液封系統(tǒng)及設(shè)置及工藝計(jì)算

1、液封系統(tǒng)的設(shè)置及工藝計(jì)算1 液封的類型液封裝置的常用類型有以下幾種：1.1 液封罐型液封裝置 此種液封裝置是采用液封罐液面高度通過(guò)插入管維持設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)一定壓力，從而防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)或介質(zhì)外泄。為避免液封液倒灌入系統(tǒng)內(nèi)，同時(shí)采用惰性氣體亦通過(guò)液封向系統(tǒng)內(nèi)充氣，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力恒定，見(jiàn)圖2.212所示。惰性氣體可通過(guò)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)向系統(tǒng)內(nèi)充氣。液封液通常采用水或其它不與物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的液體。此種類型液封在常、微壓蒸餾塔和儲(chǔ)槽的放空系統(tǒng)中應(yīng)用較多。1.2 U形管型液封裝置 U形管型液封裝置是利用U形管內(nèi)充滿液體，依靠U形管的液封高度阻止設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)物料排放時(shí)不帶出氣體，并維持系統(tǒng)內(nèi)一定壓力。 液封

2、介質(zhì)通常是系統(tǒng)本身的物料液體。此類型液封裝置應(yīng)用場(chǎng)合較多，見(jiàn)圖2.234所示。1.3 形管型液封裝置 此類型液封裝置主要是通過(guò)形管高度維持設(shè)備內(nèi)一定液面，并阻止氣體不隨排出液體而帶出，它是依靠形管液封高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。形管高度應(yīng)根據(jù)工藝要求的液面高度確定，見(jiàn)圖2.2910所示。此類型多用于設(shè)備內(nèi)需要控制一定液面高度的場(chǎng)合，如乳化塔等。 1.4 自動(dòng)排液器型液封裝置此類型多應(yīng)用于系統(tǒng)壓力較高的氣液分離系統(tǒng)的排液場(chǎng)合，如壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐、分離罐等自動(dòng)排放凝析液。它是利用浮球在流體中所受到的浮力原理而隨液位改變沉浮，同時(shí)啟閉噴嘴孔，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排液并阻滯氣體外漏，見(jiàn)圖2.28所示。此類裝置廣泛應(yīng)用于各種壓縮機(jī)中間

3、冷卻器、氣液分離器、氣體儲(chǔ)罐內(nèi)凝析液的排放。2 液封的設(shè)置2.1 需要設(shè)置液封的場(chǎng)合2.2.1 儲(chǔ)存易燃液體或閃點(diǎn)低于或等于場(chǎng)地環(huán)境溫度的可燃液體的設(shè)備，例如在儲(chǔ)槽的排液或排氣管處設(shè)置液封。2.2.2 正常生產(chǎn)或事故以及系統(tǒng)內(nèi)物料未全部放盡時(shí)的停車檢修動(dòng)火的情況下，如有空氣進(jìn)入系統(tǒng)可與物料形成爆炸混合氣體的系統(tǒng)設(shè)備，或如有濕空氣進(jìn)入系統(tǒng)影響產(chǎn)品質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)備。2.2.3 需要連續(xù)或間斷排放液體并使系統(tǒng)內(nèi)氣體不隨液體帶出或外漏的設(shè)備的排放液體口處。2.2.4 需要維持一定液面高度的設(shè)備，在出液口加上液封管。2.2.5 其他工藝要求需設(shè)置液封的場(chǎng)合。2.2 液封設(shè)置舉例2.2.1 塔器尾氣的放空系

4、統(tǒng)圖2.21 塔器尾氣放空系統(tǒng)示意圖（一）常、微壓蒸餾塔，如果系統(tǒng)內(nèi)物料不允許空氣中水份帶入，或物料與空氣可形成爆炸性混合氣體時(shí)，放空系統(tǒng)需設(shè)置液封裝置，見(jiàn)圖2.212所示。為防止氮?dú)鈮毫ν蝗唤档?，使封液倒流入系統(tǒng)，液封管上部應(yīng)維持一定高度和管直徑容量。2.2.2 冷凝器排液管 為提高冷凝效率，阻止氣體隨冷凝液排放而帶出，一般在冷凝器排液管上設(shè)置U形管液封裝置，冷凝液經(jīng)U形管排到中間槽，見(jiàn)圖2.23所示。圖2.22 塔器尾氣放空系統(tǒng)示意圖（二）2.2.3 塔底排液管、塔頂回流管圖2.22 塔器尾氣放空系統(tǒng)示意圖（二）常壓操作的蒸餾塔、吸收塔、洗滌塔的塔底物料排放或塔頂回流，通常采用靠位差自流排

5、料，為阻止塔內(nèi)氣體隨液體排放而帶出，一般采用U型管或液封罐型液封裝置，見(jiàn)圖2.245所示。當(dāng)塔頂回流是自然回流的情況下，要考慮其液封高度，見(jiàn)圖2.26所示。圖2.24 塔底排液液封罐圖2.23 冷凝器排液液封管圖2.26 塔頂回流液封罐圖2.25 塔底排液液封罐2.2.4 氣液分離罐排液管為了提高氣液分離效率或防止液體倒入壓縮機(jī)口，需及時(shí)排走分離凝析下來(lái)的液體，保持一定的氣液分離空間；同時(shí)又要防止氣體外漏，一般應(yīng)設(shè)置U型管液封裝置，如果分離罐內(nèi)壓力較高，采用U型管液封高度太大時(shí)，采用自動(dòng)排液器作液封裝置較合適。見(jiàn)圖2.278所示。分離罐(自動(dòng)排液器)圖2.28 自動(dòng)排液器液封圖2.27 分離罐

6、液封管2.2.5 乳化塔、反應(yīng)釜排液管根據(jù)工藝要求需要維持設(shè)備內(nèi)一定的液面高度，且排料時(shí)又不使氣體外漏，通常在排料管上應(yīng)設(shè)置型管液封裝置。見(jiàn)圖2.2910所示，圖中字母N.C表示正常狀態(tài)下閥門(mén)關(guān)閉。圖2.210 反應(yīng)釜型管排液圖2.29 乳化塔型管排液2.2.6 氫氣放空管和氣囊氮?dú)?或氧氣)進(jìn)料管系統(tǒng)氫氣是易燃易爆氣體，與空氣混合后易形成爆炸性氣體，為防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，保證安全生產(chǎn)，應(yīng)在氫氣放空管系統(tǒng)設(shè)置液封，見(jiàn)圖2.211所示。儲(chǔ)存氮?dú)?或氧氣)的氣囊一般耐內(nèi)壓值較小，為保護(hù)氣囊，氮?dú)?或氧氣)進(jìn)料管系統(tǒng)通常應(yīng)設(shè)置液封裝置，見(jiàn)圖2.212所示。圖2.212 氣囊進(jìn)料液封圖2.211 氣體

7、放空管液封罐2.2.7 燃料氣柜進(jìn)出口為使設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)維持一定壓力，保證安全生產(chǎn)，在燃料氣柜進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置水封，見(jiàn)圖2.2-13所示。圖2.213 氣柜進(jìn)出口水封2.2.8 防止兩系統(tǒng)液體混合當(dāng)塔(吸收塔)為氣體進(jìn)料時(shí)，為防止因前面系統(tǒng)壓差波動(dòng)，塔內(nèi)液體返沖到分離罐(或緩沖罐)，氣體進(jìn)料管應(yīng)設(shè)型管，型管要有足夠的高度，通常其高度應(yīng)高于塔內(nèi)動(dòng)液面1m2m，見(jiàn)圖2.214所示。圖2.214 防止兩系統(tǒng)液體混合的氣體進(jìn)料性管2.2.9 防止液體進(jìn)壓縮機(jī)壓縮機(jī)入口前設(shè)置的分離罐，其液體與壓差可能發(fā)生波動(dòng)，為防止在此情況下將分離罐內(nèi)液體吸入壓縮機(jī)，分離罐出口至壓縮機(jī)入口管道應(yīng)設(shè)形管，其高度根據(jù)可能出現(xiàn)的壓差

8、波動(dòng)而定，一般高度在2m以上，見(jiàn)圖2.2-15所示。圖2.215 防止防止液體進(jìn)壓縮機(jī)的入口性管用蒸汽噴射泵抽真空時(shí)，排除冷凝液需設(shè)液封，見(jiàn)圖2.2-16所示。圖2.216 蒸汽噴射泵用水封示意圖3 液封設(shè)置注意事項(xiàng)3.1 采用形管作液封時(shí)，為便于調(diào)節(jié)液位，可在形管上部設(shè)置12個(gè)旁通管并加設(shè)閥門(mén)。3.2 U形管、形管作液封時(shí)，為防止管頂部積存氣體，影響液體排放，應(yīng)在最高點(diǎn)處設(shè)置放空閥或設(shè)置與系統(tǒng)相連接的平衡管道。3.3 為使在停車時(shí)能放凈管內(nèi)液體，一般在U形管最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)置放凈閥。當(dāng)需要觀察管內(nèi)液體流動(dòng)情況，在出料管一側(cè)可設(shè)置視鏡。3.4 U形管、形管進(jìn)、出料主要是靠位差自流進(jìn)、出料，其管徑按自

9、流流速來(lái)計(jì)算，一般取0.10.3ms，最小管徑不應(yīng)小于20mm。3.5 采用U形管為液封時(shí)，液封高度小于3m應(yīng)用較廣。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力較高，要求液封高度大于3m時(shí)，應(yīng)采用自動(dòng)排液器或控制閥?？刂崎y排出液體量根據(jù)容器內(nèi)所需液面進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.6 液封介質(zhì)在冬季有可能結(jié)凍時(shí)，應(yīng)采取防凍措施，如加保溫、蒸汽盤(pán)管加熱或添加防凍劑等方法。3.7 形管液封多用于介質(zhì)溶于液封液的常壓或微壓場(chǎng)合，高度一般為10m(1大氣壓)，如氨水制備中的氨進(jìn)口管。3.8 由于液體被夾帶或泄漏等原因造成液封液損失時(shí)，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)采取措施保持液封高度。4 液封高度的確定4.1 設(shè)置液封裝置時(shí)，必須正確地確定液封所需高度，才能達(dá)到液封的目的。U形管液封所需高度是由系統(tǒng)內(nèi)壓力(P1)、受液槽或排料出口壓力(P2)及管道壓力降(hn)等參數(shù)計(jì)算確定的?？砂词?4.11)計(jì)算： (4.11) 式中：Hmin最小液封高度，m； P1系統(tǒng)內(nèi)壓力，105MPa； P2受液槽內(nèi)壓力，105MPa；圖4.11 計(jì)算示圖 液體相對(duì)密度； hn 管道壓力降，m。 (4.12) 式中 摩擦系