Ремонт тарельчатой ректификационной колонны

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ УПРАВЛЕНИЯИМЕНИ К.Г РАЗУМОВСКОГО (ПЕРВЫЙ КАЗАЧИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

(ФГБОУ ВО «МГУТУ ИМЕНИ К.Г РАЗУМОВСКОГО» (ПКУ)

СИБИРСКИЙ КАЗАЧИЙИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛБНОЕ УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Курсовой проект на тему: Ремонт тарельчатой ректификационной колонны

Выполнил: Киппес В.В.

Проверил: Ипатова Е.Н.

г. Омск 2016

Содержание

Пояснительная записка

Введение

1. Ремонт внутренних устройств

2. Испытание колонных аппаратов

3. Подготовка колонных аппаратов к ремонту

4. Технология ремонта

5. Сетевой график ремонта колонного аппарата

6. Формы ремонтной документации

7. Сборка фланцевого соединения

Список литературы

Введение

колонный аппарат фланцевый ремонтный

«Газпром нефть- Омский НПЗ», дочернее предприятие компании «Газпром нефть», является одним из самых современных нефтеперерабатывающих заводов России.

В 2015 году предприятие переработало 20,9 млн тонн нефти. По этому показателю Омский НПЗ - лидер среди предприятий нефтепереработки страны. Глубина переработки нефти - 91,7%, что является одним из лучших показателей в стране.

На Омском НПЗ сформирован один из самых современных наборов технологических процессов, существующих сегодня в нефтепереработке, что обеспечивает вовлечение большого количества компонентов в товарные продукты, выпуск топлива различных марок.

ОНПЗ занимает лидирующие позиции в России по объемам производства моторного топлива. В 2015 году предприятие выпустило 6,3 млн тонн дизельного топлива и более 4,4 млн тонн бензина. В 2015 году Омский НПЗ полностью перешел на производство моторных топлив 5 экологического класса. Улучшенные экологические свойства бензина и дизельного топлива стандарта «Евро-5» в разы снижают уровень воздействия транспорта на атмосферу.

Продукция предприятия. Всего завод выпускает порядка 50 видов нефтепродуктов: топливо для реактивных двигателей, бытовой газ, топочный мазут, бензол, толуол, ортоксилол, параксилол, битум, кокс, техническую серу и другую продукцию, востребованную на рынке. Предприятие- единственный отечественный нефтезавод, выпускающий катализатор крекинга.

Качество продукции Омского НПЗ неоднократно подтверждалось жюри авторитетных конкурсов. Разные виды продукции Омского НПЗ на протяжении десяти лет становились лауреатами и дипломантами всероссийского конкурса «100 лучших товаров России». В 2015 году шесть видов продукции «Газпром нефть- ОНПЗ» стали лауреатами и дипломантами престижного конкурса. Золотых дипломов удостоены микросферический цеолитсодержащий бицеолитный катализатор, который используется в технологии каталитического крекинга, и дизельное топливо стандарта «Евро- 5». Серебряных дипломов удостоены зимнее дизельное топливо ДТ-З-К5, топливо для реактивных двигателей марки ТС-1, метилтретбутиловый эфир марки Б, каталитический газойль марки А.

Перспективы развития. В 2007 году Омский НПЗ вошел в состав вертикально интегрированной компании «Газпром нефть». Она осуществляет значительные инвестиции в обновление и модернизацию производства завода, доведение его технологий и качества нефтепродуктов до мировых стандартов. В 2015 году на Омском НПЗ завершен первый этап масштабной программы модернизации предприятия. Он был направлен на повышения качества нефтепродуктов. Введены в эксплуатацию ряд современных производственных объектов, крупнейшие из которых установка изомеризации легких, бензиновых фракций «Изомалк-2», комплекс гидроочистки дизельных топлив и бензинов каталитического крекинга. Все это позволило Омскому НПЗ перейти на выпуск моторных топлив высшего экологических классов.

С 2016 года на заводе реализуется программа повышения глубины переработки нефти. Она позволит увеличить выпуск моторных топлив и другой востребованной на рынке продукции. В рамках второго этапа модернизации производства на заводе будут построены несколько высокоэффективных технологических комплексов. Это комплекс глубокой переработки нефти мощностью 2 млн тонн в год. Он позволит увеличить выпуск светлых нефтепродуктов. В составе комплекса - шесть установок. Одновременно будет строиться крупный комплекс коксования мощностью 2 млн тонн в год. Он увеличит выпуск высококачественного кокса, востребованного алюминиевой промышленностью и повысит глубину переработки нефти. Третий проект- установка первичной переработки нефти мощностью 9,6 млн тонн в год. Для всех проектируемых установок уже заказано оборудование. Фактически это строительство нового завода современнейшего в плане эффективности, экологии, автоматизации процессов.

Ректификация- это процесс многократного испарения и конденсации, в ходе которого исходная смесь разделяется на 2 или более компонентов, и паровая фаза насыщается легколетучим (низкокипящим) компонентом, а жидкая часть смеси насыщается тяжелолетучим (высококипящим) компонентом.



1. Ремонт внутренних устройств

При ремонте внутренние устройства колонн очищают от грязи, кокса и других отложений. Твердую и тестообразную массу выгребают лопаточками или скребками-чистилками, кокс удаляют с помощью пневматических отбойных молотков. Удаление отложений всегда сопровождаются повышением концентрации вредных газов в колонне; в этот период внутри колонны рекомендуется работать в шланговых противогазах.

Ремонт внутренних устройств связан с многократным подъемом новых и спуском изношенных деталей; такие операции желательно механизировать. К верхней части корпуса колонны крепят поворотный или неподвижный кран-укосину.

Кран можно прикрепить также к стойкам центральных пилонов лестничных клетей. Электролебедку с электродвигателем во взрывобезопасном исполнении или пневмолебедку к крану- укосине устанавливают у основания колонны или на площадке, которую обслуживает кран- укосина.

Определение износа и отбраковка внутренних устройств производится согласно действующим методикам и нормам. Изношенные детали, а иногда и целые узлы заменяют новыми.

Довольно трудоемкими являются операции, связанные с разборкой закоксованных тарелок и отбойников. Сначала их освобождают от кокса механической чисткой (скребками), затем с помощью цепных талей, подвешиваемых внутри колонны за надежные конструкции (например, опорные балки), отдирают каждый элемент от места посадки. Для этой операции нельзя применять трос с лебедкой: под действием силы упругости троса вырванный элемент сильно отскакивает и может повредить колонну или причинить травму находящимся в колонне рабочим.



2. Испытания колонных аппаратов

Новые колонны, а также колонны, корпуса которых подвергались значительному ремонту, опрессовывают. Опрессовка с целью проверки прочности и плотности аппарата производится на пробное давление, величину которого устанавливают в зависимости от рабочего давления и указывают в паспорте или технологической карте. Наиболее распространена гидравлическая опрессовка, которая заключается в следующем. В колонну нагнетают воду при открытом на самом верхней точке аппарата воздушнике.

Появление воды в воздушнике свидетельствует о заполнении колонны. Закрыв воздушник, медленно повышают давление в колонне, пока оно не достигнет значения опрессовочного давления. При таком давлении аппарат выдерживают в течении 5 мин, после чего давление медленно снижают до рабочего и приступают к осмотру корпуса, одновременно обстукивая сварные швы молотком массой 0,5- 1,5 кг.

При гидравлической опрессовке высоких колонных аппаратов следует учитывать величину гидростатического столба опрессовочной воды; поэтому перед опрессовкой по паспорту или расчетом проверяют допустимость гидравлического испытания в рабочем положении. Оно может проводиться, если нагрузка на стенку нижнего пояса аппарата от суммы пробного давления и давления столба жидкости не превышает 0,8 величины предела текучести металла корпуса при температуре опрессовки.

В тех случаях, когда указанное условие не выполняется или возникает опасность перегрузки фундамента аппарата, по разрешению и в присутствии инспектора Госгортехнадзора можно производить опрессовку колонн воздухом или инертным газом. К пневматической опрессовке прибегают также тогда. Когда по условиям технологического процесса присутствие воды в колонне может вызвать аварию при выходе ее на рабочий режим.

Пневматическая опрессовка требует соблюдения особых мер предосторожности. В частности, перед опрессовкой воздухом необходимо убедиться в полном отсутствии в аппарате взрыво- и пожароопасных жидкостей, паров и газов. Для этого колонну предварительно продувают инертным газом или водяным паром. Аппарат, находящийся под давлением воздуха, обстукивать молотком нельзя; сварные швы обстукивают до начала опрессовки. В момент повышения давления стоять вблизи аппарата запрещено.

Вакуумные колонны подвергают гидравлическому испытанию на пробное давление 0,2 МПа или пневматическому на давление 0,11 МПа. Колонны, работающие при атмосферном давлении, как правило, подвергают испытанию путем заливки водой.

При проверке сварных швов смазыванием их керосином в течение 20- 40 мин (в зависимости от толщины каждого шва) следят за появлением пятен на смазанной мелом обратной (обычно внешней) стороне шва.

3. Подготовка колонных аппаратов к ремонту

Колонные аппараты ремонтируют при планово- предупредительных ремонтах технологической установки. Порядок подготовки аппарата к ремонту и проведения ремонтных работ зависит от особенностей установки.

В большинстве случаев колонные аппараты готовят к ремонту следующим образом. Доводят давление в колонне до атмосферного, из аппарата удаляют рабочую среду, после чего его пропаривают водяным паром, который вытесняет оставшиеся в колонне пары и газы. После пропарки колонну промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку чередуют несколько раз. Время операций оговаривается в производственной инструкции (технологическом регламенте) каждой технологической установки или технологического блока.

Промывка колонн водой способствует также более быстрому их остыванию. Нельзя приступать к ремонтным работам, если температура промывной воды превышает 50 градусов.

Пропаренную и промытую колонну отсоединяют от всех аппаратов и коммуникаций глухими заглушками, устанавливаемыми во фланцевых соединениях штуцеров. Установку каждой заглушки и последующие ее снятие регистрируют в специальном журнале.

4. Технология ремонта

Ремонт аппарата начинают с его вскрытия, которое необходимо производить, строго соблюдая следующие правила. Вначале открывают верхний люк, причем перед этим в аппарат в течение некоторого времени подают водяной пар, чтобы избежать возможного подсоса в воздуха, в результате которого может образоваться взрывоопасная смесь. Далее последовательно (сверху вниз) открывают остальные люки. Категорически запрещается одновременно открывать верхний и нижний люки. Нельзя также открывать сначала нижний, а затем верхний люк, так как вследствие разности температур происходит сильный приток воздуха в колонну, что может привести к образованию взрывоопасной смеси.

С целью сокращения продолжительности ремонтных работ еще при промывке колонны водой отворачивают часть болтов на тех люках, которые будут вскрываться, не нарушая при этом герметичности.

После открывания люков колонна некоторое время проветривается в результате естественной конвекции воздуха. Возможность проведения ремонтных работ в колонне устанавливают исходя из результатов лабораторного анализа пробы воздуха, взятого из нее. Доступ людей в колонну возможен, если концентрация углеводородов в пробе не превышает 300 мг/м, а содержание сероводорода- 10 мг/м. Предельно допустимые концентрации других веществ указываются в технологической карте (технологическом регламенте) каждой установки, блока или отделения.

При работе внутри колонны необходимо тщательно соблюдать правила техники безопасности. Рабочий должен надевать предохранительный пояс с веревкой, конец которой выводится наружу и надежно закрепляется; за работой находящегося внутри колонны рабочего постоянно наблюдает специально выделенный для этой цели рабочий. Продолжительность непрерывной работы в колонне должна быть не более 15 мин. После этого необходим такой же по продолжительности отдых вне колонны (обычно рабочий и наблюдатель меняются местами).

При первых же признаках появления внутри ремонтируемого аппарата взрывоопасных, горючих или токсичных жидкостей, паров и газов всякую работу следует немедленно прекратить.

К подготовке колонны предъявляют особенно высокие требования в том случае, если в ней должны производиться огневые (сварочные) работы. Участок колонны, на котором производится сварка, отделяется металлическими или пропитанными водой деревянными настилами, накрытыми кошмой.

Для освещения внутри колонны применяют лампы напряжением не более 12 В. Переносное освещение должно быть взрывобезопасным.

Корпус колонны, а также ее внутренние устройство подвергают тщательному осмотру. При необходимости осмотра всей поверхности корпуса разбирают внутренние устройства или их часть. Например, в ректификационных колоннах для доступа к тарелкам, на уровне которых люки отсутствуют, разбирают проходы на тарелках, лежащих выше.

Выявление дефектов корпуса, требующее высокой квалификации, включает визуальный осмотр для определения общего состояния корпуса и участков, подверженных наибольшему износу; измерение остаточной толщины корпуса с помощью ультразвуковых дефектоскопов, путем микрометрирования и контрольного просверливания отверстий; проверку на плотность сварных швов и разъемных соединений и т. д.

По характеру обнаруженного дефекта устанавливают содержание и способ ремонта корпуса. Неплотные сварные швы вырубают, зачищают и заваривают соответствующим электродом. Весьма важно правильное перекрывание нового и старого швов.

Изношенные штуцера и люки вырезают и заменяют новыми с обязательной установкой укрепляющих колец. Желательно, чтобы укрепляющие кольца новых штуцеров имели несколько больший диаметр, чем старые: это позволяет приваривать их в новом месте. Ремонту подвергают все штуцера, сигнальные отверстия на укрепляющих кольцах которых во время эксплуатации были заглушены пробками.

При каждом ремонте измеряют фактическую толщину стенки корпуса эксплуатируемого колонного аппарата. Наиболее изношенные участки корпуса колонны вырезают, а на их место ставят новый участок, заранее свальцованный по радиусу колонны. Сварку производят встык. Вырезание больших участков корпуса может привести к ослаблению сечения и нарушению устойчивости. Поэтому до вырезания дефектного участка его укрепляют стойками, устанавливаемыми внутри или снаружи.

Число и сечение стоек и размеры опорных лап рассчитывают исходя из условия равенства их сопротивлений вырезанного сечения.

Промежуточные обечайки легко заменяют следующим образом. Устанавливают подъемные мачты, удерживающие верхнюю, неповрежденную часть колонны, отделяют эту часть от поврежденного участка газорезкой и опускают на землю. Поврежденную часть колонны стропят и с помощью тех же мачт опускают на землю. Заранее подготовленную новую часть колонны поднимают и стыкуют с нижней частью колонны, затем поднимают верхнюю ее часть. После проверки монтируемых частей заваривают оба стыковых шва.

Очень часто, учитывая трудоемкость таких замен участков корпуса, признают целесообразной полную замену изношенной колонны. Демонтаж изношенной колонны производят в порядке, обратном монтажу. После соответствующих проверок демонтируемая колонна может быть использована для установки монтажных мачт точно так же, как новая колонна- для демонтажа.

Для контроля перекоса необходимы мерные прокладки и щуп. После установки крышки на основные шпильки корпуса резьбовые концы шпилек смазывают, после чего на них надевают шайбы и навинчивают гайки. После соприкосновения торцов гаек с шайбами в отверстия для смазки шпилек вставляют приспособления для измерения удлинения шпилек. Гайки затягивают крест- накрест с помощью мостового крана в порядке указанном на рис 1.2, до показания индикатора 0,01- 0,02 мм.

Эта величина- показатель начала растяжения шпильки. Установив начало растяжения всех шпилек и устранив перекос крышки, приступают к окончательной затяжке в два приема: сначала усилием, равным 0,5 контрольного, а затем- полным усилием. Окончательную затяжку проводят специальными ключами и мостовым краном с динамометром на крюке.

После затяжки и контроля по динамометру через два часа проверяют точность затяжки по абсолютному удлинению шпилек. В зависимости от результатов замера проводят корректировку удлинения шпилек подтяжкой или отпусканием гаек. Затяжку считают удовлетворительной, если усилие затяжки всех шпилек одинаково, абсолютное удлинение шпилек соответствует расчету, а перекос крышки не превышает значений.

В полностью затянутом соединении резьбовая часть шпильки должна выступать за торец гайки не менее 1,5 и не более трех шагов резьбы. В затянутом состоянии зазор между опорным торцом гайки и фланца не допускается. Применение ударной нагрузки при затяжке запрещается.

К основным факторам, влияющие на усилие затяжки, можно отнести точность геометрических форм гнезд корпусов и обтюраторов; точность резьбы в гайке и шпильке; чистоту поверхностей гайки и шайбы; качество алюминиевых прокладок.

5. Сетевой график ремонта колонного аппарата

При ремонте объектов повышенной сложности, больших масштабах ремонтных работ, участии в работах ремонтных подразделений различной специализации и административного подчинения, проведении большого числа параллельных и взаимозависимых операций разрабатываются сетевые графики ремонта.

Сетевой график- это графическая модель ремонтного процесса в подготовительный, остановочный и пуско- наладочный периоды, отражающая взаимосвязи между работами, необходимыми для достижения конечной цели. Такие графики позволяют наглядно представлять взаимосвязь и последовательность выполнения работ, анализировать возможные пути достижения заданного результата и выбирать наиболее выгодный из них.

Для построения сетевых графиков необходимо знать содержание и продолжительность ремонтных операций, затраты труда и времени на каждый вид работ. График позволяет установить необходимость и возможность кооперирования со смежными службами и ремонтными подразделениями, а также время поступления материалов и запасных частей. В период ремонтов на графике отмечают фактическую продолжительность выполнения плановых работ. Это позволяет выявить неточности планирования и избежать их при составлении последующих графиков.

Использование методов сетевого планирования позволяет сократить простои оборудования в ремонте на 25- 30% (в отдельных случаях на 50%), а трудоемкость работ- на 10- 20%.

На сетевом графике ( технологии ремонта колонны прослеживаются четыре параллельные линии работ. Кроме того, на верхней линии имеется две параллельные работы между событиями 5 и 7. Зависимость 10- 12 является фиктивной работой, поэтому обозначена штриховой линией. Следовательно, событие 10 введено как дополнительное. На стрелках указаны затраты времени на ремонт (в чел- днях). Для нахождения критического пути определяют продолжительность работы по всем возможным путям. Продолжительность работ 0- 1- 2- 11- 14 составляет 44 чел- дня, работ 0- 1- 2- 3- 4- 12- 13- 14- 57 чел- дней, а работ 0- 1- 2- 5- 6- 7- 8- 9- 12- 13- 14- 176 чел- дней. Таким образом, последний путь будет наиболее продолжительным, т. е. критическим. На чертеже он обозначен двойной линией.

Направление стрелок в сетевом графике принято слева направо, нумерация событий возрастает по мере удаления их вправо.

Рис 1.1 Сетевой график ремонта колонного аппарата.

0- 1 Отглушка аппарата

1- 2 Пропарка, промывка

2- 3 Снятие предохранительного клапана и запорной арматуры

3- 4 Ревизия и ремонт предохранительного клапана и арматуры

4- 12 Установка предохранительного клапана и запорной арматуры

2- 5 Вскрытие люков

5- 6 Разработка тарелок

6- 7 Чистка тарелок, сливных стаканов, куба колонны

5- 7 Ревизия колонны

7- 8 Ремонт штуцеров, люков, деталей, тарелок

8- 9 Сборка тарелок и проверка на барботаж

9- 12 Закрытие люков

2- 10 Ремонт и монтаж трубопроводов и металлоконструкций

2- 11 Ремонт изоляции

12- 13 Опрессовка, устранение дефектов

13- 14 Снятие заглушек

11- 14 Окраска

6. Формы ремонтной документации

Ремонтная документация настоящего Справочника максимально унифицирована с документацией отраслевых «Систем технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования». Предусматривается ведение следующих форм ремонтной документации (формы 1- 11):

акт приема- передачи оборудования;

ремонтный журнал;

ведомость дефектов;

смета затрат;

акт на сдачу в капитальный ремонт;

акт на выдачу из капитального ремонта;

годовой план- график ТО и ремонта;

месячный план- график- отчет ТО и ремонта;

месячный отчет о ТО и ремонте;

ведомость годовых затрат на ремонт;

паспорт основного оборудования;

акт о ликвидации оборудования.

7. Сборка фланцевого соединения.

При сборке фланцевых соединений трубопроводов необходимо выполнять следующие требования:

а) болты (шпильки) трубопроводов, работающих при температуре свыше 300 С, перед установкой должны быть прографичены;

б) размеры прокладок следует принимать согласно ГОСТ 15180- 70, а в случае необходимости- по нормативным документам проектных организаций;

в) паронитовые прокладки перед установкой рекомендуется с обеих сторон натереть сухим графитом;

г) гайки болтов следует располагать с одной стороны фланцевого соединения;

д) затяжку болтов (шпилек) нужно производить равномерно поочередным постепенным завертыванием гаек (крест- накрест), обеспечивающим параллельность фланцев;

е) выход концов шпилек или болтов из гаек для каждого фланцевого соединения должен быть одинаковым и не превышать величины, равной половине диаметра болта или шпильки.

При ремонте и установке опор необходимо соблюдать следующие требования:

а) трубы должны плотно, без зазоров и перекосов укладываться на подушки неподвижных опор, хомуты для крепления труб должны плотно прилегать к трубе и не допускать ее перемещения в неподвижной опоре;

б) верхние плоскости опор должны быть выверены по уровню, если это предусмотрено проектом;

в) ролики, шарики и катки должны свободно вращаться и не выпадать из гнезд, все опорные поверхности должны прилегать по всей площади соприкосновения без перекосов;

г) сжатие пружин на опорах и подвесках должна быть обеспечено распорными приспособлениями; пружины при установке затягивают в соответствии с указаниями на чертеже;

д) тяги подвесок трубопроводов, не подверженных тепловым удлинениям (перемещениям), должны быть установлены отвесно, а подверженных тепловым удлинениям- с наклоном в сторону, обратную перемещению, на половину величины этого перемещения;

е) прокладки для обеспечения необходимого уклона трубопровода устанавливают под подошву опоры; установка между трубой и опорой не допускается;

ж) при креплении опор на стенах или колонных кронштейны должны прилегать не к штукатурке, а к бетону или к кирпичной кладке;

з) при укладке трубопроводов сварные стыки следует располагать на расстоянии не менее 50 мм от опор;

и) при укладке на опоры труб, имеющих продольные сварные швы, необходимо располагать их так, чтобы они были доступны для осмотра.

Если необходима варка вставок на трубопроводах, их длина должна быть не менее 100 мм, независимо от диаметра трубопровода.

Расстояние от штуцера или другого элемента с угловым (тавровым) швов до начала изгиба трубы или поперечного сварного шва должно быть не менее 50 мм для трубопроводов диаметром до 100 мм и не менее 100 мм- для трубопроводов больших диаметров.

Категорически запрещается устранять зазоры между торцами труб или несовпадений осей, возникшие при укладке трубопроводов, путем нагрева, натяжения или искривления осей труб.



Список литературы

1) Покровский Б.С Ремонтные работы повышенной сложности: учеб. пособие / Покровский Б.С Издательский центр «Академия» 2007 г.

2) Покровский Б.С Ремонт промышленного оборудования учеб. пособие для нач. проф. образования / Покровский Б.С Издательский центр «Академия» 2007 г.

3) Фарамазов С.А Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов: Учебник для техникумов, 3-е издание. 1988 г.

4) Рахмилевич З.З., Радзин И.М., Фарамазов С.А Справочник механика химических и нефтехимических производств. 1985 г.

Размещено на Allbest.ru