Комплексная механизация систем водоподготовки
Федеральное государственное автономное
Образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема: «Комплексная механизация систем водоподготовки»
Руководитель
Студент ИЭ12-01М 411203588 __________ А. Ф. Александрова
номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия
Красноярск 2013
Содержание
Введение…………………………………………………………
- Скребок автоматический…………………………………………
………………4 - Описание скребка автоматического………………………………………
4
1.2 Виды скребков
автоматических…………………………………………
- Решетки……………………………………………………………
………………8 - Решетки типа МГ…………………………………………………………..9
- Решетки с механизированной очисткой………………………………...11
- Решетки-дробилки РД-600……………………………………………….12
- Система автоматической загрузки дробилки…………………………………..14
Заключение……………………………………………………
Список использованной
литературы……………………………………………...
Введение
В данной работе
я постаралась представить
- Скребок автоматический, содержащий корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом, в котором корпус и толкатель выполнены с возможностью периодической фиксации относительного взаимного расположения, при этом для обеспечения очистки полости труб с различной производительностью и физическими свойствами добываемой жидкости в заглушке выполнено отверстие или в заглушке выполнено отверстие и имеется пробка, выполненная с возможностью перекрытия этого отверстия.
- Решетки, предназначенные для задержания крупных загрязнений в сточной воде, устанавливают на пути движения жидкости. Решетка состоит из наклонно или вертикально установленных параллельных металлических стержней, укрепленных на металлической раме.
- Автоматического регулирование процесса дробления. Оно заключается в поддержании заданной крупности конечного продукта и в максимальном использовании подводимой к дробильным агрегатам энергии за счет оптимальной загрузки дробилок, а также получение наибольшей возможной производительности конечного продукта и в максимальном использовании подводимой к дробильным агрегатам энергии за счет оптимальной загрузки дробилок, а также получение наибольшей возможной производительности конечного продукта при наибольшей загрузке камеры дробления дробилок.
Цель рассмотрения данного оборудования заключается в иом, чтобы упростить работу на предприятиях, связанную с тяжелым физическим трудом.
- Скребок автоматический
1.1 Описание скребка автоматического
Скребок автоматический используют для непрерывной очистки внутренней поверхности насосных труб от отложений парафина и мехпримесей при эксплуатации нефтяных скважин фонтанным и газлифтным способами, погружными электроцентробежными насосными установками и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.
Скребок
содержит корпус с ножами и
уплотнительным элементом,
Рисунок 1 - компоновка скребка автоматического.
На рисунке 1 показана компоновка скребка автоматического. Скребок автоматический состоит из корпуса 1, образованного втулками 2, 3 и спиральными ножами 4, и толкателя 5, образованного втулкой 6, упором 7 и связывающей их направляющей 8. Упор 7 толкателя 5 снабжен заглушкой 9 с отверстием 10. Толкатель 5 снабжен пробкой 11, выполненной с возможностью перекрытия отверстия 10 заглушки 9, и фиксатором 12, выполненным с возможностью взаимодействия с корпусом 1. Размеры отверстия, сечение которого целесообразно выполнить переменным, и необходимость оснащения скребка пробкой 11 (пробка 11 может быть сбивной) определяют расчетным или опытным способом в зависимости от производительности скважины и физических параметров добываемой жидкости. На втулке 3 корпуса закреплен уплотнительный элемент 13, взаимодействующий с внутренней поверхностью насосных труб.
Работа скребка происходит следующим образом. При положении скребка, как показано на чертеже, скребок представляет собой поршень и выталкивается вверх потоком нефти по колонне насосных труб. При этом в результате взаимодействия спиральных ножей 4 с потоком и с внутренней поверхностью насосных труб скребок, кроме того, приводится во вращательное движение, накапливая кинетическую энергию, и очищает полость труб от парафиновых и других отложений. Так, двигаясь вверх, скребок доходит до ограничителя хода (например, лубрикаторной задвижки - на чертеже не показана). При контакте втулки 6 с ограничителем хода толкатель 5 останавливается, а корпус 1 продолжает движение вверх, выводя из взаимодействия втулку 3 с уплотнительным элементом 13 и упор 7, а при наличии пробки 11 последняя выходит из отверстия 10 - клапан, образованный последними, открывается, обеспечивая возможность беспрепятственного прохождения добываемой жидкости в выкидную линию. Далее скребок под действием собственного веса опускается по колонне вниз до контакта с нижним ограничителем хода (на чертеже не показан), установленным в нижней части насосных труб на заданной глубине, соответствующей началу интервала парафиноотложения. При контакте упора 7 с нижним ограничителем хода толкатель 5 останавливается, а корпус 1 по инерции продолжает движение вниз, опускаясь, приводит во взаимодействие втулку 3 с упором 7, фиксируя их относительное взаимное расположение фиксатором 12 и образуя поршень, а при наличии пробки 11 - одновременное перекрытие отверстия 10. Далее циклы повторяются в той же последовательности.
При необходимости скребок может быть извлечен из скважины через лубрикатор.
Применение
изобретения исключает
На день составления настоящего описания произведены промышленные испытания трех опытных скребков. Испытания показали принципиально хорошую работоспособность разработки.
- Виды скребков автоматических
Известен скребок автоматический (аналог-см. патент США № 3912007, кл. 166-175, 14.10.75), содержащий стопоры, толкатель и корпус с ножами, причем корпус совместно с толкателем имеет возможность перемещаться относительно колонны насосных штанг.
Недостатком этого скребка является громоздкость конструкции, соизмеримая с длиной насосных труб, полость которых надо очищать от отложений. Например, чтобы обеспечить очистку полости насосных труб длиной 1000 метров (что, как правило, на практике и необходимо), данная конструкция должна иметь длину более 1000 метров.
Основным недостатком данной конструкции является невозможность автоматической очистки полости насосных труб при эксплуатации скважин фонтанным и газлифтным способами, погружными электроцентробежными насосными установками, т.к. очистка возможна лишь при обеспечении принудительного (от автономного привода) возвратно-поступательного или поступательного движения насосных штанг. В принципе, данное решение можно использовать при эксплуатации скважин лишь штанговыми глубиннонасосными установками, причем с хорошей эффективностью.
Известен скребок автоматический (прототип-см. патент РФ № 2140337, кл. B 08 В 9/00, 27.10.99), содержащий корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом.
Недостатком этого скребка является низкая работоспособность при большой производительности скважины и высокой вязкости добываемой жидкости.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - надежная непрерывная автоматическая очистка внутренней полости насосных труб действующих нефтяных скважин, эксплуатируемых фонтанным, газлифтным способами или электроцентробежными насосными установками, с различной производительностью и физическими свойствами добываемой жидкости.
Указанный результат достигается тем, что в предложенном скребке автоматическом, содержащем корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом, в заглушке выполнено отверстие, а корпус и толкатель выполнены с возможностью периодической фиксации относительного взаимного расположения. Корпус может содержать пробку, выполненную с возможностью перекрытия отверстия заглушки. Ножи целесообразно расположить несимметрично. Сечение отверстия в заглушке целесообразно выполнить переменным.
- Решетки для отчистки сточных вод
Решетки, предназначенные для задержания крупных загрязнений в сточной воде, устанавливают на пути движения жидкости. Решетка состоит из наклонно или вертикально установленных параллельных металлических стержней, укрепленных на металлической раме. Наклон решетки чаще всего составляет 60—80° к горизонту.
Решетки по способу очистки их от задержанных ими загрязнений подразделяются на простейшие, которые очищают ручным способом, и механические, которые очищают механическими приспособлениями. Схема решетки с механической очисткой представлена на рисунке 2. В прозорах решетки движутся зубцы граблей, укрепляемых на подвижной шарнирно-пластинчатой цепи. Цепь приводится в движение двигателем через привод с шестеренчатой передачей. Отбросы, снятые со стержней решетки и поднятые граблями на подвижную ленту, направляются в дробилку для их размельчения. По действующим нормативам, механическую очистку решетки и дробление отбросов требуется производить при количестве отходов более 0,1 м3/сут.
В отечественной
практике очистки сточных вод
применяются три типа неподвижных
решеток с подвижными граблями для
снятия загрязнений:
а) московского типа, которая устанавливается под углом 60—80°
к горизонту и очищается граблями, движущимися
сверху по течению воды;
б) ленинградского типа, которая устанавливается
также под углом 60—80° к горизонту и очищается
граблями, движущимися снизу по течению
воды;
в) вертикальная решетка, которая также
очищается граблями, движущимися снизу
по течению воды.
На станциях для очистки городских сточных вод устанавливают решетки со стержнями, расположенными на расстоянии 16 мм друг от друга. Стержни решетки обычно выполняют из металлических полос круглой, квадратной, прямоугольной или другой формы. Наибольшее распространение получили стержни прямоугольного сечения из полосовой стали 60×10 мм, так как отбросы на них не заклиниваются и легко снимаются граблями.
2.1 Решетки типа МГ
Решетки с очисткой их механическими граблями и выгрузкой задержанных отбросов на сортировочный стол или на транспортирующее устройство. В зависимости от схемы очистки решетки, направления движения граблины и места расположения ее по отношению к направлению движения потока решетки подразделяют следующим образом:
московского типа -
устанавливают под углом 60-80°
к горизонту и очищают
Решетка состоит из неподвижной решетки, грабель и приводной станции. Электродвигатель через редуктор и приводную цепь приводит во вращение две ведущие звездочки и соответственно две тяговые бесконечные цепи, между которыми закреплены грабли. Ведомые (направляющие) звездочки находятся в нижней части корпуса решетки и погружены в сточную жидкость. Число граблин устанавливают в зависимости от количества задерживаемых отбросов, но не более четырех. Если в процессе эксплуатации выяснится, что количество загрязнений невелико, то число граблин может быть уменьшено до единицы. Граблины, двигаясь снизу вверх, своими зубьями входят в прозоры решетки и извлекают задержанные ею загрязнения. В верхней части корпуса решетки граблины очищают скребковым сбрасывателем.
Достоинствами данного типа решёток:
1 Площадь прохода для наклонных решеток соответствует проекции фактического свободного прохода рабочей части решеток на вертикальную плоскость
2 Пропускная способность
по воде соответствует
К недостаткам этого типа решеток следует отнести возможность защемления граблин в момент входа зубьев граблин в прозоры решеток и продавливание отбросов в прозоры решеток зубьями граблин.
Рисунок 2 - Механические решетки типа МГ 1-ведомая звездочка; 2-грабли; 3-тяговая цепь грабель; 4-шарнирные опоры, 5-цепь привода; 6- привод, 7-решетка
- Решетки с механизированной очисткой
Рисунок 3 - Здание решеток с механизированной очисткой пропускной способностью 70—280 тыс. м3/сут 1 — щитовой затвор типа шандора; 2 — щитовой затвор с электродвигателем; 3 — кран-балка; 4 — решетка с механизированной очисткой; 5 — горизонтальный ленточный конвейер; 6 — санузел; 7 — вентиляционная камера; 8 — помещение для щитов автоматики; 9 — насос для перекачки песка из песколовок; 10 — наклонный ленточный конвейер; 11 — насос для подачи воды в дробилку; 12 — дробилка
Количество задерживаемых на решетках отбросов зависит от вида сточных вод, ширины прозоров решетки и способов ее очистки. Так, для бытовых сточных вод при ширине прозоров решетки 16 мм количество задерживаемых отбросов составляет 8 л на одного человека в год. Влажность задержанных отбросов принимается равной
На рисунке 3 показано здание решеток с механическими граблями. Отбросы, снимаемые граблями, передаются транспортером на молотковую дробилку, размещенную в одном помещении с решетками. Щитовые затворы, установленные на каналах, служат для выключения решеток из работы. Дробленые отбросы можно сбрасывать в сточную воду перед решетками или перекачивать в метантенки. Расход жидкости, подаваемой в дробилку, составляет 40 м3 на 1 т отбросов.
2.3 Решетки-дробилки РД-600
Рисунок 4 - Схема установки решетки-дробилки РД-600
Наибольшее распространение получила дробилка Д-Зб, перерабатывающая 300—600 кг отбросов в 1 ч. Подача отбросов от решеток к дробилке механизирована. Чаще всего решетки располагают в отапливаемом и вентилируемом помещении. Кратность обмена воздуха равна 5.
Находят применение решетки-дробилки, которые одновременно задерживают твердые частицы, находящиеся в воде, и перемалывают их. Принцип действия установки состоит в следующем. Решетку-дробилку (рис. 3) устанавливают в камере с круговым движением сточных вод и на трубопроводе. Барабан, приводимый в движение электродвигателем через коробку передач, задерживает отбросы в прозорах шириной 8—10 мм. Затем эти отбросы подаются вращающимся барабаном к режущим гребням, которые и перемалывают твердые частицы. Последние в измельченном виде поступают снова в сточную воду. В решетках-дробилках скорость движения воды в прозорах и потеря напора значительно выше, чем в обычных решетках. При максимальном расходе потеря напора может достигнуть 10 см. Чтобы обеспечить нормальную работу решеток-дробилок и системы их каналов, необходимо регулировать наполнение в них и скоробь движения воды. Преимущество решеток-дробилок заключается в том, что для них не требуется устраивать специальные помещения.
Луцкий экспериментальный завод Коммунмаша изготовляет круглые решетки-дробилки типа КРД.
- Система автоматического управления процесса дробления
Основное требование к процессу дробления заключается в уменьшении крупности материала до определяемой потреблением величины. Материалы, поступающие на дробление, как правило, отличаются значительными колебаниями физико-механических свойств и в первую очередь гранулометрического состава. Задача автоматического регулирования процесса дробления заключается в поддержании заданной крупности конечного продукта и в максимальном использовании подводимой к дробильным агрегатам энергии за счет оптимальной загрузки дробилок, а также получение наибольшей возможной производительности конечного продукта и в максимальном использовании подводимой к дробильным агрегатам энергии за счет оптимальной загрузки дробилок, а также получение наибольшей возможной производительности конечного продукта при наибольшей загрузке камеры дробления дробилок. В настоящее время дробилки имеют входные отверстия размером до 3100×3300 мм. Такие крупные куски могут стать причиной возникновения пиков момента сопротивления, которые приближаются к предельному вращающему моменту двигателя привода. Дальнейшая перегрузка может вызвать остановку дробилки, которую затем приходится освобождать вручную, что приводит к длительным простоям.
Наиболее простой схемой контроля и поддержания верхнего уровня заполнения камеры дробления является схема с уровнемером, устанавливаемом на неподвижной боковой стенке дробилки на высоте, равной примерно 2/3 высоты камеры дробления. При равенстве в установившемся режиме производительности питателя и дробилки уровень заполнения меняется незначительно. В случае снижения производительности дробилки питатель останавливается или переводится на пониженную скорость подачи. В качестве уровнемера может быть использовано гамма-радиоактивное реле, электронный сигнализатор уровня и т.п. Такая система автоматического регулирования обеспечивает безаварийную эксплуатацию узла «питатель – дробилка», надежно контролирует и предотвращает переполнение камеры дробления при не соответствии производительностей питателя и дробилки, а также при попадании в камеру дробилки негабаритов или металла. Существуют также системы регулирования производительности дробилки по току двигателя дробилки или по мощности, затрачиваемой двигателем дробилки, но схемы регулирования загрузки дробилки по уровню предпочтительнее схем регулирования по току или расходу энергии, поскольку первые точнее позволяют определять истинную загрузку дробилки и поддерживать ее на максимальном значении при изменяющемся качестве исходного питателя. Однако более перспективными являются комбинированные схемы, которые регулируют производительность дробилки по нескольким параметрам.
С целью повышения точности регулирования была разработана система с коррекцией по текущему значению производительности (рисунок 5), измеряемой косвенным образом по мощности, потребляемой приводным двигателем отводящего конвейера. Поддержание заданной производительности дробилки достигается путем настройки датчиков 1Дн и 2Дн. Если нагрузка приводных двигателей 5 и 1 отводящего конвейера и дробилки меньше заданной, то с помощью выходных реле датчиков 2 и 4 через электронный блок 3 подается команда на включение пластинчатого питателя 6. В процессе дробления питатель отключается в том случае, когда нагрузка хотя бы на одном из двигателей превышает значение, на которое настроены датчики.
Рисунок 5 - Система с коррекцией по текущему значению производительности
В системе автоматической загрузки дробилки, созданной ВНИИнеруд, ВНИИСтройДорМаш и институтом Тяжпромавтоматика (рисунок 6), регулируемые параметры – производительность и уровень – контролируются электротензометрическими конвейерами веса 1 и фотоэлектрическим уровнемером 2.
Рисунок 6 - Система автоматической загрузки дробилки
Два контура управления, включающие в себя регуляторы уровня и производительности 3 и 4, через промежуточный блок 5 воздействует на ток подмагничивания однофазных силовых магнитных усилителей 6. Выпрямленное напряжение усилителей подается на обмотку якоря приводного электродвигателя дробилки. Если в автоматическом режиме регулируемые величины превысят установленные для них предельные значения, на блок 5 поступит сигнал, и питатель выполняющий функцию исполнительного органа, до тех пор будет снижать свою производительность, пока сигнал не исчезнет. Если уровень не превышает нижнего заданного значения (0,6 высоты камеры дробления), регулятор уровня выключается, и регулирование осуществляется по производительности. При заполнении дробилки до верхнего максимального допустимого значения – 0,9 высоты камеры-регулятор останавливает питатель. При опускании уровня заполнения ниже предельного значения регулирование ведется только по сигналу датчика производительности. Недостаток системы заключается в применении системы регулирования релейного действия. Это приводит к быстрому износу пусковой аппаратуры, редуктора и пластинчатого питателя из-за частых пусков. Но эта система может быть превращена в линейную систему управления при соответствующей замене аппаратуры. Вместо привода релейного действия может быть применен привод пластинчатого питателя с индукторной муфтой скольжения; привод с двигателем постоянного тока, питателем от управляемого магнитного усилителя, или привод с кремниевым выпрямителем. В этом случае получается система регулирования производительности конечного продукта дробления с последовательной коррекцией по значению производительности.
Криворожсский горнорудный институт разработал систему регулирования загрузки дробилки (рисунок 7). Изобретение относится к управлению конусными дробилками, может быть использовано в черной и цветной металлургии, в ПСМ и в химической промышленности и позволяет повысить точность регулирования.
Рисунок 7 - Система автоматической загрузки дробилки
Система содержит питатель 1, грохот 2, дробилку 3, конвейер 4 подгрохотного продукта, конвейер 5 дробленного продукта, привод 6 питателя, датчик 7 производительности грохота, блок 8 определения соотношения, блок 9 сравнения соотношений, задатчик 10, датчик 11 уровня руды в дробилке, регулятор 12, электроприводы 13 и 14 грохота и дробилки, датчик 15 производительности дробилки, пороговые элементы 16 и 17, блоки 18 и 19 задержки и коммутаторы 20—22. Формула изобретения. Система регулирования загрузки дробилки с грохотом, питателем, конвейерами дробящего и подгрохотных продуктов, содержащая блок определения соотношения; блок сравнения соотношений; задатчик, датчик уровня руды в дробилке; датчик производительности грохота; регулятор и электроприводы питателя, грохота и дробилки, причем датчик производительности грохота подключен к первым входам блока определения соотношения. Выход через блок сравнения соотношений соединен с первым входом задатчика, второй вход которого соединен с датчиком уровня руды в дробилке. Выходной сигнал задатчика через регулятор поступает на электропривод питателя.
Особенность данной системы в том, что для повышения точности регулирования, она снабжена тремя коммутаторами, двумя пороговыми элементами, двумя блоками задержки и датчиком производительности дробилки. Датчик производительности дробилки подключен ко второму входу блока определения соотношения, выход которого соединен с входами пороговых элементов. Выход первого порогового элемента соединен с первыми входами первого и второго коммутаторов и второго блока задержки, второго – со вторым входом первого коммутатора и входом первого блока задержки. Сигнал с первого блока задержки поступает на входы второго коммутатора и второй блок задержки. Привод дробилки соединен через третий коммутатор со вторым блоком задержки. Выход первого коммутатора соединен с приводом питателя, а выход второго коммутатора соединен с приводом.
Следует отметить также недостатки предложенных последних двух систем. В системе, предложенной институтом «Кривбасспроект» на питателе используется датчик веса, который снижает надежность системы. Использование последовательной коррекции, как принципа построения системы регулирования также можно отнести к недостаткам данных систем.
Заключение
Основные задачи создания законченных систем машин, приборов и высоко эффективных технологических процессов, позволяющих комплексно механизировать и автоматизировать весь процесс от поступления сырья до отгрузки готовой продукции, включая транспортирование, хранение, погрузку – выгрузку и доставку потребителю.
К основным задачам механизации и автоматизации производства в настоящее время относят:
- Переход к
массовому применению
- Поднять техническую
перевооружённость труда,
- Обеспечить
рост выпуска законченных
- Улучшить использование
подвижного состава, добиться
ритмичности погрузки и выгрузк
Сейчас реализуются
мероприятия, направленные на
развитие магистрального и
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Виноградов Ю.Г., Орлов К.С. Материаловедение для слесарей-монтажников. М. 1983
2. Тавастшерна
Р.И. Монтаж технологических
3. Тавастшерна
Р.И, Бесман А.И., Позднышев В.С.
Технологические трубопроводы
4. А.С.Копылов,
В.М.Лавыгин, В.Ф.Очков «
5. Фрог Б.Н., Левченко
А.П. «Водоподготовка»
6. Миклашевский Н. «Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры» Издательство BHV-СПб, 2004.
7. Журба М.Г.,
Соколов Л.И., Говорова Ж.М. «Водоснабжение:
Проектирование систем и

- Комплексная механизация строительства
- Комплексная модель диагностики стресса
- Комплексная оценка
- Комплексная оценка инновационной деятельности на ОАО «АРМХЛЕБ»
- Комплексная оценка качества зауженных трикотажных изделий
- Комплексная оценка персонала
- Комплексная оценка предприятия
- Комплексная автоматизация технологических процессов и производств машиностроительных деталей в автомобилестроении
- Комплексная географическая характеристика Австралии
- Комплексная географическая характеристика Минского района
- Комплексная диагностика производственной среды и стратегический менеджмент в туризме
- Комплексная и интегральная оценка качество атмосферного воздуха на примере некоторых районов РК
- Комплексная методика создания логистической сбытовой цепи
- Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных операций