Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт технологического оборудования узла упаренной реакционной массы

      Различаются насадки насыпные (из отдельных элементов) и хордовые (из полос, пластин, решёток). 

      Колонные  аппараты специальных  типов.

      В отдельных отраслях промышленности применяют  специальные колонные аппараты. К ним относятся, например, колонны содового производства, которые собираются из чугунных царг различной конструкции. Дистилляционная содовая колонна состоит из группы тарелок с одним большим колпачком и группы многоколпачковых тарелок. В царгах верхней части колонны установлены теплообменные элементы с горизонтальным пучком труб. Содовые колонны имеют большое количество люков и съёмных крышек для очистки тарелок от осадков и отложений.

      В рабочих элементах колонн, работающих в скоростных режимах, осуществляется прямоток жидкости и газовой фазы, поэтому после каждого элемента необходимо производить сепарацию брызг. В настоящее время разработано много типов прямоточных устройств.

      Для ректификации близкокипящих  смесей, а так же для вакуумной ректификации находят применение колонны с объёмной насадкой из проволочной сетки и проволочных спиралей.

      Я выбрал такой тип  аппарата, так как  он легко поддаётся  ремонту и он наиболее подходит для моего  процесса. 

   1.3 Принадлежность аппаратов  узла к Ростехнадзору

    Сосуды подлежащие действию «правил устройства и безопасной эксплу-атации сосудов работающих под давлением» Ростехнадзора:

1. Сосуды для воды с температурой 115 °С и выше, при Р=0,07 МПа и выше.
2. Сосуды для газа или пара при Р>0.07 МПа.
3. Сосуды для хранения, транспортировки сжиженных, сжатых и растворён-ных газов при Р ≥ 0,07 МПа.
4. Сосуды объёмом более 25 литров, для которых произведение объёма (л) и давления (кгс/см²) ≥ 200.

Теплообменник поз.Т-1- 1 шт.  
Предназначен для предварительного подогрева питания колонны поз.К-3.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                        - 1,578 (15,78)

     Сборник поз.Е-2 -1 шт.  
Предназначен для сбора упаренной реакционной массы перед колонной поз.К-3.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                        - 0,6 (6)

     Колонна насадочная  поз. К-3 -1 шт.  
Предназначена для отгона воды из упаренной реакционной массы.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                      - 0,01 (0,1)            Объём, л                                                      - 38700                  Так как произведение объёма и давления больше 200, то колонна подведомственна Ростехнадзору.

   Испаритель (кипятильник) поз.Т-4 -2 шт.  
Предназначен для подогрева кубовой жидкости колонны поз.К-3.  
Вертикальный, кожухотрубчатый аппарат.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²):                     - 0,45 (4,5)                                  

      Конденсатор поз.Т-5 -1 шт.  
Предназначен для конденсации паров воды и гликолей, поступающих из колонны поз. К-3.  
Горизонтальный, шестиходовой по трубному пространству аппарат.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                     - 0,6 (6)

     Сборник барометрический  поз.БЕ-7 -1 шт.  
Предназначен для создания гидрозатвора на спине конденсата для пароэжекторной установоки поз.ПЭУ-9.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                      - 0,01 (0,1)           Температура, °С                                     - от минус 30 до плюс 200

                 
   Емкость аварийная (Дренажный сборник) поз.Е-8 -1 шт.  
Предназначен для освобождения аппаратов в период подготовки к ремонту.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                     - 0,6 (6,0)

       Сборник поз.Е-9 -1 шт.  
Предназначен для сбора дистиллята этиленгликоля после колонны поз.К-10.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                     - 0,6 (6)

      Колонна насадочная  поз. К-10 -1 шт.  
Предназначена для выделения этиленгликоля.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                      - 0,01 (0,1)         Объём, л                                                      - 39000                     Так как произведение объёма и давления больше 200, то колонна подведомственна Ростехнадзору.

      Испаритель (кипятильник) поз.Т-11 -2 шт.  
Предназначен для подогрева кубовой жидкости колонны поз.К-10,  
Вертикальный, кожухотрубчатый аппарат.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²):                      - 0,75 (7,5)

      Конденсатор поз.Т-12 -1 шт.  
Предназначен для конденсации паров этиленгликоля, поступающих из колонны поз.К-10.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²):                     - 0,6 (6)                                                                                                               

      Конденсатор поз.Т-13 -1 шт.  
Предназначен для конденсации паров, поступающих с конденсатора поз.Т-12. Горизонтальный, цилиндрический, кожухотрубчатый, двух-ходовой по трубному пространству аппарат.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²):                     - 2,5 (25)

         Сборник поз.Е-14- 1 шт.  
Предназначен для сбора кубовой жидкости после колонны поз.К-10.  
Вертикальный, цилиндрический аппарат.  
Давление расчетное, МПа (кгс/см²)                      - 0,6 (6) 
 
 
 

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 

2.1 Расчёт такелажной  оснастки 

   2.1.1 Определение разрывного  усилия каната /1.26/

,                                    (1)

   где   F_max – максимальная нагрузка, кН;

          К_к = 5,5 – коэффициент прочности каната;

          F_р – разрывное усилие каната, кН.

F_max = G*g/а ,                                  (2)

   где   G = 15630 кг- вес аппарата;

         g = 9,81 м/с - ускорение  свободного падения;

         а = 2 - кратность  полиспаста.

F_max = 15630*9,81/2 = 153,17 кН                    

F_р = 153,17 * 5,5 = 842 кН

   2.1.2 Определение диаметра каната /1.26/

d_к = 42 мм

   2.1.3 Определение диаметра  барабана /1.26/

D_б ≥ К_d * d_к                                   (3)

   где К_d = 25 - коэффициент запаса прочности каната.

D_б = 25 * 42 = 1050 мм = 1,05 м 

   2.1.4 Определяем рабочую  длину барабана

,                              (4)

   где   L_p – длина рабочего участка барабана, м;

         L_k – рабочая длина каната, м.

L_k = H * I_n ,                                   (5)

   где   I_n – кратность полиспаста;

         S – шаг нарезки,  м.

S = d_k + (2 … 3)                                 (6)

S = 42 + 2 = 44 мм = 0,044 м

L_k = 27 * 2 = 54 м

м

   2.1.5 Определение полной  длины барабана, м

L_б = L_p + L₁ ,                                   (7)

   где   L₁ = 3S – длина барабана, необходимая для крепления каната, м.

L₁ = 3 * 0,044 = 0,132 м

L_б = 2,53 + 0,132 = 2,662 м

   2.1.6 Определение толщины стенки барабана

д = 0,01 D_б + 6 ,                                (8)

   где   D_б – диаметр барабан, мм;

          д – толщина  стенки барабана, мм.

д = 0,01 * 1050 + 3 = 13,5 мм,

   Принимаем д = 20 мм 

   2.1.7 Определение максимального  напряжения сжатия на внутренней поверхности стенки /1.33/

,                                (9)

   где   F_{max –} максимальное напряжение каната, Н;

      S – шаг винтовой нарезки, м;

         [д_сж] = 500 МПа - допускаемое напряжение от сжатия.  

МПа

МПа

   Условие прочности  выполняется 

   2.2 Выбор конструкционных материалов и расчетных параметров колонны 

   2.2.1. Определение расчетного  давления.

Р_р = Р·0,9 + Р_гидр                              (10)

   где   Р_гидр – гидравлическое давление

Р_гидр = сgН                                    (11)

Р_гидр =1000 · 9,81 · 20 = 196200 Па = 0,1962 МПа

   больше 5% от рабочего, оно учитывается.

Рр = 0,1 · 0,9 · 1,15 + 0,1962 = 0,11 МПа

    2.2.2 Определение расчетной температуры /2.36/

   За расчетную температуру  принимаем максимальную  температуру среды

Тр = 150 ⁰С.

   2.2.3 Выбор конструкционных  материалов /2.16/

   При t = 150 ⁰С, р = 0,02 МПа, выбираем сталь 12х18Н10Т.

   2.2.4. Определение прибавки к толщине стенки аппарата на коррозию

с = v · ф,                                   (12)

   где   v = 0,2 мм/год  – скорость коррозии;

         ф = 10 – срок службы аппарата.

с = 0,2 · 10 = 2 мм

   2.2.5. Т.к. шов двухсторонний,  выполняемый автоматической или полуавтоматической сваркой, то выбираем коэффициент прочности сварного шва  ц = 1.

   2.2.6. Выбор допускаемого  напряжения /2.38/

Так как расчетная  температура 150 ⁰С и материал 12х18Н10Т, то выбираем 

[у] = 146 МПа. 

   2.3 Расчет на прочность 

   2.3.1 Определяем толщину  обечайки, в зависимости  от внешнего давления.

                                  (13)

S = S_R + с                                   (14)

S = 2 + 2 = 4 мм

   Принимаем S = 15 мм

   2.3.2 Проверяем толщину обечайки на допускаемое давление.

[р]  ≥ р

,                                (15)

   где   [р] – допускаемое давление, МПа;