Теплообменные аппараты

Износ колонных аппаратов опасен не только из-за нарушения их прочности; образовавшиеся продукты коррозии могут закупорить или загрязнить трубопроводы небольшого сечения, теплообменники и конденсаторы.

Подготовка колонных аппаратов к ремонту.

Колонные аппараты ремонтируют при планово-предупредительных ремонтах технологической установки. Порядок подготовки аппарата к ремонту и проведения ремонтных работ зависит от особенностей установки.

Колонные аппараты готовят к ремонту следующим образом. Доводят давление в колонне до атмосферного, из аппарата удаляют рабочую среду, после чего его пропаривают водяным паром, который вытесняет оставшиеся в колонне пары и газы. После пропарки колонну промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку чередуют несколько раз.

Время операций оговаривается в производственной инструкции (технологическом регламенте) каждой технологической установки или технологического блока.

Промывка колонн водой способствует также более быстрому их остыванию. Нельзя приступать к ремонтным работам, если температура промывной воды превышает 50 °С.

Пропаренную и промытую колонну отсоединяют от всех аппаратов и коммуникаций глухими заглушками, устанавливаемыми во фланцевых соединениях штуцеров. Установку каждой заглушки и последующее ее снятие регистрируют в специальном журнале.

Технология ремонта.

Ремонт аппарата начинают с его вскрытия, которое необходимо производить, строго соблюдая следующие правила. Вначале открывают верхний люк, причем перед этим в аппарат в течение некоторого времени подают водяной пар, чтобы избежать возможного подсоса воздуха, в результате которого может образоваться взрывоопасная смесь. Далее последовательно (сверху вниз) открывают остальные люки. Категорически запрещается одновременно открывать верхний и нижний люки. Нельзя также открывать сначала нижний, а затем верхний люк, так как вследствие разности температур происходит сильный приток воздуха в колонну, что может привести к образованию взрывоопасной смеси.

С целью сокращения продолжительности ремонтных работ еще при промывке колонны водой отворачивают часть болтов на тех люках, которые будут вскрываться, не нарушая при этом герметичности.

После открывания люков колонна некоторое время проветривается в результате естественной конвекции воздуха. Возможность проведения ремонтных работ в колонне устанавливают исходя из результатов лабораторного анализа пробы воздуха, взятого из нее. Доступ людей в колонну возможен, если концентрация угле-водородов в пробе не превышает 300 мг/м³.

При работе внутри колонны необходимо тщательно соблюдать правила техники безопасности. Рабочий должен надевать предохранительный пояс с веревкой, конец которой выводится наружу и надежно закрепляется; за работой находящегося внутри колонны рабочего постоянно наблюдает специально выделенный для этой цели рабочий. Продолжительность непрерывной работы в колонне должна быть не более 15 мин. После этого необходим такой же по продолжительности отдых вне колонны (обычно рабочий и наблюдатель меняются местами).

При первых же признаках появления внутри ремонтируемого аппарата взрывоопасных, горючих или токсичных жидкостей, паров и газов всякую работу следует немедленно прекратить.

К подготовке колонны предъявляют особенно высокие требования в том случае, если в ней должны производиться огневые (сварочные) работы. Участок колонны, на котором производится сварка, отделяется металлическими или пропитанными водой деревянными настилами, накрытыми кошмой.

Для освещения внутри колонны применяют лампы напряжением не более 12 В. Переносное освещение должно быть взрыво-безопасным.

Корпус колонны, а также ее внутренние устройства подвергают тщательному осмотру. При необходимости осмотра всей поверхности корпуса разбирают внутренние устройства или их часть. Для доступа к тарелкам, на уровне которых люки отсутствуют, разбирают проходы на тарелках, лежащих выше.

Выявление дефектов корпуса, требующее высокой квалификации, включает визуальный осмотр для определения общего состояния корпуса и участков, подверженных наибольшему износу; измерение остаточной толщины корпуса с помощью ультразвуковых дефектоскопов, путем микрометрирования и контрольного просверливания отверстий; проверку на плотность сварных швов и разъемных соединений и т. д.

По характеру обнаруженного дефекта устанавливают содержание и способ ремонта корпуса. Неплотные сварные швы вырубают, зачищают и заваривают соответствующим электродом. Весьма важно правильное перекрывание нового и старого швов.

Изношенные штуцера и люки вырезают и заменяют новыми с обязательной установкой укрепляющих колец. Желательно, чтобы укрепляющие кольца новых штуцеров имели несколько больший диаметр, чем старые: это позволяет приваривать их в новом месте. Ремонту подвергают все штуцера, сигнальные отверстия на укрепляющих кольцах которых во время эксплуатации были заглушены пробками.

Ремонт внутренних устройств.

При ремонте внутренние устройства колонн очищают от грязи, кокса и других отложений. Твердую и тестообразную массу выгребают лопаточками или скребками - чистилками, кокс удаляют с помощью пневматических отбойных молотков. Удаление отложений всегда сопровождается повышением концентрации вредных газов в колонне; в этот период внутри колонны рекомендуется работать в шланговых противогазах.

Определение износа и отбраковка внутренних устройств про-изводятся согласно действующим методикам и нормам. Изношенные детали, а иногда и целые узлы заменяют новыми.

Довольно трудоемкими являются операция, связанные с разборкой закоксованных тарелок и отбойников. Сначала их освобождают от кокса механической чисткой (скребками), затем с помощью цепных талей, подвешиваемых внутри колонны за надежные конструкции (например, опорные балки), отдирают каждый элемент от места посадки. Для этой операции нельзя применять трос с лебедкой: под действием силы упругости троса вырванный элемент сильно отскакивает и может повредить колонну или причинить травму находящимся в колонне рабочим.

4.5 Монтаж колонны

При монтаже колонны должны выполняться требования СНиП и настоящие правила.

При приемке в монтаж колонна подвергается осмотру без разборки на сборочные единицы и детали, при этом проверяются:

- комплектность поставки по заводским спецификациям и упаковочным ведомостям предприятий-изготовителей;

- отсутствие повреждений, раковин, трещин, вмятин и прочих видимых дефектов;

- соответствие оборудования требованиям технической документации;

- наличие у штуцеров заглушек с прокладками, которыми они должны быть закрыты во избежание попадания в аппарат атмосферных осадков, грязи и т.д.

Монтаж колонны должен осуществляется с соблюдением всех правил безопасности и общих правил действующих на данном предприятии.

Не допускается производить сварочные работы на колонне и ее частях, если нет на это указаний в технической документации завода-изготовителя.

Строповка колонны должна производиться за специальные устройства или в соответствии со схемой строповки, разработанной предприятием-изготовителем и указанной в рабочей документации, с учетом массы груза и усилий, которые могут возникнуть в период подъема и установки колонны на фундамент.

Отклонения проектных, привязочных размеров и отметок горизонтальности, соосности, параллельности и вертикальности установленного оборудования не должно превышать величин, указанных в заводской технической документации.

Изменение положения колонного аппарата при выверке производится теми же монтажными средствами, с помощью которых производилась установка аппарата на фундамент.

После выверки колонного аппарата в образовавшиеся между опорой и фундаментом зазоры необходимо уложить металлические подкладки для полного опирания аппарата.

Вертикальные аппараты после установки должны быть закреплены на все фундаментные болты. До окончания затяжки гаек фундаментных болтов не разрешается проводить работы могущие вызвать смещение аппарата.

Работы по монтажу колонны, электрооборудования, средств автоматизации, теплоизоляции, а также пуско-наладочные работы должны производиться специализированными организациями.

Перед сборкой аппаратов и фланцевых соединений аппарата необходимо провести проверку сертификатов на крепежные детали и прокладки и установить соответствие материалов требованиям чертежей и маркировки предприятия-изготовителя.

Перед установкой шпильки, гайки и шайбы должны быть тщательно проверены на качество изготовления: при этом резьба должна быть чистой, без задиров, заусенцев, царапин и срывов, а поверхность ненарезнной части шпилек - гладкой. Гайка надетая на резьбу шпильки, не должна иметь слабины и должна навертываться на резьбу вручную с небольшим усилием.

Шпильки, предназначенные для работы при температуре свыше 300, должны быть прографичены.

Перед затяжкой шпилек произвести тщательный осмотр привалочной поверхности фланца: риски, забоины и другие дефекты не допускаются. Проверить размеры и состояние прокладки и соответствие её размерам привалочных поверхностей, стыкуемых фланцев.

Затяжку шпилек (болтов) фланцевых соединений производить стандартными ключами. Пользоваться для затяжки шпилек (болтов) различными удлинителями ключей не допускаются.

Перед затяжкой шпилек убедиться в правильности установки прокладки, в наличии полного комплекта шпилек в отверстиях фланцев и в том, что выступ фланца вошел во впадину ответного фланца. Перекос фланцев, а также неполный комплект шпилек не допускается.

Затяжка шпилек производится равномерно крест-накрест в 3-4 приема. Через 2 часа после затяжки шпилек производится их дополнительная подтяжка. Подтяжка шпилек во время работы не допускается.

При разборке фланцевых соединениях производится осмотр фланцев, прокладок и крепежа с целью выявления внешних дефектов. Каждая разборка фланцевого соединения должна быть зарегистрирована в журнале осмотра сосудов под давлением.

5 Охрана труда при ремонте, эксплуатации и монтаже кипятильника

Перед началом ремонта кипятильника обслуживающий персонал обязан освободить кипятильник от остатков продукта, снизить давление до атмосферного, промыть и пропарить его и поставить заглушки согласно схеме установки заглушек, затем необходимо взять анализ на наличие углеводородов и при отрицательном анализе приступить к ремонту кипятильника.

Работать искробезопасным инструментом, по наряду допуску для проведения газоопасных работ. При контакте МАФ с медью и её сплавами могут образовываться взрывоопасные ацетилениды меди. В связи с этим на установке запрещается применение омеднённого инструмента, использовать можно только инструмент из сплава хром-ванадий.

Основным эксплуатационным требованием является соблюдение температурных пределов работы теплообменников, указанных в паспорте. Нарушение этого требования может привести к вырыву труб из гнезд трубных решеток или к разрыву труб. Наибольшие температурные напряжения трубы и корпус испытывают во время пуска и остановки теплообменника, особенно тогда, когда теплообменивающиеся среды поступают в аппарат не одновременно. Следует учесть также, что при большом числе ходов по трубному пространству температурные деформации могут быть не одинаковыми. Это также может стать причиной вырыва концов труб из гнезд трубной решетки, поэтому при ревизиях следует тщательно проверять сварные швы во всех соединениях.

Один из недостатков теплообменников жесткой конструкции-- невозможность механической чистки и визуального осмотра внутренних поверхностей корпусов и наружных поверхностей теплообменных труб. Это ограничивает возможности контроля, своевременного обнаружения дефектов и прогнозирования аварий, а также ремонта теплообменников. Выход из такого положения заключается в правильном распределении теплообменивающихся сред: между трубами пускают ту среду, которая не содержит грязи, взвешенных частиц и не коррозионна. Внутренние же поверхности труб доступны для контроля и механической чистки от отложений, ухудшающих теплообмен.

При отбраковке труб жестких теплообменников необходимо исходить из того, что толщина стенок должна не только выдержать внутреннее, давление, но и обеспечить прочное сопротивление усилиям, вызываемым давлением на трубные решетки и температурными деформациями.

Предпочтительно применение теплообменников жесткой конструкции для охлаждения сжатых газов и других сред с высокими энтальпиями, но не высокими температурами.

6 Охрана окружающей среды и энергосбережение

Охрана окружающей среды представляет собой деятельность государственных органов, общественных объединений, иных юридических лиц и граждан, направленную на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование природных ресурсов, предотвращение загрязнения, деградации, повреждения, истощения, разрушения, уничтожения и иного вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности человека и ликвидацию ее последствий.

Постоянные технологические выбросы взрывоопасных и токсичных газов в атмосферу на установке отсутствуют. Периодические выбросы газов осуществляются на факел при возможном срабатывании предохранительных клапанов.

Неорганизованными выбросами являются выбросы через неплотности технологического оборудования, запорной и регулирующей арматуры, фланцевых соединений трубопроводов, разъёмных соединений приборов КИПиА.

Химически загрязнённые стоки в общезаводскую сеть на установке отсутствуют. Твёрдые и жидкие отходы также отсутствуют.

Всё емкостное, теплообменное и колонное оборудование, в которых перемещаются жидкие загрязняющие продукты и сжиженные газы, уста-новлено на отметках этажерки и постамента в химзащищённых поддонах, исключающих проливы рабочих растворов на окружающую территорию. Загрязнённые сточные воды с технологического оборудования, образующиеся после пропарки и промывки (при остановке на капремонт - 1 раз в год), все проливы и утечки жидких продуктов, содержащие ацетонитрил и продукты осмоления, вместе со стоками от смыва полов этажерки и открытой насосной, а также ливневыми стоками и стоками от таяния снежного покрова собираются в закрытую дренажную систему. Система состоит из заглублённых емкостей, подводящих коммуникаций и погружных насосов. После наполнения одной из емкостей отбирается лабораторный анализ стоков на соответствие установленным требованиям. При получении положительного результата анализа стоки перекачиваются погружным насосом на сжигание в печь в другой цех. При получении отрицательного результата стоки разбавляются водой до необходимой концентрации.

Разработанный регламент производства МАФ исключает возможность залповых выбросов газов и сточных вод в окружающую среду. Предусмотренные регламентом поддоны и дренажные ёмкости обеспечивают их приёмку в случае возникновения аварийных ситуаций и плановых остановок производства на ремонт.

Список литературы

1. Вихман, Г.Л. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов [Текст]: учебник для ВУЗов / Г.Л. Вихман, С.А. Круглов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 328 с.

2. Генкин, А.Э. Оборудование химических заводов [Текст]: учебник для химико-технологических и химико-механических техникумов / А.Э. Генкин. - Изд. 3-е, доп. и перераб. - М.: Высшая школа, 1978. - 272 с.

3. Гольденберг, И.С. Монтаж технологического оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов [Текст]: учебное пособие для техникумов / И.С. Гольденберг, Л.Я. Бызер, В.М. Ашмян, М.Л. Фрейдлин. - М.: Химия, 1967. - 380 с.

4. ГОСТ 14249-89 (СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77, СТ СЭВ 1039-78, СТ СЭВ 1040-88, СТ СЭВ 1041-88) Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность [Текст]. - Введ. 1990-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 32с.

5. Криворот, А.С. Конструкция и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности [Текст]: учебное пособие для техникумов / А.С. Криворот. - М.: Машиностроение, 1976. - 376 с.

6. Лащинский, А.А. Конструирование сварных химических аппаратов [Текст]: справочник / А.А. Лащинский; под редакцией А.Р. Толчинского. - Л.: Машиностроение; Ленинградское отделение, 1982. - 382 с.

7. Лащинский, А.А. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры [Текст]: справочник / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский; под ред. Н.Н. Логинова. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1970. - 752 с.

8. Фарамазов, С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация [Текст]: учебник для нефтяных и химико-механических техникумов / С. А. Фарамазов. - М.: Химия, 1978. - 352 с.

9. Фарамазов, С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов [Текст]: учебник для нефтяных и химико-механических техникумов / С.А. Фарамазов. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Химия, 1988. - 304 с.

10. Черняк, Я.С. Ремонтные работы на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях [Текст] / Я.С. Черняк, В.С. Дуров. - М.: Химия, 1976. - 264 с.

Размещено на Allbest.ru