Колонна стабилизации первичной переработки нефти
Анализ конструкций ректификационных аппаратов. Конструирование и расчет выпуклого днища, цилиндрической обечайки, конических переходов и днища, колонного аппарата. Расчёт фланцевого соединения. Технология ремонта сборки и монтажа колонны стабилизации.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.05.2013 |
Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Ярославский государственный технический университет»
Кафедра «Технологические машины и оборудования»
Курсовой проект защищен с оценкой
Руководитель, доцент
Проворов А.В.
«___»______________2013
Колонна стабилизации первичной переработки нефти
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине “ Специальное оборудование отрасли ”
ЯГТУ 240801.65-011 КП
Проект выполнил
студент гр. ММ-52
А.В. Кабаков «___»________2013
2013
Реферат
59 страниц, 18 рисунков, 10 таблиц, 13 источников.
КОЛОННА СТАБИЛИЗАЦИИ, МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ, ТАРЕЛЬЧАТЫЕ КОЛОННЫ, РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ, МОНТАЖ АППАРАТА, ОХРАНА ТРУДА.
Стабилизационная колонна К-4 предназначена для фракционирования нестабильной бензиновой фракции и получения стабильного бензина и пропан - бутановой фракции на установке АВТ-3. Колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат колонного типа с эллиптическими днищами, установленный на цилиндрическую юбочную опору. Верхняя часть аппарата высотой обечайки 24450 мм имеет внутренний диаметр 2600 мм, нижняя часть высотой обечайки 4500 мм имеет внутренний диаметр 3000 мм. Верхняя и нижняя части аппарата соединены коническими переходом 2600 мм/ 3000 мм.
Колонна снабжена технологическими штуцерами и штуцерами КИПиА.
Для монтажа и демонтажа внутренних устройств, а также для осмотра корпуса предусмотрены люки 600 мм.
Внутри колонны расположены 40 клапанных тарелок поставки инофирмы.
Содержание
Введение
1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
2. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
2.1 Выпуклые днища
2.2 Цилиндрические обечайки
2.3 Конические переходы и днища
2.4 Колонный аппарат
2.5 Диаметр отверстия не требующего укрепления
2.6 Расчёт фланцевого соединения
3. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА СБОРКИ И МОНТАЖА
3.1 Монтаж аппарата
3.2 Технические условия на ремонт
4. ОХРАНА ТРУДА
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Развитие тяжелой промышленности, транспорта, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства, намечаемое на ближайшие годы, вызывает потребность в значительном увеличении выпуска нефтепродуктов. Для удовлетворения этой потребности в нашей стране ежегодно вводятся в действие новые установки первичной переработки нефти большой мощности, реконструируются старые установки. Реконструкция старых установок включает в себя усовершенствование технологии, внедрение новейшего высокоэффективного оборудования, автоматизацию процесса. Установки первичной переработки нефти играют на нефтеперерабатывающих заводах большую роль. От показателей их работы зависит эффективность вторичных процессов, поэтому усовершенствование технологии отдельных узлов установок, повышение их производительности, улучшение качества товарных продуктов в настоящее время весьма актуальны.
Большие экономические преимущества достигаются при строительстве комбинированных установок первичной переработки нефти, включающих ряд технологически и энергетически связанных процессов ее подготовки и переработки. Такими процессами являются электрообезвоживание, электрообессоливание, атмосферная перегонка, вакуумная перегонка мазута, стабилизация легких бензиновых фракций, абсорбция газов, выщелачивание компонентов светлых нефтепродуктов, вторичная перегонка бензиновых фракций и др. Поступающие на установку АВТ нефти значительно различаются по физико-химическим свойствам, углеводородному составу, плотности, вязкости, содержанию минеральных солей, газа, серы, парафина, механических примесей и др. Фракционный состав нефтей также играет важную роль при разработке технологической схемы процесса, расчете ректификационной системы и отдельных аппаратов установки.
В настоящее время разработаны и внедрены комбинированные установки по первичной переработке нефти, производительность самой мощной из них 8 млн, т/год; в стадии проектирования находятся установки мощностью 12 млн. т/год. Принципиальные схемы этих установок одинаковы. Они различаются числом технологических узлов, аппаратурным оформлением, компоновкой аппаратов и оборудования, технологическими и энергетическими решениями. В процессе эксплуатации установок была усовершенствована технология некоторых узлов, улучшены энергетические показатели и увеличена мощность АВТ.
Самой удачной из них является схема типовой установки А--12/9. В нее включены наиболее технически усовершенствованные технологические и энергетические узлы, использовано эффективное оборудование: горизонтальные электродегидраторы, ректификационные колонны с S -образными тарелками, укрупненные кожухотрубчатые конденсаторы, аппараты воздушного охлаждения, теплообменники с увеличенной поверхностью теплообмена, более мощные вакуумсоздающие устройства и др. Впервые в практике нефтепереработки на шлемовых трубах от вакуумной колонны к барометрическому конденсатору установлены батарейные эжекторы особой конструкции для обеспечения минимального остаточного давления наверху колонны (не выше 5кПа, т.е. 40 мм рт.ст.), Это способствует улучшению состава масляных дистиллятов. Принятые технологические решения позволяют более полно использовать энергетические ресурсы установки для подогрева нефтяного сырья и промежуточных продуктов, воды, воздуха, а также для производства насыщенного и перегретого водяного пара, расходуемого на собственные нужды.
1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
1.1 Анализ конструкций ректификационных аппаратов
При расчёте массообменного аппарата, прежде всего, следует учитывать особенности его конструкции. Различают следующие типы массообменных аппаратов: с непрерывным контактом фаз (например, насадочные колонны, плёночные аппараты) и со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые колонны) и распылительные колонны. В данном разделе рассмотрим подробнее типы массообменных аппаратов.
Насадочные колонны
Схема насадочной колонны приведена на рисунке 1. В корпусе 3 аппарата размещается насадка 5, которая может заполнять внутренний объём колонны полностью или слоями высотой 1,5…3 м. Насадку засыпают на решётки 4, в которых имеются отверстия для прохода газа и стока жидкости. Во избежание эффекта «сухого конуса» после каждого слоя насадки устанавливают направляющие конусы 2, позволяющие равномерно распределять жидкость в насадке. Подаётся жидкость в аппарат через специальное распределительное устройство 1.
В насадочных колоннах применяют насадку разной конфигурации (рисунок 2). Насадочные тела должны быть механически прочными и устойчивыми к коррозии и колебаниям температуры. Кольца с крестообразными перегородками и со спиралями имеют только большие размеры. Кольца размером свыше 75 мм укладывают послойно так, чтобы их вертикальные оси не совпадали. Правильно уложенные кольца хорошо распределяют жидкость и оказывают меньшее гидравлическое сопротивление.
1 - распределительное устройство; 2 - направляющий конус; 3 - корпус; 4 - решётки; 5 - насадка
Рисунок 1 - Насадочная колонна
Для сравнения насадок различных типов используют такие параметры, как свободный объём, и удельная площадь поверхности насадки.
а - кольца Рашига; б - кольца Лессинга; в - кольцо с крестообразными перегородками; г - кольцо с одиночной спиралью; д - кольцо с двойной спиралью; е - кольцо Палля; ж - седло Берля; з - седло «Инталокс»
Рисунок 2 - Типы насадки
В самой ректификационной колонне не требуется отводить тепло, поэтому трудность отвода тепла из насадочных колонн является скорее достоинством, чем недостатком насадочных колонн в условиях процесса ректификации. Однако и при ректификации следует считаться с тем, что равномерное распределение жидкости по насадке в колоннах большего диаметра затруднено.
Распылительные колонны
На рисунке 3 показаны некоторые типы распыливающих аппаратов, выполненных в виде полых колонн. Газ в них движется обычно снизу вверх, а жидкость подается через расположенные в верхней части колонны распылители с направлением факела распыла сверху вниз (рисунок 3 а) или под некоторым углом к горизонтальной плоскости (рисунок 3 б).
а - факел распыла направлен вниз; б - факел распыла направлен под углом; в - с пережимом в нижней части
Рисунок 3 - Полые распыливающие аппараты
Во многих случаях, особенно при большой высоте колонны, распылители располагают в несколько ярусов. При этом факелы распыла сверху вниз или под углом к горизонтальной плоскости, либо снизу вверх. Применяют так же комбинированную установку распылителей: часть факелов вверх, а часть факелов вниз.
В полом аппарате, где распылители с направлением факела распыла сверху вниз расположены в один ярус в верхней части аппарата, теоретически осуществляется противоток (при движении газа снизу вверх). Однако вследствие циркуляции и перемешивания газа такие аппараты по характеру контакта газа и жидкости ближе к аппарату с полным перемешиванием газа и эффективная движущая сила в них ниже, чем при противотоке.
В многоярусных полых аппаратах (при вводе в распылители каждого яруса свежей жидкости), а также в аппаратах с направленным вверх факелом распыла противоток отсутствует; однако при этом эффективная движущая сила примерно такая же, как и в противоточных аппаратах с одним ярусом распылителей. В то же время наличие нескольких ярусов распыления ведет к повешению эффективности аппарата.
В рассмотренных типах аппаратов газ распределяется не равномерно, что снижает их эффективность. На рис. 3в изображен аппарат с пережимом в нижней части. Через отверстие в пережиме газ проходит со сравнительно большей скоростью (6-10 м/с), что способствует более равномерному распределению его вследствие добавочного сопротивления в пережиме. Добавочное сопротивление может быть создано также тонким слоем насадки, отделяющим входящую струю газа от основного объема аппарата.
Полые распыливающие аппараты отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью; они обладают малым гидравлическим сопротивлением и могут применяться в сильно загрязненных газах. При использовании форсунок соответствующей конструкции полые аппараты могут работать и в случае загрязненных жидкостей.
Основной недостаток полых аппаратов - невысокая эффективность разделения, обусловленная перемешиванием газа и плохим заполнением объема факелов распыленной жидкости. В результате объемный коэффициент массопередачи и число единиц переноса в этих аппаратах невелики; скорость газа в них должна быть низкой (до 1 м/с) во избежание уноса распыленной жидкости с газом. Полые аппараты неудовлетворительно работают при низких плотностях орошения, а количество подаваемой жидкости трудно поддается регулированию. Кроме того, расход энергии на распыление жидкости довольно высок.
Из-за указанных недостатков полые аппараты имеют довольно ограниченное применение.
В полых аппаратах применяют главным образом механические, центробежные и ударные форсунки. Эти форсунки производят распыление за счет энергии жидкости, подаваемой под избыточным давлением 0,2-0,3 МПа. В центробежных форсунках распыление происходит под действием центробежной силы, развиваемой при вращении жидкости, вызванном либо ее тангенциальным вводом (рисунок 4 а), либо движением со спиральным каналом (рисунок 4 б). В ударных форсунках распыление происходит или в результате удара струи жидкости о препятствие (рисунок 4 в), или при взаимном ударе двух жидких струй (рисунок 4 г).
а - центробежная с тангенциальным вводом жидкости; б - с винтовым вкладышем; в - ударная; г - с взаимным ударом двух струй
Рисунок 4 - Конструкции форсунок
В полых распыливающих аппаратах скорость нельзя значительно повысить, так как это вызвала бы унос с ним большей части распыленной жидкости. В случае прямотока газа и жидкости процесс проводят при больших скоростях газа (20-30 м/с и выше), причем вся жидкость уносится с газом (паром) и отделяется от него в отдельном сепарационном устройстве.
Барботажные (тарельчатые) колонны
Тарельчатые колонны представляют собой вертикальные колонны, внутри которых на определённом расстоянии размещены горизонтальные перегородки-тарелки. С помощью тарелок осуществляется направленное движение фаз и многократное взаимодействие жидкости и пара.
В настоящее время в промышленности применяются разнообразные конструкции тарельчатых аппаратов. По способу слива жидкости с тарелок барботажные колонны можно подразделить: с тарелками со сливными устройствами, с тарелками без сливных устройств.
Тарельчатые колонны со сливными устройствами
В этих колоннах перелив жидкости с тарелки на тарелку осуществляется при помощи специальных устройств - сливных трубок. Нижние концы трубок погружены в стакан на нижерасположенных тарелках и образуют гидравлические затворы, исключающие возможность прохождения газа через сливное устройство.
Принцип работы такого аппарата очевиден из рисунка 5. Жидкость поступает на верхнюю тарелку 1, сливается с тарелки на тарелку через переливные устройства 2 и удаляется из нижней части колонны. Пар поступает в нижнюю часть аппарата, проходит последовательно сквозь отверстия и колпачки каждой тарелки. При этом пар распределяется в виде пузырьков и струй в слое жидкости на тарелке, образуя на ней слой пены, являющийся основной областью массообмена и теплообмена на тарелке.
1 - тарелка; 2 - сливные устройства
Рисунок 5 - Тарельчатая колонна со сливными устройствами
Переливные трубки располагают на тарелках таким образом, чтобы жидкость на соседних тарелках протекала в противоположных направлениях. За последнее время всё шире применяют сливные устройства в виде сегментов, вырезанных в тарелке и ограниченных порогом - переливом.
К тарелкам со сливными устройствами относятся: ситчатые, колпачковые, клапанные, балластные, пластинчатые.
Ситчатые тарелки (рисунок 6) представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну 1 с горизонтальными тарелками 2, в которых равномерно по всей поверхности просверлено значительное число отверстий диаметром 1…5 мм. Для слива жидкости и регулирования её уровня на тарелке служат переливные трубки 3, нижние концы которых погружены в стакан 4.
а - схема устройства колонны; б - схема работы колонны;
1 - корпус; 2 - тарелка; 3 - переливная труба; 4 - стакан
Рисунок 6 - Ситчатая колонна
Газ проходит сквозь отверстия тарелки и распределяется в жидкости в виде мелких струек и пузырьков. При достаточно малой скорости газа жидкость может просачиваться через отверстия тарелки на нижерасположенную тарелку, что чревато существенным снижением интенсивности массопередачи. Поэтому газ должен двигаться с определённой скоростью и иметь давление, достаточное для того, чтобы преодолеть давление слоя жидкости на тарелке и предотвратить стекание жидкости через отверстия в тарелке.
Ситчатые тарелки отличаются простотой устройства, лёгкостью монтажа, осмотра и ремонта. Ситчатые тарелки устойчиво работают в довольно широком интервале скоростей газа, причём в определённом диапазоне нагрузок по газу и жидкости эти тарелки обладают высокой эффективностью. Вместе с тем ситчатые тарелки чувствительны к загрязнениям и осадкам, которые забивают отверстия тарелок. В случае внезапного прекращения поступления газа или значительного снижения его давления с ситчатых тарелок сливается вся жидкость, и для возобновления процесса требуется вновь запускать колонну.
Колпачковые тарелки менее чувствительны к загрязнениям, чем колонны с ситчатыми тарелками, и отличаются более высоким интервалом устойчивой работы (рисунок 7). Газ на тарелку 1 поступает по патрубкам 2, разбиваясь затем прорезям колпачка 3 на большое число отдельных струй. Прорези колпачков наиболее часто выполняются в виде зубцов треугольной или прямоугольной формы. Далее газ проходит через слой жидкости, перетекающей по тарелке от одного сливного устройства 4 к другому. При движении через слой значительная часть мелких струй распадается, и газ распределяется в жидкости в виде пузырьков. Интенсивность образования пены и брызг на колпачковых тарелках зависит от скорости движения газа и глубины погружения колпачка в жидкость.
На рисунке 8 показана схема работы колпачка при неполном (а) и полном (б) открытии прорезей, причём в последнем случае колпачок работает наиболее эффективно.
1 - тарелка; 2 - газовые патрубки; 3 - колпачки; 4 - сливные трубки
Рисунок 7 - Схема работы колпачковой тарелки
1 - тарелка; 2 - колпачок; 3 - газовый патрубок
Рисунок 8 - Схема работы колпачка при неполном (а) и полном (б)
открытии прорезей
Сечение и форма прорезей колпачка имеют второстепенное значение, но желательное устройство узких прорезей, так как при этом газ разбивается на более мелкие струйки, что способствует увеличению поверхности соприкосновения фаз. Для создания большей поверхности контакта фаз на тарелках обычно устанавливают значительное число колпачков, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга.
Колпачковые тарелки изготавливают с радиальным или диаметральным переливами жидкости. Тарелка с радиальным переливом жидкости (рисунок 9 а) представляет собой стальной диск 1, который крепится на прокладке 2 болтами 3 к опорному кольцу 4. Колпачки 5 расположены на тарелке в шахматном порядке. Жидкость переливается на лежащую ниже тарелку по периферийным сливным трубкам 6, движется к центру и сливается на следующую тарелку по центральной трубке 7, затем снова течёт к периферии и т.д.
а - радиальный перелив: 1 - диск; 2 - прокладка; 3 - болты; 4 - опорное кольцо; 5 - колпачки; 6 - перефирийные переливные трубки; 7 - центральная сливная трубка; б - диаметральный перелив: 1 - диск; 2 - опорный лист; 3 - приёмный порог; 4 - сливной порог; 5 - сменная гребёнка; 6 - перегородка; 7- колпачки
Рисунок 9 - Колпачковая тарелка с различными переливами жидкости:
Тарелка с диаметральным переливом (рисунок 9 б) представляет собой срезанный с двух сторон диск 1, установленный на опорном листе 2. С одной стороны тарелка ограничена приёмным порогом 3, а с другой - сливным порогом 4 со сменной гребёнкой 5, при помощи которой регулируется уровень жидкости на тарелке. В тарелке этой конструкции периметр слива увеличен путём замены сливных трубок сегментообразными отверстиями, ограниченными перегородками 6, что снижает вспенивание жидкости при её переливе.
Колпачковые тарелки устойчиво работают при значительных изменениях нагрузок по газу и жидкости. К их недостаткам следует отнести сложность устройства и высокую стоимость, низкие предельные нагрузки по газу, относительно высокое гидравлическое сопротивление, трудность очистки. Поэтому колонны с колпачковыми тарелками постепенно вытесняются новыми, более прогрессивными конструкциями тарельчатых аппаратов.
Клапанные и балластные тарелки. Такие тарелки получают в последнее время всё более широкое распространение, особенно для работы в условиях значительно меняющихся скоростей газа.
Принцип действия клапанных тарелок (рисунок 10 а, б) состоит в том, что свободно лежащий над отверстием в тарелке клапан 1 с изменением расхода газа своим весом автоматически регулирует величину площади зазора между клапаном и плоскостью тарелки для прохода газа и тем самым поддерживает постоянную скорость газа при его истечении в барботажныйслой. При этом с увеличением скорости газа в колонне гидравлическое сопротивление клапанной тарелки увеличивается незначительно. Высота подъёма клапана ограничивается высотой кронштейна-ограничителя 2 и обычно не превышает 8 мм. Пластинчатые клапаны (рисунок 8 в) работают так же, как и круглые. Они имеют форму неравнобокого уголка, одна из полок которого (более длинная) закрывает прямоугольное отверстие в тарелке. Круглые клапаны имеют диаметр 4550 мм, отверстия под клапаном делают диаметром 3540 мм при шаге между ними 75150 мм. Высота подъёма клапанов 6,58 мм.
а, б - с круглыми клапаннами; в - с пластинчатым клапаном; г - балластная; 1 - склапан; 2 - кронштейн-ограничитель; 3 - балласт
Рисунок 10 - Клапанные тарелки
Балластные тарелки (рисунок 10 г) отличаются по устройству от клапанных тем, что в них между лёгким круглым клапаном 1 и кронштейном-ограничителем 2 установлен на коротких стойках, опирающихся на тарелку, более тяжёлый, чем клапан, балласт 3. Клапан начинает подниматься при небольших скоростях газа. С дальнейшим увеличением скорости газа клапан упирается в балласт и затем поднимается вместе с ним. Балластные тарелки отличаются более равномерной работой и полным отсутствием провала жидкости во всём интервале скоростей газа.
Достоинства клапанных и балластных тарелок: сравнительно высокая пропускная способность по газу и гидродинамическая устойчивость, постоянная и высокая эффективность в широком интервале нагрузок по газу. Последнее достоинство является особенностью этих тарелок по сравнению с тарелками других конструкций. К недостаткам таких тарелок следует отнести их повышенное гидравлическое сопротивление, обусловленное весом клапана и балласта.
Пластинчатые тарелки. В отличие от тарелок рассмотренных выше, пластинчатые тарелки работают при однонаправленном движении фаз, т.е каждая ступень работает по принципу прямотока, что позволяет резко повысить нагрузки по газу и жидкости, в то время как колонна в целом работает с противотокам фаз. В колонне с пластинчатыми тарелками (рисунок11) жидкость (движение которой показано на рисунке сплошными стрелками) поступает с вышележащей тарелки в гидравлический затвор 1 и через переливную перегородку 2 попадает на тарелку 3, состоящую из ряда наклонных пластин 4. Дойдя до первой щели, образованной наклонными пластинами, жидкость встречается с газом (пунктирные стрелки), который с большей скоростью проходит сквозь щели. Вследствие небольшого угла наклона пластин (1015) газ выходит на тарелку в направлении, близком к параллельному по отношению к плоскости тарелки. При этом происходит эжектирование жидкости, которая диспергируется газовым потоком на мелкие капли и отбрасывается вдоль тарелки к следующей щели, где процесс взаимодействия жидкости и газа или пара повторяется. В результате жидкость с большей скоростью вдоль тарелки от переливной перегородки 2 к сливному карману 5.
Таким образом, пластинчатые тарелки работают так, что в отличие от тарелок других конструкций жидкость является дисперсной фазой, а пар - сплошной, и контактирование жидкости и пара осуществляется на поверхности капель и брызг.
Помимо работы пластинчатых тарелок в интенсивном капельном режиме к числу их достоинств относятся: низкое гидравлическое сопротивление, возможность работы с загрязнёнными жидкостями, низкий расход металла при их изготовлении. На тарелках этого типа продольное перемешивание жидкости, что приводит к увеличению движущей силы массопередачи. Недостатком пластинчатых тарелок являются: трудность отвода и подвода тепла, снижение эффективности при небольших расходах жидкости.
1 - гидравлический затвор; 2 - переливная перегородка; 3 - тарелка;
4-пластины; 5 - сливной карман
Рисунок 11 - Пластинчатая тарелка
Колонны с тарелками без сливных устройств
В тарелке без сливных устройств газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия и щели. На тарелке одновременно с взаимодействием жидкости и газа путём барботажа происходит сток части жидкости на нижерасположенную тарелку - «проваливание» жидкости. Поэтому тарелки такого типа обычно называют провальными. К ним относятся дырчатые, решётчатые, трубчатые и волнистые тарелки.
Гидродинамические режимы работы этих тарелок можно установить на основе зависимости их гидравлического сопротивления от скорости газа при постоянной плотности орошения (рисунок 12).
1 - колонна; 2 - тарелки; 3 - распределитель жидкости
Рисунок 12 - Колонна с тарелками без сливных устройств
При малых величинах скорости жидкость на тарелке не задерживается, так как мала сила трения между фазами. С увеличением скорости газа жидкость начинает накапливаться на тарелке и газ барботирует сквозь жидкость. В интервале скоростей газа, соответствующих отрезку ВС , тарелка работает в нормальном режиме. При этом газ и жидкость попеременно проходят через одни и те же отверстия. Если скорость газа ещё больше возрастает, то, вследствие увеличения трения между газом и жидкостью, резко увеличивается накопление жидкости на тарелке и соответственно - её гидравлическое сопротивление, что способствует наступлению состояния захлёбывания (отрезок CD). При небольших расходах жидкости, большом свободном сечении тарелки и диаметре отверстий или щелей перелом в точке С отсутствует.
а - дырчатая; б - решётчатая;
1 - тарелка; 2 - отверстия; 3 - щели
Рисунок 13 - Провальные тарелки
Дырчатые тарелки (рисунок 13 а) аналогичны по устройству ситчатым тарелкам и отличаются от последних лишь отсутствием сливных устройств. Диаметр отверстий в этих тарелках равен 410 мм, а суммарная площадь сечения всех отверстий по отношению к сечению колонны составляет 1025% [2, с.481].
Решётчатые тарелки (рисунок 13 б) имеют отверстия в виде выфрезерованных или выштампованных щелей шириной 38 мм.
Трубчатые тарелки представляют собой чаще всего решётки, образованные из ряда параллельных труб, присоединённых к коллектору.
Волнистые тарелки - гофрированные металлические листы с отверстиями 48 мм.
Дырчатые и решётчатые провальные тарелки отличаются простотой конструкции, низкой стоимостью изготовления и монтажа, сравнительно небольшим гидравлическим сопротивлением. К достоинству провальных тарелок относится лёгкость отвода тепла от барботажного слоя на тарелке путём пропускания охлаждающего агента по трубам, из которых состоит тарелка. Однако эти тарелки в сравнении с дырчатыми и решётчатыми значительно сложнее по устройству и монтажу.
Основной недостаток колонн с дырчатыми, решётчатыми и трубчатыми провальными тарелками - небольшой интервал изменения скоростей газа и жидкости, в пределах которого поддерживается устойчивая и эффективная их работа.
В более широком диапазоне нагрузок работают волнистые провальные тарелки. Однако эти тарелки сложнее, чем дырчатые и решётчатые провальные тарелки по устройству и монтажу.
Таким образом, мы рассмотрели классификацию конструкций массообменных аппаратов с непрерывным и со ступенчатым контактом фаз. Большое разнообразие контактных устройств затрудняет выбор оптимальной конструкции тарелок. Клапанные тарелки имеют наибольшее преимущество в связи с тем, что сравнительно высокая пропускная способность по газу и гидродинамическая устойчивость и достигается более высокая степень разделения однородных жидких смесей. Поэтому выбираем в качестве контактных устройств тарелки клапанные трапецеидальные, так как они по ряду показателей превосходят другие тарелки, а так же хорошо себя зарекомендовали в отраслях химической промышленности.
2. Конструирование и расчет
2.1 Выпуклые днища
Расчет на прочность по ГОСТ 14249-89
Элемент: Верхнее эллиптическое днище, работающее под действием внутреннего давления.
Рабочие условия
Рисунок 14 - схема выпуклого днища.
Исходные данные
Материал днища 09Г2С
Расчетная температура T = 170 єС
Расчетное давление p = 1.5 МПа
Внутренний диаметр днища D = 2600 мм
Высота выпуклой части днища без учета
цилиндрической части H = 650 мм
Исполнительная толщина стенки днища s1= 25 мм
Прибавка на коррозию и эрозию c1= 6 мм
Прибавка - минусовый допуск c2 = 0.8 мм
Прибавка технологическая c3= 3.75 мм
Коэффициент прочности сварного шва = 1
Допускаемое напряжение [у] = 168.5 МПа
Длина цилиндрической отбортовки h1 = 80 мм
Результаты расчета
Радиус кривизны в вершине эллиптического или полусферического днища: R = = = 2600 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки: c=c1+c2+c3= 10.55 мм
Расчетная толщина стенки эллиптического или полусферического днища от действия внутреннего давления:
S1p = = = 11.6 мм
Расчетная толщина стенки днища от действия давления с учетом прибавки:
s1p+c = 22.15 мм
Допускаемое внутреннее давление для эллиптического или полусферического днища:
= = 1.868 МПа
Днище отвечает условиям прочности в соответствии с требованиями ГОСТ 14249-89
2.2 Цилиндрические обечайки
Расчет на прочность по ГОСТ 14249-89
Элемент: Гладкая цилиндрическая обечайка, работающая под действием внутреннего давления - осевой сжимающей силы - изгибающего момента. Рабочие условия
Рисунок 15 - схема цилиндрической обечайки.
Исходные данные
Материал обечайки 09Г2С
Расчетная температура T = 170 єС
Расчетное давление P = 1.5 МПа
Расчетное осевое усилие F = 3.133 Н
Расчетный изгибающий момент M = 1.926 H·мм
Расчетное поперечное усилие Q = 2.801 H
Внутренний диаметр обечайки D = 2600 мм
Расчетная длина обечайки L = 1.222мм
Толщина стенки обечайки S = 22 мм
Прибавка на коррозию C1 = 6 мм
Прибавка - минусовый допуск С2= 0.8 мм
Прибавка технологическая C3 = 0 мм
Коэффициент прочности продольного сварного шва p = 1
Допускаемое напряжение [у ] = 168.5 МПа
Модуль продольной упругости Е = 1.835 МПа
Приведенная расчетная длина Lпр =1.222 мм
Результаты расчета
Расчетная толщина стенки
обечайки от действия давления:
Sp = = = 11.62 мм
Расчетная толщина стенки
обечайки от действия давления
с учетом прибавки:
S 11.62 + 6.08 = 18.42 мм
Допускаемое внутреннее давление
= = 1.959 МПа
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной
устойчивости в пределах упругости:
4.187 Н
Допускаемое осевое усилие из
условия устойчивости в пределах упругости:
4.187 Н
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:
2.104 Н
Допускаемое осевое сжимающее усилие:
1.88Н
Допускаемый изгибающий момент из условий устойчивости в пределах упругости:
3.11Н·мм
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности:
1.368 Н·мм
Допускаемый изгибающий момент:
1.252 Н·мм
Допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости:
7.668Н
Допускаемое поперечное усилие из условия прочности:
5.23 Н
Допускаемое перерезывающее усилие:
4.321 Н
Условие устойчивости
(п.2.3.7 ГОСТ 14249-89) + + = 0.03209 < 1
Обечайка отвечает условиям прочности и устойчивости в соответствии с требованиями ГОСТ 14249-89.
2.3 Конические переходы и днища
Расчет на прочность по ГОСТ 14249-89
Элемент: Не отбортованный конический переход, расположенный между верхней 2600 мм и нижней 3000 мм частью аппарата, работающий под действием внутреннего давления - осевой сжимающей силы
Рабочие условия:
Рисунок 16 - схема конического перехода.
Исходные данные
Материал конической обечайки или днища 09Г2С
Материал большего конического перехода 09Г2С
Материал меньшего конического перехода 09Г2С
Материал большего цилиндрического перехода 09Г2С
Материал меньшего цилиндрического перехода 09Г2С
Материал укрепляющего кольца 09Г2С
Расчетная температура T = 250 єС
Расчетное давление P = 1.5 МПа
Расчетная осевая сила F = 6,057 Н
Расчетный изгибающий момент M = 6,867 H·мм
Внутренний диаметр большей обечайки, перехода или днища D = 3000мм
Внутренний диаметр меньшей цилиндрической обечайки D1 =2600мм
Половина угла раствора при вершине конической обечайки
(днища) б1= 22.5 град
Половина угла раствора при вершине 2-й конической обечайки б2= 0град
Исполнительная толщина стенки конической обечайки (днища) Sк = 24 мм
Исполнительная толщина стенки большей
цилиндрической обечайки Sб = 24мм
Исполнительная толщина стенки меньшей
цилиндрической обечайки Sм = 24 мм
Исполнительная толщина стенки большего
конического перехода S1б = 24 мм
Исполнительная толщина стенки большего
цилиндрического перехода S2б = 24 мм
Исполнительная толщина стенки меньшего
конического перехода S1м = 24 мм
Исполнительная толщина стенки меньшего
цилиндрического перехода S2м = 24 мм
Исполнительная толщина стенки тороидального перехода Sт = 24 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине конической
обечайки(днища) Cк = 4.8 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине большего
конического перехода C1б = 4.8 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине большей
Цилиндрической обечайки (перехода) C2б =4.8 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине меньшего
конического перехода C1м =4.8 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине меньшей
цилиндрической обечайки (перехода) C2м =4.8 мм
Фактическая длина переходной части конической
обечайки у большего конца a1D = 0 мм
Фактическая длина переходной части большей
цилиндрической обечайки a2D = 400 мм
Фактическая длина переходной части конической
обечайки у меньшего конца a1D = 0 мм
Фактическая длина переходной части меньшей
цилиндрической обечайки a2D = 400 мм
Коэффициент прочности продольного сварного шва = 1
Коэффициент прочности кольцевого сварного шва = 1
Допускаемое напряжение для материала конической
обечайки (днища) [у] = 162 МПа
Допускаемое напряжение для материала большего конического
(тороидального) перехода [у]1= 162 МПа
Допускаемое напряжение для материала большей
цилиндрической обечайки (перехода) [у]2 =162 МПа
Допускаемое напряжение для материала меньшего
конического перехода [у]1 =162 МПа
Допускаемое напряжение для материала меньшей
цилиндрической обечайки (перехода) [у]2 = 162 МПа
Модуль продольной упругости материала конической
обечайки (днища) Е 1.76 МПа
Результаты расчета
Расчетная длина переходной части конической обечайки:
= = 174.8 мм
Расчетная длина переходной части конической обечайки у меньшего конца:
= = 162.7 мм
Расчетная длина переходной части цилиндрической обечайки:
= = 168 мм
Расчетная длина цилиндрической обечайки или штуцера у меньшего конца:
== 279.3 мм
Расчетный диаметр гладкой конической обечайки без тороидального перехода:
D = 3000 2906 мм
Расчетные коэффициенты прочности сварных швов (табл.4 ГОСТ14249-89):
- большего перехода при расчете на действие давления: = 1
- большего перехода при расчете на действие растягивающей силы: = 1
- большего перехода при расчете на действие изгибающего момента: = 1
- меньшего перехода при расчете на действие давления: = 1
- меньшего перехода при расчете на действие осевой силы: = 1
- меньшего перехода при расчете на действие изгибающего момента:= 1
Эффективные толщины переходных участков:
- конической части соединения без тороидального перехода:
24 мм
- цилиндрической части соединения без тороидального перехода:
24 мм
Допускаемое внутреннее избыточное давление для конической обечайки или днища:
= = 1.965 МПа
Допускаемая растягивающая сила:
= = =2.897 Н
Допускаемая осевая сжимающая сила:
2.391 Н
где: - допускаемая осевая сила из условия прочности:
= 2.391 Н
- допускаемая осевая сила из условия устойчивости в пределах упругости:
5.533 Н
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности:
1.583 H·мм
Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости:
где:
2.113 H·мм
- допускаемый изгибающий момент из условия прочности:
2.324 H·мм
- допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:
5.073 H
- эффективный диаметр конической обечайки при осевом сжатии и изгибе:
= = 3209 мм
- коэффициент запаса устойчивости: 2.4
Допускаемое давление из условия прочности большей переходной части без тороидального перехода:
= 2.688 МПа
где:
- коэффициент формы:
= 0.765
- коэффициент
: = 0.4 = 0.765
Допускаемая осевая растягивающая или сжимающая сила из условия прочности переходной части:
где:
= 1.074 Н
- коэффициент :2.73
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности переходной части:
= 1.583 H·мм
Допускаемое давление из условия прочности соединения штуцера или внутреннего цилиндрического корпуса с конической обечайкой: где:
= = 1.647 МПа
общий коэффициент формы для переходной части:
- коэффициент = 1.445
Допускаемая осевая растягивающая или сжимающая сила из условия прочности переходной части:
= 1.344 Н
где:
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности переходной
части:
= 8.738 H·мм
Условие устойчивости
= 0.05783 < 1
Условие прочности большей переходной части
0.5869 < 1
Условие прочности меньшей переходной части
0.944 < 1
Конический переход (пологое коническое днище) отвечает условиям прочности и устойчивости в соответствии с требованиями ГОСТ 14249-89
2.4 Колонный аппарат
Расчет на прочность по ГОСТ Р 51273-99 и ГОСТ Р 51274-99
Элемент: Колонный аппарат
Рабочие условия
Опора-юбка в нижней части колонны
Учитывать ветровую нагрузку на часть колонны ниже опоры-юбки
Площадь внешних элементов приближенно учитывается коэффициентом парусности
Период собственных колебаний определяется автоматически численными методами
Период собственных колебаний определяется без учета прибавок на коррозию
Исходные данные
Ветровой район I (230 Па),
Ветровой район и сейсмичность
Сейсмичность менее 7-ми баллов
Минимальный момент инерции подошвы фундамента IF = 3.018мм
Коэффициент неравномерности сжатия СF = 0.06 Н/мм
Нормативное значение ветрового давления qo = 230 Па
Значение сейсмического коэффициента грунта
(Ks=0.0 при баллах < 7 ) Ks = 0
Коэффициент прочности кольцевого шва FIт = 1
Высота постамента Hосн = 0 мм
Количество сосредоточенных масс Nсосред = 4
Количество участков с различными коэффициентами
парусности Nпар. элем = 1
Высота колонны H = 3.694 мм
Количество элементов аппарата (Задается автоматически) Nelements =7
Число участков (Задается автоматически) Nучастков = 16
Номер сечения приварки юбки (Задается автоматически) Nсеч.юбки =15
Сосредоточенные массы (веса)
N Координата сосредоточенной Величина сосредоточенной массы (веса), мм массы (веса), Н
1 10000 50000
2 18000 50000
3 28000 50000
4 36000 50000
Коэффициенты парусности
Координата участка, мм Коэффициент парусности участка
3.65 1.4
Результаты расчета
Период собственных колебаний T = 3.092
Параметр Epsilon при определении коэффициента
динамичности Epsilon = 0.05935
Коэффициент пространственной корелляции пульсации
давления ветра Nu = 0.8161
Коэффициент динамичности при действии ветровой нагрузки Ksi = 2.059
Продольные напряжения
- на наветренной стороне
- на подветренной стороне
Кольцевые напряжения
Эквивалентные напряжения
- на наветренной стороне
- на подветренной стороне
Нагрузки на фундамент или опорную конструкцию
Вертикальное усилие = 1.199, Н
Изгибающий момент = 1.29074, Н мм
Перерезывающая сила = 5.972 , Н
2.5 Диаметр отверстия не требующего укрепления
Расчет на прочность по ГОСТ 24755-89
Элемент: Узел врезки штуцера или люка в цилиндрической обечайке при действии внутреннего давления. Рабочие условия. Определение диаметра отверстия, не требующего укрепления. Расчет укрепления отдельного отверстия. Расчетная схема укрепления отверстия
Рисунок 17 - схема узла врезки штуцера.
Исходные данные
Материал корпуса (обечайки или днища) - 09Г2С -
Расчетная температура T 170 єС
Расчетное давление P 1.5 МПа
Исполнительная толщина стенки обечайки, конического перехо-
да или днища s 22 мм
Сумма прибавок к расчетной толщине корпуса c1 6.8 мм
Коэффициент прочности сварных швов корпуса 1
Допускаемое напряжение для материала корпуса [у] 168.5 МПа
Внутренний диаметр обечайки, днища или конического перехода
в месте расположения отверстия D 2600 мм
Результаты расчета
Расчетный диаметр цилиндрической обечайки корпуса: Df = D=2600мм
Расчетная толщина стенки укрепляемого элемента: sf = 11.62 мм
Расчетный диаметр отверстия для штуцера с круглым поперечным сечением, ось которого совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия: df = d + 2 c1 = 112 мм
Минимальное расстояние между наружными поверхностями штуцеров, при котором они не оказывают влияние друг на друга:
b +
= + = 397.6 мм
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления, при наличии избыточной толщины стенки сосуда, работающего под действием внутреннего давления:
d0 = 2 =
= 2 = 201.8 мм
Узел врезки штуцера (люка) отвечает условиям укрепления отверстий в соответствии с требованиями ГОСТ 24755-89
2.6 Расчёт фланцевого соединения
В аппаратах и трубопроводах для разъемного соединения их составных частей, а также для присоединения к аппаратам запорной арматуры, предохранительных, регулирующих и контролирующих устройств широко используются фланцевые соединения.
Расчет стальных фланцевых соединений проводится в соответствии с ОСТ 26-373-78. Элемент: Фланцевое соединение фланца и крышки.
Плоская неметаллическая прокладка. Крепеж шпильки
Рабочие условия (менее 1000 циклов)
Рисунок 18 - Расчетная схема фланцевого соединения
Исходные данные
Материал 1-го фланца (крышки) 09Г2С
Материал и диаметр болтов (шпилек) 35Х, Diam=1-М20
Материал прокладки Паронит по ГОСТ 481при толщине не более 2 мм
Материал 2-го фланца (крышки) 09Г2С
Расчетное давление = 1,8 МПа
Расчетная температура = 150 єС
Температура болтов (шпилек) = 130,5 єС
Диаметр окружности расположения болтов = 700 мм
Наружный диаметр болта (шпильки) d = 20 мм
Минимальная площадь поперечного сечения болта (шпильки) = 225 мм^2
Количество болтов (шпилек) n = 32
Допускаемое напряжение для шпилек при t=20C = 230 МПа
Допускаемое напряжение для шпилек при t=t6 = 228МПа
Модуль упругости шпилек при t=20C= МПа
Модуль упругости шпилек при t=t6 = МПа
Коэффициент линейного удлинения шпилек =1/С
Наружный диаметр прокладки = 669 мм
Ширина прокладки = 15 мм
Удельное давление обжатия прокладки = 20 МПа
Допускаемое удельное давление на прокладку [q] = 130 МПа
Прокладочный коэффициент m = 2.5
Условный модуль сжатия прокладки= 2000 МПа
Коэффициент обжатия прокладки К = 0,9
Толщина прокладки = 2 мм
Внутренний диаметр фланца D = 600 мм
Температура фланца (крышки) = 144,8 С
Допускаемое напряжение материала фланца (крышки) при t=20С = 183 МПа
Допускаемое напряжение материала фланца (крышки) при =154,5 МПа
Предел текучести материала фланца крышки при t=20С = 280МПа
Предел текучести материала фланца крышки при = 231,5 МПа
Временное сопротивление материала фланца крышки при t=20C = 440 МПа
Временное сопротивление материала фланца крышки при = 425 МПа
Модуль упругости материала фланца (крышки) при t=20С МПа
Модуль упругости материала фланца (крышки) при Е МПа
Коэффициент линейного удлинения материала фланца (крышки) 1/С
Прибавка на коррозию с = 4 мм
Наружный диаметр фланца (крышки) = 74 мм
Толщина фланца (фланца сферической неотбортованной крышки, плоской крышки) = 44 мм
Толщина втулки в сечении , (толщина втулки (обечайки) плоского фланца, толщина днища неотбортованной сферической крышки) = 12 мм
Толщина втулки в месте соединения с тарелкой фланца (в сечении ) = 24 мм
Длина конической втулки I = 36 мм
Температура 2-го фланца (крышки) =144,8 С
Допускаемое напряжение материала 2-го фланца (крышки) при t=20С = 183 МПа
Допускаемое напряжение материала 2-го фланца (крышки) при =154,5 МПа
Предел текучести материала 2-го фланца (крышки) при t=20С = 280 МПа
Предел текучести материала 2-го фланца (крышки) при = 231,5 МПа
Временное сопротивление материала 2-го фланца (крышки) при t=20С = 440 МПа
Временное сопротивление материала 2-го фланца (крышки) при = 425 МПа
Модуль упругости материала 2-го фланца (крышки) при t=20С =1,99105 МПа
Модуль упругости материала 2-го фланца (крышки) при Е =1,86105 МПа
Коэффициент линейного удлинения материала 2-го фланца (крышки) =1,34-5 МПа
Прибавка на коррозию для 2-го фланца с = 4 мм
Наружный диаметр 2-го фланца (крышки) DH = 740 мм
Толщина 2-го фланца (фланца сферической неотбортованной крышки, плоской крышки) = 45 мм
Толщина крышки на наружном конце = 35 мм
Результаты расчета
Эффективная ширина плоской прокладки равняется:
Средний диаметр прокладки:
Рассчитаем линейную податливость прокладки:
Расчетная длина шпильки при определении податливости:
Плечо болтового момента:
-для 1-го фланца (крышки)
Коэффициент k:
Эквивалентная толщина втулки фланца:
Угловая податливость фланца, нагруженного давлением или осевой силой:
Коэффициенты равны:
И соответственно:
Определим безразмерный параметр:
Определим ещё один безразмерный параметр:
Угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом:
Плечо равнодействующей внутреннего давления:
-для 2-го фланца (крышки)
Угловая податливость плоской крышки:
Коэффициент жесткости фланцевого соединения
Коэффициент жесткости соединения фланца с крышкой, нагруженного давлением:
линейная податливость шпилек
расчётная площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы;
модуль продольной упругости материала болта.
Расчет нагрузок, действующих во фланцевом соединении
Равнодействующая внутреннего давления:
Реакция прокладки в рабочих условиях:
Нагрузка, возникающая от температурных деформаций:
Болтовая нагрузка в условиях монтажа принимается большей из:
Приращение нагрузки в болтах (шпильках) в рабочих условиях:
Расчет болтов (шпилек)
Условие прочности болтов (шпилек) в условиях монтажа:
Условие прочности болтов (шпилек) в рабочих условиях:
Расчет прокладки
Условие прочности прокладки:
ректификационный днище обечайка колонна
3. Технология ремонта сборки и монтажа
3.1 МОНТАЖ АППАРАТА
Монтаж колонны стабилизации начинают со сборки из транспортабельных узлов этажерок и лестничных клетей с площадки. Далее конструкцию наращивают с помощью самоподъемного крана, устанавливаемого на этажерке и закрепляемого на ней специальными хомутами. По мере наращивания этажерок кран переставляют выше и выше до полной сборки этажерок.
Основные аппараты колонны монтируют с помощью шахт порталов, деррик-кранов или с использованием конструкции предварительно смонтированных этажерок блока. Целесообразно одновременно с монтажом металлоконструкций производить также монтаж технологических трубопроводов, катализаторопроводов, пневмоподъемников и др. В последнем случае проектом предусматриваются специальные постоянное и временное усиление конструкции этажерок, а также соответствующие узлы для крепления такелажных средств. Схема подъема и установки на постамент частей реакционного аппарата с помощью короткого консольного крана, устанавливаемого на этажерке реакторного блока. Подъем осуществляется двумя полиспастами и двумя тракторами. С помощью двух других тракторов поднимаемые части оттягиваются при подъеме, и регулируется место их установки.
3.2 Технические условия на ремонт
Разборка. При эксплуатации колонны возникают повреждения корпуса, футеровки, термопар, что чаще всего приводит к нарушению герметичности. При разборке аппарата проводится отключение трубопроводов, демонтаж арматуры, выгрузка катализатора. Все шпильки вывёртываются для контроля и замены. Из-за пригара шпилек для их вывёртывания необходимы большие крутящие моменты. Это может приводить к повреждению резьбы.
Термопары при разборке удаляются. Гильзы для термопар подвергаются испытанию.
Ремонт корпуса аппарата начинается с внешнего осмотра. Результаты осмотра отражаются в протоколе и схеме расположения дефектов и повреждений. При отсутствии видимых дефектов и повреждений осуществляется выборочный магнитный и ультразвуковой контроль. При наличии повреждений и трещин проводится выборка дефектного металла шлифовальной машинкой с периодическим контролем, образовавшемся при этом сферическое углубление разделывается до получения плавных переходов, после чего проводится ультразвуковой контроль металла в зоне повреждения и вокруг её.
Возможны следующие способы восстановления корпуса:
1. Снятие поврежденного участка с последующей варкой нового, или наплавкой дефектного участка.
В случае локальной коррозии и эрозии обечайки и днища ремонтируется наплавкой дефектных мест если:
Сумма площадей не более 70% (площади рабочей поверхности обечайки, днища).
Площадь одного дефектного участка не более 500мм2.
Глубина дефекта не более 30% фактической толщины стенки обечайки или днища.
Расстояние между участками к наплавке не менее 3х кратной фактической толщины обечайки или днища, но не менее 100мм.
2. Разделка повреждений или расточка отверстий до неповрежденного металла с последующей компенсацией ослабленного места при помощи электросварки.
Технология ремонта корпуса сваркой заключается в следующем:
Поврежденные места, подлежащие сварке, тщательно обрабатываются шлифовальным камнем до удаления всех дефектов и придания формы с плавными переходами.
Обработанные места подвергаются ультразвуковому контролю для выявления дефектов. При необходимости применяются металлографические исследования.
Поврежденные места заплавляются с подогревом до 300-3500С. Подогрев осуществляется электрическими печами сопротивления. Заплавка выполняется на постоянном токе. Режимы заплавки общепринятые для соответствующей марки электрода, его диаметра и материала корпуса.
После окончания сварки проводится немедленная термообработка в режиме высокого отпуска: нагрев до 650-6800С и выдержка при этой температуре из расчета 7 минут на 1мм толщины наплавки.
Ремонт штуцеров возможен путем установки гильзы.
Гильза приваривается с обеих сторон к штуцеру. Плотность сварных швов проверяется гидравлическим испытанием. При замене фланца вытачивается гильза с фланцем и приваривается к штуцеру.
После ремонта на внутреннюю часть корпуса вновь наносится футеровка из пожаропрочного бетона. Качество футеровки должно быть высоким во избежании появления трещин в процессе эксплуатации для защиты застойных зон, а также все свободное пространство, люков и штуцеров заполняется шамотной мастикой.
Штуцера на обечайке и днищах подлежат замене при:
Трещины всех видов и направлений.
Если в результате коррозии и эрозии толщина стенки патрубка выходит за пределы отбракованных размеров.
Расслоение металла.
Фланцы штуцеров подлежат отбраковке при:
Не удовлетворительном состоянии приварных поверхностей.
Если в результате коррозии и эрозии толщина стенки воротника фланца уменьшилась до отбракованных размеров патрубка.
Крепежные детали отбраковываются в случае:
Наличия остаточных деформаций изгиба. Износ боковых граней болтов, гаек.
Ревизия, ремонт и испытание запорной арматуры и предохранительных клапанов выполняется в специализированной мастерской РМЦ в соответствии с заводской инструкцией.
Ревизия, ремонт и испытания регулирующей арматуры выполняется в специализированных мастерских цеха КИПиА.
Элементы несущих металлоконструкций отбраковываются при износе свыше 30% от проектной величины.
...Подобные документы
Расчет сферического днища корпуса химического реактора, нагруженного внутренним избыточным давлением: эллиптической крышки аппарата, сферического днища аппарата, цилиндрической обечаек реактора, конической обечайки реактора, массы аппарата и подбор опор.
курсовая работа [349,3 K], добавлен 30.03.2008Расчет обечайки нагруженной избыточным внутренним давлением. Расчет эллиптического днища нагруженного наружным давлением. Коэффициент прочности предельного сварочного шва. Проверка прочности при гидроиспытаниях. Исполнительная толщина стенки днища.
реферат [85,4 K], добавлен 28.01.2013Рассмотрение общего устройства реакционного химического аппарата и выбор конструкционных материалов. Расчет стенки обечайки корпуса, рубашки, днища, отверстий аппарата исходя из условий его эксплуатации. Выбор фланцевого соединения, болтов и опоры.
курсовая работа [544,4 K], добавлен 04.08.2014Понятие и технологическая схема процесса ректификации, назначение ректификационных колонн. Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси бензол-толуол с определением основных геометрических размеров колонного аппарата.
курсовая работа [250,6 K], добавлен 17.01.2011Расчет аппарата на прочность элементов корпуса при действии внутреннего давления. Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки корпуса, находящейся под рубашкой, из условия устойчивости. Расчет укрепления отверстия для люка. Эскиз фланцевого соединения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.12.2013Выбор конструкционных материалов. Расчёт корпуса, крышки и днища на прочность. Определение удельной тепловой нагрузки. Расчёт массы пустого и заполненного аппарата, напряжений от внутреннего давления, затвора и суммарных осевых податливостей днища.
курсовая работа [277,1 K], добавлен 03.11.2013Основные положения процесса ректификации. Устройство ректификационной колонны. Характеристики исходного сырья и продукции. Технология получения конденсата газового стабильного на установке стабилизации конденсата. Расчет температуры стабилизатора.
дипломная работа [751,3 K], добавлен 13.10.2017Конструктивные особенности, назначение и условия работы аппарата. Определение размеров проката, развертки эллиптического днища и цилиндрической обечайки. Сборка свариваемых элементов. Выбор приспособлений и механизмов для проведения сварочных работ.
курсовая работа [230,4 K], добавлен 22.04.2011Расчёт цилиндрических обечаек согласно ГОСТ 14249-89. Расчет горизонтальных аппаратов с различными видами днищ. Оценка требуемых свойст и размеров опор для вертикальных аппаратов. Конструирование фланцевого соединения. Определение размеров отверстий.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 17.09.2012Способы регулирования температурного режима по высоте колонны первичной переработки нефти. Схема работы парциального конденсатора и циркуляционного неиспаряющегося орошения. Варианты подачи орошения в сложной ректификационной колонне по переработке нефти.
презентация [1,8 M], добавлен 26.06.2014Общие сведенья о скрубберах. Направления модернизации аппаратов для очистки коксового газа. Описание типовых конструкций. Определение поверхности абсорбции и размеров скрубберов. Расчет на прочность и устойчивость. Толщина стенки обечайки и днища.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 12.03.2015Конструкция и принцип действия реактора для агрессивной среды; определение его геометрических размеров. Расчет цилиндрической обечайки, эллиптического отбортованного днища и крышки под действием внутреннего и внешнего давления. Оценка прочности аппарата.
курсовая работа [711,5 K], добавлен 19.06.2014Разработка проекта изготовления адсорбера для перегонки импульсного газа до точки росы, с диаметром 1700 мм. Расчет цилиндрической части корпуса аппарата и оценка свариваемости его соединений. Штамповка днища аппарата и контроль качества его сборки.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 22.04.2015Определение толщины стенок цилиндрической обечайки, эллиптического и конического днищ емкостного аппарата, нагруженного внутренним избыточным давлением. Расчет на прочность и жесткость фланцевый разъем аппарата. Болтовая нагрузка в условиях монтажа.
контрольная работа [328,4 K], добавлен 09.01.2015Технологические расчеты колонны синтеза карбамида, работающей при давлении 28МПа, обеспечена ее герметичность за счет введения в конструкцию двухконусного обтюратора. Расчет толщины стенки корпуса колонны, а также эллиптического днища и плоской крышки.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.02.2011Технологический расчет отбензинивающей колонны мощностью 6 млн т в год по нефти. Коэффициенты относительной летучести фракций. Состав дистиллята и остатков. Материальный баланс колонны. Температурный режим колонны. Расчёт доли отгона сырья на входе.
курсовая работа [366,8 K], добавлен 16.02.2015Основы процесса ректификации. Физико-химические свойства нефти и составляющих ее фракций. Выбор варианта переработки нефти. Расчет материального баланса и температурного режима установки. Определение теплового баланса вакуумной колонны и теплообменника.
курсовая работа [127,6 K], добавлен 09.03.2012Расчет на прочность конструктивных элементов колонны и геометрических характеристик опасных сечений. Определение коэффициента скоростного напора ветра и равнодействующей силы ветрового напора на отдельных участках колонны. Расчет приведенной нагрузки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 11.11.2022Характеристика современного состояния нефтегазовой промышленности России. Стадии процесса первичной переработки нефти и вторичная перегонка бензиновой и дизельной фракции. Термические процессы технологии переработки нефти и технология переработки газов.
контрольная работа [25,1 K], добавлен 02.05.2011Характеристика и организационная структура ЗАО "Павлодарский НХЗ". Процесс подготовки нефти к переработке: ее сортировка, очистка от примесей, принципы первичной переработки нефти. Устройство и действие ректификационных колонн, их типы, виды подключения.
отчет по практике [59,5 K], добавлен 29.11.2009