активности, загрязнениях и склонности среды к коксообразованию;
- характеристики ребойлера, конденсатора, насосов и регулирующей арматуры;
- схема размещения, климатический район, ветровые и сейсмические воздействия;
- требования к контролю, автоматизации, теплоизоляции и антикоррозионной защите;
- результаты обследования металла и внутренних устройств, если оборудование ранее хранилось или эксплуатировалось.
После получения исходных данных выполняют расчет материального и теплового баланса, проверяют пропускную способность тарелок, сопротивление колонны, нагрузку на переливные устройства и соответствие материалов рабочей среде. Для согласования поставки и уточнения комплектации вы можете позвонить нам или написать на электронную почту.

МеталлЭнергоХолдинг - надежный поставщик металлопроката более 12 лет
Экспортные поставки
Успешно сотрудничаем с зарубежными компаниями
Экспортные поставки
Предприятия ВПК
Осуществляем поставки для военно-промышленного комплекса
Предприятия ВПК
Авиакосмос
Снабжение авиационной и космической производственной отрасли
Авиакосмос
Приборостроение
Изготовление сложных деталей и элементов
Приборостроение
Нефтегазодобыча
Оборудование для добычи полезных ископаемых
Нефтегазодобыча
Строительство
Производство и монтаж металлоконструкций, быстровозводимых зданий
Строительство

