, (2.24)

Найдем площадь сечения межтрубного пространства при толщине трубной решетки д_р=39 мм:

(2.25)



где z_с - число параллельных секций, через которые проходит воздух;

b - рабочая ширина просвета в секции (b=1,26 м);

L - длина труб в секции;

д_p - толщина трубной решетки, м;

f_с - относительное свободное сечение секции (f_с=0,34 при К_ор=9).

Скорость воздуха в узком сечении пучка труб щ_мт=48,5/6=8,68 м/с, критерий Прандтля для воздуха Р_r=1000·2Ч10^-5/0,028=0,714.

Найдем коэффициент теплоотдачи от воздуха при К_ор=9:

(2.26)

где щ - скорость воздуха в узком сечении пучка труб, м/с.

приведенный коэффициент теплоотдачи:

(2.27)

коэффициент теплоотдачи от паров конденсирующегося бензиново-водяной смеси к стенки горизонтальной трубы:

(2.28)

.

Так как коэффициент теплоотдачи б₁ зависит от разности температур Дt₁=t₂-t_ст1, тепловой расчет аппарата проводим методом подбора температуры стенки t_ст1 со стороны конденсирующегося пара. Этот расчет сводиться к подбору t_ст1:

(2.29)

Принимаем термическое сопротивление загрязнений: от бензиново-водяной смеси - r_з1=4·10^-4 м²·К/Вт; от воздуха - r_з2=3·10^-4 м²·К/Вт. Термическое сопротивление однослойной алюминиевой стенки толщиной д_ст=3 мм с теплопроводностью л_ст=203 Вт/(м·К) будет д_ст/л_ст=0,003/203=1,5·10^-5 м²·К/Вт.

Средняя температура воздуха в зоне конденсации составит:

, (2.30)

При этих данных, учитывая б_пр=48,5 Вт/(м²·К) и К_ор=9, вышеприведенное уравнение запишется в упрощенном виде:

(2.31)

где Дt₁=t₁-t_ст1: Дt_ст1-t_ст2;

Дt₂=t_ст2-и_ср.

Результаты расчета по этому уравнению с целью подбора q приведены в таблице 2.1



Таблица 2.1 - Результаты расчета

tст1,, ?С	Дt1, ?С	q1==5940Дt10,75	Дtст==7,15·10-4q1	tст2=tст1-Дtст	Дt2=tст2-иср	q2=436,5Дt2
105,5 105	4,5 5	18350 19860	13,1 14,2	92,4 90,8	48,4 46,8	21100 20400

Из последней строки этой таблицы получаем:

Необходимая площадь поверхности теплообмена в зоне конденсации составит:

, (2.32)

Принимаем для бензиново-водяной смеси в зоне охлаждения режим движения турбулентный при Re=10⁴. В этом случае скорость смеси в трубах:

, (2.33)

Для монометаллической трубы d_в=22 мм. При объемном расходе смеси V₂=3,78/760=0,005 м³/с количество труб в одном ходе, обеспечивающее турбулентный режим течения смеси, будет:

Принимаем F_c=98 м² секцию, имеющую z_х=6 и n_х=24, и определяем скорость движения в трубах:

Найдем критерий Рейнольдса:

, (2.34)

где - скорость течения смеси в трубах, м/с;

с - плотность конденсата при заданной температуре, кг/м³;

d_в - диаметр монометаллической трубы, м;

м₂ - вязкость конденсата в зоне охлаждения, Па·с.

.

Найдем критерий Прандтля:

, (2.35)

где с₁ - удельная теплоемкость конденсата в зоне охлаждения, Дж/(кг·К);

л - теплопроводность конденсата в зоне охлаждения, Вт/(м·К).

Находим критерий Нусельта:

0,021Re^0,8 Pr^0,43, (2.36)

Коэффициент теплоотдачи смеси к трубе:

Общий коэффициент теплоотдачи в зоне охлаждения при суммарном термическом сопротивлении стенки Уr_з=7,15Ч10^-4 м²·К/Вт равен:

, (2.37)

Находим уточненную площадь поверхности теплообмена в зоне охлаждения:

, (2.38)

а суммарная площадь поверхности теплообмена составит:

Тогда необходимая площадь теплопередающей поверхности одной секции будет:

Расчет показал, что принимаем аппарат типа АВГ с площадью поверхности одной секции F_с=66 м², числом рядов труб в секции n_с=4, числом ходов по трубам z_х=4. Мощность вентилятора с частотой вращения n=3,55 1/с принимаем N=10 кВт.

Следовательно выбираем окончательный тип аппарата: АВГ ГОСТ 20764 - 79, что означает - аппарат воздушного охлаждения, горизонтальный с коэффициентом оребрения 9 с жалюзи, рассчитанный на условное давление 0,6 МПа, с монометаллическими трубами первого исполнения (М1), с невзрывозащищенным двигателем (НВЗ) вентилятора, в секции четыре ряда труб, четыре хода по трубам длинной 8 м.



3. Конструкторская часть

3.1 Расчет толщины стенок аппарата

Произведем расчет на прочность цилиндрической обечайки аппарата на основании исходных данных: внутреннее давление р = 0,35 МПа, температура среды в аппарате t_c=200 °C, внутренний диаметр аппарата D= 5000мм; толщина слоя многослойной обечайки s_сл=6мм; материал корпуса- сталь 09Г2С; скорость коррозии: внутренней стороны корпуса П_в=0,04 мм/год, срок службы аппарата ф= 15 лет.

Расчетное давление Р_р=р=0,35 МПа. Расчетную температуру стенки принимаем равной температуре рабочей среды t=t_c=200?C.

Найдем нормативное допускаемое напряжение:

(3.1)

где n_в и n_т - коэффициенты прочности соответственно по пределу прочности и текучести, n_в=2,6; n_т=1,5;

у_в и у_т - соответственно предел прочности и предел текучести материала при расчетной температуре.

Для заданной марки стали, при расчетной температуре t=200 °C; у_в=490 МПа; у_т=343 МПа.

Найдем допускаемое напряжение для каждого из слоев:

, (3.2)

где Я - номер слоя многослойного обечайки;

з=1, так как обрабатываемая среда токсична и пожаровзрывоопасна.

Найдем допускаемое напряжение для многослойной обечайки с концентрическим расположением слоев:

(3.3)

где - среднее допускаемое напряжение для многослойной обечайки при расчетной температуре, МПа;

, , …, - допускаемые напряжения материалов 1-го, 2-го и n-го слоев многослойной обечайки при расчетной температуре, МПа.

(3.4)

По условиям s₁=s₂=…=s_Я=s_сл. Так как материал слоев одинаков, то ==…==188 МПа.

Найдем коэффициент прочности сварных соединений для продольно сварных швов многослойной обечайки с концентрическим расположением слоев:

(3.5)

где s_Я, ц_Я - толщина и коэффициент прочности сварного соединения для слоев, у которых сварные швы расположены в одной меридиональной плоскости;

- общая толщина многослойной стенки;

s_j - толщина остальных слоев.

Для низколегированных кремний марганцовистой стали 09Г2С для продольных сварных швов цилиндрических обечаек ц=1,0. По условию s_j=s_i=s_сл. Тогда:

Найдем расчетный коэффициент толстостенности:

, (3.6)

откуда вр=1,076

Найдем расчетную толщину многослойной обечайки:

, (3.7)

Принимаем расчетную температуру стенки аппарата равной максимальной температуре t=t_н= 230°С.

Коэффициент прочности сварных продольных швов для сталей ц= 1,0.

Прибавка к расчетной толщине на компенсацию коррозии :

, (3.8)

Необходимое число слоев:

, (3.9)



Принимаем число слоев n=7.

3.2 Расчет укрепления отверстия

Определим расчётный диаметр укрепляемого элемента D_р, м:

, (3.10)

где х - расстояние от центра отверстия до оси аппарата, м;

D - диаметр обечайки, м.

В нашем случае х = 0. Тогда:

D_p. = 5D, (3.11)

подставляя D = 5 м в формулу (3.11) получим:

D_p. = 5· 2 = 10 м.

Определим расчетный диаметр круглого отверстия штуцера d_р., м:

d_р = d + 2c, (3.12)

где d - диаметр штуцера, м;

с - прибавка к расчетным толщинам, м.

Подставляя d = 1,2 м, с = 0,004 м в формулу (3.12) получим

d_р = 1,2 + 2 • 0,004 = 1,204 м.

Толщину стенки штуцера S₁, м, определим по формуле:

S₁ ? S_1R + с, (3.13)

, (3.14)

Подставив значения, получим:

= 0,0033 м,

S₁ ? 0,0033 + 0,004 = 0,07 м.

Принимаем S₁ = 0,007 м.

Учитывая, что расчетная толщина эллиптической крышки S_р = 0,005 м, исполнительная толщина эллиптической крышки S = 0,010 м, найдем наибольший диаметр одиночного отверстия, не требующий дополнительное укрепления:

. (3.15)

Подставляя с = 0,004 м, D_p. = 10 м в формулу (3.15) получим:

м.

Так как выполняется условие

d_р ? d₀, (3.16)

5м ? 5,24 м,

то отверстие в укреплении не нуждается и дальнейших расчётов не требуется.

3.3 Расчет фланцевого соединения

Согласно рабочим параметрам, ГОСТ 28759.1 - 90, ГОСТ 28759.2 - 90, ГОСТ 28759.3 - 90, выбираем свободный фланец (рисунок 3.3). Уплотнительная поверхность - шип-паз [5].

Принимаем температуру фланцев t_ф = t = 200 ?C.

Температура свободного кольца t_c, ?C

t_c = 0,97 t, (3.17)

Температура болтов t_б, ?С

t_б = 0,9 t, (3.18)

Подставляя t = 200 ?C в формулы (3.17) и (3.18), получим:

t_c = 0,97 • 200 = 194 ?C;

t_б = 0,9 • 200 = 180 ?C.

Принимаем материал болтов - Сталь 35, материал гаек - Сталь 25, материал фланца - сталь марки 09ГС2, материал кольца - сталь Ст10.

Допустимое напряжение для материала болтов [у]_б, МПа, определяем по таблице 1.38 [5, 6]:

[у]_б = 111 МПа.

Толщина S₀, м, втулки фланца

S₀ ? S,

где S - исполнительная толщина обечайки, м.



Рисунок 3.1 - Свободный фланец

Принимаем S₀ = S = 0,010 м.

Высота втулки фланца h_в, м,

, (3.19)

Подставляя в формулу (3.19) S₀ = 0,010 м, D =5 м, с = 0,004 м получим

м.

Принимаем h_в = 0,22 м.

Диаметр болтовой окружности фланцев D_б, м:

D_б ? D_s + 5(d_б + u₁), (3.20)

где u₁ - нормативный зазор между гайкой и обечайкой, м;

D_s - внутренний диаметр свободного кольца, м, определяемый по формуле:

D_s ? D + 2S₀, (3.21)

Подставляя S₀ = 0,010 м, D =5 м в формулу (3.21) получим:

D_s ? 5 + 2 • 0,010 = 5,02 м.

Подставляя D_s = 5,02 м, u₁ = 0,008 м, d_б = 0,03м в формулу (3.22) получим

D_б ? 5,02 + 2(0,03 + 0,008) = 5,096 м.

Принимаем D_б = 5,1 м

Наружный диаметр фланца D_н, м:

D_н ? D_б + а, (3.23)

где а - конструктивная добавка для размещения гаек по диаметру фланца, м.

Принимаем по таблице 1.41, [7, 8] а = 0,040 м.

Подставляя D_б = 5,1м, а = 0,040 м в формулу (3.23) получим:

D_н ? 5,1 + 0,040 = 5,14 м.

Принимаем D_н = 5,2 м.

Наружный диаметр прокладки D_н.п., м:

D_н.п. ? D_s1, (3.24)

где D_s1 - наружный диаметр бурта, м, определяемый по формуле:

D_s1 ? D_б - d_б, (3.25)

Подставляя D_б = 5,096 м, d_б = 0,03 м в формулу (3.25) получим:

D_s1 ? 5,096 - 0,03 = 5,066 м, принимаем D_s1 = 5,1 м.

Тогда 5,07?5,1 условие выполняется.

D_н.п. = 5,07м.

Средний диаметр прокладки D_с.п., м:

D_с.п. = D_н.п. - b, (3.26)



где b - ширина прокладки, м.

Принимаем b = 0,015 м.

D_с.п. = 5,07 - 0,015 = 5,055 м.

Количество болтов n_б необходимое для обеспечения герметичности соединения определяем по формуле:

, (3.27)

где t_ш. - рекомендуемый шаг расположения болтов.

t_ш = 4,2 d_б, (3.28)

Подставляя d_б = 0,03 м в формулу (3.28) получим:

t_ш = 4,2 • 0,03 = 0,126 м.

Тогда:

.

Принимаем n_б = 52, кратное четырём.

Расчётная длина болта l_б, м,

l_б = l_б0 + 0,28 d, (3.29)

где l_б0 - расстояние между опорными поверхностями головки болта и гайки, м;

d - диаметр отверстия под болт, м.

Величину l_б0 принимаем конструктивно, равной 0,277 м. Величину d определяем по таблице 1.41 [6]:

d = 0,023 м.

Подставляя d = 0,023 м, l_б0 = 0,277 м в формулу (3.29) получим:

l_б = 0,277 + 0,023 • 0,28 = 0,283 м.

Окончательно принимаем длину болта равной 0,31 м.

Нагрузки, действующие на фланец.

Равнодействующая внутреннего давления F_д, МН, определяется по формуле:

, (3.30)

подставляя D_с.п. = 5,055 м, Р_р = 0,35 МПа в формулу (3.30) получим:

МН.

Реакцию прокладки R_п, МН, определим по формуле:

R_п = р ? D_сп • b₀ • k_пр • P_p, (3.31)

где k_пр ? коэффициент, зависящий от материала и конструкции прокладки;

b₀ ? эффективная ширина прокладки, м.

Коэффициент k_пр определяем по таблице 1.44 [5, 6]. Принимаем материал прокладки паронит. Тогда k_пр = 2,5.

Эффективную ширину прокладки b₀, м, определяем по формуле:

, (3.32)

Подставляя b = 0,015 м в формулу (3.32) получим:

м.

Подставляя b₀ = 0,015 м, D_с.п. = 5,055 м, k_пр = 2,5, Р_р = 0,35 МПа в формулу (3.31) получим:

R_п = 3,14 • 5,055 • 0,015 • 2,5 • 0,35 = 0,05 МН.

Усилие, возникающее от температурных деформаций F_t, МН, определим по формуле:

, (3.33)

где б_ф, б_б, б_с - соответственно коэффициенты линейного расширения материала фланцев, болтов и свободного кольца, 1/?C;

t_ф, t_б, t_с - соответственно температура фланца, болтов и свободного кольца, ?C;

y_б, y_п, y_ф, y_с - соответственно податливости болтов, прокладки, фланца и свободного кольца, м/МН;

h_c - высота (толщина) свободного кольца, м;

E_б - модуль упругости материала болта, МПа;

f_б - расчётная площадь поперечного сечения для болта, м²;

n_б - количество болтов.

По таблице XI приложения 1 [5, 6] определяем:

б_ф =16,7 • 10^-6 1/?C;

б_б = 12,8 • 10^-6 1/?C;

б_с = 12,8 • 10^-6 1/?C

Величину y_с, м/МН, определяем по формуле:

, (3.34)

где E_с - модуль упругости материала кольца, МПа.

По таблице VII приложения 1 [7, 8] принимаем:

E_с = 0,35 • 10⁵ МПа;

E_б = 0,35 • 10⁵ МПа.

Подставляя E_с = 0,35 • 10⁵ МПа, h_c = 0,1 м ( принимаем конструктивно), D_s = 5,02 м, D_н = 5,2 м в формулу (3.34) получим:

м/МН.

Согласно рекомендациям [5, 6] выбираем f_б = 2,35 • 10^-4 м².

Податливость болтов y_б, м/МН, определяем по формуле:

, (3.35)

Подставляя E_б = 0,35 • 10⁵ МПа, f_б = 2,35 • 10^-4 м², l_б = 0,31 м, n_б = 52 в формулу (3.35) получим:

м/МН.

Податливость прокладки y_п, м/МН, определяем по формуле:

, (3.36)

где h_п - высота (толщина) прокладки, м;

k_п - коэффициент обжатия прокладки;

E_п - модуль упругости материала прокладки, МПа.

По таблице 1.44 [7, 8] принимаем E_п = 2000 МПа, а коэффициент k_п для паронитовой прокладки согласно рекомендациям [5, 6] принимаем равным 1.

Подставляя k_п = 1, E_п = 2000 МПа, D_сп = 5,055 м, b = 0,015 м, h_п = 0,003 м в формулу (3.36) получим:

м/МН.

Податливость фланца y_ф, м/МН, определяем по формуле:



, (3.37)

где л'_ф, н - безразмерные параметры, определяемые по формулам:

, (3.38)

, (3.39)

где ш₁, ш₂ - коэффициенты, определяемые по формулам:

, (3.40)

. (3.41)

Подставляя D_н = 5,2 м, D = 5 м в формулы (3.40) и (3.41) получим:

;

.

Эквивалентную толщину втулки ориентировочно определим по формуле:

S_эк = S₀ · , (3.42)

где в₁ определяем по рисунку 1.39, [5, 6], ориентировочно принимаем в₁ = 0,025. Тогда:

S_эк = 0,01 · = 0,02 м.

Подставляя h_ф = 0,14 м (принимаем конструктивно), D = 5 м, S_эк = 0,02 м в формулу (3.39) получим:

.

Подставляя h_ф = 0,014 м, S_эк = 0,02 м, л'_ф = 0,7, ш₁ = 0,053 в формулу (3.38) получим:

.

Подставляя h_ф = 0,14 м, л'_ф = 0,7, ш₂ = 21, н = 0,31, E = 1,95 • 10⁵ МПа в формулу (3.37) получим:

м/МН.

Подставляя y_б = 1,425 • 10^-4 м/МН, y_п = 1,5 • 10^-5 м/МН, y_ф = 0,019 м/МН, y_с = 0,002 м/МН, t_ф = 200 ?C, t_c = 194 ?C, t_б = 180 ?C, E_б = 1,78 • 10⁵ МПа,

f_б = 2,35 • 10^-4 м², n_б = 52, D_сп = 5,055 м, D_б = 5,1м, D_s1 = 5,1м, б_ф = 16,7 • 10^-6 1/?C, б_с = 12,8 • 10^-6 1/?C, б_б = 12,8 • 10^-6 1/?C в формулу (3.33) получим:

= 1,29 МН.

Согласно рекомендациям [7, 8] коэффициент жёсткости фланцевого соединения k_ж = 1 для свободного фланца.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа F_у1, МН, определяем по формуле:

, (3.43)

где P_пр = минимальное давление обжатия прокладки, МПа.

Принимаем по таблице 1.44 [5, 6] P_пр = 20 МПа.

Подставляя P_пр = 20 МПа, k_ж = 1, D_сп = 5,055м, b₀ = 0,015 м, R_п = 0,05 МН, F_д =0,66 МН в формулу (3.43) получим:

МН.

Болтовая нагрузка в рабочих условиях F_у2, МН, определяем по формуле:

F_у2 = F_у1 + (1 - k_ж) F_д + F_t. (3.44)

Подставляя F_у1 = 0,97 МН, k_ж = 1, F_д =0,66 МН, F_t = 1,29 МН в формулу (3.44) получим:

F_у2 = 0,97 + (1 - 1) 0,66 + 1,29 = 2,26 МН.

Приведённый изгибающий момент M₀, МН.м, определяем по формуле:

, (3.45)

где [у]₂₀, [у] - допускаемое напряжение для материала фланца соответственно при 20 ?С и рабочей температуре, МПа.

Принимаем [у]₂₀ = 133 МПа, [у] = 108 МПа.

Подставляя [у]₂₀ = 133 МПа, [у] = 108 МПа, D_сп = 5,055 м, F_у1 = 0,97 МН, F_у2 = 2,26 МН, F_д =0,66 МН, D_б = 5,1 м, D = 5 м, S_эк = 0,02 м в формулу (3.45) получим:

Мн·м.

Проверку прочности и герметичности соединения ведём по условиям:

< [у]_б20, (3.46)

?[у]_б, (3.47)

где [у]_б20, [у]_б - допускаемое напряжение для материала болта соответственно при 20 ?С и рабочей температуре, МПа.

По таблице 1.38 [5, 6] принимаем [у]_б20 = 130 МПа, [у]_б = 111 МПа.

Подставляя F_у1 = 0,97 МН, F_у2 = 2,26МН, [у]_б20 = 130 МПа, [у]_б = 111 МПа, f_б = 2,35 • 10^-4 м², n_б = 52 в формулы (3.46) и (3.47) получим:

МПа < 130 МПа,

МПа ? 111 МПа.

Условия прочности и герметичности фланцевого соединения соблюдаются.

Условие прочности прокладки:

< [P_пр], (3.48)

где [P_пр] - допускаемое давление на прокладку, МПа.

По таблице 1.44 [5, 6] принимаем [P_пр] = 130 МПа.

Величину F_{у max}, МН, определяем по формуле:

F_{у max} = max{F_у1, F_у2}. (3.49)

Подставляя F_у1 = 0,97 МН, F_у2 = 2,26 МН в формулу (3.49) получим:

F_{у max} = max{0,97; 2,26} = 2,26 МН.

Подставляя F_{у max} = 2,26 МН, [P_пр] = 130 МПа, D_сп = 5,055 м, b = 0,015 м в формулу (3.48) получим:

МПа < 130 МПа.

Условие прочности прокладки соблюдается.

Максимальное напряжение у₀, МПа, в сечении, ограниченном размером S₀, определяем по формуле:

, (3.50)

где f_ф, T_ф - безразмерные параметры.

Величина S₁ = S₀ = 0,01 м, так как у свободного фланца втулка цилиндрическая.

Величина D* = D = 5 м, так как D > 20 S₀, т. е. 2 м > 0,2 м.

Величину параметра f_ф определяем по рисунку 1.42, [5, 6]. Принимаем f_ф = 1.

Параметр T_ф определяем по формуле:

, (3.51)

Подставляя D = 5 м, D_н = 5,2 м в формулу (3.51) получим:

.

Подставляя f_ф = 1, Т_ф = 1,86, S₁ = 0,01 м, D* = 5 м, с = 0,004 м, н = 0,31, М₀ = 0,055 МН.м в формулу (3.50) получим:

МПа.

Напряжения во втулке от внутреннего давления определяем по формулам:

тангенциальное у_t, МПа:

, (3.52)

меридиональное у_m, МПа:

, (3.53)

Подставляя S₀ = 0,01 м, D = 5 м, с = 0,004 м, Р_р = 0,35 МПа в формулы (3.52) и (3.53) получим:

МПа,

МПа.

Прочность втулки фланца для сечения ограниченного размером S₀ проверяем по условию:

, (3.54)

где [у]₀ - допускаемое напряжение для фланца, МПа.

Величину [у]₀, МПа, определяем по формуле:

[у]₀ = 0,003 • Е. (3.55)



Подставляя Е = 1,95 • 10⁵ МПа в формулу (3.55) получим:

[у]₀ = 0,003 • 1,95 • 10⁵ = 585 МПа.

Подставляя [у]₀ = 585 МПа, у_t = 33,3 МПа, у_m = 16,6 МПа, у₀ = 440,3 МПа, ц = 1 в формулу (3.54) получим:

МПа.

Условие прочности втулки фланца выполняется.

Условие прочности для свободного кольца:

у_с ? [у]_c, (3.56)

где [у]_c - допускаемое напряжение в свободном кольце, МПа;

у_с - напряжение в свободном кольце фланца, МПа.

Величину у_c, МПа, определяем по формуле:

, (3.57)

где М₀^с - приведённый изгибающий момент, МН•м.

Величину М₀^с, МН.м, определяем по формуле:

, (3.58)

где [у]_c20, [у]_c - допускаемые напряжения для материала свободного кольца при 20 ?С и рабочей температуре соответственно, МПа.

Величины [у]_c20 и [у]_c, МПа, определяем по формулам:

[у]_c20 = у_тс20, (3.59)



где у_тс20 - предел текучести материала кольца при 20 ?С;

[у]_c = у_тс, (3.60)

где у_тс - предел текучести материала кольца при рабочей температуре, МПа.

По таблице II приложения 1 [5, 6] определяем:

[у]_c20 = у_тс20 = 195 МПа,

[у]_c = у_тс = 168 МПа.

Подставляя [у]_c20 = 195 МПа, [у]_c =168 МПа, F_у1 = 0,97МН, F_у2 = 2,26 МН, D_б = 5,1 м, D_s1 = 5,1 м в формулу (3.58) получим:

МН·м.

Подставляя М₀^с = 0,04 МН·м, D_н = 5,2 м, h_с = 0,1 м, D_s = 5,02 м в формулу (3.57) получим:

МПа.

Условие прочности для свободного кольца выполняется

4,67 МПа < 168 МПа.

Требования к углу поворота свободного кольца И_с выражается формулой:

. (3.61)

Причём [И]_c = 0,026 рад.

Подставляя у_c = 4,67 МПа, Е_с = 1,78 • 10⁵ МПа, h_с = 0,1 м, D_s = 5,02 м в формулу (3.61) получим:

рад,

0,0005 рад < 0,026 рад.

Требования к углу поворота свободного кольца выполняются.

3.4 Расчет опор аппарата

Принимаем число опор n = 4. Опора - опорная лапа. Расчетная схема опор показана на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Расчетная схема опор аппарата.

Усилие F₁, МН, действующее на одну опору можно определить по формуле:

, (3.62)

где G - вес аппарата, Н;

D - диаметр обечайки, м;

l - расстояние между точкой приложения усилия и обечайкой, м;

S₀ - толщина стенки аппарата в конце срока службы, м;

S_н - толщина подкладного листа, м;

M - момент относительно опорной лапы, принимается равным 0,01 МН•м.

Вес аппарата G, Н, определяем по формуле:

G = m_ап • g, (3.63)

где m_ап - масса аппарата, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с².

Подставляя m_ап = 57 200 кг, g = 9,81 м/с² в формулу (3.63) получим:

G = 57200 • 9,81 = 561 кН.

Согласно таблице 1 [9] выбираем тип опоры 2 при нагрузке 400 кН. При этом длина опорной лапы b, м, будет равна 0,89 м.

Тогда величина l, м, будет равна:

. (3.64)

Подставляя b = 0,89 м в формулу (3.64) получим:

м.

Величину S₀, м, находим по формуле:

S₀ = S - с, (3.65)

Подставляя S = 0,01 м, с = 0,004 м в формулу (3.65) получим:

S₀ = 0,01 - 0,004 = 0,006 м.

Подставляя G = 0,561 МН, S₀ =0,006 м, l = 0,7 м, D = 5 м, M = 0,01 МН.м в формулу (3.62) получим:

МН.

Несущая способность обечайки в месте приварки опорной лапы без подкладного листа следует проверять по формуле:

F₁ ? [F₁], (3.66)

где [F₁] - допускаемое усилие на опорный элемент в условиях испытаний, МН, определяем по формуле:

, (3.67)

где K₇ - коэффициент, определяемый по рисунку 5 [9];

[у_i] - предельное напряжение изгиба, МПа, определяемое по формуле:

, (3.68)

где [у] - допускаемое напряжение для материала обечайки, МПа;

K₁ - коэффициент, который определяется по рисунку 8 [9] в зависимости от н₁ и н₂;

K₂ - коэффициент, принимаемый равным 1;

n_T - запас прочности по пределу текучести, принимается равным 1,5;

н₁ - коэффициент, представляющий отношение местных мембранных напряжений к местным напряжениям изгиба, принимаемый для опорных лап без подкладного листа равным 0,3;

н₂ - коэффициент, учитывающий степень нагрузки общими мембранными напряжениями, определяемый по формуле:



, (3.69)

где у_m - общие мембранные напряжения, МПа.

В нашем случае:

, (3.70)

где D_R - расчетный диаметр, м.

Для цилиндрической обечайки D_R = D = 5 м.

Подставляя P = 0,35 МПа, D_R = 5 м, S = 0,008 м, с = 0,004 м в формулу (3.70) получим:

МПа.

Подставляя n_T = 1,5, у_m = 50 МПа, [у] = 197 МПа, ц = 1, K₂ = 1 в формулу (3.69) получим:

.

По рисунку 8 [9] определяем, что коэффициент K₁ = 1,23.

Подставляя K₁ = 1,23, K₂ = 1, [у] = 197 МПа, n_T = 1,5 в формулу (3.68) получим:

МПа.

По таблице 1 [9] принимаем h = 0,94 м, а по рисунку 5 [9] принимаем значение коэффициента K₇ = 0,57.

Подставляя K₇ = 0,57, h = 0,94 м, l = 0,7 м, S = 0,01 м, с = 0,004 м, [у_i] = 363,46 МПа в формулу (3.67) получим:

МН.

Условие (3.66) выполняется:

0,28 МН ? 0,03 МН.

При числе опор n = 4, обеспечивающих равномерное распределение нагрузки между всеми опорными лапами (точный монтаж, установка прокладок, подливка бетона и т. п.), усилие действующее на одну опору, можно определять по формуле:

, (3.71)

тогда, подставив значения, получим:

МН.

Условие (3.66) выполняется:

0,1 МН ? 0,1 МН.

3.5 Определение ветровой нагрузки на колонну

Момент инерции сечения фундамента:

; (3.72)

м⁴ ,

где - момент инерции сплошного сечения с диаметром, равным диаметру D_K фундаментного кольца опоры.

Момент инерции основного верхнего металлического сечения колонны:

; (3.73)

м⁴.

Так как колонна имеет постоянное сечение, то J₁=J₂=J₃. Здесь J₁, J₂, J₃ - моменты сечения частей колонны, отличающихся диаметрами или толщинами стенок. В нашем случае D₁=D₂=D₃ и S₁=S₂=S₃.

Период основного тона колебаний стержня постоянного сечения с жесткой заделкой:

; (3.74)

с.

Период основного тона собственных колебаний упруго защемленного стержня постоянного сечения рассчитывается по формуле:

; (3.75)

с,

где - коэффициент неравномерности сжатия грунта, определяется по данным инженерной геологии. При отсутствии таких данных выбирается по таблице 2 [9]. Принимаем грунты средней плотности, для которых Н/м³.

Для дальнейших расчетов необходимы коэффициенты , которые можно определить по графикам (рисунок7) или по расчетным зависимостям [10, 11].

В нашем случае J₁=J₂=J₃, поэтому =1/3, =0, =0.

.

Коэффициент для каждого из участков определяется по зависимости:

; (3.76)

.

Аналогично получаем ; ; ; .

Относительные перемещения центров тяжести участков:

1/(H·м). (3.77)

Решая, получим: ; ; ; ; .

Коэффициент , учитывающий изменение скоростного напора по высоте аппарата, определяется по формуле:

. (3.78)

Для первого участка .

Для нижележащих участков ; . На высоте ниже 10 м коэффициент . Поэтому .

Нормативный скоростной напор q₀ на высоте ниже 10 м зависит от географического района, в котором планируется установка аппарата.

Так как колонна установлена в районе, где скоростной напор ветра q₀=350 Н/м², то нормативное значение статистической составляющей ветровой нагрузки на середине 1-го участка:

, Н/м²,

где К=0,7 - аэродинамический коэффициент, определяемый по (таблице 3) [9].

Для первого участка Н/м²; для последующих участков , , Н/м².

Статистическая составляющая:

(3.79)

Для нашего случая наружные диаметры D_i колонны и высоты участков h_i одинаковы и соответственно D_i=5 м и h_i=4,35 м.

Статистическая составляющая для первого участка:

Н

На остальных участках:

Н; Н; Н.

Коэффициент пульсации скоростного напора m_i для середины i-го участка определяется по формуле:

,если x_i10, (3.80)

при x_i<10

.

Аналогично ; ; .

Приведенное относительное ускорение центра тяжести 1-го участка:

. (3.81)

Для первого участка:

Аналогично ; ; ; .

Безразмерный параметр:

; (3.82)

Коэффициент , устанавливающий корреляцию пульсации скорости ветра, определяется по данным (таблица 4 ) в зависимости от безразмерного параметра E [9].

В нашем случае , т.к. E<0,05 и Н=38,8.

Коэффициент динамичности определяется по зависимости:



, если E0,03 (3.83)

, если E<0,03

Динамическая составляющая ветровой нагрузки на 1-ом участке:

(3.84)

Н.

На остальных участках Н; Н; Н;

Н.

Ветровая нагрузка на первом и последующих участках:

(3.85)

Н

Н; Н; Н; Н.

3.6 Изгибающий момент в расчетном сечении

Изгибающий момент в расчетном сечении определяется как сумма изгибающего момента в сечениях от ветровой нагрузки на колонный аппарат и изгибающего момента в сечениях аппарата от ветровой нагрузки, действующей на площадке.

Значение изгибающего момента рассчитываем в сечении, соответствуюшем сопряжению колонны с опорной обечайкой. Расстояние до рассчитываемого сечения x₀=3 м. Методика расчета изгибающего сечения одинакова для любого сечения.

, (3.86)

где n - число участков до рассчитываемого сечения.

В нашем случае n=5, так как x₀=7,7 м.

; (3.87)

Изгибающий момент в расчетном сечении на высоте x₀ от действия ветровой нагрузки на j-ю площадку обслуживания определяется по формуле:

(3.88)

Если нет точных данных о площадке, то:

. (3.89)

Здесь значения и представляют собой поверхности площадок обслуживания, а числа 1,4 и 0,85 - соответствующие им аэродинамические коэффициенты.

По сравнению с расчетными зависимостями введем переменную вместо . При этом расстояние до верхней площадки , до нижней .

На высоте y₁: ;

На высоте y₂:

Коэффициент .

Изгибающий момент в сечении на высоте x₀=1,5 м

Суммарный изгибающий момент в расчетном сечении:

.

3.7 Проверка прочности и устойчивости

По исходным данным принимаем []=135 МПа, . Расчет проводим для сечения в месте соединения корпуса и обечайки. В расчетном сечении действуют нагрузки: осевая сжимающая сила F=0,34 МН, равная весу колонны, изгибающий момент от ветровой нагрузки M=0,504 МН·м. Наружное давление Р=0,1 МПа. Так как наружное давление вызывает сжатие стенки, то в расчетные зависимости P вводится со знаком минус.

Меридиональные напряжения на наветренной стороне:

; (3.90)

.

Напряжения на подветренной стороне:

; (3.91)

.

Кольцевые напряжения:

; (3.92)

.

Эквивалентные напряжения на наветренной стороне:

; (3.93)

.

Если , то ; если , то

Эквивалентные напряжения на подветренной стороне:

. (3.94)

Если <0, то ; если , то .

.

3.8 Проверка условий прочности

На наветренной стороне . Если , то .

На наветренной стороне большим оказалось напряжение . .

6,9<131,5 - условие прочности выполнено.

На подветренной стороне .

Если <0, то =1.

Напряжение не превосходит абсолютное напряжение .

20,7<135 - условие прочности выполнено.

3.9 Проверка устойчивости колонны в рабочих условиях

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости в пределах упругости:

; (3.95)

.

Приведенная длина колонны L_пр=Н.

Гибкость:

; (3.96)

.

Допустимое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости в пределах упругости:

; (3.97)

.

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости:

Принимаем как меньшее.

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:

; (3.98)

Допускаемое осевое сжимающее усилие:

; (3.99)

.

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности:

; (3.100)

.

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости:

; (3.101)

.

Допускаемый изгибающий момент:

; (3.102)

.

Тогда:

.

Так как сумма 0,12<1, то условие устойчивости выполняется.



4. Монтаж и ремонт отбензинивающей колонны

4.1 Монтаж колонны

Ректификационные аппараты представляют наибольшую сложность при перевозке и при установке в проектное положение. Они изготавливаются отдельными царгами на машиностроительных заводах. Доставляются до места монтажа и собираются в горизонтальном положении. Ниже написана последовательность работ по монтажу колонны.

Подготовительные работы:

1. Освидетельствовать фундамент с анкерами и сдать по акту согласно СН 471-75 «Инструкция по креплению технологического оборудования фундаментными болтами» под монтаж колонны [12].

2. Доставить аппарат и разгрузить на площадке складирования, уложив на ложементы. Освидетельствовать колонну на соответствие паспорту и сборочному чертежу.

Порядок монтажа аппарата:

1. Установить кран Libher согласно стройгенплану.

2. Застропить аппарат на крюки крана согласно схеме строповки в горизонтальном положении.

3. Работой крана переместить аппарат в вертикальное положение .

4. Работой крана смонтировать аппарат в проектное положение.

5. Произвести выверку на вертикальность с исполнительной съемкой и составлением акта на монтаж. Выверку выполнять теодолитами и приспособлениями для выверки (ОСТ 36-18-77).

6. После выверки на вертикальность закрепить аппарат на фундаменте анкерными болтами. Расстропить аппарат. Расстроповку выполнять с этажерками М-5.

7. Выполнить обвязку технологических трубопроводов. Выполнить испытание аппарата с составлением акта.

8. Монтажной организации совместно с заказчиком представить производственную документацию согласно перечню.

Требования к качеству монтажа:

1. Монтаж аппарата проводить согласно «Инструкции по монтажу сосудов и аппаратов колонного и башенного типов ВСН-351-88».

2. Выверку вертикальности аппарата производить по контрольным рискам и приспособлениям для выверки по ОСТ 36-18-77 «Приспособления для выверки аппаратов колонного и башенного типов». Допускаемое отклонение от вертикали образующей аппаратом должно быть в пределах 0,1 % высоты аппарата, но не более 15 мм.

Установка реперов на аппарате:

1. Расположить аппарат на горизонтальной площадке.

2. Нанести две взаимно перпендикулярные оси по аппарату.

3. По осям расположить репера с привязкой согласно схеме расположения реперов на аппарате.

Монтаж тарелок аппарата осуществляется после окончательной выверки и закрепления аппарата фундаментными болтами, установки обслуживающих площадок и лестниц, гидравлического испытания. Загрузка секций тарелок в аппарат осуществляется через люки.

Полотна тарелки складываются на платформу, и поднимаются краном-укосиной на определенную высоту люка лаза, через люк лаз тарелки заносят вовнутрь колонны, и приступают к монтажу.

4.2 Ремонт колонны

Основным видом износа колонной массообменной аппаратуры является забивка отложениями и коррозия ее элементов. При ремонте аппарат не демонтируется. Демонтируются только его внутренние устройства. После подготовительных операций (пропарка, промывка) открываются люки аппарата.

Люки нужно открывать в строгой последовательности, начиная с верхнего, когда аппарат находится под паром, для предотворащения тока воздуха через аппарат при одновременном открытии нижнего и верхнего люков.

После пропаривания аппарат промывается водой и проветривается. Проветривание необходимо для охлаждения аппарата и доведения концентрации продуктов в ней до допустимых санитарных норм. После окончания проветривания необходимо провести анализ проб воздуха, взятых из колонны на разных высотных отметках. К работам внутри аппарата разрешается приступать только тогда, когда анализ покажет, что концентрация вредных газов и паров в ней не превышает предельно допустимых санитарных норм.

Тарелки разбираются внутри колонны, выносятся через люки на обслуживающие площадки и транспортируются для чистки и ремонта.

Спуск секций тарелок производится установленной в верхней части аппарата поворотной кран-укосиной. Укосина должна иметь достаточные вылет и высоту стрелы и поднимать или опускать детали внутренних устройств, не задевая обслуживающих площадок. Кран-укосина через систему направляющих роликов и блоков соединяется с лебедкой, установленной на земле на необходимом расстоянии от работающих аппаратов и ремонтируемого аппарата. Лебедка должна иметь барабан с необходимой канатоемкостью и обеспечивать через кран-укосину подъем груза непосредственно с нулевой отметки.

Монтаж и демонтаж секций тарелок, расположенных внутри аппарата, осуществляется при помощи блоков и полиспастов. При ремонте аппарата основное внимание уделяется очистке внутренних устройств аппарата и его корпуса.

Осуществить ремонт и внутренний осмотр колонны очень сложно, поскольку это требует сооружения специальных лесов внутри аппарата. Для безопасного и эффективного технического осмотра и ремонта аппаратов применяется специальная подвесная платформа, элементы которой вводятся в аппарат через люк и собираются внутри аппарата. Платформа, поднимаемая тросом, позволяет выполнять осмотр и чистку внутренней поверхности аппарата, осмотр сварных швов, ремонт внутренней поверхности аппарата.

Ремонт корпуса аппарата должен осуществляться ремонтными подразделениями завода или другими специализированными ремонтными организациями, располагающими специальными техническими средствами и работниками, обеспечивающими качественное выполнение работ. К производству сварочных работ, включая прихватку и приварку временных креплений, допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с действующими “Правилами аттестации сварщиков” и имеющими удостоверение установленной формы. На каждый ремонт корпуса сосуда или аппарата составляется ремонтная документация, которая хранится с паспортом сосуда или аппарата. Ремонтная документация определяет технология ремонта и лиц, ответственных за производство и качество выполняемых работ.

Для ремонта корпуса аппарата применяют материал, указанный в паспорте на аппарат. При отсутствии материала, указанного в паспорте, может быть выбран другой материал в ОСТ 26-291-87. Используемый при ремонте материал должен иметь сертификат, подтверждающий его качество. При выборе материалов для ремонта корпуса аппарата должны учитываться: расчётное давление, температура стенки корпуса (min отрицательная и max расчётная), химический состав и характер среды, технологические свойства, коррозионная стойкость материалов. Материал элементов, привариваемых непосредственно к корпусу изнутри и снаружи (лапы, цилиндрические опоры, прокладки под фирменные пластинки, опорные кольца под решетки и т.д.) должны обладать хорошей свариваемостью с материалом корпуса и иметь с ним близкие значения коэффициента линейного расширения. При этом разница в значениях коэффициентов линейного расширения не должна превышать 10 %.

Сварочные материалы, применяются для изготовления и ремонта корпусов аппаратов (деталей, сборочных единиц), должны удовлетворять требованиям стандартов или технических условий на них и иметь сертификат. Перед применением каждую партию электродов проверяют на технологичность в соответствии с ГОСТ 9466-75.

Характерными дефектами корпуса аппарата, появляющихся в процессе эксплуатации, являются:

· Трещины всех видов и направлений в сварных швах, около шовной зоне и в основном металле.

· Коррозионное повреждение сварных швов и основного металла, в виде сплошной равномерной или не равномерной коррозии, локальной коррозии (язвы, питтинги и т.п.).

· Эрозионный износ.

· Гофры, вмятины, выпучины и д.р. виды деформации корпуса.

Для определения величины границ дефектов участков применяются следующие методы: визуально-оптический, ультразвуковой, радиографический, цветная дефектоскопия, магнитопорошковый и магнитографический.

Выбор способов исправления дефектных участков корпуса аппарата, производится с учетом:

· вида дефектов;

· конструкции корпуса;

· материального исполнения корпуса;

· экономической целесообразности выбранного способа исправления.

Ремонт корпуса аппарата производится тремя способами:

· заварка дефекта или наплавка дефектного участка;

· замена дефектного участка;

· удаление объекта.

Демонтаж корпуса аппарата проводится при необходимости замены части корпуса. Наиболее часто вследствие коррозии выходит из строя днище. Замена части корпуса, в том числе и днища, может осуществляться без демонтажа аппарата. Для этого к верхней части аппарата крепится опорная площадка, под которую подводятся домкраты. Нижняя часть аппарата отрезается и после подъема верхней части на высоту 100 мм удаляется. После подведения новой нижней части верхняя часть опускается и сваривается с нижней.

Замена днища - ответственная операция, требующая выполнения необходимых расчетов, разработки технической документации, соблюдения дополнительных мер безопасности.

Ремонт аппарата заканчивается его испытанием. Колонну подвергают гидравлическому испытанию в соответствии с требованиями паспорта аппарата. При отсутствии в паспорте на аппарат требований гидроиспытанию, оно проводится в соответствии с требованием ''Правил'' Ростехнадзора. В этом случае перед проведением испытания разрабатывается инструкция по проведению гидравлического испытания сосуда применительно к условиям предприятия и утверждается главным инженером. Гидравлическое испытание допускается проводить водой или другими не коррозионными, не ядовитыми, не взрывоопасными, не вязкими жидкостями. При гидроиспытании перед поднятием давления необходимо убедится в отсутствии воздуха в аппарате. Для этого при наполнении сосуда водой следует держать воздушник открытым. Давление в сосуде должно измеряться контрольным манометром. Увеличение и уменьшение давления должно быть плавным. Скорость подъема и опускания давления должна быть 1-2 кгс/см² в минуту. Пробное давление должно создаваться насосом, обеспечивающим указанные условия подъёма давления. Для предотвращения возможности увеличения давления при гидроиспытании сверх пробного, предохранительный клапан на насосе, необходимо отрегулировать на установочное давление, равное пробному давлению плюс 5% от рабочего давления.

Гидравлическое испытание аппарата может производиться в горизонтальном положении лишь в том случае, когда расчётом на прочность будет установлено, что при пробном давлении, принятом с учётом гидростатического давления рабочей среды, напряжения во всех элементах сосудов не будут превышать 90 % предела текучести для данной марки стали.

Под пробным давлением сосуд должен находиться в течение пяти минут, затем давление постепенно снижают до рабочего, при котором производится осмотр сосуда, обращая особое внимание на сварные швы и вальцовочные соединения. Если есть признаки пропуска воды через наружную изоляцию, необходимо полностью или частично удалить воду и провести дополнительный ремонт.

Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено признаков разрыва, течи, следок и потерь в сварных швах и на основном металле, видимых остаточных деформации.

Результаты гидравлических испытаний заносятся в паспорт сосуда [13].



5. Автоматизация производственного процесса

5.1 Обоснование выбора параметров автоматического контроля, регулирования, и сигнализации

Процесс первичной переработки нефти является непрерывным, пожаровзрывоопасным. В таких производствах необходимо добиваться наибольшей автоматизации процессов, исключая тем самым, вредное воздействие опасных и вредных производственных факторов на обслуживающий персонал.

Для автоматизации установки используем электрические приборы с унифицированными токовыми и другими видами сигналов. Для обеспечения взрывобезопасности установки используем приборы имеющие взрыво- и искробезопасное исполнение.

Основными измеряемыми параметрами являются - температура и давление системы, расход исходных компонентов и продуктов.

Температура:

Нагреваясь до температуры 200-220 ⁰С, нефть подаётся в колонну отбензинивания. Температуру подаваемой в колонну 3 (К-101) нефти и температуру кубового остатка необходимо знать, чтобы не нарушить нормы технологического режима, так как от этого зависит весь процесс ректификации

В колонне 3 (К-101) происходит разделение фаз: жидкая фаза стекает вниз колонны, а паровая поступает в ёмкость 6 (Е-101). Паровая фаза имеет температуру не более 120 ⁰С. Температура конденсата регистрируется приборами.

В ёмкости 6 (Е-101) происходит разделение фаз: бензин подаётся в виде острого орошения в колонну 3 (К-101). Количество подаваемого орошения регулируется клапаном по температуре верха 3 (К-101). Температура верха колонны на отметке 20м регистрируется прибором. Измерение температуры необходимо для определения соответствия технологическим требованиям.

Давление:

Измерение давления в верхней части колонны 3 (К-101) происходит датчиком давления с диапазоном 0-6 кг/см². Давление в колонне 3 (К-101) регулируется прибором, воздействующим на мембранные механизмы конденсатора-холодильника. Для снижения давления в 3 (К-101) и снижения температуры продукта в 6 (Е-101) в летний период смонтирована схема водяного орошения на 4 (ХК-101, 105а). Схема предусматривает подачу свежей воды на орошение. Также давление измеряется для проверки правильности работы (производительности) насосов, емкостей.

Для определения давления при визуальном осмотре работающего оборудования, а также при переходе с работающего оборудования на резервное, на 3 (К-101) установлены показывающие манометры.

Расход:

Для защиты от коррозии в 3 (К-101) в линию орошения предусмотрена подача 2% раствора ингибитора коррозии ИКБ-2-2 из ёмкости 6 (Е-101). Расход раствора в линии орошения замеряется прибором. Допустимый предел до 160 л/час.

Бензин из 6 (Е-101) забирается насосами и подаётся в виде острого орошения в 3 (К-101). Количество подаваемого на линии бензина регистрируется прибором, установленным на щите. Расход в этой линии не должен превышать 190 м³/ч.

Поддержание теплового режима колонны 3 (К-101) достигается с помощью «горячей струи». Часть отбензиненной нефти с низа колонны забирается насосами и прокачивается через печь 7 (П-101, П-103), там она нагревается и возвращается в нижнюю часть колонны 3 (К-101). При нагреве нефти в 7 (П-101, П-103) в случае неравномерности подачи сырья возможно коксование, поэтому предусмотрено регулирование постоянства подачи в каждый поток.

Сигнализация:

Предусмотрена сигнализация по давлению в 3 (К-101). Сигнализация срабатывает при повышении давления.

Предусмотрена сигнализация по температуре после 1 (Т-109, Т-110, Т-111, Т-112).Сигнализация срабатывает при повышении температуры выше допустимых значений [14, 15].

5.2 Выбор и обоснование приборов и средств автоматизации

Атмосферная перегонка - процесс взрывопожароопасный, поэтому система управления (СУ) должна быть выполнена во взрыво- и пожаробезопасном исполнении. А также обеспечить достижение цели управления за счет заданной точности поддержания технологических регламентов в любых условия производства при соблюдении надежной безаварийной работы оборудования. При этом важно, чтобы она была по возможности проста и легка в эксплуатации.

Главной задачей при разработке СУ является выбор параметров, участвующих в управлении, то есть тех параметров, которые необходимо регулировать, контролировать и анализировать. А также по значениям которых можно определить предаварийное состояние технологического объекта управления (ТОУ).

1.Оснащение производства автоматизированными системами управления и противоаварийной защиты с применением микропроцессорной техники, обеспечивающей автоматическое регулирование процесса и безаварийную остановку производства по специальным программам, определяющим последовательность и время выполнения операций отключения при аварийных выбросах, а также снижение или исключение возможности ошибочных действий производственного персонала при ведении процесса, пуске и остановке производства и другие меры.

2.Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП) на базе средств вычислительной техники должна соответствовать требованиям технического задания и обеспечивать:

- постоянный контроль за параметрами процесса и управление режимом для поддержания их регламентированных значений;

- регистрацию срабатывания и контроль за работоспособным состоянием средств ПАЗ;

- постоянный контроль за состоянием воздушной среды в пределах объекта;

- постоянный анализ изменения параметров в сторону критических значений и прогнозирование возможной аварии;

- действие средств управления и ПАЗ, прекращающих развитие опасной ситуации;

- действие средств локализации аварийной ситуации, выбор и реализацию оптимальных управляющих воздействий;

- проведение операций безаварийного пуска, остановки и всех, необходимых для этого переключений;

- выдачу информации о состоянии безопасности на объекте в вышестоящую систему управления.

3. Надежность контроля параметров, определяющих взрывоопасность процесса, на объектах с технологическими блоками I и II категории взрывоопасности обеспечивается дублированием систем контроля параметров, наличием систем самодиагностики с индикацией рабочего состояния, с сопоставлением значений технологически связанных параметров.