Расчет и проекьтрирование трубчатой печи

 

5. Техника безопасности при обслуживании трубчатой печи

 

1) Печи должны быть оборудованы дежурными (пилотными) горелками, оснащенными запальными устройствами, индивидуальной системой топливоснабжения.

2) Рабочие и дежурные горелки должны быть оборудованы сигнализаторами погасания пламени, надежно регистрирующими наличие пламени форсунки.

3) На линиях подачи жидкого топлива и топливного газа к основным и дежурным горелкам должны быть установлены автоматические запорные органы, срабатывающие в системе блокировок.

4) Для многофакельных печей на трубопроводах газообразного и жидкого топлива должны быть установлены автономные регулирующие органы для обеспечения безопасности в режиме пуска.

5) При размещении печей вне зданий запорные органы на общих трубопроводах жидкого и газообразного топлива должны быть расположены в безопасном месте на расстоянии не ближе 10 м от печи.

6) Перед пуском печи необходимо убедиться в отсутствии каких-либо предметов в камере сгорания, дымоходах-боровах, все люки и лазы должны быть закрыты.

7) В период розжига печи должны быть включены все приборы контроля, предусмотренные технологическим регламентом, и вся сигнализация.

8) Розжиг печи должен начинаться с розжига дежурных горелок. В том случае, если дежурная горелка (горелки) не разожглась (разожглись) с трех попыток, следует повторить продувку топочного пространства.

9) Розжиг основных горелок должен осуществляться при работающих дежурных горелках, минимальной регламентированной циркуляции сырья в змеевике и регламентированных значениях подачи топлива.

10) Трубопроводы подачи топлива ко всем неработающим (в том числе и временно неработающим) горелкам должны быть отглушены.

11) Печи должны быть оборудованы средствами автоматической подачи водяного пара в топочное пространство и в змеевики при прогаре труб, а также средствами автоматического отключения подачи сырья и топлива при авариях в системах змеевиков.

12) Жидкое топливо для обеспечения необходимой вязкости и освобождения от механических примесей перед подачей в форсунку должно предварительно пройти подогреватель и фильтры.

13) Система блокировок и сигнализации должна обеспечивать отключение подачи топлива к дежурным и основным горелкам при:

а) отклонениях параметров подачи топлива от регламентированных;

б) падении объема циркуляции сырья через змеевик печи ниже допустимого;

в) превышении предельно допустимой температуры сырья на выходе из печи;

г) срабатывании прибора погасания пламени.

14) Все приборы, контролирующие работу печи, должны быть регистрирующими.

15) Система противоаварийной автоматической защиты должна быть снабжена противоаварийной сигнализацией параметров и сигнализацией срабатывания исполнительных органов.

16) При эксплуатации трубчатой нагревательной печи необходимо следить за показаниями контрольно-измерительных приборов, вести визуальный контроль за состоянием труб змеевика, трубных подвесок и кладки печи. При наличии отдулин на трубах, их прогаре, деформации кладки или подвесок, пропуске ретурбентов потушить горелки, прекратить подачу в печь продукта, подать в топку пар и продуть трубы паром или инертным газом по ходу продукта. Дверцы камер во время работы печи должны быть закрыты. Необходимо вести наблюдение за установленным режимом горения, горелки должны быть равномерно нагружены, факел должен иметь одинаковые размеры, не бить в перевальную стенку и не касаться труб потолочного и подового экранов.

17) Подача пара в топочное пространство должна включаться автоматически при прогаре змеевика, характеризующимся:

а) падением давления в сырьевом змеевике;

б) повышении температуры над перевальной стеной;

в) изменением содержания кислорода в дымовых газах на выходе из печи против регламентированного.

Параметры срабатывания блокировки по аварийному включению подачи пара в змеевик определяются проектом.

18) Электроснабжение систем ПАЗ и исполнительных механизмов печи относится к особой группе I категории надежности.

19) Подготовка к ремонту и проведение ремонтных работ в печи являются газоопасными работами и должны выполняться в соответствии с требованиями Типовой инструкции по организации безопасного проведения газоопасных работ.

20) Перед началом продувки змеевика печи проверить, чтобы давление в змеевике печи было ниже давления пара или инертного газа, которыми будет производиться продувка.

21) Подготовка к ремонту печи и установленного на ней оборудования должна выполняться в строгом соответствии с технологическим регламентом.

22) При подготовке к ремонту форсунок, работающих на жидком топливе, необходимо:

а) перекрыть задвижки на прямом и обратном коллекторе жидкого топлива на форсунки;

б) сбросить давление с коллектора путем сжигания топлива в форсунке;

в) закрыть пар к форсункам;

г) сбросить давление в паровом коллекторе через форсунку или дренаж;

д) поставить заглушки на входе и выходе топлива со стороны форсунки и на паровой линии.

23) Лазы в печь и подходы к ней не должны быть загромождены.

24) Наблюдающий за работой людей в печи обязан:

а) следить, чтобы все лазы для входа и выхода из печи были открыты;

б) постоянно поддерживать связь с работающими, и, в случае необходимости, оказать немедленную помощь;

в) при невозможности оказать помощь лично, немедленно обратиться за помощью к ближайшим рабочим и сообщить ответственному за ведение работ.

25) Рабочие, производящие очистку труб, обязаны быть в защитных очках, респираторах и касках.

26) При работе внутри печи запрещается: вырубать шлак на стенках без защитных очков, разбирать кладку большими глыбами. Разборку кладки нужно вести по кирпичу, спуская их по специальному желобу.

27) Работа в печи должна быть прекращена, если есть опасность обрушения кладки или обнаружено присутствие нефтепродуктов и газов.

28) При заполнении топливных трубопроводов присутствие людей в топке печи запрещается.

29) Зажигание форсунок и регулирование режима горения производить в защитных очках со светофильтрами, стоя сбоку от форсунки; при этом одежда должна быть плотно застегнута и обязателен головной убор.

30) При зажигании форсунки, работающей на жидком топливе, необходимо поднести к ней газовый запальник, открыть поступление пара и воздуха, и только после этого постепенно открыть вентиль на топливном трубопроводе у форсунки. Давление пара (воздуха) должно быть выше давления жидкого топлива не менее чем на 0,5 атм. 

В проектируемой печи нагревается  нефть, а топливом является мазут.

Нефть является природным  жидким токсичным продуктом.

Контакт с нефтью вызывает сухость кожи, пигментацию или  стойкую эритему, приводит к образованию  угрей, бородавок на открытых частях тела.

Острые отравления парами нефти вызывают повышение возбудимости центральной нервной системы, снижение кровяного давления и обоняния.

Нефть содержит легкоиспаряющиеся  вещества, опасные для здоровья и  жизни человека и для окружающей среды. Предельно допустимые концентрации нефтяных паров и опасных веществ  нефти в воздухе рабочей зоны установлены в ГОСТ12.1.005.

При перекачке и отборе проб нефть относят к 3-му классу опасности (предельно допустимая концентрация аэрозоля нефти в воздухе рабочей  зоны - не более 10 мг/м3), при хранении и лабораторных испытаниях - к 4-му классу опасности (предельно допустимая концентрация по углеводородам алифатическим  предельным С1 - С10 в пересчете на углерод - не более 900/300 мг/м3 . Нефть, содержащую сероводород (дигидросульфид) с массовой долей более 20 млн-1,считают сероводородсодержащей и относят ко 2-му классу опасности. Предельно допустимая концентрация сероводорода (дигидросульфида) в воздухе рабочей зоны не более 10 мг/м3, сероводорода (дигидросульфида) в смеси с углеводородами С1 - С5 - не более 3 мг/м3,класс опасности 2.

При отборе проб нефти, выполнении товарно-транспортных и других производственных операций, проведении испытаний необходимо соблюдать общие правила техники  безопасности, инструкции по безопасности труда в зависимости от вида работы. При работах с нефтью необходимо применять индивидуальные средства защиты согласно типовым отраслевым нормам, утвержденным в установленном  порядке.

При работе внутри аппарата применяются противогазы марки  ПШ-1,ПШ-2.

В открытом воздухе применяются  противогазы фильтрующие марки ГП-7, ГП-7ВМ, ПДФ-2Д (ш).

Мазут обращающийся в процессе является малоопасным продуктом и по степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007.

 Предельно допустимая  концентрация паров углеводородов  в воздухе рабочей зоны - 300 мг/м3 . Для контроля концентрации паров  углеводородов в воздухе рабочей  зоны допускается использовать  универсальный газовый анализатор  УГ-2 или другой прибор аналогичного  назначения.

 Мазут раздражает слизистую  оболочку и кожу человека, вызывая  ее поражение и возникновение  кожных заболеваний.

Длительный контакт с  мазутом увеличивает степень  риска заболевания органов дыхания  у человека.

Мазут не обладает способностью образовывать токсичные соединения в воздушной среде и сточных  водах в присутствии других веществ  или факторов при температуре  окружающей среды.

В соответствии с ГОСТ 12.1.044 мазут представляет собой горючую  жидкость с температурой самовоспламенения 350°С, температурными пределами распространения пламени 91-155°С. Взрывоопасная концентрация паров мазута в смеси с воздухом составляет: нижний предел - 1,4%, верхний - 8%.

При загорании мазута применяют  следующие средства пожаротушения: углекислый газ, химическую пену, распыленную  воду, порошок ПСБ-3; в помещениях - объемное тушение.

В помещениях для хранения и эксплуатации мазута запрещается  обращение с огнем, электрооборудование, электрические сети и арматура искусственного освещения должны быть во взрывозащищенном исполнении.

Емкости для хранения и  транспортирования мазута должны быть защищены от статического электричества  в соответствии с ГОСТ 12.1.018.

При работе с мазутом не допускается использовать инструменты, дающие при ударе искру.

Помещения, в которых проводят работы с мазутом, должны быть снабжены обменной приточно-вытяжной вентиляцией  с механическим побуждением, отвечающей требованиям ГОСТ 12.4.021.

В местах возможного выделения  химических веществ в воздух рабочей  зоны должны быть оборудованы местные  вытяжные устройства.

 При работе с мазутом  применяют средства индивидуальной  защиты по ГОСТ 12.4.011, ГОСТ 12.4.103, ГОСТ 12.4.111, ГОСТ 12.4.112, а также по типовым  отраслевым нормам, утвержденным  в установленном порядке.

В местах с концентрацией  паров мазута, превышающей ПДК, применяют  противогазы марок А, БКФ, шланговые противогазы марки ПШ-1 или аналогичные в соответствии с ГОСТ 12.4.034.

При попадании мазута на открытые участки тела необходимо его  удалить и обильно промыть  кожу водой с мылом или моющим средством; при попадании на слизистую  оболочку глаз - обильно промыть  теплой водой. Для защиты кожи рук  применяют защитные рукавицы, мази и пасты - по ГОСТ 12.4.068.

Все работающие с мазутом  должны проходить периодические  медицинские осмотры в порядке, установленном органами здравоохранения.

 

2. Расчетная часть

 

1. Технологический расчёт

Полезная тепловая нагрузка определяется по формуле

	(7)
где - производительность по сырью, ;  – доля отгона;  – энтальпия паров,  ;  – энтальпия жидкости на выходе из печи, – энтальпия сырья на выходе в печи,

 

 

Расчёт процесса горения  определяется по формуле

 

(8)

 

где C – содержание углерода, %;

H – содержание водорода, %;

S – содержание серы, %;

O – содержание кислорода, %;

W – содержание влаги, %.

 

 

 

Теоритический расход воздуха определяется по формуле

(9)

 

где C – содержание углерода, %;

H – содержание водорода, %;

S – содержание серы, %;

O – содержание кислорода,% ;

23,2 – содержание кислорода  в воздухе.

 

 

	(10)

 

где расход кислорода,

 

Состав продуктов горения

Принимаем коэффициент избытка  в топке равным 1,4 на выходе из камеры конвекции 1,5. Принимаем расход форсуночного пара =0,4. Тогда количество продуктов горения одного килограмма топлива составит в топке:

На выходе:

	(11)
	(12)
	(13)

 

 

 

(14)

 

На выходе:

 

 

 

Коэффициент полезного действия печи и топки, количество топлива.

Принимаем температуру отходящих  газов на 200 выше температуры входящей нефти, тогда t = 150

 

Потери тепла отходящими газами определяется по формуле

 

(15)

где С – средняя теплоемкость i компонента,;

температуры,уходящих дымовых газов и окружающего воздуха, .