ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

конденсируясь на поверхности стен газоходов и футеровки вызывают коррозию материалов – разрушение цементного камня в кладке.

Сернокислотная коррозия вызывает дефекты, характеризующиеся следующими признаками:

—разрушением защитного слоя в плитах покрытия;

—оголением арматуры;

—коррозией арматуры;

—коррозией стен;

—появлением неплотностей в стенах (трещин) и местах примыкания газоходов к трубе;

—коррозией крышек во взрывных клапанах и смотровых люках с образованием сквозных отверстий;

—выпучиванием кладки с наклоном верха стен;

—обрушением плит перекрытия;

—разрушением уплотнений в температурных швах;

—обводнением подземных газоходов грунтовыми водами вследствие разрушения гидроизоляции.

Впроцессе эксплуатации труб установок промышленных предприятий и тепловых электростанций необходимо систематически наблюдать за состоянием газоходов и дымовых труб.

При обследовании определяется прочность затяжки стяжных колец, наличие вертикальных и горизонтальных трещин, состояние молниеприемников и токоотводов, оголовка, металлоконструкций светофорных площадок и ходовой лестницы, состояние футеровки и кладки ствола трубы.

Дефекты дымовой трубы установки Л24/7

Высота дымовой трубы установки Л24/7 (рис. 2.94) составляет 60м. Внутренний диаметр цокольной части3,7м. Внутренний диаметр устья 1,5м. Построена в 1966г. Введена в действие в 1968г. Ствол трубы кирпичный, конической формы, выполнен из кирпича марки М100 сложного рас-

твора марки М50.

Толщина стенки ствола в цокольной части 750 мм, в устье 250 мм.

		Ствол трубы стоит на фундаменте,
		выполненном из жароупорного бетона
		М250.
		Ствол трубы скреплен 56 стяжными
	Рис. 2.94. Дефекты дымовой трубы	кольцами с двухшарнирными стыковы-
		ми замками.
	установки Л24/7

184

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Труба оборудована:

—наружными и внутренними ходовыми скобами;

—светофорными площадками на высоте 40 и 55 м;

—системой молниезащиты;

—футеровка трубы состоит из 8 барабанов.

Выявленныедефектыпоказаны на рисунках 2.95…2.101.

Рис. 2.95. Выветривание раствора кирпичной кладки

Рис. 2.96. Вертикальные трещины с раскрытием шва

Рис. 2.97. Выкрашивание кирпича

185

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 2.98. Разрушение ходовых скоб внутри трубы

Рис. 2.99. Золовые отложения

Рис. 2.100. Разрушение футеровки

Рис. 2.101. Отход футеровки от ствола

186

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ДЫМОХОДЫ

Дымоходы (борова) соединяют выход из конвекционной камеры с дымовой трубой.

Борова—этофутерованныеканалыдлятранспортирования отходящей из печей газовой печной среды до выбросных труб. Конструкции боровов типизированы, и они выбираются в зависимости от количества газовой печной среды, ее температуры и химического состава. При температуре отходящих газов до 500°С борова футеруются глиняным кирпичом марки 75, а при более высоких температурах – шамотным кирпичом класса В или Б на шамотном растворе с несущей конструкцией из глиняного кирпича.

Внихпредусматриваютлюки-лазыдляосмотраичисткиприремон- тах. Все каналы дымоходов снабжают системой паротушения.

Для регулирования тяги на дымоходах или в самом низу дымовой трубы устанавливают шиберы.

Шиберы — плоские заслонки, частично прикрывающие сечение тракта, по которому проходят дымовые газы, предназначенные для достаточно плотного отключения печей от тяговой установки, а также для достижения легкого и чувствительного регулирования количества газовой печной среды, выходящей из печи, и их давления. При пожаре шибером прикрывают боров, что резко снижает тягу и интенсивность горения и предотвращает попадание пламени в дымовую трубу.

Шиберставитсяпривыходеотходящихгазовизкамерыпечиипредставляет собой чугунную, керамическую заслонку, опущенную в боров и подвешенную на тросе, перекинутом через блок с противовесом или непосредственно на барабан ручной или электрической лебедки.

Шибера в боровах для зоны с температурой дымовых газов до600°С выполняются из чугуна. Для зоны с температурой выше 600°С шибера дляпредотвращениякороблениявыполняютсяводоохлаждаемымиили керамическими.

ГАРНИТУРА

К гарнитуре печей относятся детали, предназначенные для удержаниятруботпровисания,длясборкиблоковфутеровкистениподвесных сводов, а также гляделки, предохранительные окна и площадки.

Детали для удержания труб от провисания

Детали для удержания труб от провисания отличаются многообразием форм и конструкций, которые зависят от расположения экранов, длины и веса труб, температурных режимов и т.д.

187

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Число рядов этих деталей зависит от веса и длины каждой трубы и условий, в которых она работает. При расчетах учитывают нагрузки от собственного веса трубы и веса трубы с продуктом. Обычно длину расчетного участка принимают до 4,5 м.

Трубные решетки

Трубные решетки (рис. 2.102) применяют для удержания труб конвекционных камер. Их крепят к специально выполненному для этой цели участку фундамента печи.

Рис. 2.102. Трубные решетки

Решетки конвекционных труб однокамерных печей можно с одной стороны крепить к металлоконструкциям, а с противоположной стороны заделывать в кладку перевальных стен. В местах заделки оставляют достаточные зазоры, чтобы при тепловых деформациях решетки не разрушали кладку.

Для конвекционных труб обычно достаточно надежны решетки из чугуна марки СЧ21-40, и лишь для нескольких верхних рядов, где температура среды высока, целесообразно применять решетки из жароупорной стали или ее заменителей.

Длявысокихконвекционныхкамеррешеткисоставляютизнескольких частей, соединенных болтами из нержавеющей стали. Нижние участки отверстий решеток снабжены приливами, увеличивающими площади опирания труб.

Подвески

Подвески (рис. 2.103) используются для крепления труб потолочного экрана. Их прикрепляют к элементам каркаса.

Трубные подвески могут быть закрытыми и открытыми. Закрытые подвески прочнее, но для смены их в случае прогара требуется демонтаж печных труб.

Учитывая их высокую температуру в радиантной камере, подвески и кронштейны изготовляют из высоколегированных жаропрочных ста-

188

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

лей. Для литых изделий, например, применяют сталь ЭИ316 (ЭИ319), обладающуюжаростойкостьюпритемпературахдо 1000°Сватмосфере сернистых топочных газов. Применяют также хромомарганцевоникелевые и хромомарганцевокремнистые стали.

По сравнению с печными трубами подвески находятся в более тяжелых рабочих условиях, так как они не охлаждаются потоками нефтепродуктов и нагреваются иногда до 1100°С. В топочных газах часто содержатся большие количества сернистого газа, водяных паров, оксида углерода, водорода и других агрессивных агентов, вызывающих коррозию металла подвесок.Так, ударная вязкость стали 20Х23Н13, из которой сделаны подвески, эксплуатировавшиеся в печах АВТ, в течение полугода снизилось более чем втрое.

Рис. 2.103. Подвески

Исходя из условий работы подвесок, к их литью предъявляют следующие основные требования:

—подвески не должны иметь раковин, короблений, острых углов и резких переходов от одного сечения к другому;

—отверстия боковых креплений и отверстия труб должны тщательно зачищаться от литейного шлака и быть скруглены.

Кронштейны

Кронштейны (рис. 2.104) используют для крепления труб бокового экрана. Кронштейны крепятся к элементам каркаса.

Рис. 2.104. Кронштейны

189

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Детали для удержания блоков футеровки стен и подвесных сводов

Для сборки и удержания блоков футеровки стен и подвесных сводов применяют подвески, крючья и кронштейны различных конструкций; некоторые из них показаны на (рис. 2.105).

Рис. 2.105. Детали для удержания блоков футеровки стен

и подвесных сводов:

а— на вертикальных участках; б — на наклонных участках; в — на горизонтальных участках

Приправильноммонтажеподвескиикронштейнынаходятсявнезоны высоких температур, поэтому их отливают из чугуна марки СЧ 21-40 или из жаростойкого чугуна ЖЧХ-1,5. Кирпичи последовательно нанизывают на тавровую полку подвесок и кронштейнов, которые соединяются с соответствующими элементами каркаса печи на болтах.

Гляделки (смотровые окна)

Гляделки, или смотровые окна, предназначены для наблюдения в процессе работы за состоянием печных труб и работой форсунок (размером и яркостью пламени) (рис. 2.106).

Их изготовляют из чугуна СЧ 21-40 и крепят на болтах снаружи кладки к металлоконструкции печи. Для большей обзорности на участке установки гляделок в стенах печи выполняют отверстие, расширяющееся внутрь печи.

Рис. 2.106. Гляделки (смотровые окна)

Предохранительные (взрывные) окна

Предохранительныеокнаотличаютсяотгляделокбольшимиразмерами(рис.2.107).Онипредназначеныдляослаблениясилыхлопка(взрыва) в топке печи в случае нарушения нормального режима, при ремонтах ими пользуются как лазами, через которые обслуживающий персонал проникает внутрь печи.

190

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Крышки гляделок и предохранительных окон в рабочем состоянии должны плотно прилегать к корпусу под действием собственного веса. Для этого поверхности их сопряжения наклонены к вертикали. Крышки предохранительных окон изнутри покрывают изоляцией для предохранения от больших деформаций и потерь

тепла.

Рис. 2.107. Предохранительные окна

Площадки

Каждая печь должна иметь доступные места, с которых обслуживаются горелки, заглушки труб для чистки, а также смотровые окна. Если в печи чистка труб производится механически, необходимо обеспечить место для обслуживания.

2.4.4.Особенности конструкций печей для различных технологических процессов

Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности оснащены различными трубчатыми печами, предназначенными для огневого нагрева, испарения и перегрева жидких и газообразных сред, а также для проведения высокотемпературных термотехнологических и химических процессов.

Почти все печи, эксплуатируемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, являются радиантно-конвекционными, т.е. трубные змеевики размещены и в конвекционной и в радиантной камерах.

Типы, параметры и основные размеры проектируемых в настоящее время трубчатых печей предусмотрены соответствующей нормалью.

Каталог ЦИНТИхимнефтемаш, составленный на основании этой нормали, предусматривает трубчатые печи поверхностью нагрева

15…2200 м2 типа:

Б — беспламенного горения; З — с зональной регулировкой теплоотдачи;

В— с верхним отводом дымовых газов и вертикальными трубами змеевика;

Г — узкокамерные, с верхним отводом дымовых газов; Ц — цилиндрические; Р — многокамерные.

191

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Взависимости от конструкции и способа сжигания топлива, печи типа Б, З, Г и Ц выпускают двух исполнений, соответственно ББ1

иББ2, ЗР и ЗД, ГН и ГС, ЦС и ЦД.

Вэтих обозначениях вторая буква характеризует способ сжигания топлива:

Р — беспламенное с резервным жидким топливом; Д — настильное с дифференциальным подводом воздуха; Н — настильное и обьемно-настильное; С — пламенное со свободным факелом.

Выбор типа печи, конструктивные решения по отдельным узлам, материальное оформление, система сжигания топлива, оснащение приборами контроля и автоматического управления и другие вопросы прорабатываются на стадии проектирования печей с учетом свойств углеводородных сред и рабочих условий эксплуатации.

ПЕЧИСНАКЛОННЫМСВОДОМ(ШАТРОВЫЕ)

На установках АВТ, термокрекинга, каталитического крекинга, вмасляномпроизводствеидругихпроизводствахпродолжаютэксплуатироваться морально устаревшие конструкции печей шатрового типа.

Их широкому распространению способствовали простота устройства, легкость обслуживания и удобство проведения ремонтных работ. Тепловая мощность шатровых печей от 7…8 до 45…60 МВт.

Печи имеют одну или чаще две радиационные секции со сводом, наклоненным от центра к внешней стене, в которой горизонтально установлены горелки. Трубы в радиационной секции уложены на поду и на своде.

Двухкамерная (двухскатная) печь с наклонным сводом

Печь (рис. 2.108) состоит из двухпоточных камер и одной общей конвекционнойкамерыснижнимотводомдымовыхгазов,имеетдверадиационныесекциисосводом,наклоненнымотцентраквнешнейстене.

Печь работает следующим образом. Мазут или газ сжигается с помощью горелок, расположенных на стенах камеры радиации. Газы сгорания из камеры радиации поступают в камеру конвекции, направляются в дымоход и по дымовой трубе уходят в атмосферу (рис. 2.109).

Продукт одним или несколькими потоками поступает в трубы конвективного змеевика (рис. 2.110), проходит трубы экранов камеры радиации и, нагретый до необходимой температуры, выходит из печи.

Применение печей с двумя радиационными секциями выгодно особенно в тех случаях, когда необходимо нагревать два самостоятельных потока до требуемой температуры.

192

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 2.108. Двухкамерная (двухскатная) печь с наклонным сводом

Рис. 2.109. Схема работы печи:

а) конструкция шатровой печи: 1 — камера радиации; 2 — камера конвекции; 3 — дымоход; 4 — змеевик; 5 — футеровка; 6 — горелочные устройства; б) схема потоков в печи: 1 — вход продукта; 2 — выход продукта; 3 — движение дымовых газов

Конструкция двухскатных двухкамерных печей имеет существенные недостатки:

1.Габаритные размеры печей очень велики. Так типовая печь тепловой мощностью 18 МВт имеет размеры 20×15×8м. Большие размеры печи обусловлены сравнительно низкими теплотехническими по-

казателями:

а) теплонапряженность топки 60…95кВт/м3; в) теплонапряженность радиантных

труб не выше 35кВт/м2.

2.Одностороннее облучение длинными факелами создает неравномерностьнагреватрубпоокружности и длине трубчатого змеевика.

3.При форсировании режима горения возможны случаи прогара труб.

4. КПД печей невысок (0,5…0,7).

Рис. 2.110. Трубы змеевика

193