Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

контрольно-измерительных приборов, приближение РУКЦ к кор­

пусу колонны и его изоляции совместно C колонной.

Возможны и другие технические решения, исключающие нару­ шение нормальной работы приборов в зимнее время при размеще­ нии аппаратов на открытом воздухе.

При эксплуатации технологических установок непрерывного

действия на открытых площадках в зимнее время главным обра­

зом возникают затруднения в поддержании в рабочем состоянии

коммуникаций контрольно-измерительных приборов и средств ав­

томатики.

Исключение замерзания продуктопроводов, как следует из при­

веденного выше примера, достигается прежде всего за счет пред­

отвращения увлажнения продуктов. Эта задача иногда успешно

решается путем включения в схему дополнительных отстойников.

Часто замерзание продуктов в трубопроводах происходит из-за

перерывов в откачке продукта. Последнее имеет место, когда про­ изводительность установленных насосов не соответствует потреб­ ности в отборе продукта из технологических аппаратов или от­

сутствуют условия для нужного регулирования материальных по­

токов при неправильном выборе регулирующего клапана.

Такие затруднения сравнительно легко устраняются в процес­ се эксплуатации, но лучше их учитывать и исключать на стадии

проектирования объекта.

Радикальной мерой предотвращения размораживания емко­

стей, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры следу­ ет считать обезвоживание продуктов непосредственно на техноло­ гических установках, где их получают. Однако это далеко не всег­

да возможно.

Впроизводственной практике почти повсеместно применяется

принудительный обогрев материалопроводов и аппаратов при по­

мощи спутников, рубашек и змеевиков. Эффективность такого

обогрева определяется двумя факторами: теплоносителем и конст­

рукцией обогревающего элемента.

Вкачестве теплоносителя могут быть применены водяной пар, горячая вода, минеральные масла, незамерзающие жидкости. Вы­ бор теплоносителя определяется исходя из условий технологиче­

ского процесса допустимым пределом нагрева продукта.

Вшихтовальной установке цеха эмульсионной сополимериза­

ции дивинила и стирола в производстве синтетического каучука размещены вертикальные емкости для мономеров и их смеси

(шихты). Для приготовления шихты используются также возврат­

ные увлажненные мономеры: чтобы предотвратить замерзание выслаивающейся из них воды, днища емкостей оборудованы змееви­

ками для обогрева продукта.

В качестве теплоносителя для обогрева емкости первоначаль­

но применялся водяной пар. Такое решение оказалось неприемле­ мым главным образом потому, что высокая температура теплоно­ сителя способствовала ускорению процесса термополимеризации

мономеров с образованием так называемого губчатого полимера.

Впоследствии для обогрева емкостей с шихтой вынуждены были смонтировать локальную циркуляционную обогревающую установ­ ку с использованием в качестве теплоносителя антифриза.

Следует избегать парового обогрева змеевиков, установлен­ ных в емкостях для хранения продуктов, которые не смешиваются

с водой.

На промежуточных складах заводов синтетического спирта ем­ кости для пиролизной смолы были оборудованы внутренними змеевиками, обогреваемыми водяным паром. Однажды, когда про­

худился змеевик, в нижней части емкости скопился перегретый конденсат. Конденсат бурно вскипел, давление образовавшегося водяного пара вызвало разрыв крыши емкости и выброс пиролиз­

ной смолы. Применение водяного пара для обогрева смолы в дан­ ном случае было нежелательно также и по технологическим сооб­ ражениям: высокая температура теплоносителя вызывает увели­

чение плотности пиролизной смолы, меняя ее исходные свойства. Для предотвращения замерзания подсмольной воды достаточно было применение обогрева горячей водой.

При транспортировании по трубопроводам сжиженных газов

и низкокипящих легковоспламеняющихся жидкостей применение

паровых спутников часто приводит к аварийным ситуациям. Ког­

да временно прекращается подача продуктов и при этом участок

трубопровода отключается с двух сторон закрытой запорной ар­

матурой, в трубопроводе возникает давление, соответствующее давлению при температуре водяного пара. В таких случаях, как

правило, происходит нарушение герметичности фланцевых соеди­ нений трубопроводов и выброс продукта под большим напором.

Замена водяного пара горячей водой повышает безопасность экс­

плуатации материалопроводов.

Кроме перечисленных выше технологических недостатков паро­

вых спутников, последние менее надежны в эксплуатации по срав­

нению со спутниками, у которых теплоносителем является горячая вода. Наличие в паровых спутниках парожидкостной смеси неред­ ко приводит к гидравлическим ударам и разрывам трубопроводов. Непременным условием нормальной эксплуатации пароспутников является четкая работа отводчиков конденсата. Между тем на­ дежных конструкций конденсатоотводчиков пока мало.

Еще в большей степени сказываются эти недостатки в случае

применения водяного пара для змеевиков, смонтированных внут­

ри аппарата или на аппарате. Когда змеевик вмонтирован внутри

аппарата, его ремонт является исключительно трудоемким и опас­ ным. При расположении змеевика на внешней поверхности аппа­

рата для его ремонта необходимо удалить изоляцию и произво­ дить сварочные работы в условиях действующего цеха.

Применение водяного пара в качестве теплоносителя для спут­

ников и змеевиков не оправдано также по экономическим сообра­

жениям. /

66

В последнее время горячая вода все шире применяется в каче­

стве теплоносителя для спутников и змеевиков. В одних случаях

кулирующей воды. При третьем способе представляется возмож­ ным нагревать теплоноситель до необходимой температуры, следо­

вательно, исключается опасность перегрева транспортируемых продуктов. Применение горячей воды в спутниках и змеевиках можно рекомендовать для широкого внедрения.

Когда по трубопроводам транспортируются очень вязкие про­ дукты, взамен спутников применяют обогревающие рубашки (тру­

ба в трубе). Фланцевые соединения при этом способе обогрева

часто являются уязвимым местом, так как по условиям монтажа

рубашка не доводится до самого фланца. Это положение можно

исправить, если при монтаже трубопроводов применять нестан­ дартные фланцы, а рубашку при этом доводить до упора фланца.

Во избежание застывания продукта в запорной и регулирующей арматуре, она либо выбирается специальной конструкции или ар­ матура оборудуется рубашкой.

В последнее время в нашей стране и за рубежом внедряется

новый способ обогрева трубопроводов, по которым транспортиру­

ются вязкие продукты,— электрообогрев.

СКВ «Транснефтьавтоматика» разработало гибкий нагрева­

тельный элемент (ГНЭ) для обогрева маслопроводов трех моди­ фикаций: без изоляции, пропитанный силиконовыми красителями и гуммированный. \

Гибкий нагревательный элемент представляет собой тканную

из стекловолокна плоскую полосу, в которой часть нитей основы заменена нихромовыми проволоками.

Ниже приведена техническая характеристика гуммированного

гибкого нагревательного элемента:

Габаритные размеры активной части, мм

Использование гибкого нагревательного элемента взамен паро­

вого обогрева значительно улучшает условия труда при эксплуа­ тации трубопроводов, по которым транспортируются вязкие про­

дукты, уменьшает металлоемкость коммуникаций и снижает

энергозатраты. Гибкий нагревательный элемент эксплуатируется

на Киришском нефтеперерабатывающем заводе в течение года с периодическим включением. Как сообщается в работе В. А. Быко­

ва и др. [15], за время эксплуатации электрообогрева каких-либо отклонений от нормальных условий не наблюдалось. Надо ду­

мать, что этот вид обогрева имеет большое будущее.

ГЛАВА 5

ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА

Быстрый рост отраслей промышленности, связанных с добы­ чей, переработкой нефти и газа, а также бурное развитие нефте­ химической промышленности вызывает необходимость применения огромного количества труб и трубопроводной арматуры. Напри­

мер, на современном нефтеперерабатывающем заводе трубопрово­

ды вместе с арматурой составляют 50—60% общей металлоемко­

сти завода. Требования к арматуре возрастают в связи с заменой

периодических технологических процессов непрерывными и ростом

уровня автоматизации и механизации промышленных производств.

Герметичность арматуры в затворе

Важным фактором надежности эксплуатации пожаро- и взры­ воопасных производств является герметичность в затворе запор­

ной арматуры. Пропуск в затворе может оказывать решающее

влияние на ход технологического процесса. В этом можно убе­ диться при рассмотрении технологической схемы каталитического

разложения диметилдиоксана в производстве изопрена, опцсанной

в гл. 2.

Для исключения попадания газов регенерации (паровоздуш­

ная смесь) в контактный газ, и наоборот, установлены электроза­ движки, управляемые командно-электрическим прибором (КЭП).

Однако из-за негерметичности в затворе приходится почти при каждом переключении дозакрывать запорную арматуру вручную. При очередном переключении во избежание перегрузки электро­

привода задвижки необходимо предварительно, также вручную,

приоткрыть запорную арматуру. Таким образом, применение за­

К сожалению, при подборе арматуры не всегда руководствуют­

ся действующим ГОСТ 9544—60, нормирующим герметичность

затвора.

Требования к герметичности затвора арматуры определяются особенностями того технологического процесса, который арматура обслуживает. Затворы арматуры в зависимости от степени герме­

тичности разделяют на три класса плотности (табл. 1.7).

В табл. 1.8 приводятся нормы допускаемого пропуска среды

через затвор арматуры в зависимости от класса плотности и ус­

ловного прохода.

58

Таблица 1.7. Классы плотности арматуры в зависимости от ее назначения (по ГОСТ 9544—60)

py 40 кгс/см2

Примечание. Классификация распространяется на все виды затворов (запорной армату­ ры) с Ду 2000 мм и для py ≤J 200 kγc∕cm2.

* Допускается образование росы на краях уплотняющих поверхностей, не превращающейся в стекающие капли (при испытании водой или керосином), а также образование неотрывающихся пузырьков (при испытании воздухом).

Герметичность в затворах арматуры возможна, если при сопри­

косновении уплотнительных поверхностей зазор между ними бу­

дет меньше весьма малой величины, определяемой явлениями на

границе раздела фаз (среда — уплотнение —атмосфера), и раз­

мерами молекул. В реальных условиях уплотнительные поверхно­ сти имеют некоторую шероховатость и другие отклонения. Поэтому

для обеспечения герметичности затвора уплотнительные по­

верхности помимо соприкосновения должны быть прижаты усили­

ем, обеспечивающим деформацию поверхностей и создание непре­

рывного контакта.

В работе «Расчет и конструирование трубопроводной армату­ ры» [16] Д. Ф. Гуревич определяет удельное давление, которое не­ обходимо создать на стальных уплотнительных поверхностях для

обеспечения герметичности затворов арматуры, по эмпирической формуле

69