Реконструкция абсорбционной колонны с целью повышения эффективности ее работы
Министерство образования и науки РФ
Ангарская государственная техническая академия
Кафедра «Машины и аппараты химических производств»
Курсовой проект
Реконструкция абсорбционной колонны с целью
повышения эффективности ее работы
Д 24.08.01.01.1.02.002. ПЗ
Выполнил:
студент гр.
МАХП-09-1
Бойцов А. В.
Руководитель:
зав. кафедрой МАХП
Подоплелов Е. В.
г. Ангарск, 2013 г.
Содержание
Введение 4
1. Существующие конструкции
1.1 Поверхностные и пленочные абсорберы 5
1.2 Насадочные абсорберы 8
1.3 Барботажные (тарельчатые) абсорберы 9
1.4 Распыливающие абсорберы 14
2. Технико-экономическое
3. Технологические расчеты
3.1 Гидравлическое сопротивление для клапанных тарелок 17
3.2 Гидравлическое сопротивление для колпачковых тарелок 20
4. Прочностные расчеты 22
4.1 Характеристика объекта исследований 22
4.2 Расчет на прочность основных конструктивных элементов 25
4.2.1 Расчет цилиндрических обечаек, нагруженных
внутренним избыточным давлением 25
4.2.2 Расчет эллиптических днищ, нагруженных внутренним
избыточным давлением 26
4.2.3 Расчет укрепления отверстий 27
4.2.3.1 Укрепление
отверстия в цилиндрической
4.2.3.2 Укрепление
отверстия в эллиптическом
4.3 Расчет на устойчивость и прочность от действия ветровой
и сейсмической нагрузок 29
4.3.1 Определение расчетных усилий от ветровых нагрузок 29
4.3.1.1 Определение периода собственных колебаний 29
4.3.1.2 Определение
изгибающего момента от
нагрузки 30
4.3.2 Определение
расчетных усилий от
4.3.3 Проверка на устойчивость 34
4.3.3.1 Расчет допускаемых значений осевого сжимающего
усилия, изгибающего момента и поперечного усилия 34
4.3.3.2 Проверка на устойчивость 36
4.3.4 Расчет напряжений 37
5. Расчет остаточного ресурса
6. Методы испытания аппарата
Выводы по курсовому проекту 48
Список использованной литературы 49
Введение
Основной задачей нефтеперерабатывающих предприятий является глубокая переработка нефти в бензин, авиационный керосин, мазут, дизельное топливо, смазочные масла, смазки, битумы, нефтяной кокс сырьё для нефтехимии. Производственный цикл Нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) обычно состоит из подготовки сырья, первичной перегонки нефти и вторичной переработки нефтяных фракций: каталитического крекинга, каталитического риформинга, коксования, висбрекинга, гидрокрекинга, гидроочистки и смешения компонентов готовых нефтепродуктов.
Установка Л-24/6 гидроочистки дизельных топлив, вакуумного газойля входит в состав цеха 8/14 Ангарского нефтеперерабатывающего завода. Проектная производительность 900000 тонн/год, достигнутая 1595000тонн/год. Введена в действие в 1965 г.
Установка предназначена для очистки дизельных топлив, газойлей вторичных процессов переработки нефтяного сырья, бензиновой фракции замедленного коксования, вакуумного дистиллята от сернистых, кислородных и азотистых соединений путем гидрирования на алюмоникельмолибденовом катализаторе или алюмокобальтмолибденовом катализаторе.
Абсорбер углеводородных газов К-7
Колонна поз. К-7 предназначена для очистки углеводородных газов стабилизации установки от сероводорода раствором моноэтаноламина (МЭА). Процесс осуществляется методом абсорбции 5-15% раствором моноэтаноламина (МЭА) с последующей его регенерацией.
Д=1600мм; Н=18550мм; Р=1,5кгс/см2; колпачковые тарелки – 16шт; Т=75°С; Завод химического машиностроения Рудислебен, Тюрингия, ГДР. Год изготовления 1962 г.
1. Существующие конструкции оборудования
Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называют абсорберами. Как и другие процессы массопередачи, абсорбция протекает на границе раздела фаз. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. По способу образования этой поверхности абсорберы можно условно разделить на следующие группы: поверхностные и пленочные, насадочные, барботажные (тарельчатые), распыливающие.
1.1 Поверхностные и пленочные абсорберы
В абсорберах этого типа поверхностью соприкосновения фаз является зеркало неподвижной или медленно движущейся жидкости, или же поверхность текущей жидкой пленки.
Поверхностные абсорберы. Эти абсорберы используют для поглощения хорошо растворимых газов (например, для поглощения хлористого водорода водой). В указанных аппаратах газ проходит над поверхностью неподвижной или медленно движущейся жидкости (рис. 1). Так как поверхность соприкосновения в таких абсорберах мала, то устанавливают несколько последовательно соединенных аппаратов, в которых газ и жидкость движутся противотоком друг к другу. Для того чтобы жидкость перемешивалась по абсорберам самотеком, каждый последующий по ходу жидкости аппарат располагают несколько ниже предыдущего. Для отвода тепла, выделяющегося при абсорбции, в аппаратах устанавливают змеевики, охлаждаемые водой или другим охлаждающим агентом, либо помещают абсорберы в сосуд с проточной водой.
Более совершенным аппаратом такого типа является абсорбер (рис. 2), состоящий из ряда горизонтальных труб, орошаемых снаружи водой. Необходимый уровень жидкости в каждом элементе 1 такого аппарата поддерживается с помощью порога 2.
Рис. 1. Поверхностный абсорбер. |
Рис. 2. Оросительный абсорбер: 1 – элемент абсорбера; 2 – сливные пороги |
Пластинчатый абсорбер (рис. 3) состоит из двух систем каналов: по каналам 1 большого сечения движутся противотоком газ и абсорбент, по каналам 2 меньшего сечения –– охлаждающий агент (как правило, вода). Пластинчатые абсорберы обычно изготавливают из графита, так как он является химически стойким, хорошо проводящим тепло.
Поверхностные абсорберы имеют ограниченное применение вследствие их малой эффективности и громоздкости.
Пленочные абсорберы. Эти аппараты более эффективны и компактны, чем поверхностные абсорберы. В пленочных абсорберах поверхностью контакта фаз является поверхность текущей пленки жидкости. Различают следующие разновидности аппаратов данного типа: 1) трубчатые абсорберы; 2) абсорберы с плоско-параллельной или листовой насадкой; 3) абсорберы с восходящим движением пленки жидкости.
Трубчатый абсорбер (рис. 4) сходен по устройству с вертикальным кожухотрубчатым теплообменником. Абсорбент поступает на верхнюю трубную решетку 1, распределяется по трубам 2 и стекает по их внутренней поверхности в виде тонкой пленки. В аппаратах с большим числом труб для более равномерной подачи и распределения жидкости по трубам используют специальные распределительные устройства. Газ движется по трубам снизу вверх навстречу стекающей жидкой пленки. Для отвода тепла абсорбции по межтрубному пространству пропускают воду или другой охлаждающий агент.
Абсорбер с плоскопараллельной насадкой (рис. 5). Этот аппарат представляет собой колонну с листовой насадкой 1 в виде вертикальных листов из различного материала (металл, пластические массы и др.) или туго натянутых полотнищ из ткани. В верхней части абсорбера находятся распределительные устройства 2 для равномерного смачивания листовой насадки с обеих сторон.
Рис. 5. Абсорбер с плоскокапельной насадкой: 1 – листовая насадка; 2 - распределительное устройство. |
Рис. 6. Абсорбер с восходящим движением жидкой пленки: 1 – трубы; 2 – трубная решетка; 3 – камера; 4 – патрубок для подачи газа; 5 – щель для подачи абсорбента. |
Абсорбер с восходящим движением пленки (рис. 6) состоит из труб 1, закрепленных в трубных решетках 2. Газ из камеры 3 проходит через патрубки 4, расположенные соосно с трубами 1. Абсорбент поступает в трубы через щели 5. Движущийся с достаточно большой скоростью газ увлекает жидкую пленку в направлении своего движения (снизу вверх), т.е. аппарат работает в режиме восходящего прямотока. На выходе из труб 1 жидкость сливается на верхнюю трубную решетку и выводится из абсорбера. Для отвода тепла абсорбции по межтрубному пространству пропускают охлаждающий агент. Для увеличения степени извлечения применяют абсорберы такого типа, состоящие из двух или более ступеней, каждая из которых работает по принципу прямотока, в то время как в аппарате в целом газ и жидкость движутся противотоком друг к другу. В аппаратах с восходящим движением пленки вследствие больших скоростей газового потока (до 30-40 м/сек) достигаются высокие значения коэффициентов массопередачи, но, вместе с тем, гидравлическое сопротивление этих аппаратов относительно велико.
1.2 Насадочные абсорберы
Широкое распространение в промышленности в качестве абсорберов получили колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы. В насадочной колонне (рис.7) насадка 1 укладывается на опорные решетки 2, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости. Последняя с помощью распределителя 3 равномерно орошает насадочные тела и стекает вниз. По всей высоте слоя насадки равномерного распределения жидкости по сечению колонны обычно не достигается, что объясняется пристеночным эффектом – большей плотностью укладки насадки в центральной части колонны, чем у ее стенок. Вследствие этого жидкость имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее стенкам. Поэтому для улучшения смачивания насадки в колоннах большого диаметра насадку иногда укладывают слоями (секциями) высотой 2-3 м и под каждой секцией, кроме нижней, устанавливают перераспределитель жидкости 4.
В насадочной колонне жидкость течет по элементу насадки главным образом в виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является в основном смоченная поверхность насадки, и насадочные аппараты можно рассматривать как разновидность пленочных. Однако в последних пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, а в насадочных абсорберах – только по высоте элемента насадки. При перетекании жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе образуется новая пленка. При этом часть жидкости проходит через расположенные ниже слои насадки в виде струек, капель и брызг. Часть поверхности насадки бывает смочена неподвижной (застойной) жидкостью.
1.3 Барботажные (тарельчатые) абсорберы
Тарельчатые абсорберы представляют собой, как правило, вертикальные колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга размещены горизонтальные перегородки – тарелки. С помощью тарелок осуществляется направленное движение фаз и многократное взаимодействие жидкости и газа.
В настоящее время в промышленности применяются разнообразные конструкции тарельчатых аппаратов. По способу слива жидкости с тарелок барботажные абсорберы можно подразделить на колонны: 1) с тарелками со сливными устройствами и 2) с тарелками без сливных устройств.
Тарельчатые колонны со сливными устройствами. В этих колоннах перелив жидкости с тарелки на тарелку осуществляется при помощи специальных устройств – сливных трубок, карманов и т.п. Нижние колонны трубок погружены в стакан на нижерасположенных тарелках и образуют гидравлические затворы, исключающие возможность прохождение газа через сливное устройство.
Принцип работы колонн такого типа виден из рис. 8 где в качестве примера показан абсорбер с ситчатыми тарелками. Жидкость поступает на верхнюю тарелку 1, сливается с тарелки на тарелку через переливные устройства 2 и удаляются из нижней части колонны. Газ поступает в нижнюю часть аппарата проходит последовательно сквозь отверстия или колпачки каждой тарелки. При этом газ распределяется в виде пузырьков и струй в слое жидкости на тарелке, образуя на ней слой пены, являющийся основной областью массообмена и теплообмена на тарелке. Отработанный газ удаляется сверху колонны.
Переливные трубки располагают на тарелках таким образом, чтобы жидкость на соседних тарелках протекала во взаимопротивоположных направлениях. За последнее время все шире применяют сливные устройства в виде сегментов, вырезанных в тарелке и ограниченных порогом – переливом.
К тарелкам со сливными устройствами относятся: ситчатые, колпачковые, клапанные и балластные, пластинчатые.
Ситчатые тарелки. Колонна с сетчатыми тарелками (рис. 9) представляет собой вертикальный цилиндрический корпус 1 с горизонтальными тарелками 2, в которых равномерно по всей поверхности просверлено значительное число отверстий диаметром 1 – 5 мм. Для слива жидкости и регулирования ее уровня на тарелке служат переливные трубки 3, нижние концы которых погружены в стаканы 4.
Газ проходит сквозь отверстия тарелки и распределяется в жидкости в виде мелких струек и пузырьков. При слишком малой скорости газа жидкость может просачиваться (или «проваливаться») через отверстия тарелки на нижерасположенную, что должно привести к существенному снижению интенсивности массопередачи. Поэтому газ должен двигаться с определенной скоростью и иметь давление, достаточное для того, чтобы преодолеть давление слоя жидкости на тарелке и предотвратить стекание жидкости через отверстия тарелки.
Ситчатые тарелки отличаются простотой устройства, легкостью монтажа, осмотра и ремонта. Гидравлическое сопротивление этих тарелок невелико. Ситчатые тарелки устойчиво работают в довольно широком интервале скоростей газа, причем в определенном диапазоне нагрузок по газу и жидкости эти тарелки обладают высокой эффективностью. Вместе с тем ситчатые тарелки чувствительны к загрязнениям и осадкам, которые забивают отверстия тарелок. В случае внезапного прекращения поступления газа или значительного снижения его давления с ситчатых тарелок сливается вся жидкость, и для возобновления процесса требуется вновь запускать колонну.
Колпачковые тарелки. Менее чувствительны к загрязнениям, чем колонны с ситчатыми тарелками, и отличаются более высоким интервалом устойчивой работы колонны с колпачковыми тарелками (рис. 10). Газ на тарелку 1 поступает по патрубкам 2, разбиваясь затем прорезями колпачка 3 на большое число отдельных струй. Прорези колпачков наиболее часто выполняются в виде зубцов треугольной или прямоугольной формы. Далее газ проходит через слой жидкости, перетекающей по тарелке от одного сливного устройства 4 к другому. При движении через слой значительная часть мелких струй распадается и газ распределяется в жидкости в виде пузырьков. Интенсивность образования пены и брызг на колпачковых тарелках зависит от скорости движения газа и глубины погружения колпачка в жидкость.
На рис. 11 показана схема работы колпачка при неполном (а) и полном (б) открытии прорезей, причем в последнем случае колпачок работает наиболее эффективно» Сечение и форма прорезей колпачка имеют второстепенное значение, но желательно устройство узких прорезей, так - как при этом газ разбивается на более мелкие струйки, что способствует увеличению поверхности соприкосновения фаз. Для создания большей поверхности контакта фаз на тарелках обычно устанавливают значительное число колпачков, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга.
Колпачковые тарелки изготовляют с радиальным или диаметральным переливами жидкости. Тарелка с радиальным переливом жидкости (рис. 11, а) представляет собой стальной диск 1, который крепится на прокладке 2 болтами 3 к опорному кольцу 4. Колпачки 5 расположены на тарелке в шахматном порядке. Жидкость переливается на лежащую ниже тарелку по периферийным сливным трубкам 6, движется к центру и сливается на следующую тарелку по центральной трубке 7, затем снова течет к периферии и т. д.
Тарелка с диаметральным переливом жидкости (рис. 11, б) представляет собой срезанный с двух сторон диск 1, установленный на опорном листе 2. С одной стороны тарелка ограничена приемным порогом 3, а с другой – сливным порогом 4 со сменной гребенкой 5, при помощи которой регулируется уровень жидкости на тарелке. В тарелке этой конструкции периметр слива увеличен путем замены сливных трубок сегментообразными отверстиями, ограниченными перегородками 6, что снижает вспенивание жидкости при ее переливе.
Колпачковые тарелки устойчиво работают при значительных изменениях нагрузок по газу и жидкости. К их недостаткам следует отнести сложность устройства и высокую стоимость, низкие предельные нагрузки по газу, относительно высокое гидравлическое сопротивление, трудность очистки. Поэтому колонны с колпачковыми тарелками постепенно вытесняются новыми, более прогрессивными конструкциями тарельчатых аппаратов.
Клапанные тарелки. Принцип действия этих тарелок (рис. 12,а) состоит в том, что клапан 2, свободно лежащий над отверстием в тарелке 1, с изменением расхода газа увеличивает подъем и соответственно площадь зазора между клапаном и плоскостью тарелки для прохода газа. Поэтому скорость газа в этом зазоре, а значит и во входе в слой жидкости на тарелке, остается приблизительно достоянной, что обеспечивает неизменно эффективную работу тарелки. Гидравлическое сопротивление тарелки при этом увеличивается незначительно. Высота подъема клапана определяется высотой ограничителя 7 (рис. 12,б). Диаметр отверстий под клапаном составляет 35 – 40 мм, а диаметр самого клапана 45 – 50 мм.
1.4 Распыливающие абсорберы
В абсорберах этого типа тесный контакт между фазами достигается путем распыливания или разбрызгивания различными способами жидкости в газовом потоке.
Полый распыливающий абсорбер (рис. 13) представляет собой колонну, в верхней части корпуса 1 которой имеются форсунки 2 для распыливания жидкости (главным образом механические). В распыливающих абсорберах объемные коэффициенты массопередачи быстро снижаются по мере удаления от форсунок вследствие коалесцениции капель и уменьшения поверхности фазового контакта. Поэтому оросители (форсунки) в этих аппаратах обычно устанавливают на нескольких уровнях.
К достоинствам полых распыливающих абсорберов относятся: простота устройства, низкое гидравлическое сопротивление, возможность работы с загрязненными газами, легкость осмотра, очистки и ремонта. Недостатки этих аппаратов: невысокая эффективность, значительный расход энергии на распыление жидкости, трудность работы с загрязненными жидкостями, необходимость подачи больших количеств абсорбента для увеличения количества капель и соответственно – поверхности контакта фаз, низкие допустимые скорости газа, значения которых ограничены уносом капель жидкости.
Распыливающие абсорберы применяются главным образом для поглощения хорошо растворимых газов, т.к. вследствие высокой относительной скорости фаз и турбулизации газового потока коэффициенты массоотдачи в газовой фазе (bг) в этих аппаратах достаточно высоки.
Значительно более эффективными аппаратами являются прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыленная жидкость захватывается и уносится газовым потоком, движущимся с большой скоростью (20-30 м/сек и более), а затем отделяется от газа в специальной камере. К аппаратам такого типа относится абсорбер Вентури (рис. 14), основной частью которого является труба Вентури. Жидкость поступает в конфузор 1 трубы, течет в виде пленки и в горловине 2 распыливается газовым потоком. Далее жидкость выносится газом в диффузор 3, в котором постепенно снижается скорость газа, и кинетическая энергия газового потока переходит в энергию давления с минимальными потерями. Сепарация капель происходит в камере 4.
К распыливающим относятся также механические абсорберы, в которых разбрызгивание жидкости производится с помощью вращающихся устройств, т.е. с подводом внешней энергии для образования возможно большей поверхности контакта фаз между газом и жидкостью.
Механические абсорберы компактнее и эффективнее распыливающих абсорберов других типов. Однако они значительно сложнее по устройству и требуют больших затрат энергии на осуществление процесса.
Во многих случаях в системах газ – жидкость для диспергирования одной фазы в другой оказывается достаточным использование энергии потока газа, взаимодействующего с жидкостью, и подвод внешней энергии для этой цели нецелесообразен.
2. Технико-экономическое обоснование
Реконструкция барботажной (тарельчатой) абсорбционной колонны поз. К-7 предназначеной для очистки углеводородных газов стабилизации установки от сероводорода раствором моноэтаноламина (МЭА).
Реконструкция заключается в замене колпачковых тарелок на клапанные, которая позволит снизить гидравлическое сопротивление в абсорбере. Чем меньше гидравлическое сопротивление, тем меньше требуется мощности для прокачивания газа через абсорбер – следовательно, меньшие энергозатраты. Так же клапанные тарелки, по сравнению с колпачковыми, имеют более высокую эффективность и на 20 – 40% большую производительность. Обеспечивают работу в сравнительно широком диапазоне нагрузок по потоку паров и жидкости.
Преимущества клапанных тарелок: более легкое изготовление, меньшая металлоемкость, широкий диапазон работы по скорости газа.
3. Технологические расчеты.
Расчет гидравлического сопротивления тарелок абсорбера
Гидравлическое сопротивление тарелок абсорбера определяют по формуле:
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки ΔP складывается из трех слагаемых:
Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки:
Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке:
Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
3.1 Гидравлическое сопротивление для клапанных тарелок
Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки:
где - коэффициент сопротивления сухой тарелки = 3,6;
- плотность газа (сероводорода);
Fс – доля свободного сечения тарелки = 0,636 м2/м2 при t = 100мм;
– скорость газа определяется по формуле:
G – масса клапана = 0,04 кг;
- плотность сероводорода при н.у. = 1,54 ,
Р – давление в абсорбере, МПа;
Т – температура в абсорбере 50 = 323 К.
S0 – площадь отверстия под клапаном
D – диаметр отверстия под колпачком.
Находим скорость газа:
Сопротивление сухой тарелки:
Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке:
ρx – плотность смеси раствора МЭА (моноэтаноламина) с водой.
- массовые доли компонентов смеси.
h0 – высота светлого слоя жидкости которая определяется по формуле:
- вязкость раствора;
m – показатель степени, равный 0,054,6hпер
hпер – высота переливной перегородки = 30 мм;
– поверхностное натяжение
раствора и воды
q – линейная плотность орошения которая равна
, где
Q – объемный расход жидкости = 0,00278 м3/с;
Lс – периметр слива = 1,238 м.
Так как состав раствора МЭА состоит из воды и 5-15% моноэтоноламина, то поверхностное натяжение раствора МЭА можно взять по воде и следовательно будет равна = 1.
Тогда формула определения светлого слоя жидкости будет выглядеть так:
Находим сопротивление газожидкостного слоя:
Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
σ – поверхностное натяжение = 67,9110-3 Н/м;
dэ – диаметр отверстия под клапаном;
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки:
Гидравлическое сопротивление абсорбера с клапанными тарелками:
3.2 Гидравлическое сопротивление для колпачковых тарелок
Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки:
где - коэффициент сопротивления сухой тарелки = 5;
Fс – доля свободного сечения тарелки = 10,9%;
– скорость газа определяется по формуле:
dк – диаметр колпачка = 80 мм;
hк – расстояние от верхнего края колпачка до вышерасположенной
тарелки = 0,45 м.
Сопротивление сухой тарелки:
Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке:
h0 – высота светлого слоя жидкости которая определяется по формуле:
Сопротивление газожидкостного слоя на тарелке:
Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
σ – поверхностное натяжение;
dэ – диаметр отверстия прорезей колпачка = 6,3 10-3 м;
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки:
Гидравлическое сопротивление абсорбера с колпачковыми тарелками:
4. Прочностные расчеты
4.1 Характеристика объекта исследований
Колонна К-7 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат постоянного сечения высотой 18940 мм с эллиптическими днищами, предназначенный для абсорбции углеводородных газов. Корпус состоит из двух частей, которые соединены между собой фланцами на высоте ~ 12 м. На корпусе расположены люки Dy 450, 400 и штуцера Dy 300, 250, 100, 80 и 50. В нижнее днище вварен центральный штуцер Dy 100. К нижнему днищу приварена цилиндрическая опора высотой ~ 1400 мм. Колонна установлена на открытой площадке, в районе нижнего люка теплоизолирована, остальная поверхность без теплоизоляции.
Аппарат изготовлен на заводе химического машиностроения Рудислибен, Тюрингия в 1962 г., эксплуатируется с 1966 года. Режим работы непрерывный.
В 1965 г. устранена деформация обечайки корпуса в нижней части колонны, заменены 2 штуцера Dy 50.
В 1993 г. при внешнем осмотре и цветной дефектоскопии сварных швов были обнаружены поры и подрез глубиной до 2 мм в швах приварки люков к корпусу.
В 2007 г. врезаны 4 штуцера Dy 50 с укрепляющими кольцами.
В августе 2008 г. проведено обследование аппарата, включающее в себя визуально-измерительный контроль наружной и внутренней поверхности, толщинометрию основных конструктивных элементов, измерение твердости металла и дефектоскопический контроль.
На внутренней поверхности колонны наблюдается коррозия, близкая к равномерной. В местах удаления внутренних устройств зарезы до глубиной до 2 мм и размером 8x7 мм. При визуальном осмотре со стороны внутренней поверхности обнаружена раковина глубиной 3 мм диаметром 3 мм в кольцевом шве приварки обечаек в районе нижнего люка. Дефект устранен согласно техническому решению №111-08 на ремонт колонны.
По результатам толщинометрии отбракованы и заменены согласно техническим условиям № 73-08 штуцера Dy 300,250,100, 80, 50.
Дефектоскопический контроль недопустимых дефектов не выявил. Твердость основного металла колонны в пределах нормы.
В августе 2008 г. согласно техническому проекту была проведена реконструкция колонны, включающая в себя наращивание корпуса путём приварки обечайки из стали 12Х18Н10Т длиной ~ 6 м в центральную часть колонны. В обечайку вварен люк Dy 500.
Основные конструктивные элементы колонны изготовлены из стали 12Х18Н10Т. Механические свойства стали приняты согласно [4].
Фактические минимальные толщины приняты согласно протоколам толщинометрии с учётом погрешности измерений, составляющей 0,1 мм. Основные параметры сосуда приведены в таблицах 1.1-1.4.
Параметр |
Значение |
Рабочее давление, МПа (Рраб) |
0,15 |
Расчетное внутреннее давление, МПа (Рр) |
0,15 |
Давление испытания, МПа (Ри) |
0,25 |
Рабочая температура, °С (t) |
50 |
Расчетная температура, °С (Т) |
75 |
Рабочая среда |
углеводородный газ, моноэтиламин, сероводород |
Время эксплуатации, лет (t1) |
42 |
Таблица 1.1 - Основные параметры эксплуатации
Таблица 1.2 – Основные габаритные размеры
|
Элемент конструкции |
Внутренний диаметр D, мм |
Высота Н, мм |
Исполнительная толщина стенки по паспарту S, мм |
Макс. значение толщины стенки по толщинометрии Smax, мм |
Мин. значение толщины стенки по толщинометрии S1, мм | ||
2004 г. |
2008 г. |
2004 г. |
2008 г. | ||||
Обечайка корпуса |
1600 |
18200 |
6 |
- |
6,7 |
5,7 |
5,5 |
Эллиптическое днище верхнее |
1600 |
370 (с отбортовкой) |
10 |
- |
10,8 |
10,0 |
9,9 |
Эллиптическое днище нижнее |
1600 |
370 (с отбортовкой) |
10 |
- |
10,3 |
10,1 |
9,3 |