Реактор разложения оксидов азота

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.

Неконцентрированная азотная кислота — цех № 5-III очередь.

Цех был введен в эксплуатацию в 1961 году в составе двух агрегатов, мощность которых составляла 90 000 тонн моногидрата HNO₃ в год.

В 1962 году было введено в эксплуатацию еще два агрегата мощностью 90 тыс. тонн моногидрата HNO₃ в год, а в 1963 году был введен в эксплуатацию один агрегат мощностью 45 000 тонн в год.

В 1965 году были сданы в эксплуатацию шестой и седьмой агрегаты и мощность цеха была доведена до 315 000 тонн моногидрата HNO₃ в год.

На 2002 год мощность цеха осталась прежней при работе в году 57 648 часов.

В 1970 году по проекту Новомосковского филиала ГИАП верхняя часть абсорбционных колонн, с 10 по 26 тарелку, переведена на охлаждение водой, захоложенной в испарителях жидкого аммиака на цеховой холодильной установке.

Третья очередь неконцентрированной азотной кислоты состоит из семи технологических потоков (агрегатов). Работает по комбинированному методу: конверсия аммиака — под атмосферным давлением, абсорбция — под избыточным давлением не более 0,315 МПа (3,15 кгс/см²).

В 1974 году каждый агрегат был снабжен установкой каталитической очистки отходящих (хвостовых) газов.

Генеральным проектировщиком-разработчиком проекта и строительной части цеха является Новомосковский филиал ГИАП.

Процесс и технологическая часть разработаны Днепродзержинским филиалом ГИАП.

Цех неконцентрированной азотной кислоты третьей очереди по технико-экономическому уровню относится к первой категории.

Готовым продуктом цеха является кислота азотная неконцентрированная с массовой долей HNO₃ не менее 46% и реактивная азотная кислота с массовой долей HNO₃ не менее 56%.

Химическая формула — HNO₃, относительная молекулярная масса (по международным атомным массам 1969 г.) — 63,02.

Неконцентрированная азотная кислота по качеству должна соответствовать нормам и требованиям ОСТа 113−03−270−90, СТП 5 761 643−56−94 (см. таблицу 1).

Неконцентрированная азотная кислота — бесцветная или слегка желтоватая, прозрачная жидкость, без механических примесей с едким удушливым запахом, не горючая, токсичная. Желтоватый цвет обусловлен присутствием растворенных в кислоте окислов азота.

Азотная кислота неограниченно растворима в воде в любых соотношениях, при растворении выделяется тепло, гигроскопична. Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха.

Неконцентрированная азотная кислота — бесцветная или слегка желтоватая, прозрачная жидкость, без механических примесей с едким удушливым запахом, не горючая, токсичная. Желтоватый цвет обусловлен присутствием растворенных в кислоте окислов азота.

Азотная кислота неограниченно растворима в воде в любых соотношениях, при растворении выделяется тепло, гигроскопична. Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха.

Таблица 1.

Основные показатели азотной неконцентрированной кислоты.

Азотная кислота является энергичным окислителем. Животные и растительные ткани при воздействии азотной кислоты разрушаются.

Азотная кислота при контакте со многими горючими материалами вызывает их воспламенение (дерево, солома, бумага и т. д.).

В азотной кислоте растворяются все металлы, кроме платины, родия, иридия, палладия, титана и золота, с образованием окислов металлов или азотно-кислых солей. С повышением температуры растворимость металлов в азотной кислоте увеличивается.

При нейтрализации азотной кислоты щелочами образуются хорошо кристаллизующиеся соли. С аммиаком азотная кислота образует нитрат аммония (аммиачную селитру).

NH₄ + HNO₃ = NH₄NO₃ + Q [7, 15] (1).

Предельно — допустимая массовая концентрация паров азотной кислоты в воздухе рабочей зоны (в пересчете на двуокись азота NO₂) — 2 мг/м³.

Температура кипения и замерзания кислоты зависит от массовой доли азотной кислоты (крепости кислоты) и характеризуется следующими данными:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + 904 кДж [7, 15] (2).

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + 1268,8 кДж [7, 15] (3).

2NO + O₂ = 2NO₂ + 112,8 кДж (26,9 ккал) [7, 15] (4).

2NO₂ + H₂O = HNO₂ + HNO₃ + 136,3кДж (32,6 Ккал) [7, 16] (5).

3HNO₂ = HNO₃ +2NO + H₂O — 76,0 кДж (-18,2 Ккал) [7, 16] (6).

Таблица 2.

Зависимость температуры кипения и замерзания от крепости кислоты.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2. 1 Технологический процесс.

Процесс получения неконцентрированной азотной кислоты заключается в окислении газообразного аммиака кислородом воздуха в присутствии двухступенчатого катализатора: платино-родиево-палладиевой сетки и неплатинового катализатора КН-2 (НК-1П).

Окисление ведется в контактных аппаратах под атмосферным давлением. Абсорбция полученных окислов азота ведется под давлением 0,315 МПа (3,15 кгс/см²) в абсорбционных колоннах с тарелками ситчатого типа. Абсорбентом является конденсат водяного пара и кислый конденсат.

Технологический процесс получения неконцентрированной азотной кислоты состоит из следующих стадий:

1. Очистка аммиака и воздуха, подготовка аммиачно-воздушной смеси.

2. Окисление аммиака.

3. Охлаждение и сжатие нитрозных газов.

4. Окисление оксида азота и абсорбция диоксида азота с получением неконцентрированной азотной кислоты.

5. Каталитическое разложение оксидов азота в отходящих (хвостовых) газов.

Подробнее рассмотрим последнюю, пятую стадию процесса получения неконцентрированной азотной кислоты, т. к. именно здесь применяется реактор каталитической очистки хвостовых газов.

Выходящие из абсорбционной колонны хвостовые газы направляются в трубное пространство 2-ух подогревателей хвостового газа, где они нагреваются за счет тепла нитрозных газов проходящих в межтрубном пространстве.

Из подогревателей хвостовые газы поступают в смеситель, в который подается газообразный аммиак. В смесителе хвостовой газ смешивается с аммиаком и направляется в реактор.

После него очищенные хвостовые газы, пройдя через рекуперационную турбину газодувной машины выбрасывается в атмосферу.

2.2 Описание заданного оборудования, назначение и характеристики, описание происходящего в нем технологического процесса, назначение и описание средств КИПиА, которыми оснащено заданное оборудование; технологические расчеты оборудования.

Проектируемый реактор предназначен для каталитического разложения оксидов азота в отходящих (хвостовых) газах.

В верхнюю часть реактора разложения оксидов подаётся смесь хвостового газа и аммиака, нагретая в пределах 90−120^оС, где на катализаторе АВК и СТК аммиак восстанавливает оксиды азота до элементарного азота по реакции:

4NH₃ + 6NO = 5N₂ + 6H₂O + 1810 кДж (432,4Ккал) [7, 37] (7).

8NH₃ + 6NO₂ = 7N₂ + 12H₂O + 2734 кДж (653Ккал) [7, 37] (8).

В период, когда температура в реакторе достигнет 200−205^оС и до скорейшего достижения температуры 230^оС, т. е. до выхода на нормальный технологический режим работы реактора, аммиак в смеситель подается без избытка по отношению к оксидам азота, что обеспечивает отсутствие аммиака в хвостовых газах на выходе из реактора.

На выходе, в нижней части аппарата, во избежание попадания катализаторной пыли в турбодетандер газодувной машины установлен фильтр, представляющий собой цилиндрический стакан, на боковых стенках и в днище которого имеются отверстия. Стенка и днище стакана обернуты нержавеющей сеткой, задерживающей катализаторную крошку и пыль.

Очищенный газ, объемная доля оксидов азота в котором 0,01% и объемная доля аммиака не более 0,015%, с температурой до 350^оС через рекуперационную турбину газодувной машины сбрасывается в атмосферу через 100 метровую трубу.

Количество неочищенных хвостовых газов, поступающих в реактор, контролируется прибором (поз.FIR-318), а давление газов прибором (поз. PIRS_LA_L-219).

Температура хвостового газа на входе в смеситель контролируется прибором (поз.TJRS^H_LA^H_L-126).

При достижении температуры газа в реакторе 350^оС и понижении температуры газа перед смесителем до 230^оС срабатывает блокировка (поз.TJRS^H_LA^H_L-126) и автоматически закрываются два отсекающих клапана на линии подачи аммиака в смеситель реактора разложения оксидов азота и открывается клапан сброса аммиака на свечу, установленный между отсекающими клапанами.

Таблица 3 — Средства КИП и А.

Технологический расчёт.

Определить потерю давления и на данном местном сопротивлении Рисунок 1 — Расчётная схема сопротивления реактора.

Уравнение Бернулли для идеальной жидкости возможно применить для данного случая, так как газ имеет пренебрежимо малую вязкость:

(9).

Диаметры D₁ и D₃ равны, поэтому возьмём в расчёт второй переход.

Для вертикального расположения реактора координаты центров тяжести сечений 1 — 1 и 2 — 2 одинаковы, т. е. z₁ = z₂.

Поэтому:

(10).

откуда находим:

(11).

Скорость газа в сечении 1 — 1 на основании уравнения расхода:

(12).

На основании уравнении неразрывности, для соседних сечений:

(13).

поэтому скорость газа в сечении 2 — 2:

(14).

Следовательно:

Единицы давления и напора связаны соотношением:

9,81 Па = 1 мм вод. ст.

Отсюда р₁-р₂ = 1,42 Па = 0,14 мм вод. ст.

Расчёт ведётся по [6, 19].

3 МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

3. 1 Описание конструкции и механические расчёты оборудования.

Реактор разложения оксидов азота изготовлен из нержавеющей стали. Это вертикальный, цилиндрический аппарат со съемной верхней крышкой. Диаметр аппарата 2224 мм, высота 3900 мм.

В верхней крышке реактора расположена решетка с отверстиями диаметром 15 мм для равномерного распределения газа. Внизу аппарата на колосниковую решетку кладется мелкая сетка из нержавеющей стали, на которую насыпается катализатор СТК (среднетемпературный катализатор) слоем 400 мм, кладется еще одна мелкая сетка из нержавеющей стали, на которую насыпается катализатор АВК-10Мили ИК 1−6слоем 400 мм. Между катализатором АВК 10 М и СТК имеется отборная точка для определения эффективности работы катализатора АВК 10 М (ИК 1−6). Во избежание попадания катализаторной пыли в турбодетандер газодувной машины на выходе из ректора установлен фильтр. Реактор имеет 4 штуцера: 1) штуцер, А предназначен для входа хвостовых газов; 2) штуцер Б предназначен для выхода хвостовых газов; 3) штуцер В предназначен для установки термопары, отслеживающей характеристику среды до прохождения слоёв катализатора; 4) штуцер B₁ предназначен для установки термопары, отслеживающей характеристику среды на выходе из катализаторных слоёв. Реактор теплоизолирован стекловатой.

Механические расчёты.

Расчёт обечайки Рисунок 2 — Расчётная схема гладкой цилиндрической обечайки.

Определить толщину стенки цилиндрической обечайки аппарата и проверить её работоспособность.

Исходные данные.

D = 2212 мм — внутренний диаметр обечайки;

P = 0,32 МПа — рабочее внутреннее избыточное давление;

t = 290 °C — максимальная рабочая температура среды;

Материал обечайки — сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632–72;

C₁ = 2 мм — прибавка на компенсацию коррозии;

Вид сварного шва — стыковой с односторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической сваркой;

Длина контролируемых швов от общей длины составляет до 100%.

1 Расчётная толщина стенки цилиндрической обечайки корпуса, нагруженного внутренним давлением:

S_R= (15).

где P = 0,32 МПа — расчётное внутреннее избыточное давление (равное рабочему);

= 105 МПа — допускаемое напряжение для стали X18H10T при расчётной температуре t = 290 °C (равной максимальной рабочей) по ГОСТ 14 249–89 (Приложение 3);

= 0,9 — коэффициент прочности продольного сварного шва (для заданного вида сварного шва и объёма контроля) по ГОСТ 14 249–89 (Приложение 5).

1.1 Проверка необходимости учёта расчётного давления в знаменателе формулы (15). Условие необходимости учёта расчётного давления:

(16).

Т. к. критерий учёта расчетного давления больше, чем пятьдесят единиц, т. е. > 50 — то расчётным давлением в знаменателе формулы (15) воз-можно пренебречь.

2 Проверка применимости расчётных формул.

Условие применимости расчётных формул:

(17).

Т. к. критерий применимости расчётных формул — то расчётные формулы применимы.

3 Исполнительная толщина стенки обечайки.

Исполнительная толщина стенки обечайки;

(18).

Принимаем, с учётом округления до стандартного размера, S = 6 мм.

4 Проверка принятой толщины стенки.

В данном случае проверка принятой толщины стенки производится из условия проч-ности по допускаемому внутреннему избыточному давлению.

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

(19).

Т. к. рабочее внутреннее избыточное давление в аппарате меньше допускаемого внут-реннего избыточного давления, т. е. P = 0,32 МПа < [Р] = 0,34 МПа — то прочность обечайки корпуса аппарата обеспечена.

Следовательно, принимаем толщину стенки аппарата S = 6 мм.

Окончательно принимаем исполнительную толщину стенки цилиндрической обечайки аппарата, нагруженного внутренним избыточным давлением, S = 6 мм.

Расчёт ведётся по [5, 9].

Расчёт опоры.

Рисунок 3 — Расчётная схема вертикальной опоры-стойки.

Проверить на прочность для рабочих условий эллиптическое днище корпуса вертикального аппарата установленного на опоры-стойки от воздействия опорных нагрузок.

Исходные данные.

D = 2212 мм — внутренний диаметр обечайки;

P = 0,32 МПа — рабочее внутреннее избыточное давление;

t = 290 °C — максимальная рабочая температура среды;

Материал обечайки — сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632–72;

C₁ = 1 мм — прибавка на компенсацию коррозии;

S = 6 мм — толщина стенки эллиптического днища в зоне приварки опоры;

Q = 36 940 H — максимальный вес аппарата в условиях эксплуатации;

М = 0 — принятый равным нулю изгибающий (внешний) момент, действующий на обечайку в сечении, где расположены опорные узлы;

n = 3 — принятое к установке количество опор-стоек;

d₄ = 2010 мм — диаметр опорной окружности;

d₂ = 340 мм — наибольший поперечный размер опорыстойки;

— коэффициент прочности сварного шва;

— угол между осью стойки и осью аппарата Тип опоры-стойки — вертикальная;

Требования к монтажу аппарата — обычный монтаж.

1 Вертикальное усилие на опорную стойку.

(20).

где — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по опорам и принимаемый в зависимости от количества опор и требований к точности монтажа; т. о. в данном случае .

(21).

2 Определение допускаемого вертикального усилия на опорную стойку.

2. 1 Радиус средней кривизны днища у опорной окружности.

(22).

2. 2 Угол, характерезующий расположение опорной окружности диаметром d₄ на днище.

(23).

отсюда .

2.3 Параметр, зависящий от наличия у опорной стойки подкладного листа.

Предварительный расчёт делается в предположении, что проверка условия прочности даст благоприятный результат и установка подкладного листа не понадобится.

Поэтому принимаем.

2.4 допускаемое вертикальное усилие.

(24).

= 105 МПа — допускаемое напряжение для стали X18H10T при расчётной температуре t = 290 °C (равной максимальной рабочей) по ГОСТ 14 249–89 (Приложение 3).

Допускаемое внутреннее избыточное давление в серединной области эллиптического днища, нагруженного внутренним избыточным давлением.

(25).

где R=D = 2212 мм — радиус кривизны в вершине днища, равный внутреннему диаметру обечайки.

4 Условие прочности (несущей способности) днища:

(26).

Расчёт ведётся по [5, 99].

Расчёт крышки.

Рисунок 4 — расчётная схема к конструированию укрепления отверстия в эллиптической крышке аппарата.

Определить толщину стенки эллиптической крышки, нагруженной внутренним давлением, и проверить его работоспособность.

Исходные данные.

D = 2212 мм — внутренний диаметр обечайки;

P = 0,32 МПа — рабочее внутреннее избыточное давление;

t = 290 °C — максимальная рабочая температура среды;

Материал крышки — сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632–72;

C₁ = 2 мм — прибавка на компенсацию коррозии;

Крышка изготовлена из целой заготовки.

1 Расчётная толщина стенки, эллиптической крышки, нагруженной внутренним давлением.

(27).

где R = D = 2212 ммрадиус кривизны в вершине днища;

= 105 МПа — допускаемое напряжение для стали X18H10T при расчётной температуре t = 290 °C (равной максимальной рабочей) по ГОСТ 14 249–89 (Приложение 3);

— коэффициент прочности сварного шва для днища изготовленного из целой заготовки.

2 Исполнительная толщина стенки крышки.

Исполнительная толщина стенки крышки:

(28).

Принимаем, с учётом округления до стандартного размера, S = 6 мм.

3 Проверка принятой толщины стенки.

В данном случае проверка принятой толщины стенки производится из условия прочности по допускаемому внутреннему избыточному давлению.

Допускаемое внутреннее избыточное давление для крышки:

(29).

Т. к. рабочее внутреннее избыточное давление, действующее на крышку, меньше допускаемого внутреннего избыточного давления, т. е. p = 0,32 МПа < [P] = 0,38 МПа — то прочность крышки аппарата обеспечена; крышка — работоспособна.

Окончательно принимаем исполнительную толщину, эллиптической крышки, нагруженной внутренним давлением, S = 6 мм.

Расчёт ведётся по [5, 17].

3.2 Описание обвязки оборудования и его размещения.

Аппарат устанавливается на сварной раме, расположенной на наружной площадке цеха. При этом все оборудование, относящееся к обвязываемому реактору, размещается на разных высотных отметках.

Шлемовые трубы прокладывают по кратчайшему расстоянию между аппаратами так, чтобы они не пересекали обслуживающие площадки и чтобы нагрузка от их веса не передавалась на строительные конструкции.

Трубопроводы, связывающие соседние реактору аппараты и машины, должны иметь минимальное число поворотов, каждый из которых должен быть не менее 60−90⁰.

Прокладка горизонтальных участков обвязочных трубопроводов ведется под соответствующим перекрытием. Обвязочные трубопроводы не должны загромождать монтажные проемы и пути передвижения подъемно-транспортного оборудования.

Обвязочные трубопроводы прокладывают общими вертикальными или горизонтальными пучками, чтобы они не мешали работе крана.

4 МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ.

4.1 Организация монтажных работ.

4.1.1 Планирование монтажных работ.

Выбор метода монтажа.

Для монтажа проектируемого оборудования можно порекомендовать поэлементную сборку. Это будет наиболее простым и экономичным методом, учитывая особенности конструкции и место расположение реактора.

Монтажная документация.

Различают четыре вида технической документации, необходимой при производстве работ по монтажу технологического оборудования:

— техническая документация, получаемая от заказчика и включающая проект технологической установки и рабочие чертежи оборудования;

— документация, разрабатываемая проектными организациями, входящими в состав организаций, ведущих монтажные работы в различных отраслях промышленности;

— нормативная техническая документация;

— исполнительная документация, составляемая монтажными организациями в процессе производства работ.

Техническая документация включает в себя:

— чертежи общего вида зданий и сооружений;

— компоновочные чертежи на установку оборудования;

— общие виды и узловые чертежи машин;

— инструкции заводов-изготовителей и деталировочные чертежи технологического оборудования;

— сметы на производство монтажных работ;

— пояснительную записку к технологическому проекту и перечень рабочих чертежей по объектам.

Кроме того, должна быть получена документация, содержащая следующие данные:

— сведения об условиях работы аппарата (среда, ее агрессивность, рабочее давление и температура);

— способ и режим испытания аппарата при сдаче его в эксплуатацию;

— сведения о материале прокладок и уплотнительных набивок;

— спецификация деталей с указанием веса, материала и ссылки на номер ГОСТа (для стандартных деталей);

— указание о назначении штуцеров, о футеровке аппарата или нанесении другого защитного покрытия;

— зарегистрированная в органах Госгортехнадзора книга на аппарат, подведомственный Госгортехнадзору;

— указания о средствах крепления аппарата при его установке в проектное положение и о том, подлежит ли аппарат тепловой изоляции.

Ко второму виду документации относится проект производства монтажных работ, который содержит:

— схемы монтажа технологического оборудования кранами или другими средствами (с подбором такелажной оснастки и разработкой специальных конструкций, приспособлений и устройств);

— сводные данные по объемам монтажных работ и трудовым затратам;

— таблицы весов наиболее тяжелых аппаратов;

— сводные данные по трудовым затратам на изготовление и монтаж технологических металлоконструкций и трубопроводов;

— рабочие чертежи для индустриального изготовления технологических металлоконструкций и трубопроводов, позволяющие изготовлять их в мастерских монтажных заготовок заранее или параллельно с производством монтажных работ на объекте;

— указания о технологической последовательности монтажа отдельных аппаратов, узлов, агрегатов, металлоконструкций и трубопроводов (составляются в виде схем или пояснительной записки на производство работ);

— перечень аппаратов, подлежащих предварительной сборке, обвязке трубопроводами и металлоконструкциями или укрупнению в узел, блок, агрегат;

— чертежи и эскизы для изготовления подмостей, лесов, лестниц, люлек и других приспособлений для производства работ на высоте;

— технологические указания по производству сварочных работ, в том числе по сварке специальных сталей и цветных металлов (если такие есть на объекте), по применению механизированных способов сварки при монтаже определенных аппаратов, конструкций и трубопроводов;

— перечень монтажного оборудования, механизмов, инструмента и вспомогательных материалов, необходимых для выполнения монтажных работ в установленные сроки;

— стройгенплан объекта, на котором указано: размещение подъемных средств, склада оборудования, территории подсобного хозяйства монтажного участка, площадок укрупнительной сборки, подъездных путей, линий электропередач и т. д.;

— краткие указания по технике безопасности при производстве монтажных работ.

4.1.2 Выбор грузоподъёмного и транспортного оборудования.

Для монтажа и ремонта реактора оксидов азота применяется мостовой электрический кран 15/3. Он имеет два крюка грузоподъёмностью пятнадцать и три тонны.

Также для демонтажа и монтажа не значительных по массе деталей и узлов используется ручная лебёдка, грузоподъёмностью одна тонна.

4.1.3 Приспособления для монтажных работ.

Требования к схеме строповки аппарата:

— грузозахватное устройство должно обеспечивать жесткую фиксацию поднимаемого груза;

— грузозахватное устройство недолжно повреждать поднимаемое оборудование;

— угол на крюковой подвески между ветвями грузозахватного устройства не должен превышать 80?;

— груз должен висеть строго горизонтально;

— во избежание повреждения поднимаемого груза, под строп следует подкладывать подкладыши из мягких пород дерева;

— в грузозахватном устройстве запрещается применять стальной канат или цепь, если они не сертифицированы;

— строповку должен проводить специально обученный персонал, имеющий соответствующее удостоверение и не моложе 18 лет.

Реактор оксидов азота будет стороповаться двумя двухпетлевыми стропами марки УСК1−3,5/1200. Аппарат стропуется за две проушины выполненные расположенных в верхней части.

Определяем расчётное разрывное усилие гибкого элемента:

[3, 19] (30).

где F_p — расчётное разрывное усилие гибкого элемента;

n = 2 — коэффициент запаса прочности взятый для расчёта груза;

а = 2 — количество нагруженных канатов (кратность полиспаста);

Q_г=36,94 кН — вес поднимаемого груза;

1,15 — коэффициент, учитывающий вес грузозахватного устройства, действующий на гибкий элемент.

Для строповки аппарата выбираем канат диаметром 9,9 мм ГОСТ 3067–74 конструкцией 6?19(1+6+12)+1?19(1+6+12). Разрывное усилие F_т = 66,75 кН.

Проверяем Выбор каната по фактическому запасу прочности:

что удовлетворяет условию: (31).

[3, 19].

Рисунок 5 — Эскиз двухпетлевого стропа Расчёт ведётся по [3, 19].

4.1.4 Требования к фундаменту для оборудования.

Проектируемый реактор устанавливается на сварную раму. Основным требованием к ней является надёжность сварных швов. При ремонте реактора эти швы также подвергают дефектации и ведут контроль целостности и прочности металлоконструкции.

4.2 Технология монтажных работ.

4.2.1 Подготовка оборудования к монтажу.

План подготовки монтажной площадки, составленный проектной организацией, представляет собой часть проекта проведения монтажных работ. Согласно этому плану монтируют установку со всеми машинами и аппаратами, трубопроводами, оборудуют площадки для сборки крупногабаритного оборудования и металлоконструкций.

Монтажная площадка должна быть обеспечена электроэнергией, водой, сжатым воздухом, для чего в случае необходимости прокладывают временные линии энергоснабжения. Размеры площадки должен быть таким, чтобы на ней можно было разместить все монтируемое оборудование, а также необходимые для монтажа механизмы и приспособления.

Перед монтажом реактора оксидов азота его необходимо расконсервировать, после чего проверяется комплектность поставки оборудования.

4.2.2 Основные этапы проведения монтажных работ.

Перед началом монтажа проверяется комплектность оборудования, наличие необходимых документов, соблюдение всех предписанных требований.

Как таковой монтаж начинается с установки нижней, основной части на сварную раму аппарата, производится протяжка болтов. Установка ведётся на опоры-лапы, приваренные в нижней части. Затем в реактор устанавливаются катализаторные сетки, засыпается два слоя катализатора. После устанавливается верхняя часть, которая имеет с основной частью фланцевое соединение.

Окончательной стадией монтажа аппарата является обтяжка шпилек фланцевого соединения, подключение технологических трубопроводов, запорной и предохранительной арматуры и других коммуникаций.

4.2.3 Испытание оборудования после монтажа и сдача его в эксплуатацию.

После монтажа реактора перед сдачей его в эксплуатацию должно быть произведено испытание на герметичность и механическую прочность под непосредственным наблюдением руководителя ремонтных работ.

Экспертное обследование проектируемого аппарата выполняется специалистами, имеющими удостоверения ГОСГОРТЕХНАДЗОРА РОСИИ и допущенными в качестве специалистов по диагностике и освидетельствова-нию оборудования с правом составления заключения и установления срока дальнейшей эксплуатации.

Обследование выполняется с применением неразрушающих методов контроля, утвержденных ГОСГОРТЕХНАДЗОРОМ, и аттестованных приборов.

Для оценки технического состояния реактора выполняются:

— изучение технической документации и условий эксплуатации;

— визуальное обследование;

— измерение толщин стенок,.

— выявление зон и линий концентрации напряжений методом магнитной памяти металла прибором ИМНМ-1Ф;

— выявление поверхностных трещин прибором МИТ-2;

— измерение механических свойств;

— металлографический анализ структурного состояния металла корпуса;

— прочностной анализ.

Основываясь на результатах испытаний, руководитель ремонта принимает меры по устранению дефектов, выявленных в процессе испытания. Устранение дефектов должно вестись в полном и строгом соответствии с правилами подготовки и ведения ремонтных работ.

При подготовке смонтированного оборудования к сдаче его в рабочую обкатку или испытании в рабочих условиях руководитель ремонта является ответственным за техническую готовность ремонтируемого оборудования к рабочей обкатке в полном комплексе.

Оборудование считается подготовленным к сдаче в рабочую обкатку при условии:

— наличия положительных результатов его испытаний произведенных в строгом соответствии с ТУ на ремонт данного оборудования;

— готовности соответствующей ремонтной документацией подтверждающей объемы выполненных ремонтных работ, с росписью их исполнителей (акт сдачи оборудования в ремонт, дефектная ведомость, акты результатов испытаний);

— наличие документов (паспортов, сертификатов) подтверждающих соответствие установленных деталей рабочим параметрам и условиям среды;

— наличия утверждённой в установленном порядке документации на проведение изменения в технологических схемах допускается в рабочую обкатку оборудование после проверки, и снятия заглушек по письменному распоряжению начальника производства.

5 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ.

5. 1 Эксплутационная документация.

Основная задача эксплуатации оборудования химических установок — обеспечение безопасной и надежной работы оборудования для поддержания заданных: температурных режимов, давления и т. д. в технологических объектах при минимальной себестоимости вырабатываемого продукта.

Эксплуатация технологического оборудования химических установок включает их пуск, остановку, регулирование технологического режима, надзор за безопасным и исправным действием всех машин и аппаратов. На автоматизированных установках эти работы по заданной программе выполняют системы автоматического контроля и управления.

Для экономной и безопасной эксплуатации технологического оборудования необходимы:

соблюдение оптимального режима ее работы;

обеспеченность установки контрольно-измерительными приборами, приборами автоматической защиты и регулирования;

правильное заполнение системы технологическим продуктом и поддержание его оптимального уровня, поддержание необходимой концентрации технологического продукта;

содержание в чистоте теплопередающих поверхностей;

своевременное проведение планово-предупредительных ремонтов и осмотров;

ведение сменного журнала технологического установки и составление технической отчетности.

В работе по эксплуатации технологического оборудования обслуживающий персонал руководствуется технической документацией и инструкциями, с содержанием которых обслуживающий персонал должен быть своевременно ознакомлен, обучен правилам эксплуатации технологического оборудования и его устройства.

Предприятие эксплуатирующие технологическое оборудование должны разрабатывать и вести следующую техническую документацию:

технологический регламент по эксплуатации оборудования (цеха, отделения), составленный в соответствии с действующими «Положениями о технологических регламентах»;

технические паспорта оборудования, содержащий основные расчетные данные, определяющие эксплуатационную характеристику оборудования и соответствие его назначения конкретным производственным условиям;

инструкцию по эксплуатации оборудования;

инструкцию по технике безопасности, противопожарной безопасности и производственной санитарии при эксплуатации оборудования и по технике безопасности при производстве работ;

схему трубопроводов и размещения арматуры с указанием их назначения, проходных сечений, рабочих давлений и направления движения среды;

документацию на технологические трубопроводы в соответствии с действующими правилами безопасности;

план ликвидации аварий;

схему защиты оборудования от статического электричества и вторичных проявлений молнии;

акты проверки сопротивлений заземления;

схемы устройств и системы ручного и автоматического управления, сигнализации и аварийной остановки оборудования;

— режимный журнал (лист) наблюдения, в котором фиксируются основные параметры работы оборудования и выявленные нарушения в работе;

инструкцию завода-изготовителя по устройству оборудования, его монтажу и эксплуатации;

должностные инструкции по рабочему месту;

монтажные и ремонтные формуляры;

технические условия на ремонт оборудования;

чертежи общего вида и основных узлов оборудования;

комплект рабочих чертежей быстроизнашивающихся деталей и запасных частей оборудования;

сертификаты на материалы ответственных деталей;

акты осмотров, освидетельствований, испытаний на плотность и прочность, обязательных контрольных, технологических и приемо-сдаточных испытаний оборудования;

паспорт на смазочные масла;

журнал пробега технологического оборудования;

и т.д.

Инструкция по безопасной эксплуатации оборудования должна соответствовать действующему технологическому регламенту, названным выше «Правилам» и другим нормативным документам.

В инструкции по эксплуатации технологического оборудования должны быть отражены следующие вопросы:

техническая характеристика технологического оборудования и его назначение;

подготовка к пуску и пуск технологического оборудования в работу при нормальной технологической схеме;

пуск технологического оборудования после кратковременной остановки и после ремонтов;

переход с одного однотипного технологического оборудования на другое такое же;

правила работы при нормальном, технологическом режиме;

уход за работающим и неработающим технологическим оборудованием;

остановка оборудования на непродолжительный срок, текущий или капитальный ремонты;

защитные блокировки, аварийно-производственная и кодовая сигнализация;

указания по смазке и охлаждению технологического оборудования;

регулирование производительности;

действия при возникновении неполадок в работе и аварий.

Должностная инструкция обслуживающего персонала должна включать следующие разделы:

общие положения, подчиненность и взаимосвязь со смежными рабочими местами;

порядок приема и сдачи смены;

права, обязанности и ответственность;

описание рабочего места, нормы технологического режима, правила работы;

отклонения от нормального режима и методы их устранения;

аварийная остановка;

основные правила безопасной работы.

Журнал наблюдения и контроля параметров технологического оборудования должен содержать записи обо всех недостатках, обнаруженных в работе деталей и узлов (нарушение герметичности, появление вибраций, стуков, перегревов и т. п.), а также о принятых мерах по ликвидации выявленных неполадок.

Журнал пробега технологического оборудования должен содержать сведения о времени работы, простоя или ремонта оборудования в течении каждых суток месяца, на который ведется учет, а также суммарные выше перечисленные показатели за месяц.

5.2 Типовые эксплутационные неисправности и методы их устранения.

Разгерметизация аппарата, вследствие нарушения целостности обечайки:

— аппарат отглушить, остановить, на месте трещины сделав канавку, заварив ее, и через некоторое время пустить аппарат в работу после необходимого контроля и испытания;

— при обнаружении трещины на сварке, старый слой сварки снять и наложить новый.

Несоответствие показаний приборов КИПиА требованиям технологического процесса:

— катализатор вышел из строя Способ устранения дефекта:

— заменить катализатор, сразу два слоя.

6 РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ.

6.1 Организация ремонта оборудования.

6.1.1 Структура ремонтной службы. Права и обязанности ремонтного персонала цеха.

Рисунок 6 — Структура ремонтной службы.

Права и обязанности мастера.

Мастер цеха в административном и техническом отношении подчиняется механику и начальнику цеха; в своей работе обязан руководствоваться местным инструкциям и правилам, а также распоряжениям и указаниям механика и начальника цеха. Все распоряжения начальника цеха и мастера ремонтному персоналу передаются через мастера.

Мастер цеха обязан осуществлять во время своей работы общее техническое и оперативное руководство всеми ремонтными работами по цеху и работами по обеспечению реагентами, и является лицом ответственным за правильную организацию своевременное и качественное производство работ по ремонту оборудования, за его состоянием.

Мастер постоянно обязан повышать свою квалификацию, знакомиться с опытом эксплуатации аналогичного оборудования и способствовать росту технической грамотности подчинённых работников. Должен проводить работу по обучению подчинённого персонала, участвовать в комиссии цеха по проверке знаний персонала ремонтной бригады по производственной технической эксплуатации, производственной техники безопасности, производственной пожарной безопасности. Обязан прорабатывать с ремонтным персоналом случаи аварий, брака в работе и неправильных действий рабочих, допущенных при выполнении заданий в цехе, нарушение трудовой дисциплины и правил внутреннего распорядка.

Мастер составляет график капитальных и планово-предупредительных ремонтов оборудования, обеспечивает их выполнение и ведёт регистрацию проведённых работ. Всё оборудование вышедшее из ремонта опробуется и допускается к эксплуатации под руководством мастера цеха по согласованию с начальником цеха и в присутствии и начальника смены химического цеха, ответственного за оценку качества производимого ремонта и его осмотр на приёмке.

Мастер не имеет права отдавать распоряжения оперативному персоналу по обслуживанию оборудования, минуя начальников смен. Ведёт учёт расхода и выписку материалов, инструмента и запчастей, даёт задание рабочим перед началом работ и заказы на изготовление запчастей в механическом цехе, составляет годовые и месячные заявки на материалы, инструмент, запчасти.

При нарушении подчинённым ему персоналом трудовой и производственной дисциплины, правил внутреннего распорядка и выполнения распоряжений, мастер обязан подать рапорт начальнику цеха для наложения на виновного взыскания.

В случае аварийного положения оборудования в цехе, или общестанционной аварии мастер немедленно является в цех в любое время суток по вызову начальника смены цеха, обеспечивающего его транспортным средством.

Мастер обязан ежемесячно проводить повторные инструктажи ремонтному персоналу.

Мастер имеет право:

— осуществлять непосредственное руководство работой бригады;

— приостанавливать производимые работы и отстранять от работы лиц, в случае грубых нарушений или правил технической эксплуатации, техники безопасности, пожарной безопасности, местных инструкций, правил внутреннего распорядка;

— советоваться по вопросам технического выполнения работ с мастерами других цехов;

— беспрепятственного допуска для осмотра всего оборудования, находящегося в работе и в резерве;

— предъявлять начальнику цеха свои соображения на предмет поощрения отдельных работников, особо отличившихся в работе;

— удалять из цеха всех лиц, не имеющих отношения к производимым работам в цехе.

6.1.2 Система ППР. Виды и объём работ.

Системой ППР называют комплекс организационных и технических мероприятий по обслуживанию и ремонту оборудования, проводимых по заранее составленному плану для обеспечения безотказной работы оборудования. В целом система ППР служит для поддержания оборудования в работоспособном состоянии при сохранении его высокой производительности. Система ППР предусматривает следующие виды ремонтов: текущий и капитальный.

Текущий ремонт — это ремонт, выполняемый для обеспечения работоспособности изделия состоящий в замене, восстановлении отдельных частей и их регулировании. Его выполняют при разборке отдельных сварочных единиц. Текущий ремонт включает следующие операции: промывка машин или аппаратов с заменой смазочного материала, регулирование наиболее изнашивающихся и наиболее нагруженных сварочных единиц; разборку узлов составляющей заменой и ремонтом деталей, срок службы которых равен межремонтному периоду; сварку и проверку отремонтированных сварочных единиц; ремонт футеровок и восстановление защитных покрытий;прведение работ, общих для периодических осмотров. Число, объем, содержание и сроки текущего ремонта оборудования определяются предремонтный период.

Капитальный ремонт — это ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного продолжительностью службы деталей и интенсивностью использования машин и аппаратов или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые, и их регулированием. Он характеризуется одновременной заменой большого числа деталей, сборочных единиц и комплексов. При капитальном ремонте оборудование восстанавливают полностью; при этом его эксплуатационные характеристики доводят до соответствия ТУ на новое или отремонтированное оборудование. При капитальном ремонте выполняют полную разработку и промывку машины и аппарата; ремонт или замену изношенных деталей, сварочных единиц и комплексов; сварку машины или аппарата с проверкой качества сварки; проверку машины или аппарата на холостом ходу и под нагрузкой. По окончании капитального ремонта машину или аппарат сдают по акту комиссии, состоящей из главного механика, инженера по технике безопасности и начальника производства.

Техническое обслуживание — это комплекс работ, направленных на поддержание работоспособности или исправности оборудования при его использовании, хранении и транспортировании. Наиболее распространены периодическое и регламентированное техническое обслуживание. В первом случае предусматривают обслуживание, проводимое через установленные в эксплуатационной документации значения наработки или интервалы времени, во втором — обслуживание, предусмотренное в нормативно-технической документации и выполняемое с периодичностью и в объеме, установленными в ней независимо от технического состояния оборудования в момент начала технического обслуживания. Ежемесячное техническое обслуживание проводится в течение рабочей смены техническим и цеховым персоналом (операторами, машинистами, слесарями и др.). Оно заключается в соблюдении всех условий, приведенных в технологической карте, и производственной инструкции, предусматривающих содержание оборудования в чистоте, контроль за его состоянием путем наружного осмотра, проверку систем смазки и охлаждения и т. д. Техническое обслуживание в ремонтный день выполняет ремонтный персонал, занятый ремонтом, производимым в дни и сроки, установленные приказом по предприятию, под руководством лица, ответственного за проведение работ. Результаты наблюдений и сведения о содержании работ, выполненных при техническом обслуживании оборудования, персонал смены заносит в вахтенный журнал, в котором регистрируется факт передачи рабочей смены и состояние оборудования в момент сдачи.

6.1.3 Ремонтная документация.

График ППР — нормативный документ планирования периодичности видов ремонта График несёт в себе следующую информацию:

— на какое оборудование он составлен;

— в каком цеху находится это оборудование;

— пробег оборудования (в часах), с датами последнего капитального ремонта, текущего ремонта и технического обслуживания (если график составляется на год);

— трудоёмкость каждого вида ремонта и технического обслуживания;

— простой оборудования в каждом виде ремонта;

— суммарный годовой пробег и простой в часах;

График ППР разрабатывает механик цеха по нормативным документам. Согласовывается с начальником цеха и главным механиком производства. Утверждается главным инженером. После утверждения документа он является неукоснительным исполнением.

График ППР составляется на год и является главным документом подготовке к ремонту.

Дефектная ведомость — документ подготовки к ремонту, которая несёт в себе следующую информацию:.

— на какое оборудование и в каком цехе этот документ составлен;

— на какой ремонт составлен;

— типовые неисправности и дефекты, обнаруженные в процессе эксплуатации;

— номер чертежа дефектного узла или детали;

— необходимые для перечня детали, материал и комплектующие для проведения ремонта с указание единицы времени и количество.

Дефектную ведомость подписывает механик цеха, а утверждает главный механик.

Акт на сдачу или выдачу оборудования из капитального ремонта оформляется старшим мастером или мастером ремонтной бригады. В акте указывается:

— наименование отремонтированного оборудования;

— дата выдачи оборудования из капитального ремонта;

— оценка выполненного ремонта;

— номер паспорта и номер формуляра (при его наличии);

— кто выдаёт и кто принимает;

— техническое состояние и комплектность;

— заключение;

— дата гарантированной исправной работы.

Ставятся соответствующие подписи и печати данного предприятия. К акту может быть приложена документация в виде протоколов или планов мероприятий по устранению недоделок ремонта в рабочем порядке.

Разрешение на производство ремонтных работ готовится руководителем технической службы, в данном случае старшим мастером. Без наличия этого документа приступать к ремонту нельзя. Простой ремонтного персонала оплачивается заказчиком. Разрешение подписывается начальником цеха или старшим мастером.

Технологические карты используют как самостоятельные ремонтные документы, а также как составные части проекта организации ремонта или проекта производства работ. Их можно использовать как документ к технологическому условию на капитальный ремонт, руководство по капитальному ремонту или стандарту предприятия на капитальный ремонт без включения в состав этих документов. В общем случае ТК должна включать: титульный лист, технологическую характеристику объекта ремонта, его рисунок, перечень подготовительных и ремонтных операций, сведения о численности и квалификационном состоянии ремонтного подразделения, общих трудовых затрат, применяемых материалов, требования по технике безопасности выполнения работ, основные требования по качеству работ, способам и средствам контроля.

Смета — основной плановый документ для финансирования расходов из госбюджета ассигнований на расходы, в частности на капитальный ремонт оборудования.

Сетевой графикэто графическая модель ремонтного процесса в подготовительный, остановочный и пуско-наладочный период, отражающая взаимосвязи между работами, необходимыми для достижения конечной цели. Такие графики позволяют наглядно представлять взаимосвязь и последовательность 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.

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.

6.2 Технология ремонта.

6.2.1 Подготовка оборудования к ремонту.

До остановки реактора каталитической очистки в ремонт должна быть подготовлена необходимая техническая документация, требующиеся материалы, мерительный и слесарный инструмент, такелажная оснастка, проверенное и исправное грузоподъемное оборудование, проверенные средства защиты и т. д.

В период подготовки к проведению среднего и капитального ремонтов должна быть составлена ведомость дефектов, соответствующая типовому объему работ и учитывающая дополнительные работы, подлежащие выполнению в данном ремонте.

В ведомости дефектов должны быть указаны:

— объем работ раздельно по операциям;

— трудовые затраты по отдельным работам;

— квалификация и специальность слесарей, выполняющих ремонт узлов;

— потребность в запчастях и материалах;

— необходимый инструмент, оснастка и т. п.;

— ответственный исполнитель работ.

Остановка оборудования производится в соответствии с инструкцией МС 2−01.

1 Оборудование останавливается на ремонт в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

2 В объем работ по подготовке оборудования входит:

а) отключение электроэнергии, снятие напряжения на сборках и щитах, отсоединение ремонтируемого объекта от всех подходящих и отходящих от него коммуникаций с помощью заглушек;

б) освобождение коммуникаций, аппаратов от остатков технологического материала, грязи и шлама с соответствующей уборкой от них помещения, освобождение оборудования от вредных, ядовитых и горючих газов и продуктов;

в) чистка приямков, каналов, лотков, промывка канализационных трубопроводов, чистка аппаратов от осадка, накипи и твердых отложений;

г) проверка на содержание горючих, ядовитых газов и кислорода в ремонтируемых объектах, оборудовании, колодцах, приямках путем проведения соответствующих анализов.

3 Работы по подготовке оборудования в ремонт выполняются технологическим персоналом цеха.

4 Ответственность за подготовку мест установки заглушек согласно схеме, за установку заглушек, их снятие, а также за своевременную запись об этом в журнале установки и снятия заглушек несет лицо, ответственное за вывод оборудования в ремонт. После установки заглушек ответственное лицо должно указать их номера на схеме установки заглушек и сделать об этом запись в журнале учета установки и снятия заглушек форма 15 «Системы…». Ответственность за качество устанавливаемых заглушек несет механик цеxa. Схему на установку заглушек подписывает начальник цеха. Дежурный персонал на подготовительные работы может привлекаться только по письменному распоряжению начальника цеха. Во всех остальных случаях запрещается дежурному ремонтному персо-налу самостоятельно проводить установку и снятие технологических заглушек.