Модернизация установки Депарафинизация с целью снижения энергопоребления

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.9 – Характеристика процесса по опасности накопления статического электричества

Наименование стадий, операций, оборудования, транспортных устройств	Наименование веществ	Значение удельного объемного  электрического сопротивления Ом∙м
Блок колонн, теплообменников и  подогревателей, емкостное оборудование, трубопроводы, насосное и компрессорное оборудование, вакуум-фильтры.	Рафинат Депмасло Растворитель Гач Аммиак Инертный газ	1010-1011 -«»- -«»- -«»- 0,8∙105 -«»-

 

На установке приняты следующие  меры защиты от разрядов статистического  электричества:

1. Все оборудование, трубопроводы и сооружения заземлены согласно ПУЭ путем подключения тоководами к общему контуру заземления установки.
2. В местах образования и накопления зарядов поддерживают горючую среду в смеси с воздухом вне пределов взрываемости, что достигается посредством вентиляции. Содержание кислорода в инертном газе (не более 6 % об.) постоянно поддерживается подпиткой свежим инертным газом.
3. Для отвода статического электричества, накапливающегося на человеке предусмотрено устройство электропроводящих полов, заземление поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов.

  7.4 Безопасность эксплуатации сосудов работающих под   давлением

 

На предприятиях химической промышленности широко применяют аппараты, сосуды и коммуникации, работающие под давлением и способные разрушаться при определенных аварийных условиях. Причинами таких разрушений являются физические взрывы при потере механической прочности сосудов, местных перегревах, ударах, превышениях рабочего давления. При физическом взрыве потенциальная энергия сжатой среды (газа) реализуется (выделяется) в течение малого промежутка времени. При этом энергия реализуется в кинетическую энергию движущихся осколков разрушенного сосуда.

При взрывах сосудов  развиваются большие мощности и  происходят значительные разрушения. Так, мощность при разрыве сосуда емкостью 1 м3, находящегося под давлением 1,0 МПа, составляет 10 МВт. Поэтому проектирование, изготовление и эксплуатация сосудов, работающих под давлением, регламентируются специальными правилами Госгортехнадзора, обеспечивающими поддержание определенного уровня их надежности.

Эти правила распространяются на следующие аппараты, сосуды и емкости, наиболее опасные по возможным последствиям взрывов:

1. аппараты и сосуды, работающие под избыточным давлением более 70 кПа (0,7 ат);
2. цистерны и бочки для сжиженных газов, избыточное давление паров которых при температуре до 50 °С превышает 70 кПа (0,7 ат), или цистерны и бочки, опорожняемые передавливанием под избыточным давлением более 70 кПа (0,7 ат);
3. баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов с рабочим давлением более 70 кПа (0,7 ат).

Сосуды, работающие под  давлением неедких, неядовитых и  невзрывоопасных сред при температуре стенки не выше 200 °С, произведение емкости которых (V, л) на давление (р, МПа или кгс/см²) превышает 1000 л-МПа (10000 л-кгс/см²), а также сосуды, работающие под давлением едких, ядовитых и взрывоопасных сред при указанной выше температуре, произведение pV которых превышает 50 л-МПа (500 л-кгс/см²), подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора.

Сосуды, на которые распространяются правила Госгортехнадзора, до начала эксплуатации должны быть зарегистрированы в его органах, в которые администрация предприятия предъявляет письменное заявление, паспорт сосуда, акт о монтаже и установке сосуда (в соответствии с правилами) в исправном его состоянии, схему включения сосуда с указанием источника давления, параметров его рабочей среды, арматуры.

 

Основные требования к материалам и конструкциям сосудов

 

Аварии могут происходить  при резком изменении давления и температуры в сосудах. Большое влияние оказывают физико-механические свойства материала, из которого изготовлен сосуд, поскольку он работает на двухосное растяжение и весьма чувствителен к внутренним повреждениям типа трещин.

Правилами Госгортехнадзора предусмотрено изготовление сосудов, работающих под давлением до 1,6 МПа (16 кгс/см2) и при температурах от 10 до 200 °С, из стали обыкновенного качества. Для изготовления сосудов, работающих под давлением не более 5 МПа (50 кгс/см2), но при температурах от —20 до 425 °С, должна использоваться сталь спокойных марок.

Для изготовления сосудов, предназначенных для работы при  более низких температурах, принимаются среднелегированные и высоколегированные стали. Аппараты низкотемпературных установок (например, для разделения воздуха) изготовляют из легированной стали.

При изготовлении цельнокованых  и цельнокатаных сосудов без  последующей приварки к ним отдельных деталей разрешается применять мягкую углеродистую сталь с относительным удлинением ≥16% и ударной вязкостью не менее 50 Н·м/м2 (5 кгс-м/м2).

Материалы, предназначенные  для изготовления или ремонта  сосудов, должны иметь сертификаты, подтверждающие, что качество материала соответствует требованиям Госгортехнадзора, а также специальным техническим условиям.

Конструкция сосудов должна быть надежной, обеспечивать, безопасность при эксплуатации и предусматривать возможность осмотра, очистки и ремонта сосуда. Электрическое оборудование сосудов и заземление должны отвечать Правилам устройства электроустановок.

Сварные швы должны быть выполнены  только стыковыми и быть доступными для контроля при изготовлении, монтаже и эксплуатации сосудов.

Для управления работой в нормальных и аварийных условиях эксплуатации сосуды, работающие под давлением, снабжают приборами для измерения давления и температуры среды; предохранительными устройствами; запорной арматурой для отключения сосуда от трубопроводов, подводящих пар, газ или жидкость; указателями уровня жидкости.

В каждом сосуде должна быть предусмотрена  возможность наполнения и удаления находящейся в нем среды.

Манометры устанавливают на штуцере  корпуса сосуда, на трубопроводе до запорной арматуры или на пульте управления. Класс точности — не ниже 2,5. Шкалу манометра выбирают такой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. Манометры должны быть, защищены от воздействий среды.

Число и размеры предохранительных  клапанов подбирают с учетом того, чтобы в сосуде не могло возникнуть давление, превышающее расчетное более чем на 15% при р<6МПа (60 ат) и более чем на 10% при р > 6МПа (60 ат).

Если в аппарате по какой-либо причине  нельзя установить надежно - работающий предохранительный клапан, то последний можно заменить мембраной "(пластиной), разрывающейся при давлении, превышающем рабочее давление не более чем на 25%.

В тех случаях, когда на подводящих магистралях установлены редуцирующее приспособление и предохранительный клапан, отрегулированные на давление, не превышающее рабочее давление для данного сосуда, установка предохранительных клапанов на сосудах не обязательна.

Если в этих сосудах проводятся какие-либо процессы при закрытых выхлопных трубах (например, конденсация), то установка предохранительных клапанов обязательна, даже когда регламентируемое давление, создаваемое в аппаратах при проведении этих процессов, ниже установленного рабочего давления.

Продувку предохранительных  клапанов осуществляют в специальные линии с последующим улавливанием или конденсацией вредных и опасных веществ. Для исключения сбросов в помещение вредных веществ при срабатывании предохранительных клапанов или пластин предусматривают отводные трубы. На каждом открывающемся сосуде должно быть предусмотрено приспособление, при помощи которого перед открыванием сосуда давление снижается до нормального.

 

 

 

7.5 Определение категории  взрывопожарной и пожарной опасности  компрессорной

 

Определение категории осуществляется путём последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д) [24].

Отнесение помещения к той или  иной категории производится на основании расчётного избыточного давления взрыва.

 

7.5.1 Расчёт избыточного  давления взрыва 

 

Избыточное давление взрыва (DР, кПа) для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, H, O, CI, Br, I, F определяется по формуле [24]:

,     (31)

где m – масса ГГ, вышедших в результате расчётной аварии, кг;

Р₀ – начальное давление, кПа;

Р_мах – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа

Z – коэффициент участия горючего во взрыве;

V_СВ – свободный объём помещения, м³;

r_г – плотность газа или пара при расчетной температуре Т₀, кг/м³;

С_ст – стехиометрическая концентрация ГГ, % (об.);

    к_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и    неадиабатичность процесса горения.

           (32)

   где  - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

                n_H, n_O, n_Х – число атомов C, H, O и голлоидов в молекуле горючего вещества.

                                                             (33)

     где М- молярная  масса аммиака, равная 15 кг/кмоль

            V_o- молярный объем, равный 22,413 м³/кмоль     

Максимальная расчётная температура компрессора согласно регламенту установки депарафинизации Т_о=50 °С.

Масса ГГ, поступивших в помещение  при расчётной аварии, рассчитывается по формуле [35]:

,                 (34)

где V_a – объём газа, вышедшего из аппарата, м³;

V_T – объём газа, вышедшего из трубопровода, м³;

r_г – плотность газа в условиях работы аппарата, кг/м³.

Объём газа, вышедшего из аппарата, определяется из соотношения [24]:

,       (35)

где P₁ – давление в аппарате, кПа;

V – объём аппарата, м³.

По практическим данным давление, создаваемое компрессором Р₁=1600 кПа, объём компрессора V=1,9 м³. Тогда

м³.

Объём газа, вышедший из трубопровода, рассчитывается по формуле [24]:

,       (36)

где V_1T – объём газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V_2T - объём газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³.

Объём газа, вышедший из трубопровода до его отключения (V_1T, м³) [24]:

 

,                 (37)

где q – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом, м³·с^-1;

Т₁ – время отключения трубопровода, определяемое по пункту 4.2 [24], с.

Из расчёта кристаллизаторного блока q=0,478 м³/с.

Принимаем Т₁=120 с.

м³.

Объём газа, вышедший из трубопровода после его отключения (V_2T, м³) [35]:

   (38)

где Р₂ – максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;

r – внутренний радиус трубопровода, м;

L – длина трубопровода от аварийного аппарата до задвижек, м.

Из практических данных радиус всасывающего трубопровода r₁=0,1265 м; радиус нагнетательного трубопровода r₂=0,1525 м; максимальное давление в нагнетательном трубопроводе Р₂=1600 кПа. Длина всасывающего и нагнетательного трубопроводов от компрессора до задвижек составляет L₁=L₂=9,0 м.

м³.

м³.

 кг/м³

кг.

 

Свободный объём помещения (V_СВ, м³):

,      (39)

где V_ком – объём компрессорной, м³.

,      (40)

где L – длина компрессорной, м;

S – ширина компрессорной, м;

H – высота компрессорной, м.

Из практических данных L=19 м; S=11 м; H=8 м. Следовательно,

м³.

м³.

Избыточное давление взрыва (DР, кПа):

 кПа.

 

7.5.2 Определение категории компрессорной

 

Согласно таблице 1 [24], помещение компрессорной относится к категории А по взрывопожарной и пожарной опасности, поскольку расчётное избыточное давление взрыва паровоздушной смеси ЦВСГ превышает 5 кПа.