Отчет по производственной практике «Газпромнефть-Омский НПЗ»

     - возможностью возникновения статического электричества;

     - возможностью возникновения пожара  и взрыва при выбросе сероводорода

     и углеводородов в случае разгерметизации трубопроводов и аппаратов;

     - наличием электрооборудования, работающего  под высоким напряжением от 220 до 6000 В;

     - наличием пара с давлением 1,2 МПа и температурой 280 °С;

     - наличием токсичных, горючих паров и газов углеводородов, сероводорода,  способных образовывать в смеси с воздухом взрывоопасные концентрации в широких пределах, а также приямков, емкостей с образованием в них высокой степени загазованности;

     - оборудования, имеющее движущиеся, вращающиеся и вибрирующие части.

     Для тушения возможного загорания теплообменники обеспечиваются системами тушения паром и азотом. 

     Для безопасного ведения процесса предусмотрена  комплексная автоматизация технологического режима с выносом в операторную  всех параметров, характеризующих безопасную работу оборудования. Кроме того, в  операторную вынесены показания  контрольно - измерительных приборов, не включенных в систему автоматизации, но характеризующих работу оборудования.

     Для предупреждения о нарушении безопасных параметров эксплуатации оборудования установлена световая и звуковая сигнализация на щите оператора. При  нарушении безопасных параметров работы отдельного оборудования предусмотрены автоматические блокировки, отключающие неисправное оборудование.

     

     В аварийных случаях, при резком повышении  давления в системе реакторного  блока, для понижения давления до рабочего, установлены предохранительные клапаны со сбросом избытка газа в факельную систему или атмосферу.

     

     Основными вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу из источников являются: углеводороды, сероводород, окись углерода, сернистый газ.

     Для снижения выделения выбросов в атмосферу предусмотрены следующие мероприятия:

     - освобождение системы аппаратов и трубопроводов от газообразных продуктов и паров при сбросе давления осуществляется в закрытую факельную систему;

     - сухой газ производства сбрасывается в линию топливного газа;

     Для исключения сбросов жидких продуктов  со сточными водами на очистные сооружения предприятия предусматриваются  мероприятия:

     - дренирование системы аппаратов, оборудования, трубопроводов от остатков жидких продуктов производства осуществляется в закрытую систему, с последующей откачкой дренажа в резервуары сырьевого парка;

     - вода в водяные холодильники поступает из системы оборотного водоснабжения; за состоянием оборотной воды на выходе с установки ведётся систематический контроль, во избежание попадания в неё продукта;

     - промывные воды от смыва полов  в открытой насосной и газовой компрессорной сбрасываются в промышленную канализацию, оборудованную гидрозатворами, затем на очистные сооружения;

     Основная  опасность связана с большой  массой пожаров и взрывоопасных  продуктов нагретых до высоких температур. Кроме того опасным является повышения давления, что может привести к потери герметичности. Для снижения этой опасности необходимо строго контролировать количество и состав смеси а также температуру по высоте аппарата. Наиболее вероятными местами потери герметичности является штуцера, пробоотборники, люки, арматура. Контроль за герметичностью осуществляет обслуживающий персонал.

     Среда, находящееся в трубках очень  агрессивна и поэтому контроль за температурой и давлением в нутрии теплообменника с плавающей головкой нужен очень качественный. Охлаждающий агент – вода имеет солевые отложения, что недопустимо. В трубках малого диаметра возникают засоры, отложения и это зачастую   дает   сбой   в   нормальной работе  теплообменника, зачастую повышается

давление, становится низкая производительность. Что приводит к не планируемому ремонту теплообменника с плавающей головкой. Для этого нужно воду отстаивать, 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     

       2 Расчетная часть 

       2.1 Исходные данные для расчета теплообменника 

     Давление                                                                                   1,6 МПа

     Диаметр теплообменника                                                        1200 мм

     Длина теплообменника                                                            5500 мм

     Среда                                                                                        латекс 

     2.2 Выбор материала

     Главным требованиям для материалов химических аппаратов в большинстве случаев  является их коррозионная стойкость. В зависимости от рабочей среды и от рабочих параметров аппарата выбирают марку стали.

     Выбирается Ст 3 + 09Г2С.

     Так как высоколегированные стали очень  дорогие, а они обеспечивают высокую коррозионную стойкость аппарата, мы выбираем двухслойную листовую сталь, в которой основным слоем сталь более дешевая, а защитным плакирующим, слоем – тонкий лист дорогой стали.

     Толщина плакирующего слоя обычно составляет 10% от толщины основного слоя, но не менее 2 мм. Расчет ведется по основному материалу. 

     2.3 Расчет толщины стенки корпуса теплообменника 

     

 

     Рисунок 2.2- Обечайка

                                                     ,                                          (2.1)

   где р – рабочее давление, МПа;

     р = 1,6 МПа;

     D – диаметр аппарата, мм;

     D = 1200 мм.

     [σ] – допускаемое напряжение для стали 09Г2С, МПа;

     [σ] = 160 МПа [2, с. 38]

     φ – коэффициент сварного шва;

     φ = 0,9 (стыковкой односторонний, выполняемой автоматической или полуавтоматической сваркой, при 100% длине контроля шва) [2, с. 15];

     С – прибавка к основному слою, мм;

     С = С1 + С2 + С3,                                                                                                (2.2)

     С1 – прибавка на коррозию, мм;

                                                                                                                  (2.3)

   где υ1 – скорость коррозии, мм/год;

     υ1 = 0,1 мм/год [2, с. 15];

     Т – срок службы аппарата, год;

     Т = 12 лет [2, с.35];

       мм;

     С2 – прибавка на разностенность, мм;

     С2 = 1 мм [2, с. 16];

     С3 – конструктивная прибавка, мм;

     С3 = 2 мм [10,с. 28];

     С = 1,2 + 1 + 2 = 4,2 мм.

     Принимается С = 4,0 мм 

     

 

     Принимается толщина S = 12 мм,

     Толщина плакирующего слоя составляет 2 мм. Тогда, S = 14 мм 

                                                         ,                                      (2.4)

     Должно  выполняться условие:

     [p] ≥ рp [2, с. 40]

     

     2,3 МПа > 1,6 МПа

     Условие применимости формулы

       – для обечаек и труб  D ≥ 200мм [2, с 40]                                  (2.5)

     

 

     Для обечаек корпуса использовать цельнотянутые  трубы.

     

     Количество  труб в трубном пучке равно: 

                                                                 ,                                            (2.6) 

           где dн – наружный диаметр трубки, м

     dн = 0,025 м [см. с. 10]

     

 

     ℓ – принятая длина трубки (3, 6, 9), м;

     Принимается ℓ = 3м [см. с.10];

     внутренний  диаметр корпуса теплообменника определяется по формуле

                                                      ,                                                  (2.7)

     η – коэффициент заполнения трубной решетки4

     η = 0,7 – 0,85 [2, с. 96];

     η = 0,7 – принято;

     t – шаг трубок, м t = 0,035 м.

     

 

     2.4 Расчет днищ и крышек теплообменника 

     Конструктивными элементами кожухотрубных теплообменников являются днища и крышки, ограничивающий корпус аппарата с торцов. Соединение их корпусом является разъемным (на фланце).

       
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2.3- Днище эллиптическое 

     Толщина стенки SД, м, эллиптических днищ нагруженных внутренним избыточным давлением рассчитывается по формуле

                                            ,                                          (2.8) 

     Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по формуле

       

                                               ,                                              (2.9) 

   где R – радиус кривизны при вершине, м;

   для R – эллиптических днищ с Н = 0,25D [2, с. 96] 

, 

 

     

     Условия прочности [p] ≥ рp

     3,7 МПа > 4,0 МПа 

     

 

     

 

     m = 2,5 [2, с. 98] 

     

 
 
 

     

     

     2.5 Расчет трубных решёток теплообменника 

     При расчетах на прочность трубную решетку  рассматривают как перфорированную пластину, закрепленную по периметру, на которую действуют нагрузки от температурных удлинений и давления теплоносителей в трубках пучка и межтрубном пространстве.

     Толщина трубной решетки с учетом закрепления  трубок с обваркой торца и развальцовкой определяется из условия 

                                         ,                                (2.10)