Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Ноября 2012 в 14:06, контрольная работа
Коксохимические заводы сооружаются, как правило, вблизи металлургических заводов и входят в их состав, либо как отдельные предприятия. Коксохимическая промышленность отличается высокой концентрацией производства, т. е. заводы являются весьма мощными и имеютвысокуюпроизводительность.
1 Перечень оборудования и его описание.
2 Факторы,влияющие на скорость коррозии оборудования.
3 Методы защиты оборудования от коррозии.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
Донецкий НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
кафедра MAXП
ЗАДАНИЕ
На выполнение контрольной работы
по дисциплине
«Оборудование КХЗ и защита от коррозии»
Студенту группы ХТ-12зс.
Лоцману Дмитрию Валериевичу
Тема: «Защита от коррозии оборудования коксового цеха в условиях завода ЯКХЗ»
Содержание работы
1 Перечень оборудования и его описание.
2 Факторы,влияющие на скорость коррозии оборудования.
3 Методы защиты оборудования от коррозии.
1 Перечень оборудования и его описание.
Коксохимические заводы сооружаются,
как правило, вблизи металлургических
заводов и входят в их состав,
либо как отдельные предприятия.
Коксохимическая промышленность отличается
высокой концентрацией
Современные печи для коксования углей представляют собой горизонтальные прямоугольные камеры, выложенные из огнеупорного материала. Камеры течей обогреваются через боковые стены. Печи располагаются в ряд и объединяются в батареи для уменьшения потери тепла и достижения компактности. В типовую батарею печей с шириной камер 410 мм входят обычно 65 печей, а в батарею большой емкости с камерами шириною 450 мм входят 77 печей. Обычные камеры имеют полезный объем 20—21,6 м3, а печи большой емкости—30 м3. Ширина печей более 450 мм нецелесообразна из-за ухудшения качества кокса (повышения истираемости). Для облегчения выталкивания кокса из камеры коксования ширину камеры со стороны выдачи кокса делают на 40—50 мм шире, чем с машинной стороны. Таким образом, камера имеет вид конуса.. За основные элементы батареи надо принять следующие: фундамент, регенераторы, корнюрную зону, зону обогревательных простенков, перекрытия простенков и перекрытия камер.
Фундамент представляет собой
бетонное основание, имеющее с боков
железобетонные укрепления — контрфорсы,
которые сдерживают перемещение
кладки батареи при ее разогреве.
Фундамент состоит из двух плит.
На нижней плите установлены верхние
сооружения батареи. В верхней плите
обычно располагают борова печей. Батарея
имеет четыре борова для отвода продуктов
горения. Над фундаментом расположен
подовый канал для подвода
воздуха и бедного газа или
же отвода продуктов горения из регенераторов.
Регенераторы предназначены
для подогрева воздуха и
Над регенераторами находится корнюрная зона, которая является основанием камер печей и обогревательных простенков. В ней расположены каналы для подвода коксового газа к вертикальным каналам обогревательного простенка. Эти каналы иначе называются корнюрами.Над корнюрной зоной расположена зона обогревательных простенков, в которой находятся камеры печей для коксования углей. Наружные стены обогревательных простенков одновременно являются стенами камер печи.Для отопления печей применяются коксовый, доменный, генераторный, обезводороженный коксовый газы и их смеси.
При обогреве коксовым газом применяется так называемый «обратный коксовый газ», т. е. газ, прошедший через аппаратуру, улавливающую ряд химических продуктов. В составе обратного коксового газа содержится до 60% водорода, который целесообразно извлечь и использовать на азотнотуковых заводах для синтеза аммиака. Обезводороженный коксовый газ (не содержащий водорода) также можно применить для отопления печей. Генераторный газ применяется лишь в тех случаях, когда приходится экономить коксовый газ, который целесообразнее использовать как бытовое топливо.
В состав коксового цеха входят: коксовая батарея со вспомогательными и обслуживающими устройствами и сооружениями; угольная башня; коксовые машины (загрузочный вагон, коксовыталкиватель, двересъемная машина, тушильный вагон и др.); башня для мокрого тушения кокса с насосной и отстойниками; коксовая рампа с устройством для приема и подачи кокса на сортировку; коксосортировка для рассева кокса, подачи его в ж/д вагоны, а также с бункерами для промежуточного накопления.
Загрузка печей угольной шихтой
Загрузка коксовых печей
включает следующие этапы: набор
шихты из угольной башни в загрузочный
вагон, засыпка шихты в камеру
коксования и выравнивание (планирование)
верхнего ее слоя штангой коксовыталкивателя.
Бункеры загрузочного вагона наполняют шихтой из угольной башни через затворы. Количество шихты, набираемое в загрузочный вагон, определяется разовой загрузкой коксовой камеры и контролируется по весу шихты или ее объему. Весы для взвешивания устанавливают под угольной башней или на самих вагонах.
Шихту загружают в печь при опущенных телескопах загрузочного вагона.Телескопы должны плотно прилегать к гнездам загрузочных люков коксовой камеры или входить в них. Поэтому перед загрузкой люки очищают от нагара.В процессе загрузки в камере образуется значительное количество газов и пыли, которые выделяются вместе с пламенем в атмосферу через открытые стояки, а часто выбиваются и из загрузочных люков. После загрузки в печь шихты ее планируют, т. е. выравнивают верхнюю часть шихты в камере планировочной штангой. Планирование продолжается 1—2 мин до обеспечения свободного про хода газа к отверстиям для выхода в стояки. Управление штангой с коксовыталкивателя должно быть автоматизировано. Излишек шихты, выгребаемый из камеры при планировании, собирается в бункер коксовыталкивателя. Бункер периодически опорожняется, и шихта скиповым подъемником угольной башни подается на загрузку коксовых печей.Температурный режим батареи печей должен обеспечивать получение кокса высокого качества и равномерного по своим свойствам. Для осуществления контроля за температурным режимом измеряют температуры в контрольных вертикалах и вертикалах по всей длине обогревательных простенков, в крайних вертикалах с коксоой и машинной сторон, по оси коксового пирога к концу периода коксования, в подсводовом пространстве камер коксования, в верхней части регенераторов, в газовоздушных клапанах и боровах батарей.Температура батарей измеряется оптическим пирометром.
Выдача кокса
Кокс из печей выдается в определенной последовательности и только при полной его готовности. Перед выдачей кокса печь отключается через стояк от газосборников вначале с машинной, а затем с коксовой стороны. Одновременно с машинной и коксовой сторон с печи снимаются двери, после этого в камеру печи подают штангу коксовыталкивателя. Согласованность работы всех машин, участвующих в выдаче кокса, осуществляется надежной блокировкой или сигнализацией между ними. Двери печей с коксовой стороны снимают и закрывают при помощи двересъемной машины. Помимо этого ее назначением является очистка рамы и двери от смоляных и графитовых отложений, направление в тушильный вагон коксового пирога, выдаваемого из печи.Коксовыталкиватель является машиной, предназначенной помимо выталкивания пирога кокса из печи для съема и установки дверей с машинной стороны печей, очистки рам и дверей, обезграфичивания сводов камеры. Каждая типовая батарея печи (61—77 печей) обслуживается отдельным коксовыталкивателем. На блок печей из 4 батарей дается резервный коксовыталкиватель.Кокс из печи выдают в равномерно движущийся вагон, предназначаемый для приема, перемещения кокса под башню для его тушения, для передачи к рампе и выгрузки кокса на последнюю. Выданный из печи раскаленный кокс по возможности быстро отвозят под тушильную башню для охлаждения. Кокс тушат(охлаждают) многочисленные струи воды, вытекающие из отверстий оросительного устройства башни.
Сортировка кокса
Как правило, кокс сортируется на классы: 0—10, 10—25, 25—40 и крупнее40 мм. Появление доменных печей большой мощности потребовало дополнительного разделения доменного кокса на два класса: крупнее 60 и40—60 мм.Коксосортировка обслуживает четыре коксовых батареи и оборудуется валковыми и ситовыми виброинерционными грохотами, бункерами для кокса, конвейерами и желобами для перемещения кокса. Металлургический кокс отделяется от мелких классов кокса на валковых грохотах и поступает затем в бункера крупного кокса или направляется транспортером непосредственно в доменный цех. Разделяется мелкий кокс на ситовых виброинерционных грохотах.
2 Факторы, влияющие
на скорость коррозии
Коксохимическое производство
включает в себя комплексы по подготовке
углей к коксованию (камеры размораживания,
отделения дробления, корпуса обогащения,
силосные корпуса и т.д.), по коксованию
углей (коксовые батареи, башни тушения
кокса, здания и галереи коксосортировки
и т.д.), а также по улавливанию и переработке
химических продуктов (отделения конденсации
и улавливания газа, аммиачно-сульфатное
и смоло-перегонное отделения, сероочистка
и тд.). Рассматриваемое производство характеризуется
большим числом открытых сооружений (этажерки,
рабочие площадки, силосы и тд.), строительные
конструкции которых подвергаются одновременно
воздействиям производственных сред и
климатических факторов. В условиях
мокрого режима эксплуатируются строительные,
конструкции башен мокрого тушения кокса,
оросительных холодильников, градирен,
а также работающие сезонно камеры размораживания
вагонов с углем. Внутри конвейерных галерей
и перегрузочных узлов для транспортировки
свежего кокса, зданий коксосортировки,
а также внутри силосов и бункеров угля
и кокса относительная влажность воздуха
в холодное время года превышает 75%, а в
теплое - находится в пределах 60-75%. Конструкции
указанных объектов зимой обильно смачиваются
конденсатом водяных паров, причем в верхней
части силосных банок выпадение конденсата
на стенках и увлажнение бетона обычно
больше, чем в нижней. Во всех зданиях коксохимического
производства относительная влажность
воздуха обычно не превышает 60%. Состав
растворов, которыми смачиваются строительные
конструкции разных объектов, различен.
Для обогащения угля и уборки пыли используют
в основном техническую воду, химический
состав которой, как и на обогатительных
фабриках железной руды, во многом зависит
от источника водоснабжения. Для тушения
кокса применяют обычно оборотную воду,
содержащую значительное количество агрессивных
примесей. Так, концентрация, мг/л, ионов
SО4-- в ней колеблется от 300 - 900 (при переработке
малосернистых кузнецких углей) до 5000
- 9000 (при переработке донецких углей),
а содержание фенолов обычно находится
в пределах 200-400. Выбросами из башни тушения
кокса смачиваются близлежащие строительные
конструкции. В радиусе 50 м от башни тушения
выпадает в сутки до 1 л/м2 осадков, содержащих
около 40% ионов SО4--. Строительные конструкции
оросительных холодильников цеха улавливания
подвергаются воздействию надсмольной
воды, содержащей (в мг/л): до 7500 аммиака
(свободного и связанного), 1200 сульфатов,
900 хлоридов и др. Несущие строительные
конструкции и полы помещений сульфатного
отделения смачиваются маточными и рабочими
растворами, надсмольной водой, концентрированной
серной кислотой, а помещений, бензольного
отделения - раствором бензола, 92-96%-ной
серной кислотой, 8-10%-ной щелочью. Бывают
случаи, когда в складах реактивов, бензольных
продуктов, в помещениях насосных на строительные
конструкции проливаются растворы 98%-ной
серной кислоты, 40%-ной щелочи, бензола,
толуола.
3 Методы защиты оборудования от коррозии.
Cледует предусматривать на
всех стадиях производства и эксплуатации
металлических изделий — от проектирования
объекта и выплавки металла до транспортировки,
хранения готовых изделий, монтажа металлических
сооружений и их эксплуатации. Потери
от коррозии составляют около 12% годовой
выплавки металла. Коррозия металлов приводит
не только к безвозвратным их потерям,
но и к преждевременному выходу из строя
дорогостоящих и ответственных изделий
и сооружений, к нарушению технологических
процессов и простоям оборудования. В
ряде случаев коррозия вызывает аварии.Необходимость
защиты металлов от коррозии возникла
вместе с появлением первых металлических
изделий из меди и железа. Для защиты меди
ещё в древние времена применялось горячее
лужение, растительные масла, коррозионностойкие
сплавы (оловянная бронза, латунь), для
защиты железных и стальных изделий —
полирование, воронение, лужение. В начале
19 в. был открыт электрохимический метод
А. з. с помощью протекторов. В середине
19 в. была установлена принципиальная
возможность получения металлических
покрытий электролитическим способом.
Наиболее интенсивно А. з. развивается
в 20 в. в связи с изобретением нержавеющих
сталей, новых коррозионностойких сплавов,
полимерных покрытий и др. Система А. з.
определяется условиями эксплуатации
и механизмом коррозии металлов (электрохимическим
или химическим). По механизму действия
все методы А. з. можно разделить на 2 основные
группы: электрохимические, оказывающие
влияние на потенциал металла или его
критического значения; механические,
изолирующие металл от воздействия окружающей
среды созданием защитной плёнки и покрытий.К
основным методам А. з. относятся: легирование
металлов, термообработка, ингибирование
окружающей металл среды, деаэрация среды,
водоподготовка, защитные покрытия, создание
микроклимата и защитной атмосферы. Легированием
при электрохимической коррозии достигается
перевод металла из активного состояния
в пассивное, при этом образуется пассивная
плёнка с высокими защитными свойствами.
Например, легирование железа хромом позволило
перевести железо в устойчивое пассивное
состояние и создать целый класс сплавов,
называемых нержавеющими сталями. Дополнительное
легирование нержавеющих сталей молибденом
устраняет их склонность к точечной коррозии
в морских условиях. Легирование титана
небольшим количеством палладия резко
повышает коррозионную стойкость в агрессивных
слабо окислительных средах. Легированием
осуществляется также защита сталей и
сплавов от структурной коррозии. Ингибирование
среды. Для борьбы с коррозией металлов
широко распространены ингибиторы коррозии,
которые в небольших количествах вводятся
в агрессивную среду и создают на поверхности
металла адсорбционную плёнку, тормозящую
электродные процессы и изменяющую электрохимические
параметры металлов.Деаэрация и водоподготовка.
Наличие кислорода и агрессивных анионов,
особенно хлор-ионов, в воде резко сокращает
срок работы энергетических установок
вследствие коррозии, которая в ряде случаев
вызывает коррозионное растрескивание.
За счёт деаэрации и водоподготовки изменяются
стационарный потенциал и значения критических
потенциалов и критических токов металла.Широко
применяют для А. з. защитные покрытия.
Они делятся на металлические (чистые
металлы и их сплавы) и неметаллические.
В зависимости от потенциала металла покрытия
могут быть анодными и катодными по отношению
к защитному металлу. Вследствие смещения
потенциала анодные покрытия уменьшают
или полностью устраняют коррозию основного
металла в порах покрытия, т. е. оказывают
электрохимическую защиту, в то время
как катодные покрытия могут усиливать
коррозию основного металла в порах, однако
ими часто пользуются, т. к. они повышают
физико-механические свойства металла,
например износостойкость, твёрдость.
Но при этом требуются значительно большие
толщины покрытий, а в ряде случаев дополнительная
защита. Металлические покрытия разделяются
также по способу их получения. Широко
распространены, особенно в машиностроении,
гальванические покрытия, химические
методы осаждения металлов путём их восстановления
из водных растворов солей, горячий способ
нанесения покрытий из расплавов цинка,
олова и алюминия. Последний осуществляется
главным образом в металлургии на автоматических
линиях высокой производительности для
горячего цинкования, лужения, алюминирования.
Близко к этому методу защиты — термодиффузионное
поверхностное легирование сталей хромом,
алюминием, кремнием, цинком с целью повышения
жаро- и коррозионной стойкости в агрессивных
средах .К термодиффузионным процессам
относят также азотирование. Получает
применение осаждение гальванических
покрытий из расплавленных солей, при
этом совмещается катодное осаждение
металлов с термодиффузионными процессами,
что позволяет получить покрытия с высокими
защитными и адгезионными свойствами.
Широко распространено плакирование —
термомеханический метод нанесения тонких
слоев коррозионностойкого металла. Весьма
удобны для крупногабаритных изделий
и сооружений металлизационного покрытия.
Для нанесения тугоплавких металлов применяют
плазменное напыление, а также осаждение
из газовой фазы. Используется вакуумная
металлизация изделий путём конденсации
паров металла в вакууме на защищаемую
металлическую поверхность. Таким методом
могут осаждаться различной толщины слои
алюминия, кадмия и других металлов.Для
А. з. применяются также неорганические
покрытия, состоящие из окисных, фосфатных,
хроматных, фторидных и других сложных
неорганических соединений. Неорганические
покрытия наносятся химическим и электролитическим
методами. Они используются также для
повышения защитных свойств гальванических
покрытий. К неорганическим покрытиям,
получаемым горячим способом, относится
эмалирование, широко распространённое
в бытовой технике и для защиты металлов
от газовой коррозии при высоких температурах.
Неметаллические и комбинированные оксидно-металлические
покрытия наносятся методом электрофореза.
При жёстких допусках и посадках и невозможности
нанесения покрытий, а также для дополнительной
защиты пользуются защитными смазками,
однако они эффективны только при периодическом
возобновлении.Для предотвращения коррозии
морских судов, подземных и гидротехнических
сооружений, а также химической аппаратуры,
работающей с агрессивными электропроводными
средами, применяют электрохимические
методы защиты. Путём катодной или анодной
поляризации от постороннего источника
тока или присоединением к защищаемой
конструкции протекторов потенциал металла
смещается до значений, при которых сильно
замедляется или полностью прекращается
его коррозия.Для А. з. широко используют
различные неметаллические покрытия —
лакокрасочные, пластмассовые, каучуковые.
Лакокрасочные покрытия экономичны, обладают
высокими защитными свойствами, их можно
восстанавливать в процессе эксплуатации.
Всё больше распространяются пластмассовые
покрытия из полиэтилена, полиизобутилена,
фторопласта, найлона, поливинилхлорида
и др., обладающих высокой водо-, кислото-
и щёлочестойкостью. Многие пластмассы
используют как футеровочный материал
для химических аппаратов и гальванических
ванн (винипласт, фаолит и др.). Для защиты
деталей радиоаппаратуры служат заливочные
полимерные компаунды. Эффективно защищают
от действия кислот и др. реагентов покрытия
на основе каучука (гуммирование).
Информация о работе Защита от коррозии оборудования коксового цеха в условиях завода ЯКХЗ