Капитальный ремонт конденсатора

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Современные химические предприятия представляют собой комплекс сложных технологических установок для выпуска различного вида продуктов. Эти технические установки включают разнообразные по конструкции и назначению машины, аппараты, колонны, трубопроводы, электротехническое и теплотехническое оборудование.

Постоянная работоспособность любого оборудования поддерживается его правильной эксплуатацией, своевременным и качественным ремонтом, грамотной и безопасной технологией монтажных и пусконаладочных работ.

Надежная и безопасная эксплуатация оборудования в пределах установленных параметров работы может быть обеспечена только при строгом выполнении определённых, запланированных во времени, мероприятий по надзору и уходу за оборудованием, включая проведение необходимых ремонтов.

Комплекс организационных и технических мероприятий по обслуживанию и ремонту оборудования, проводимых с заданными последовательностью и периодичностью представляет собой систему технического обслуживания и ремонта (ТО и Р).

Основными показателями надёжности оборудования являются: безопасность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Система ТО и Р оборудования должна учитывать:

1) порядок сдачи оборудования в ремонт и приёмки его из ремонта;

2) формы и методы организации ремонта;

3) планирование, учёт, отчётность;

4) номенклатуру и нормы расхода запасных частей;

5) основные требования по обеспечению ремонтопригодности;

6) общие требования по технике безопасности при ТО и Р;

7) общие технические условия на ремонт оборудования;

8) виды и периодичность, а также трудоёмкость;

9) расчёт численности ремонтного персонала.

Монтаж технологического оборудования производится при строительстве новых и реконструкции действующих промышленных предприятий, а также при замене вышедшего из строя новым и исправным. В последних двух случаях первичным является демонтаж - процесс обратный монтажу.

В курсовом проекте отражены вопросы, связанные с капитальным ремонтом конденсатора, а также вопросы, связанные с послеремонтными испытаниями, с оформлением, соответствующей ремонтной документацией.

В проекте приведены механические расчеты конструкционных элементов, расчеты необходимого количества ремонтного персонала, расчет такелажной оснастки при транспортировании и при подъеме оборудования, разработана технологическая схема монтажа.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Конструкция, устройство и принцип работы проектируемого оборудования

Конденсатор предназначен для охлаждения электролитического хлор газа, и представляет собой восьми секционный теплообменник с линзовым компенсатором, который вварен между двумя частями кожуха. Линзовый компенсатор служит для компенсаций температурных удлинений трубок. Он состоит из двух частей отшлифованных колец в виде полуовала и сваренных между собой по периметру. При разности температур между пучком и кожухом трубки удлиняются или укорачиваются больше чем кожух. При этом линза расширяется или сжимается и компенсирует разность удлинений.

Теплообменник состоит из цилиндрического сварного кожуха, трубного пучка, распределительной камеры и двух крышек. Трубный пучок образован трубками закрепленными в двух трубных решетках. Трубные решётки приварены к корпусу крышки, распределительная камера и кожух соединят фланцами.

Распределительная камера имеет входной и выходной штуцер в который поступает хлор - газ.

Кожух также имеет два штуцера для ввода и вывода в которой подаётся холод температурой -28 градусов. Сконденсировавшийся в трубном пространстве жидкий хлор и абгазы поступают в абгазоотделители. Для обеспечения зигзагообразного движения теплоносителя в межтрубное пространство установлены перегородки.

конденсатор теплообменник ремонт монтаж

2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Механический расчет конструктивных элементов

Исходные данные:

Наружный диаметр трубки dт, м 0,025

Толщина стенки трубки Sт, м 0,0025

Число труб zт 56

Расстояние от оси аппарата до оси наиболее удаленной

трубы a1, м 0,15

Диаметр одиночного отверстия решетки d0, м 0,0254

Расстояние между трубными решетками lм,м 4

Модуль упругости материала трубной решетки Ер, МПа 1,95*105

Приведенная длина труб lпр,,м 2

Шаг отверстий в решетке tр, м 0,032

2.1.1 Расчет теплообменника на прочность

Коэффициент перфорации трубной решетки по внутреннему диаметру трубы определяют согласно / 3,с. 375/ по формуле

, (2.1)

где - наружный диаметр;

- толщина стенки;

- число труб;

- расстояние от оси аппарата до оси наиболее удаленной трубы.

Толщину трубной решетки, исходя из условия закрепления труб развальцовкой с обваркой, определяют по формуле

(2.2)

где - наружный диаметр труб, м;

- шаг отверстий в решетке, м.

Расчетный коэффициент перфорации трубной решетки определяют по формуле

(2.3)

где - глубина развальцовки труб, если теплообменные трубы крепятся к решетке развальцовкой или развальцовкой в сочетании со сваркой;

- расчетная толщина трубной решетки.

Коэффициент, учитывающий жесткость трубной решетки определяют по формуле

(2.4)

где - коэффициент жесткости перфорированной плиты, принимаемый по графику в зависимости от ;

- диаметр одиночного отверстия перфорированной решетки.

Цилиндрическую жесткость трубных решеток, определяют по формуле

(2.5)

где - модуль упругости материала трубной решетки

Модуль упругости основания (системы труб), определяют по формуле

(2.6)

где - модуль упругости материала труб;

l - расстояние между трубными решетками.

Девиационный коэффициент основания (системы труб) определяют по формуле

(2.7)

где - приведенная длина труб, определяемая из следующих соотношений: - для аппарата без перегородок в межтрубном пространстве и - для аппарата с двумя и более перегородками (- расстояние от трубной решетки до второй перегородки)

,

- момент инерции поперечного сечения трубы, определяют по формуле

(2. 8)

Коэффициенты и систем решетка-труба, кожух-решетка и обечайка-фланец камеры соответственно рассчитывают по следующим формулам

(2.9)

(2.10)

(2.11)

где толщина стенки кожуха;

- толщина стенки камеры в месте соединения с фланцем;

D - внутренний диаметр кожуха в межтрубном пространстве

Жесткость стенки кожуха и стенки камеры при изгибе соответственно определяют по формуле

 , (2. 12)

где - модули упругости материалов кожуха и камеры (днища) соответственно;

- расстояние от центра тяжести сечения соответственно фланцев кожуха и камеры до оси аппарата

Жесткость фланцевого соединения при изгибе, определяют по формуле

, (2. 13)

где - толщина фланцев кожуха и камеры;

- ширина фланцев кожуха и камеры;

- модули упругости материалов фланцев, кожуха и камеры

Приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха определяют по формуле

(2. 14)

где - толщина стенки кожуха.

Приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения определяют по формуле

 , (2. 15)

Коэффициенты, учитывающие влияние давления среды в аппарате на изгиб фланцев кожуха и камеры соответственно определяют по формуле

, (2. 16)

Коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края решетки на поддерживающую способность труб определяют по формуле

, (2. 17)

, (2. 18)

(2. 19)

где

- коэффициенты, определяемые по графику в зависимости от параметров и

По графику 17.8-17.10

2.1.2 Расчет усилий

Расчет усилий и моментов, действующих в аппарате с прямыми трубами и неподвижными трубными решетками, производится для различных сочетаний давлений и температур и , которые могут иметь место при пуске, остановке и эксплуатации, с целью выяснения возможных максимальных нагрузок на элементы аппарата.

Приведенное давление, МПа определяют по формуле

(2.20)

где - коэффициенты линейного расширения материалов кожуха и труб;

- средняя температура соответственно стенки кожуха и стенок труб и температура сборки аппарата (20°С);

- величины, которые определяют по формулам

, (2. 21)

, (2. 22)

(2. 23)



Вспомогательную величину МПа определяют по формуле

(2. 24)

Изгибающий момент в месте соединения трубной решетки с кожухом или фланцем определяют по формуле

(2. 25)

Перерезывающую силу (МН) в месте соединения трубной решетки с кожухом или фланцем определяют по формуле

. (2. 26)

Изгибающий момент распределенный по контуру перфорированной части трубной решетки определяют по формуле

(2. 27)

Перерезывающую силу (МН), распределенную по контуру перфорированной части трубной решетки определяют по формуле

(2. 28)

Изгибающий момент в месте соединения кожуха с трубной решеткой определяют по формуле

(2.29)

Осевую силу (МН/м) в месте соединения кожуха с трубной решеткой определяют по формуле

 , (2. 30)

Изгибающий момент в месте соединения трубы с трубной решеткой определяют по формуле

(2. 31)

Осевую силу (МН) в месте соединения трубы с трубной решеткой определяют по формуле

, (2. 32)

Проверку условия жесткости трубной решетки определяют по следующей формуле

(2. 33)

где принимают в зависимости от диаметра аппарата D:

0,00061м<0,0007м

Условие жесткости выполняется

2.1.3 Проверка прочности и жесткости труб

Прочность труб должна удовлетворять следующим условиям

(2. 34)

59,88<172МПа

Условие выполняется

Так как Рт>0; 0,0106>0, то проверять устойчивость труб по условию их жесткости нет необходимости.

Условие прочности соединения труб с трубной решеткой при развальцовке определяют по формуле

(2. 35)

Условие выполняется

2.1.4 Проверка прочности кожуха в месте соединения с решеткой

Условие прочности в месте соединения кожуха с трубной решеткой проверяют по формуле

(2.36)

Условие не выполняется.

Если условие не выполняется, то в указанном месте устанавливают переходную обечайку увеличенной толщины длиной не менее

Условие устойчивости кожуха проверяют по формуле

(2.37)

, (2.38)

, (2.39)

°С

0МПа<172МПа

Условие выполняется

Допускаемую разность температур в кожухе и трубах в аппаратах с прямыми трубами и неподвижными трубными решетками определяют по формуле

, (2.40)

Условие выполняется, но так как рабочие температуры в трубном и межтрубном пространстве отрицательные, и аппарат представляет собой двух рядный восьми секционный теплообменник, то для надежности на первый ряд секций устанавливаем однолинзовые компенсаторы.

2.1.4 Расчет толщины стенки кожуха теплообменника

Исходные данные:

внутренний диаметр D, м 0,3

расчетное давление Р1 , МПа 1,6

допускаемое напряжение , МПа 172

коэффициент прочности сварного шва ц 0,9

прибавка на коррозию С, м 0,001

дополнительная прибавка на коррозию С1, м 0,0008

материал трубок 10Г2

Расчетная толщину стенки цилиндрической оболочки определяют согласно /3,с 56/ по формуле

(2.41)

Принимают толщину стенки S=0,006м

Допускаемое внутреннее избыточное давление для оболочки, МПа определяют по формуле

, (2.42)

МПа

2.1.5 Расчет эллиптического днища

Толщину стенки эллиптического днища определяют по формуле

(2.43)

где - расчетная толщина оболочки, м;

С - сумма прибавок к расчетной толщине;

С1 - дополнительная прибавка на коррозию;

P - расчетное давление, МПа Р=1,6 МПа;

D - внутренний диаметр оболочки, м D=0,3м

- допускаемое напряжение для материала днища при расчетной температуре t=50°С, МПа МПа;

Приняли толщину стенки S=0,006м

Допускаемое внутреннее избыточное давление для днища, МПа определяют по формуле

(2.44)

МПа

3. РЕМОНТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Подготовка оборудования к ремонту

Правила подготовки оборудования к ремонту и прием из ремонта.

При сдаче оборудования в ремонт необходимо выполнить требования цеховой инструкции №2 по остановке цеха № 2 на капитальный ремонт и пуску его после ремонта, а также требования «Положения о порядке безопасного проведения ремонтных работ на химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих производственных объектах»

Основанием для остановки на ремонт производства, цеха или узла, агрегата, отдельного оборудования в действующем цехе является приказ (распоряжение) по предприятию или по цеху с указанием непосредственного руководителя работ от подрядчика, лиц ответственных за подготовку оборудования или объекта к ремонту, мероприятий необходимых для обеспечения безопасности этих работ.

Подготовку технологического оборудования к ремонту обслуживающий персонал проводит под руководством начальника (мастера) смены в следующем порядке:

1. Отключить аппарат от действующих коммуникаций, стравить давление, освободить от продукта, охладить.

2. Отглушить аппарат от действующих коммуникаций, сделать запись в журнале снятия и установке заглушек, промыть, пропарить острым паром, продуть азотом, затем воздухом до отсутствия вредных примесей, которые определяются анализом воздушной среды в аппарате.

3. Электроприемники, входящие в состав ремонтируемого оборудования, должны быть обесточены и отключены. Должен быть обеспечен видимый разрыв цепи питания электроприемников. На пусковых аппаратурах вывесить табличку «Не включать работают люди».

4. Оформляется наряд - допуск на производство ремонтных работ, подписанный начальником цеха.

После очистки теплообменника берут пробу воздуха для проверки их на содержание ядовитых и горючих газов.

Установка заглушек. Заглушки ставят для более надежного отключения ремонтируемого аппарата от действующей системы.

Заглушки с хвостовиком устанавливают между фланцами и плоской уплотнительной поверхностью. Вырезают такие заглушки из стального листа толщиной 3-5 мм.

При установке заглушки с хвостовиком используют оправку, позволяющую правильно совместить болтовые отверстия. Оправка должна иметь острый конец для совмещения болтовых отверстий и расплющенный - для разведения фланцев.

Вскрытие аппарата. Вскрывать теплообменник можно только с разрешения лица, ответственного за безопасность проведения ремонта. Сначала определяют состояние болтов и гаек или стяжек на фланцевом соединении. Если они сильно заржавели, их надо обильно смочить керосином и оставить на несколько часов (для сокращения времени эту операцию лучше проделать заблаговременно, сразу по получении распоряжения о проведении ремонта). Затем отвинчивают гайки (стяжки), оставляя каждую на 3-4 витках резьбы болта. После этого ломиком отделяют со всех сторон крышку и, убедившись в отсутствии в аппарате избыточного давления, полностью свинчивают гайки с болтов (стяжки), вынимают болты и, навинтив на каждый гайку, складывают в приготовленный для этого ящик. Крышки снимают при помощи тали, подвешенной к строительным конструкциям или к передвижной треноге. Если у теплообменника засорились трубки, то их очищают специальными приспособлениями. Проверка целостности теплообменных труб заключается в заполнении межтрубного пространства водой давлением а именно 0,44 МПа и если есть течь, из какой - либо трубки, то ее заменяют.

По окончании ремонта технологического оборудования начальник (мастер) смены, механик цеха совместно с руководителем ремонтной бригады проводят внешний осмотр отремонтируемого оборудования, после чего начальник цеха дает разрешение на опрессовку оборудования. При опрессовке присутствует механик цеха.

По окончании опрессовки и устранения, обнаруженных дефектов производится сдача оборудования из ремонта на испытательный срок.

Пуск оборудования, вышедшего из ремонта, производится по письменному распоряжению начальника цеха, а в его отсутствие - заместителя начальника цеха, после приема его из ремонта по акту.

3.2 Характеристика основных неисправностей

Основные неисправности теплообменных аппаратов:

К основным неисправностям теплообменника позиции можно отнести: его загрязнение, нарушение целостности металлического корпуса в следствие коррозии как основного металла, так и сварных швов, разрушение защитных покрытий, нарушение герметичности разъемных соединений, эрозионный износ внутренних поверхностей трубок и наружных, выдавливание трубок в местах присоединения трубок в трубной решетке, уменьшение внутреннего сечения трубок за счет отложения среды, утонение стенок трубок за счет коррозии.

Неисправности теплообменника определяются условиями, в которых он работает. Так, за счет утолщения стенок труб из-за отложений, в результате чего уменьшается коэффициент теплопередачи.

Типичной неисправностью почти всех видов химического оборудования является также нарушение плотности (герметичности) фланцевых соединений.

Основной способ обнаружения неисправностей теплообменника -- постоянное наблюдение за показаниями контрольно-измерительных приборов, а также периодические осмотры, также проводят предварительную дефекацию (диагностика) на работающем аппарате.

Осмотр аппарата в цехе производит как сменный персонал (сменные операторы, машинисты), так и слесари, входящие в штат механической службы цеха.

При осмотре, прежде всего, следует обращать внимание на внешний вид аппарата: нет ли течи или следов пролива; проверяют состояние окраски, наличие всех болтов (шпилек) во фланцевых соединениях. Затем осматривают сварные швы. Кроме того, при наружном осмотре проверяют состояние мерных стекол и арматуры, размещенной на аппарате.

Скрытые дефекты могут быть обнаружены по косвенным признакам:

1)увеличение давления на выходе из трубного пространства за счет уменьшения сечения трубок;

2)то же самое при смешении двух сред с разными давлениями;

3)увеличение или уменьшение температуры на выходе за счет смешения сред в результате нарушения крепления труб в трубной решетке.

Возможно также нарушение работы вспомогательных устройств из-за плохого монтажа, грязи, влияния вредных паров, поломке.

3.3 Содержание ремонтных работ

В процессе эксплуатации корпусов сосудов и аппаратов появляются следующие характерные дефекты: трещины всех видов и направлений в сварных швах, наплавках, околошовной зоне, основном металле и плакирующем слое; коррозионные поражения основного металла, плакирующего слоя, сварных швов и наплавок в виде сплошной равномерной или неравномерной коррозии; локальной коррозии (язвы, питтинги и т. п.); расслоений или вздутий под поверхностью металла; межкристаллитной коррозии; эрозионный износ; гофры, вмятины, выпучены и другие деформации.

Способ исправления дефектных участков корпусов выбирают с учетом следующих факторов: природы дефекта (трещины, коррозионное растрескивание, эрозионный износ и т. д.); конструкции корпуса (наличие приварных внутренних устройств в местах дефектов и т. д); материального оформления корпуса (одно- или двухслойная сталь); экономической целесообразности метода исправления (наплавка, заварка, замена дефектного участка). Перед ремонтом корпусов уточняют величину дефекта и границы дефектных участков по одному из методов: визуально-оптический ультразвуковой капиллярный радиографический.

В зависимости от вида и размеров дефектов применяют в основном два способа их исправления: заварку или наплавку дефектного участка; замену дефектного участка (установку «латки», смену листа, обечайки, днища).

Поверхность дефектного участка и прилегающей зоны (шириной не менее 50 мм на сторону) следует очистить от антикоррозионных покрытий, ржавчины, окалины и других загрязнений.

Ремонт корпуса аппарата выполняют ручной электродуговой сваркой (наплавкой) При ремонте корпуса сварные швы должны обеспечивать требуемую прочность и быть доступными для контроля.

Подготовку дефектных мест под сварку или наплавку проводят как механическим, так и огневым способом, удаляя минимальное количество металла с целью уменьшения остаточных напряжений и объема сварочных работ.

После удаления дефектов и подготовки кромок под сварку или наплавку огневым способом поверхность необходимо зачистить механическим способом на глубину 1,0 мм.

Перед началом сварки следует проверить качество подготовки и сборки свариваемых элементов, т. е. состояние стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей.

Смещение кромок листов в стыковых соединениях, определяющих прочность сосуда, должно быть не более 10% номинальной толщины более тонкого листа, но не более 3 мм

Исправление трещин, коррозии и эрозии. Дефектное место следует зачистить металлической щеткой и шлифовальной машинкой на расстоянии не менее 50 мм на сторону. Концы трещин засверлить сверлом d=8-12 мм на 2--3 мм более глубины трещины. Выбрать дефект до полного удаления и подготовить кромки под сварку.

Заварить подготовленную поверхность. При этом металл варить на 3--5 мм выше поверхности корпуса.

Необходимость в термической обработке и режимы обработки определяют в зависимости от материала и толщины стенки корпуса.

Исправленное место зачищают шлифовальной машинкой заподлицо с поверхностью корпуса. Качество сварного соединения следует проконтролировать одним из неразрушающих методов контроля.

Замена дефектных участков. Дефекты корпусов (гофры, вмятины, выпучены, гнездообразные трещины, коррозия и эрозия сверх допустимых пределов) устраняют заменой листа, обечайки, днища или установкой «латки» из того же металла.

Промывка аппарата. Из трубного и межтрубного пространств через штуцера удаляют содержимое. Далее в течении времени, определяемого физико-химическими свойствами рабочее среды, их промывают водой, затем пропаривают, для чего в трубопроводной обвязке теплообменников предусматривается возможность подключения паровой линии, надежно оглушаемой при работе аппаратов в рабочем режиме.

После промывки аппарат отсоединяют от коммуникаций и приступают к разборке. Для разборки днищ приходится демонтировать часть трубопроводной обвязки. Вес крышки значителен, поэтому для их съема и последующей установки пользуются стационарными подъемными устройствами.

Выявление и устранение дефектов. Фактическую толщину стенки днищ и секционных перегородок в них измеряют путем высверливания отверстий, а также с помощью ультразвуковых толщиномеров. Качество приварки секционных перегородок к днищам проверяют заливая воду. Воду подают поочередно в каждую секцию, для чего на крышке предварительно заглушают все штуцера, а крышку устанавливают открытой стороной вверх.

Скрытые дефекты теплообменника устанавливают опрессовкой межтрубного пространства при открытых с обоих торцов крышках. Изношенную или лопнувшую трубу обнаруживают по появлению в ней опрессовочной жидкости, а неплотности в соединении концов труб с трубными решетками - по пропускаемой жидкости и запотеванию.

В зависимости от конструктивного решения неплотные соединения концов труб с трубными решетками подваривают электросваркой или подвальцовывают. Свариваемые участки зачищают металлическими щетками, обнаруженные трещины вырубают зубилом. Большое значение имеют качество и диаметр электрода, а также величина тока сварки.

Изношенные участки корпуса находят с помощью гидравлической опрессовки или ультразвукового дефектоскопа. Подозрительные участки сверлят для измерения остаточной толщины обычными измерительными инструментами. Корпус ремонтируют, накладывая на его наружную поверхность латки из листовой стали той же марки, из которой изготовлен корпус.

Сборка и испытание. После ремонта теплообменник при снятых крышках подвергают опрессовке, затем навешивают и закрепляют крышки.

Собранный аппарат подвергают окончательной опрессовке водой.

Отсутствие течи через спускные и фланцевые соединения свидетельствует о надежной плотности и прочности. После снятия заглушек аппарат сдается в эксплуатацию.

3.4 Составление графиков ремонтов

3.4.1 Данные для расчета

Ресурс между двумя капитальными ремонтами , ч 69120

Ресурс между двумя текущими ремонтами , ч 8640

Продолжительность простоя в капитальном ремонте , ч 120

Продолжительность простоя в текущем ремонте , ч 20

Трудоемкость капитального ремонта , чел/ч 190

Трудоемкость текущего ремонта , чел/ч 24

График ППР и ТО представляет собой чередование ремонтов и технических осмотров в определенной последовательности и через определенные промежутки времени.

Общее число рабочих часов оборудования в нормативах условно принято в месяцах - 720 часов, в год - 8640 часов.

Продолжительность между двумя капитальными ремонтами , год определяют по формуле

(3.2)

лет

Продолжительность между двумя текущими ремонтами , мес определяют по формуле

 (3.1)

мес

Количество текущих ремонтов между двумя капитальными определяют по формуле

(3.3)

Продолжительность суммарного простоя оборудования за ремонтный цикл , ч определяют по формуле

(3.4)

ч

Началом отсчета берем дату последнего ремонта (если оборудование находится в эксплуатации) или дату ввода оборудования в эксплуатацию (если оборудование новое или после расконсервации).

Полученные данные заносим в заводской бланк графика ППР и ТО (планово-предупредительных ремонтов и технических осмотров). По графику определяем количество ремонтов и технических осмотров в планируемом году.

3.5 Расчет количества ремонтного персонала

Списочную численность ремонтников определенной специальности , чел определяют по формуле

, (3.5)

где - доля каждого вида ремонта, %;

- коэффициент, учитывающий внеплановые работы, ;

- эффективный фонд рабочего времени одного ремонтного человека, ;

- коэффициент, учитывающий перевыполнение норм,

Для капитального ремонта

Слесарей: чел

Станочников: чел

Прочие: чел

Для текущего ремонта

Слесарей: чел

Станочников: чел

Прочие: чел

Общую численность рабочих необходимых для ремонта конденсатора определил по формуле

 (3.6)

Для капитального ремонта

чел

Для текущего ремонта

2+1+1=4 чел

4. МОНТАЖНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Подготовка оборудования к монтажу

Все штуцера и отверстия в теплообменнике должны быть закрыты пробками или заглушками, а наиболее ответственные еще и опломбированы. Поставляемый аппарат должен быть законсервирован. Консервирующей смазкой покрываются все обработанные и неокрашенные поверхности, которые могут подвергнуться коррозии в атмосферных условиях. Метод консервации должен обеспечить расконсервацию без разборки оборудования.

Все трубопроводы, входящие в объем поставки, должны быть испытаны, промаркированы и поставлены в комплекте с фланцами, прокладками и крепежными деталями. Теплообменник должен быть собран на постоянных прокладках не подлежащих замене при монтаже. Заводская готовность аппарата предполагает исключение разборки и ревизии оборудования в процессе монтажа.

Для выверки положения аппарата на фундаменте на опорах оборудования должны быть нанесены риски, фиксирующие в плане главные оси аппарата и служащие для выверки аппарата в плане. На корпусах должны быть обработаны контрольные площадки или указаны базовые поверхности для установки уровня при выверке горизонтальности, на опорах должны быть установлены регулировочные (отжимные) винты, на участках станин, не закрытых узлами.

4.2 Выбор метода монтажа

Выбор способа монтажа зависит от ряда факторов, среди которых основными являются: габариты, масса и конструктивные особенности монтируемого оборудования; размеры и качество площадки, на которой производится монтаж, и ситуация, сложившаяся на ней в момент монтажа и после него; пространственное положение оборудования и геометрические отметки его расположения; оснащенность монтажными механизмами и приспособлениями, достигнутый уровень монтажной техники и др.

Монтажные работы производят индустриальным способом.

Индустриальный способ монтажа -- наиболее передовой, позволяющий резко уменьшить продолжительность монтажных работ и затраты труда на них. Сущность его заключается в том, что оборудование устанавливается в проектное положение (на фундамент) в максимально готовом к эксплуатации виде (имеется в виду полная сборка оборудования, обслуживающей его металлоконструкции, испытание, установка запорной арматуры и монтаж обвязочного трубопровода).

4.3 Выбор монтажных кранов

Для проведения монтажных работ теплообменника выбирается кран МКГ-16 , тонн.

4.4 Расчет такелажной оснастки при транспортировании оборудования

Рисунок 4.1-Эскиз к расчету такелажной оснастки при транспортировании

Тяговое усилие , кН необходимое для перемещения груза определяют согласно /4,с 262/ по формуле

, (4.1)

кН

где - масса перемещаемого груза, т;

- коэффициент трения скольжения подшипников качения

Усилие при страгивании тележки с оборудованием с места , кН определяют согласно /4,с 262/ по формуле

(4.2)

кН

По усилию рассчитали тяговый канат

Разрывное усилие каната , кН определяют согласно /4,с 53/ по формуле

, (4.3)

кН

где - коэффициент запаса прочности

По ГОСТ 3077 выбирают для лебёдки гибкий канат типа ЛК-О конструкции о.с. со следующими характеристиками

временное сопротивление разрыву, МПа 1764

разрывное усилие, кН 116,5

диаметр каната, мм 14

4.5 Расчет такелажной оснастки при подъеме оборудования

4.5.1 Расчет канатных строп

Канатные стропы определяют в следующем порядке (рисунок 4.2).

Натяжение (кН) в одной ветви стропа определяют по формуле

(4.4)

где Р - расчетное усилие, приложенное к стропу, без учёта коэффициентов перегрузки и динамичности, кН;

m -- общее количество ветвей стропа, которым задаются исходя из поперечных размеров поднимаемого оборудования и способа строповки (этот угол рекомендуется назначать не более 450, имея в виду, что с увеличением его усилия в ветви стропа значительно возрастает)

Разрывное усилие в ветви стропа (кН) определяют по формуле

(4.5)

где kз - коэффициент запаса прочности для стропа.



а - канатный строп, б - витой строп

Рисунок 4.2- Расчётные схемы стропов

По ГОСТ 7668 подбирают канат типа ЛК-РО конструкции о.с. со следующими характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа 1568

разрывное усилие, кН 277

диаметр каната, мм 23,5

масса 1000 м каната, кг 2130

4.5.2 Расчет витого стропа

Натяжение в одном канатном витке стропа (рисунок 4.2, б), задаваясь углом = 45°, количеством канатных витков в одной ветви стропа n= 7 шт. и имея в виду, что Р = 10G0 определяют по формуле

где Р -- усилие, приложенное к стропу, кН;

m -- количество ветвей стропа (для витого стропа m= 2);

n -- число канатных витков в сечении одной ветви стропа;

-- угол между ветвью стропа и направлением усилия Р.

Разрывное усилие (кН) в одном канатном витке стропа определяют по формуле

(4.7)

где к3 -- коэффициент запаса прочности.

По ГОСТ 7668 подбирают канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36 (1 + 7 + 7/7 + 14) + 1о.с. закрепляющий верхний неподвижный блок полиспаста, с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа 1568

разрывное усилие, кН 90,6

диаметр каната, мм 13,5

масса 1000 м каната, кг 697

Расчетный диаметр dс поперечного сечения ветви стропа определяют по формуле

(4.8)

где d -- диаметр каната для витков стропа.

Определяют минимальный диаметр захватного устройства

(4.9)

где кс - коэффициент соотношения диаметров захватного устройства и поперечного сечения ветви стропа; минимальная величина его составляет:

Длину каната (м) для изготовления витого стропа определяют по формуле

(4.10)

где l - требуемая длина стропа по центральному витку, м;

t - шаг свивки стропа, равный 30d, м;

4.5.3 Расчет траверс

Рисунок 4.3-Эскиз к расчету траверсы

Натяжение в каждой канатной подвеске, соединяющей траверсу с крюком грузоподъемного механизма , кН определяют согласно /4,с 58/ по формуле

, (4.11)

кН

где - масса поднимаемого груза, т;

- угол наклона тяги к вершинам

Разрывное усилие , кН определяют согласно / 4,с 58/ по формуле

, (4.12)

кН

где - коэффициент запаса прочности

Сжимающее усилие в траверсе , кН определяют согласно /4,с 58/ по формуле

, (4.13)

кН

где - масса поднимаемого оборудования, кН;

- коэффициент ,учитывающий динамические нагрузки;

Кп- коэффициент, учитывающий перегрузки

Для изготовления траверсы принимают стальную трубу ГОСТ 8732

Площадь поперечного сечения труб для траверса , см2 определяют согласно /4,с 59/ по формуле

, (4.14)

см2

где - коэффициент продольного изгиба;

- коэффициент условий работы;

- расчетное сопротивление

По ГОСТ 8732 подбирают стальную трубу с площадью сечения см2 и радиусом инерции 3,47 см.

Расчетную длину траверсы , м определяют согласно /4,с 60/ по формуле

, (4.15)

где - коэффициент приведения расчетной длины

Гибкость траверсы определяют согласно /4,с 60/ по формуле

(4.16)

Сечение траверсы проверяют на устойчивость согласно /4,с 60/ по формуле

, (4.17)

где - коэффициент продольного изгиба

МПа

Соблюдение данного неравенства свидетельствует об устойчивости расчетного сечения.

4.5.4 Расчет такелажных скоб

Усилие, действующее на скобу определяют по формуле

, (4.23)

где S -- нагрузка, действующая на скобу, кН

Выбирают такелажную скобу типоразмера 4,5 со следующей характеристикой: длина штыря l = 50 мм, диаметр ветви скобы dc= =28мм, диаметр штыря dш = 36мм

Ветви скобы на прочность при растяжении проверяют по формуле

Р/(2Fс) ?mR, (4.24)

где Fc - площадь сечения ветви скобы, см2

Fc=/4 = 3,14*2,82/4=6,15 см2

Условие прочности выполняется

Изгибающий момент в штыре определяют по формуле

(4.25)

где l --длина штыря между ветвями cкобы, см

Момент сопротивления сечения штыря определяют по формуле

(4.26)

где dш- диаметр сечения штыря, см2

Штырь на прочность при изгибе проверяют по формуле

(4.27)

Условие прочности выполняется

Штырь на срез проверяют по формуле

, (4.28)

где Fш= /4 = 3,14*3,62/4 = 10,2 см2

Условие выполняется.

Отверстия скобы на смятие проверяют по формуле

, (4.29)

где-- толщина бобышки скобы для штыря, см

Условие выполняется

4.5.6 Расчет и подбор подводных блоков

Рисунок 4.4- Расчётная схема отводного блока

Усилие, действующее на отводной блок определяют по формуле

(4.30)

По найденному усилию Р, пользуясь приложением 6, подбирают 10-тонный блок с диаметром ролика 300 мм.

Взяв канат для крепления блока вдвойне и определив по приложению 11 коэффициент запаса прочности Kp = 6, как для стропа, находят разрывное усилие в каждой из двух ветвей каната по формуле

(4.31)

По расчетному разрывному усилию, по ГОСТ 7668 подбирают для крепления отводного блока стальной канат типа ЛК-РО конструкции 6х 36(1 + 7 + 7/7 + 14) + 1 о. с. со следующими характеристиками характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа 1666

разрывные усилия 574,5

диаметр каната, мм 33

масса 1000 м каната, кг 4155

4.5.7 Расчёт и подбор полиспастов

Усилие, действующее на подвижный блок полиспаста, определяют по формуле

(4.32)

где G0-- масса поднимаемого груза;

Gз -- масса захватного устройства (траверсы) при работе полиспаста в горизонтальном или наклонном положении

Усилие, действующее на неподвижный блок полиспаста, определяют по формуле

(4.33)

Используя приложение 6 согласно /4,с.243/подбирают оба блока по наибольшему усилию Рн со следующими характеристиками:

грузоподъемность -- 10т,

количество роликов --1 штук диаметром 300 мм,

масса -- 48 кг.

Таким образом, в полиспасте, состоящем из двух роликов, общее количество роликов ., масса .

Выбирая блоки с роликами на подшипниках качения и принимая два отводных блока, установленных на сбегающей ветви до лебедки, нашли коэффициент полезного действия полиспаста = 0,921 для общего количества роликов 4 штук (2 полиспастных и 2 отводных) и рассчитывают усилие сбегающей ветви по формуле

(4.34)

где mП - общее количество роликов в полиспасте;

- коэффициент полезного действия полиспаста

Разрывное усилие в сбегающей ветви полиспаста определяют по формуле

(4.35)

По ГОСТ 7668 подбирают для оснасти полиспаста канат типа ЛК-РО конструкции 6 X 36 (1 + 7 + 7/7+14) + 1 о. с. с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа 1960

разрывное усилие, кН 233,5

диаметр каната, мм 20

масса 1000 и каната, кг 1520

Длину каната, для оснастки полиспаста задаваясь, длиной сбегающей ветви l1 = 13 м и считая длину полиспаста в растянутом виде равной высоте подъема аппарат h = 6 м, определяют по формуле

 (4.36)

где h - полиспаста в полностью растянутом виде, м (назначают исходя из конкретных условий такелажной операции: она соответствует наибольшему расстоянию между неподвижным и подвижным блоками);

dР -- диаметр роликов в блоках, м, (определяется по приложению 6);

l1 -- длина cбегающей ветви от ролика блока, с которого она сходит до барабана лебедки, м;

l2 -- расчетный запас длины канат: l2 = 10 м.

Суммарную массу полиспаста определяют по формуле

(4.37)

где Gб -- масса обоих блоков полиспаста, т (определяется по прилож.6);

Gк -- масса каната для оснастки полиспаста, т: GК = Lgн/1000;

gн -- масса 1000 м каната

Усилие на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста определяют по формуле

(4.38)

Приняв канат, для крепления верхнего блока полиспаст из 8 ветвей и определив по приложению 11 коэффициент запаса прочности кз = 5,5, как для стропа, определяют разрывное усилие в каждой ветви крепящего каната по формуле

Rк = Рбкз/8 (4.39)

По ГОСТ 7668 подбирают для оснасти полиспаста канат типа ЛК-РО конструкции 6 X 36 (1 + 7 + 7/7+14) + 1 о. с. с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа 1568

разрывное усилие, кН 90,6

диаметр каната, мм 13,5

масса 1000 м каната, кг 697

По усилию в сбегающей ветви полиспаста подбирают электролебедку типа ЛМЭ-10-510

тяговое усилие, кН 100

канатоёмкость, м 510

масса с канатом, т 3,8

диаметр каната лебедки, мм 31

длина барабана, мм 1200

диаметр барабана, мм 350

число слоев навивки 5

4.5.8 Определение наименьших допустимых диаметров роликов и барабанов

Наименьший допустимый диаметр ролика отводного блока определяют по формуле

(4.40)

Принимают однорольный блок грузоподъемностыо 10т с диаметром ролика dр = 300 мм согласно / 4,с.302/

4.5.9 Определение канатоемкости и расчет закрепления лебедок

Рисунок 4.5 - Расчётная схема крепления лебёдки

Шаг навивки каната на барабан лебедки определяют по формуле

(4.41)

где d- диаметр каната лебедки, мм

Число витков каната на длине барабана определяют по формуле

(4.42)

где Lб- длина барабана, мм

Канатоемкость лебедки определяют по формуле

(4.43)

где Dб - диаметр барабана, мм;

n - число слоев навивки

4.5.10 Расчет монорельсов

Усилие, действующее на монорельс, определяют по формуле

(4.44)

где Gо - масса поднимаемого оборудования, т;

Gт -- масса тельфера или катучей тележки с талями, т

Максимальный изгибающий момент в монорельсе определяют по формуле

(4.45)

где l -- пролет монорельса, см

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения монорельса определяют по формуле

(4.45)

По ГОСТ 19425 принимают для монорельса двутавр с параллельными внутренними гранями полок №30 с моментом сопротивления Wхд = 633 > 393 Wтр см3



Рисунок 4.6 -Расчетные схемы монорельсов

5. ИСПЫТАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И СДАЧА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

Испытание теплообменника водой с установленными деталями крепления и прокладками, предусмотренными в технической документации, осуществляют при удовлетворительных результатах внутреннего осмотра.

Пробное давление при испытании аппарата водой составляет 1,25 рабочего, а именно 0,44 МПа в трубном пространстве и 0,88 МПа в межтрубном соответственно. Перед испытанием следует удалить из сосуда воздух, затем необходимо плавно увеличивать и снижать давление, контролируя его значение по манометру, как в трубном пространстве так и в межтрубном. Оборудование должно находиться под пробным давлением в течение времени указанного в техническом паспорте теплообменника, после чего давление снижают до рабочего значения и осматривают аппарат, обращая основное внимание на вальцованные и сварные соединения. При резком падении давления в процессе испытания или возникновении шума, ударов внутри аппарата испытание прекращают для устранения причин нарушений. Оборудование признается выдержавшим испытание водой при отсутствии признаков разрыва, течи, потения и видимых остаточных деформаций.

При подготовке к испытаниям необходимо проверить затяжку резьбовых соединений, прочность и надежность закрепления оборудования. В процессе испытаний проверяют герметичность соединений и уплотнений. При этом контролируют показания приборов. Порядок испытания и его продолжительность устанавливается техническими условиями завода-изготовителя, которые уточняют при разработке программы испытания оборудования.

При положительных результатах испытаний оформляется акт приемки аппарата из ремонта по технологическому цеху.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. - Москва, 1982.

2 Ермаков В.И., Шеин В.С. Технология ремонта химического оборудования. - Химия, Ленинград, 1987.

3 Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов. Справочник. Ленинград. Машиностроение, 1981.

4 Матвеев В.В., Крупин Н.Ф. Примеры расчета такелажной оснастки. - Стройиздат. Ленинград, 1987.

5 Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов. - Москва. Химия, 1988

Размещено на Allbest.ru