Исследование надёжности работы аппаратов химического оборудования сернокислотного производства на примере ОАО "Сумыхимпром"

Оценка эффективности деятельности предприятий химической промышленности Украины на современном этапе, проблема износа оборудования и пути ее разрешения. Требования к безопасности и надежности оборудования сернокислотного производства ОАО "Сумыхимпром".

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.10.2010
Размер файла 42,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

192

”Вісник СумДУ”, №2(61), 2004

Исследование надёжности работы аппаратов химического оборудования сернокислотного производства на примере ОАО «Сумыхимпром»

На предприятиях химической промышленности Украины сложилось тревожное положение с обеспечением надёжной и безопасной эксплуатации производств. На сегодня аварийность на химических предприятиях не только остаётся на высоком уровне, но и имеет тенденцию к росту, что обуславливается низкой надёжностью эксплуатируемого оборудования. Старение и износ химического оборудования значительно опережают темпы химического перевооружения, кроме того, характерно снижение объёмов и качества работы по ремонту основного оборудования, что в условиях коррозионной активности и нестабильной эксплуатации производств приводит к снижению и без того низкого уровня надёжности химических аппаратов. В связи с этим исследование надёжности химических аппаратов с целью обеспечения их безопасной эксплуатации становится всё более актуальным.

Для ОАО «Сумыхимпром» ущерб от одного аварийного выброса вредных веществ составляет около 250 тысяч гривен, остановка из-за не произведения только сернокислотного производства составляет в среднем около 50 тысяч гривен. Проблема надёжности является не только технической, экономической, но и проблемой безопасности окружающей среды и людей.

Серная кислота является одним из основных продуктов химической промышленности и находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.

Повышенный интерес к надёжности оборудования сернокислотного производства можно объяснить усиливающимся эколого-экономическим ущербом от аварийных ситуаций. На предприятии ОАО «Сумыхимпром» серную кислоту производят два цеха и отделение реактивной серной кислоты. Каждый цех и отделение состоит из одинаковых технологических линий, которые работают независимо друг от друга. В случае неудовлетворительного состояния аппаратуры происходит нарушение нормального хода процесса, понижение степени контактирования (процесса окисления SO2 с SO3), а это, в свою очередь, приводит к повышенному содержанию SO2 и увеличению выбросов SO2 в атмосферный воздух. Под действием ультрафиолетового излучения сернистый ангидрид (SO2) превращается в серный ангидрид (SO3), который с атмосферным водяным паром образует сернистую кислоту. Сернистая кислота превращается в серную кислоту, образуя кислотные дожди. С вреде кислотных дождей известно достаточно. Кроме того, отказ оборудования, особенно в случае нарушения герметичности, приводит к загрязнению воздуха рабочей зоны вредными веществами (SO2, SO2) в концентрациях, значительно превышающих допустимые, что может привести к острому отравлению производственного персонала.

Оценить надёжность оборудования на технологической линии можно путём статистической обработки данных и аналогическим вероятным представлением закономерностей физических явлений и процессов.

Важнейшим свойством, характеризующим надёжность оборудования, является безотказность в работе. Если допустить, что время безотказной работы не зависит от момента, в который произошло восстановление аппарата, наработка на отказ будет совпадать со средним временем безотказной работы между n_м и (n+1) - м отказами:

, (1)

где tn - время работы аппарата между n_м и (n+1) - м отказами;

n - число отказов.

Информация об отказах получена при анализе эксплуатационной документации ОАО «Сумыхимпром».

По характеру полученной гистограммы (см. рисунок 1) можно обнаружить характерные признаки того или иного закона распределения вероятностей случайной величины по настроенной выравнивающей кривой.

По характеру полученной гистограммы можно предположить, что исследуемая случайная величина распределена по экспоненциальному закону.

Благодаря закону экспоненциального распределения, вероятность безотказной работы любого аппарата можно определить

Р(t)=еt, (2)

где - интенсивность отказов, ч-1;

t - время работы аппарата, ч.

Интенсивность отказа может быть определена как величина, обратная средней наработке на отказ:

Таблица 1 - Вычисление характеристик надёжности

Наименование аппарата

Назначение аппарата

Наработка между отказами в

течении года Т, ч

Средняя наработка на отказ Тср, ч

Тср=

Интенсивность отказов , ч-1

=

Вероятность безотказной работы аппарата в течение недели, месяца, года Р(t)

Р(t)=е-t

Контактный

аппарат

Окисление SO2 в SO3

940

1107

1053

1060

1040

0,00096

Р(168)=0,85

Р(720)=0,5

Р(8148)=0,00025

Кожехотруб - чатый

Теплообмен-ник

Теплообмен между газами: охлаждение газа, покидающего первый контактный слой и нагрев газа, поступающего в четвёртый контактный слой

534

576

670

460

520

570

555

0,0018

Р(168)=0,74

Р(720)=0,27

Р(8148)=

=0,00000018

Кожехотруб-чатый теплообмен-ник

Нагрев газа после первой ступени абсорбции за счёт тепла контактирования третьего слоя

680

715

720

700

640

691

0,0014

Р(168)=0,79

Р(720)=0,36

Р(8148)=

=0,0000056

Кожехотруб-чатый

теплообмен-ник

То же

780

900

847

525

763

0,0013

Р(168)=0,8

Р(720)=0,39

Р(8148)=

=0,000013

Кожехотрубчатый

теплообменник (ангидридный холодильник)

Охлаждение газа, идущего на вторую ступень абсорбции

350

600

784

576

400

940

608

0,0016

Р(168)=0,76

Р(720)=0,32

Р(8148)=

=0,00000099

Теплообменник типа «труба в

трубе»

Нагрев газа после первой ступени абсорбции за счёт тепла контактирования пятого слоя

800

1600

960

520

746

925

0,00108

Р(168)=0,83

Р(720)=0,46

Р(8148)=

=0,000089

=, (3)

где Т - средняя наработка на отказ, ч.

Все аппараты отделения соединены последовательно. В таком случае при отказе какого-либо аппарата вся система выходит из строя.

Согласно полученным результатам система имеет низкую вероятность безотказной работы. Вероятность безотказной работы системы в течение года практически равна нулю. Всё это свидетельствует о крайне низком уровне надёжности технологической системы.

При этом наименьшее значение наработки на отказ и вероятности безотказной работы характерны кожухотрубчатым теплообменникам.

Для повышения надёжности анализируемой системы необходимы радикальные решения, например, замена наиболее изношенного оборудования новым, но в силу ряда экономических обстоятельств реализовать это решение практически невозможно. В нашем случае надёжность системы может быть повышена путём резервирования аппарата. Таким аппаратом является кожухотрубчатый теплообменник, установленный в технологической схеме после первого слоя катализаторной массы контактного аппарата и работающий в наиболее жестком температурном режиме.

При включении с систему резервного аппарата создаётся резервное соединение аппаратов, при котором отказ всей системы наступает только после отказа основного и резервного аппарата, за счёт чего повышаются время безотказной работы, а следовательно, и надёжность системы.

Список литературы

1. Топтуненко Е.Т. Основы конструирования и расчёта химических аппаратов и машин. - К.:Изд-во «Вища школа», 1974.

2. Смирнов Г.Г., Толчинский А.Р. и др. Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств: Справочник. - Ленинград: Машиностроение, 1968.


Подобные документы

  • Модернизация котло-печного агрегата для сжигания жидкой серы в печном отделении сернокислотного производства ОАО "Аммофос" и ее технико-экономическое обоснование. Расчет материального и теплового баланса агрегата. Выбор технологического оборудования.

    дипломная работа [2,9 M], добавлен 14.11.2012

  • Общая схема сернокислотного производства. Сырьевая база для производства серной кислоты. Основные стадии процесса катализа. Производство серной кислоты из серы, из железного колчедана и из сероводорода. Технико-экономические показатели производства.

    курсовая работа [7,1 M], добавлен 24.10.2011

  • Технологические особенности процесса сернокислотного алкилирования изопарафинов олефинами. Выбор типа и конструкции реактора. Механизм пиролиза пентана. Катализаторы риформинга и уравнения протекающих реакций. Этерификация спиртов карбоновыми кислотами.

    реферат [1,0 M], добавлен 28.02.2009

  • Физические и химические свойства серной кислоты, методы ее получения. Сырьевые источники для сернокислотного производства. Технологический расчет печи обжига колчедана, котла-утилизатора и контактного аппарата. Техника безопасности на производстве.

    дипломная работа [9,5 M], добавлен 25.05.2012

  • Условия электрохимического облучения на основе дисперсного углеродного материала нитрата графита, обеспечивающего последующую его переработку в графитовую фольгу. Технология электрохимического синтеза и модернизация оборудования для его осуществления.

    автореферат [27,6 K], добавлен 22.03.2009

  • Азотная кислота – одна из важнейших минеральных кислот. По объему производства в химической промышленности занимает 2 место после серной. Азотная кислота применяется для производства многих продуктов, используемых в промышленности и сельском хозяйстве.

    курсовая работа [85,8 K], добавлен 04.01.2009

  • Изучение и анализ производства никеля сернокислого (сульфат никеля, никелевый купорос), основанного на переработке маточного раствора медного отделения ОАО "Уралэлектромедь". Характеристика основного оборудования производства никеля сернокислого.

    дипломная работа [846,0 K], добавлен 19.06.2011

  • Азотная кислота – одна из важнейших минеральных кислот. По объему производства в химической промышленности занимает 2 место после серной кислоты. Азотная кислота широко применяется для производства продуктов для промышленности и сельского хозяйства.

    курсовая работа [122,5 K], добавлен 04.01.2009

  • Материальные и энергетические потоки процесса. Этапы имитационного моделирования объекта в VisSim. Построение топологических и структурных схем подсистем. Моделирование работы системы управления при подаче возмущающего воздействия по потоку сырья.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.04.2015

  • Характеристика сырья и готового продукта - карбамида (мочевины). Физико-химические основы процесса. Обзор существующих методов производства. Расчет материального и теплового балансов . Определение основных размеров оборудования. Экологичность проекта.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.06.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.