Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
расположенный под реактором. Процесс дегидрирования проводит
ся при температуре до 630 °С, а регенерация катализатора — при
температуре около 700 °С. На горизонтальных и вертикальных уча стках трубопровода диаметром 500 мм от реактора до котла-ути
лизатора были смонтированы линзовые компенсаторы из нержаве ющей стали без стяжек. При пуске и освоении производства линзы
компенсаторов деформировались и давали трещины, вследст вие чего часто происходили загорания контактного газа. Обычно
после очередного загорания контактного газа дефектные места
подваривали без предварительной вырубки дефектных сварных
швов и без последующего гид равлического испытания. После такого «ремонта» очередные тре
щины на линзах компенсаторов
появлялись чаще. Впоследствии
изготовили и смонтировали на компенсаторах стяжки. Однако
и на этот раз допустили ошибку;
детали стяжек изготовили из уг
леродистой стали, и они в скором
времени подверглись термиче
ской деформации.
Только после того, как дета ли стяжек были изготовлены по
технически обоснованным исход
ным данным и сборка их была проведена в соответствии с про
ектом, аварии и загорания кон-
Рис. 1.10. Конструкция компенса тора типа KBO для py= 10 кгс/см2:
1 — стойка; |
2 — шпилька; 3 — гибкий |
элемент; |
4— труба направляющая; |
|
5 — патрубок. |
тактного газа на участке между реактором и котлом-утилизатором прекратились.
В отличие от линзовых компенсаторов волнистые компенсато
ры обеспечивают значительные поглощения температурных изме нений длин трубопроводов, работающих при сравнительно высоких
температурах и давлениях сред.
Различные конструкции волнистых компенсаторов применяют-'
ся в зависимости от условий работ трубопроводов. > ВНИИнефтемаш разработал конструкцию волнистых осевых
компенсаторов (тип KBO) |
на условное давление py=10; 16; 25 и |
||||||
64 кгс/см2. Конструкция компенсатора типа KBO для |
py=10 кгс/см2 |
||||||
показана на рис. 1.10. Компенсатор состоит из гибкого элемента |
3 |
||||||
с U-образным профилем волн, один конец которого приварен к па |
|||||||
трубку |
5, |
а другой к направляющей трубе |
4, |
также имеющей на |
|||
конце |
патрубок. Патрубки |
служат для соединения |
компенсатора |
||||
с трубопроводами посредством сварки. Направляющая труба про
ходит внутри гибкого элемента и предохраняет его от изгиба при
давлении среды, а также уменьшает завихрение потока транспор
тируемого продукта. Компенсатор снабжен устройством для пред
варительной растяжки при монтаже и для установления строитель
35-
ной длины после его сборки. Оно состоит из стоек, приваренных
кпатрубкам, через которые проходят шпильки с гайками. Техническая характеристика осевого волнистого компенсатора
для /?у= 10 кгс/см2 приведена в табл. 1.4.
Таблица 1.4. Техническая характеристика осевого волнистого компенсатора типа KBO для py=I0 кгс/см2
|
Присое |
Компенси |
Внутрен |
Диаметр |
|
Общая |
|
Условный |
рующая |
ний |
Число |
|
|||
диняемая |
способ |
диаметр |
по гибким |
длина |
Вес, |
||
диаметр |
труба |
ность |
направ |
элементам |
волн, |
компен |
|
Оу. |
∏h×S. |
одной |
ляющей |
0B- |
шт |
сатора, |
к гс |
мм |
MM |
волны, |
трубы D0, |
MM |
|
MM |
|
|
|
MM |
MM |
|
|
|
|
150 |
159×5 |
6(±3) |
176 |
242 |
3 |
390 |
15,0 |
|
|
|
|
|
4 |
450 |
16,5 |
200 |
219X7 |
8(+4) |
242 |
324 |
6 |
550 |
19,5 |
3 |
405 |
29,5 |
|||||
|
|
|
|
|
4 |
460 |
32,5 |
250 |
273X7 |
10(±5) |
295 |
398 |
6 |
585 |
40,0 |
3 |
505 |
46.0 |
|||||
|
|
|
|
|
4 |
590 |
52,0 |
300 |
325×8 |
11 (±5,5) |
347 |
450 |
6 |
755 |
65,0 |
3 |
505 |
57,0 |
|||||
|
|
|
|
|
4 |
590 |
66,0 |
350 |
377×9 |
11 (±5,5) |
397 |
522 |
6 |
755 |
82,0 |
3 |
530 |
74,5 |
|||||
|
|
|
|
|
4 |
620 |
86,0 |
400 |
426X9 |
11 (±5,5) |
446 |
571 |
6 |
790 |
107,0 |
3 |
530 |
85,0 |
|||||
|
|
|
|
|
4 |
620 |
98,0 |
|
|
|
|
|
6 |
790 |
123 |
В дальнейшем планируется изготовление компенсаторов с боль
шим числом волн.
Компенсаторы типа KBO для py=16 кгс/см2 находят широкое применение в цехах дегидрирования углеводородов в промышлен
ности синтетического каучука. Компенсаторы изготовляют из ста
ли Х17Н13М2Т, что позволяет их использовать до температуры среды 700 0C. В отличие от типовых эти компенсаторы имеют в од ном из патрубков ниппель для присоединения шланга со сжатым воздухом для периодической продувки от катализаторной пыли.
На рис. 1.11 приведена конструкция компенсатора типа KBO
для py=25 кгс/см2. Серийное производство таких компенсаторов
диаметром 150—400 мм с гибким элементом из стали Х18Н10Т освоено на Салаватском машиностроительном заводе. В период работы компенсатора свободный конец обечайки перемещается
внутри второго патрубка. Снаружи гибкий элемент закрыт кожу хом 4 для защиты от повреждения. Кожух приварен к стойкам 6.
Компенсатор снабжен устройством для предварительной растяж ки, состоящим из шпилек, соединенных с кожухом и проходящих через отверстия в стойках 7, приваренных к патрубку.
36
В перспективе намечается изготовлять компенсаторы типа KBO
для ру=25 кгс/см2 диаметром 450—1000 мм.
Поглощение тепловых линейных изменений трубопроводов за
висит от рационального размещения компенсаторов, «мертвых»
точек и скользящих опор под трубопроводами, а также от качест ва выполнения их креплений.
При нарушении этих требований неизбежна деформация тру
бопроводов и, как следствие,— авария. Осевые компенсаторы ре комендуется устанавливать вблизи «мертвых» точек. При этом
расстояние от компенсатора до «мертвой» точки или до ближай
шей скользящей опоры не должно превышать размера двух диа
метров условного прохода трубы.
Рис. 1.11. Конструкция компенсатора типа KBO для py = 25 кгс/см2:
1 — патрубок; 2 — кольцо опорное; 3 — гибкий элемент с кольцами; 4 — кожух; 5 — направ ляющая обечайка; 6, 7 — стойки.
Значительные распорные усилия, возникающие в осевых ком
пенсаторах, являются их недостатком, так как требуют установки
достаточно жестких опор на крайних «мертвых» точках. Эти уси лия тем больше, чем больше диаметр труб и давление среды. Ком
пенсатор волнистый осевой (тип KBO) для Ду=200 мм |
для |
py=25 кгс/см2 при пробном давлении p∏p = 32 кгс/см2 имеет |
рас |
порное усилие около 18 тс. Если по условиям прокладки трубопро вода или другим причинам наиболее нагруженные «мертвые» точ
ки не могут обеспечить требуемую жесткость, рекомендуется при
менять так называемые разгруженные (уравновешенные) осевые
компенсаторы, у которых распорные усилия гасятся внутри ком
пенсатора [7].
На рис. 1.12 показана конструкция волнистого разгруженного
компенсатора (тип KBP) для py=25 кгс/см2, разработанная ВНИИнефтемашем.
Этот компенсатор имеет три гибких элемента 4 и 6, располо
женных соосно. Гибкие элементы связаны попарно тягами 7 через фланцы 2, приваренные к патрубкам. Фланцы и тяги восприни
мают распорное усилие гибких элементов при давлении среды. Испытания компенсатора KBP показали, что его распорное уси
лие при давлении 32 кгс/см2 близко к нулю.
37
Другим способом снижения нагрузки на «мертвые» точки явля
ется применение шарнирных компенсаторов. Эти компенсаторы
позволяют поглощать значительные температурные изменения длин трубопроводов, а некоторые типы шарнирных компенсаторов
гасят вибрацию.
Из всех типов шарнирных компенсаторов наиболее широко применяются угловые волнистые (тип КВУ). Принцип работы компенсаторов заключается в возможности смещения осей пат рубков. ;под углом в одной плоскости допускаемого путем изгиба
гибкого элемента.
Рис. 1.12. Конструкция волнистого |
разгруженного |
компенсатора типа KBP для |
|||
P7=25 кгс/см2: |
|
|
|||
1 — патрубок; 2 — фланец; 3, 5 —кольца; |
4, 6 —гибкие элементы; 7—шпилька; 8 — обечайка. |
||||
Компенсатор волнистый |
угловой |
(КВУ) для py= 10 кгс/см2 |
|||
(рис. 1.13) состоит из гибкого элемента |
2, |
цилиндрические концы |
|||
которого приварены к патрубкам |
1. |
На компенсаторе с двух про |
|||
|
|
|
|
|
|
тивоположных сторон гибкого элемента установлено шарнирное
устройство, состоящее из стоек |
6, |
приваренных к |
патрубкам |
1. |
||||
К стойкам жестко крепятся детали шарнира: вилка |
5 |
и |
серьга |
3, |
||||
соединенные осью |
4, |
вокруг которой при работе компенсатора про |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
исходит поворот деталей шарнира, сопровождающийся изгибом гибкого элемента и перемещением осей патрубков под углом. Наи
больший угол изгиба одной волны составляет от lo20' до lo40z в
зависимости от диаметра трубопровода.
Гибкий элемент линзовых и волнистых компенсаторов является наиболее напряженной деталью, так как он работает при знакопе
ременной нагрузке. Компенсаторы могут выдерживать более мил
лиона циклов до образования усталостной трещины, но их ком
пенсирующая способность относительно мала. Поэтому в услови ях редко повторяющихся циклов взамен линзовых и волнистых компенсаторов должны применяться другие устройства для ком пенсации температурных изменений.
Число повторяющихся циклов работы гибкого элемента до об разования усталостной трещины и характер разрушения определя ются как напряжением, так и интенсивностью процесса коррозии.
Межкристаллитная коррозия также вызывает преждевременное
38
разрушение деталей компенсатора. Для èê предупреждения в гиб
ких элементах используют хромоникелевую сталь с титаном и под вергают их стабилизирующему отжигу.
Нарушение температурного режима ведения технологического
процесса (завышение температуры) в значительной степени отра
жается на надежности и долговечности эксплуатации линзовых и
волнистых компенсаторов.
В настоящее время промышленное производство линзовых и
волнистых компенсаторов не обеспечивает потребность строящих-
ся и эксплуатируемых пред |
|
|
|
||||||
приятий. |
Поэтому |
часто |
|
|
|
||||
компенсаторы |
изготовляют |
|
|
|
|||||
на самих предприятиях по |
|
|
|
||||||
упрощенной технологии, ко |
|
|
|
||||||
торая |
недостаточно |
|
учиты- |
|
|
|
|||
вает |
сложность и |
|
ответст- |
|
|
|
|||
венность |
задачи |
поглоще- |
|
|
|
||||
ния |
тепловых |
линейных |
|
|
|
||||
изменений. Это иногда усу |
|
|
|
||||||
губляется |
ошибками, допу |
|
|
|
|||||
скаемыми |
при |
|
монтаже |
|
|
|
|||
компенсаторов. |
указанного |
|
|
|
|||||
Следствием |
1.13. Компенсатор |
волнистый |
угловой |
||||||
выше |
положения |
с |
приме |
типа КВУ для py=10 кгс/см2: |
|||||
нением |
компенсаторов явля |
1 — патрубок; 2 — гибкий элемент; 3 — серьга шар |
|||||||
ется высокая |
аварийность |
нира; 6 —стойка; 7—кожух (щиток). |
|
||||||
коммуникаций, |
оснащенных |
4 — ось шарнира; |
5 — вилка |
шарнира; |
|||||
линзовыми |
и |
волнистыми |
|||||||
|
|
|
|||||||
компенсаторами. Однако на
установках, где компенсация тепловых линейных изменений реше
на технически обосновано, а изготовление и монтаж компенсато
ров проведены в полном соответствии с техническими требования-
• ми, их эксплуатация не вызывает опасений.
ГЛАВА 3
НАДЕЖНОСТЬ СНАБЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОЙ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ И СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ
Ритмичная и безаварийная работа химических, нефтеперераба тывающих и нефтехимических предприятий во многом зависит от надежного снабжения их водой, паром, воздухом, инертным газом,
топливом и электроэнергией. Эти условия обеспечиваются еще на
стадии проектирования.
При недостатках в проектировании и эксплуатации этих объ
ектов может возникать аварийная обстановка, вызывающая за
газованность воздушной среды взрывоопасными и токсичными ве
ществами. Эта сторона вопроса и освещается в данной главе.
39