Модернизация ректификационной колонны

При выполнении ремонта колонны рекомендуется следующий порядок проведения работ. Перед тем как непосредственно приступать к ремонту необходимо получить инструктаж по охране труда, технике безопасности, газобезопасности, пожаробезопасности и оформить наряд - допуск на проведение газоопасных работ внутри колонны.

Руководитель ремонтного подразделения (мастер РМЦ, прораб) должен ознакомиться с результатами подготовительных работ к ремонту колонны или в целом установки, указанных в наряде - допуске, с условиями, характером и объемом работ на месте их выполнения. Получить разрешение лица, ответственного за организацию безопасного проведения газоопасных работ в цехе (начальника или зам. начальника цеха) и приступить к выполнению ремонтных работ.

Вскрытие люков-лазов производят, начиная с верхнего, и далее последовательно сверху вниз. Запрещается одновременно открывать верхний и нижний люки-лазы во избежание подсоса воздуха в колонну и воспламенения паровоздушной смеси (или пирофорных соединений). Работниками технологического цеха проводится отбор проб воздуха со всех люков колонны. Результаты анализов на содержание взрывоопасных и взрывопожароопасных веществ и на содержание кислорода записываются в наряде - допуске. Для проведения дальнейших работ необходимо получить акты от сотрудников ГСС, подтверждающие, что содержание взрыво- и пожароопасных веществ в воздухе колонны ниже ПДК, а содержание кислорода не ниже 18 % объёмных. Для демонтажа и монтажа внутренних устройств монтируют блок с оснасткой, электролебедку. Если существует вероятность значительной загрязненности воздушной среды внутри аппарата во время чистки устанавливают на нижний люк колонны приточной вентилятор для подачи в колонну чистого воздуха. Перед началом ремонта проверяют температуру воздушной среды внутри колонны, которая не должна превышать 30 С. Во время чистки колонны и разборки тарелок работают в колонне по два человека в каждом люке: один внутри колонны в шланговом противогазе со спасательным поясом и сигнально-спасательной веревкой; второй наблюдающий - дублер: снаружи рядом с люком со шланговым противогазом. Маска должна быть в положении “наготове”. При работе в колоннах большого диаметра (3 и более метров) допускается доступ внутрь 4-х , 6-ти и более человек, соблюдая при этом меры безопасности. Очистку стенок межтарелочного пространства, опорных конструкций тарелок, сливных карманов и стенок кубовой части колонны производят при помощи металлических скребков и щеток, а также с помощью механизированных приспособлений и инструментов. Отложения и грязь удаляют из колонны деревянными лопатами через люк-лаз и спускают их вниз в бадью по специальным желобам или ведрами с использованием блока. Тарелки разбирают в каждом люке последовательно, начиная с верхней. Полную разборку всех тарелок производят по секциям (сегментам), с подачей деталей тарелок из колонны вручную с помощью веревок через люки-лазы на наружную площадку. Чистку тарелок производят на наружной площадке в защитных очках при помощи металлических скребков и щеток. Одновременно проводят продувку секций паром и отбраковку дефектных деталей тарелок путем легкого обстукивания молотком весом от 0,5 до 1 кг. Отбракованные детали тарелок опускают на отметку 0.00 с помощью электролебедки. При наличии на технологической площадке самоходных кранов с необходимыми техническими характеристиками детали тарелок опускаются на площадку с их помощью. При ремонте корпуса колонны руководствуются ОТУ 2 - 92 , в соответствии с которыми разрабатывается технология устранения дефектов корпуса и плакирующего покрытия. Ремонт опорных конструкций тарелок, сливных карманов огневыми методами с использованием ручной дуговой электросварки (РДЭС) и газосварки проводят после оформления разрешения на проведение огневых работ внутри аппарата, разрешения на проведение газоопасных работ и наряда - допуска на проведение работ повышенной опасности на каждую рабочую зону, при положительных анализах воздушной среды внутри колонны. По результатам внутреннего и наружного осмотра при наличии предписания инспектора отдела технического надзора или соответствующего органа РТН производят подварку дефектных участков сварных швов корпуса колонны, устраняют другие дефекты корпуса, восстанавливают плакирующее покрытие стенки корпуса по технологии, разработанной в соответствии с ОТУ 2 - 92 . Производят замену штуцеров и резьбовых соединений по отдельному огневому разрешению, разрешению на проведение газоопасных работ и наряду - допуску, при положительных анализах воздушной среды внутри колонны. Ремонт тарелок обычно заключается в замене изношенных деталей и крепежных изделий. Отремонтированные и замененные детали тарелок поднимают на площадки при помощи электролебедки, подают их в колонну вручную веревками через люки-лазы. Монтаж секций тарелок внутри колонны можно проводить при помощи блоков и полиспастов. При наличии на площадке самоходных кранов с соответствующими техническими характеристиками подачу тарелок на площадки можно осуществлять с их помощью. Сборку тарелок производят аналогично разборке, в обратном порядке, снизу-вверх. При сборке тарелок контролируют горизонтальность установки тарелок по шаблону или с помощью линейки и уровня. Отклонение от горизонтальности должно находиться в допускаемых пределах, определенных индивидуально для каждого типа тарелок в “Инструкции по техническому надзору, ревизии и отбраковке“ (ИТН-93). Проверку правильности установки клапанов, желобов и других деталей тарелок осуществляют наливом воды на тарелку и подачей воздуха в низ колонны, при этом равномерность барботажа свидетельствует о правильности сборки тарелки. После окончания сборки тарелок и ремонта колонны качество проведенных ремонтных работ проверяет представитель администрации цеха, ответственный за проведение ремонта (старший механик цеха, зам. начальника цеха по ремонту). После этого из колонны убирают посторонние предметы, материалы, инструменты, приспособления и закрывают люки-лазы.. Люки-лазы закрывают снизу-вверх, начиная с нижнего, с заменой изношенных прокладок и резьбовых соединений. Производят гидравлическое испытание колонны пробным давлением со сдачей по акту представителю отдела технического надзора предприятия или инспектору соответствующего органа РТН. Гидравлическое испытание производится в соответствии с “Методическими указаниями по гидравлическому испытанию сосудов, работающих под давлением” по инструкции, разработанной с учетом требований технического проекта и инструкции по монтажу и эксплуатации аппарата предприятия - изготовителя. Если аппарат работает под давлением вредных веществ 1, 2, 3, 4-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 , то проводят пневматическое испытание аппарата на герметичность воздухом или инертным газом давлением, равным рабочему. Испытания проводятся в соответствии с производственной инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия. Результаты испытания на герметичность оформляются актом. После проведения испытаний, устранения дефектов, проведения повторных испытаний снимают установленные заглушки и оформляют акт сдачи колонны из ремонта в эксплуатацию.

7. Автоматизация

7.1 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

Автоматизация процессов позволяет получать продукты заданного качества, увеличивает производительность и безопасность труда обслуживающего персонала и способствует снижению себестоимости.

Основными регулируемыми параметрами на узле подготовки сырья являются температура и давление в колонне К-1, температура потоков жидкости на входе в теплообменные аппараты, частота вращения вала двигателя на аппарате воздушного холодильника, уровни жидкостей в колонне и дефлегматоре, расходы потоков.

7.1.1 Температура

В кубе колонны необходимо поддерживать постоянную температуру. При её понижении может произойти нарушение технологического режима.

Перед тем, как фракцию НК-105С направить в ректификационную колонну К-1 необходимо поддерживать постоянную температуру на выходе из воздушного холодильника ВХК-1, 2 в целях обеспечения правильного технологического режима и работы колонны К-1. Горячую циркуляцию колонны К-1 необходимо поддерживать, регулируя расходом подачи топливного газа.

7.1.2 Давление

Давление в колонне регулировать не обязательно, достаточно производить замеры и регистрацию её на приборах.

7.1.3 Уровень жидкости

Увеличение уровня жидкости в ёмкости Е-1 приводит к попаданию жидкости в коллектор газа (оддувки); уменьшение уровня может привести к остановке и поломки насоса. Понижение уровня жидкости приводит к проскоку газа в трубопровод сырья и образованию газовых пробок и, следовательно, к нестабильной работе ректификационной колонны К-1.

Понижение уровня жидкости в колонне К-1 может привести к сбою работы колонны и её остановке. Повышение же уровня выше требуемых значений приведёт к захлёбыванию, также к сбою колонны и неэффективности разделения сырья, что повлечёт получение продукта низкого качества.

7.1.4 Расход

Постоянство потоков обеспечивает нормальный режим работы всех аппаратов. Уменьшение (изменение) расхода флегмы из Е-1 приводит к нестабильной работе колонны К-1 и всех последующих аппаратов.

7.2 Выбор и обоснование схем автоматического контроля и регулирования

7.2.1 Ёмкость Е-1

Для регулирования уровня жидкости в ёмкости Е-1 предусмотрена одноконтурная система регулирования и сигнализации. Клапан устанавливается на линии откачки продукта в товарную ёмкость Е-9 (клапан поз. 10-д).

7.2.2 Аппарат воздушного охлаждения ВХК-1

Процесс передачи тепла от охлаждающего агента (атмосферный воздух) к конденсирующемуся продукту осуществляется через стенки труб ВХК.

Предусмотрена одноконтурная система регулирования. При необходимости имеется возможность регулировать температуру включением (отключением) резервных вентиляторов (двигателей) или регулированием числа оборотов вращения вала двигателя.

7.2.3 Колонна К-1

Для регулирования уровня жидкости в колонне К-1 предусмотрена одноконтурная система регулирования и сигнализации. Клапан устанавливается на нагнетательной линии насоса Н-7(8) (клапан поз. 6-д).

7.3 Выбор и обоснование средств автоматизации

Средства автоматизации и контроля приведены в таблице 1 Приложения Д.

7.4 Описание схем контроля и регулирования

7.4.1 Ёмкость Е-1

Сигнал от уровнемера РУП-12 поз. 8-а подаётся на вход вторичного прибора ПВ 10.1Э поз. 8-в и далее на вход стабилизирующего ПИ - регулятора ПРЗ.31М поз. 8-г. Управляющий сигнал с выхода регулятора подается на исполнительный механизм КР поз. 8-д, установленный на линии откачки продукта в Е-9.

Сигнал от датчика уровня РУП-12 поз. 8-а поступает в электроконтактный манометр ЭКМ-1У поз. 8-б. При повышении уровня выше 80 % шкалы вторичного прибора или понижении уровня ниже 20 % шкалы вторичного прибора сигнал от датчика уровня РУП-12 поз. 8-а замыкает контакты ЭКМ-1У поз. 8-б и в схемы звуковой и световой сигнализации поступает сигнал.

7.4.2 Колонна К-1

Сигнал от уровнемера РУП-12 поз. 6-а подаётся на вход вторичного прибора ПВ 10.1Э поз. 6-в и далее на вход стабилизирующего ПИ - регулятора ПРЗ.31М поз. 6-г. Управляющий сигнал с выхода регулятора подается на исполнительный механизм КР поз. 6-д, установленный на линии нагнетания Н-7(8).

Сигнал от датчика уровня РУП-12 поз. 6-а поступает в электроконтактный манометр ЭКМ-1У поз. 6-б. При повышении уровня выше 70 % шкалы вторичного прибора или понижении уровня ниже 20 % шкалы вторичного прибора сигнал от датчика уровня РУП-12 поз. 6-а замыкает контакты ЭКМ-1У поз. 6-б и в схемы звуковой и световой сигнализации поступает сигнал.

8. Экономическая часть

Целью расчёта является определение основных технико-экономических показателей установки гидроочистки Оренбургского конденсата цеха № 11 и экономической эффективности модернизации.

8.1 Расчет капитальных вложений в модернизацию

Представим расчет капитальных затрат в виде таблицы 9.1.

Таблица 9.1- Расчет капитальных вложений в модернизацию

Статья расхода	Количество, ед.	Цена, руб.	Сумма, руб.
Клапанные тарелки	30	35000	1050000
Затраты на монтаж			105000
Затраты на демонтаж			31500
Транспортные расходы			27000
Итого	1213500

Общая величина капитальных вложений находится по формуле

К = Зо.+Здем.+Змонт.+Зт.з.., (9.1)

где Зо. - затраты на оборудование, руб.;

Здем. - затраты на демонтаж, руб.;

Змонт.- затраты монтажных работ, руб.;

Зт.з. - транспортные работы, руб.

Таким образом, совокупная величина капитальных вложений составляет

К = 1050000 + 105000 + 31500 + 27000 = 1213500 руб.

8.2 Расчет производственной мощности и производственной программы

Производственная мощность установки рассчитывается по формуле

. (9.2)

Подставив числовые значения в формулу (9.2), получим

.

Производственная мощность установки после модернизации не изменяется, т.е. М2 = 147361,2 т.

Подставляем числовые значения в формулу (9.3), найдем расходую норму фракции 180 С-КК

т/т.

После модернизации расходная норма фракции 180 С-КК не изменится, т.е составит

Определяем количество побочных продуктов [3]. Процентное соотношение побочных продуктов между собой остается неизменным до и после модернизации.

Определяем общее количество побочных продуктов

, (9.5)

т.

Количество каждого побочного продукта определим по формуле

 (9.6)

где П - процентное отношение каждого побочного продукта к общему количеству.

Полученные данные сведем в таблицу 1 Приложения В. Материальный баланс установки представлен в таблице 2 Приложения В.

8.3 Расчет баланса рабочего времени и фонда заработной платы

Баланс рабочего времени представлен в таблице 3 Приложения В.

Расчет фонда заработной платы специалистов и служащих представлен в таблице 4 Приложения В.

Расчет фонда заработной платы рабочих представлен в таблице 5 Приложения В.

8.4 Расчет себестоимости продукции

Расчёт себестоимости продукции установки отражается в калькуляционном листе по форме, приведённой в таблицах 6, 7, откуда видно, что себестоимость 1 тонны бензина до модернизации составляет 17183 рубля после модернизации - 17180 рублей.

Расчеты себестоимости продукции до модернизации и после модернизации представлены соответственно в таблице 6 и 7 Приложения В

8.5 Расчет основных технико-экономических показателей

Для установления эффективности модернизации рассчитаем основные технико-экономические показатели, произведем их комплексный анализ и сравнение с показателями установки до модернизации.

Цена продукции: Ц = 18006 руб.

Объем товарной продукции определяется по формуле

Q = Ц · M,(9.7)

Q = 18006·147361,2 / 1000 =2653385,8 тыс. руб.

8.5.1 Стоимость основных фондов составляет

Ф1 = 310896,503 тыс. руб.

После модернизации стоимость основных фондов составит:

(9.8)

Подставляя числовые значения в формулу (9.8), получим

тыс. руб.

8.5.2 Уровень фондоотдачи

, (9.9)

где Ф - среднегодовая стоимость основных фондов, тыс. руб.;

Q - объем производства, тыс. руб.,

Прибыль

, (9.10)

подставив числовые значения, получим прибыль до () и после () модернизации

8.5.3 Уровень производительности труда

,(9.11)

где Ч - численность работников, чел.

Уровень производительности труда на одного рабочего составит

8.5.4 Уровень рентабельности продукции

100 %,(9.12)

подставив числовые значения получим уровень рентабельности продукции до (Р1) и после (Р2) модернизации

%;

%.

8.5.5 Удельные капитальные вложения

, (9.13)

.

8.6 Расчет экономической эффективности модернизации

Если в результате модернизации происходит снижение себестоимости продукции, то экономический эффект рассчитывается как

, (9.14)

где ЕН - нормативный коэффициент экономической эффективности (для нефтехимии принимаем ЕН = 0,15);

к1, к2 - удельные капитальные затраты до и после внедрения новой техники;

- полные капитальные вложения;

- условно годовая экономия.

Условно годовую экономию находим по формуле

; (9.15)



По формуле (9.14) получим

руб.

Оценка экономической эффективности модернизации установки предполагает определение следующих показателей.

8.6.1 Сравнительная оценка капитальных вложений

,(9.16)

8.6.2 Срок окупаемости капитальных вложений

, (9.17)

.

Сравним расчетные значение показателей ЕС и Т с нормативными

ЕС = 0,36 > ЕН = 0,15;

Т = 2,75 < ТН = 5 лет.

Так как модернизация колонны К-1 удовлетворяет вышеописанным условиям, то её можно признать экономически эффективной.

Для наглядности технико-экономические показатели представим в виде таблицы 9.2.

Таблица 9.2- Технико-экономические показатели установки

Показатель	До модернизации	После модернизации
1 Абсолютные показатели
Суточная производительность, т	445,2	445,2
Дни работы	331	331
Мощность установки, тыс. т	147361,2	147361,2
Объём перерабатываемого сырья, тыс.т	167254,95	167254,95
Выход целевой продукции, %	88,1	88,5
Численность работников, чел	116	116
Стоимость основных фондов, тыс. руб.	310896,503	312110,003
2 Относительные показатели
Производительность труда, т/чел,	1270,35	1270,35
Тыс. руб/чел.	22874	22874
Фондоотдача, руб/руб	8,4	9,4
Себестоимость 1 т целевой продукции, руб	17183	17180
Рентабельность продукции, %	4,7	5
Удельные капитальные вложения, руб/т	2109,76	2117,99
3 Показатели экономической эффективности Годовой экономический эффект, тыс. руб.		260058,6
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, г.		2,75
Коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений		0,36
Прибыль, руб.	121278267,6	121720351,2

В ходе расчётов определили, что себестоимость одной тонны бензина после модернизации составила 17183 рублей, что на 3 рубля ниже первоначальной себестоимости. Прибыль увеличилась на 442083,6 руб., годовой экономический эффект составляет 260058,6 тыс. руб., срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 2,75 года.

ректификационный колонна гидродинамический клапанный

Заключение

В дипломном проекте представлены мероприятия по модернизации ректификационной колонны К-1, предназначенной для разделения трёхкомпонентной смеси с целью повышения качества продуктов ректификации.

В литературном обзоре рассмотрены конструкции ректификационных колонн с различными типами тарелок.

Произведен расчет процесса ректификации на ЭВМ с помощью программы "REKT"; параметры, полученные при расчете, полностью соответствуют требованиям технологического режима.

Произведен гидродинамический расчет клапанных тарелок по ОСТ 26-01-1488-83 и подбор тарелок в соответствии с АТК 26-02-2-89 и требованиям размера колонны. Тарелки по допустимой скорости пара в рабочем сечении, диапазону устойчивой работы и гидравлическому сопротивлению соответствуют предъявляемым требованиям.

Выполнен сравнительный анализ весовых характеристик колонны К-1, произведен расчет на ветровую нагрузку.

Рассмотрены вопросы по изготовлению тарелок, произведен расчет штампа для пробивки отверстий. Разработан штамп для пробивки трапециевидных отверстий в полотнах тарелок.

Разработаны мероприятия по ремонту колонны и монтажу внутренних устройств аппарата.

Рассмотрены вопросы по безопасности жизнедеятельности и экологии оборудования.

Произведены расчёты экономического характера.

В ходе расчётов определили, что себестоимость одной тонны бензина после модернизации составит 17180 рублей, что на 3 рубля ниже первоначальной себестоимости.

Прибыль увеличится на 442083,6 руб., годовой экономический эффект составит 260058,6 тысяч руб., срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 2,75 года.

Размещено на Allbest.ru

...