Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение)

Номер позиции по схеме, индекс

Количество, шт

Техническая характеристика

1. Колонна фрак-ционирования ксилолов

К-1

2

Габариты: высота - 97100 мм; диаметр - 7050 мм. Число тарелок, шт - 180. Тип тарелок - клапанные. Расчётное давление, МПа: верх - 0,33; низ - 0,52. Расчётная температура, °С - 229. Среда - ароматические углеводороды С₈ - С_10. Объем, м³ - 3582,265.

2. Колонна выделения ортоксилола

К-2

1

Габариты: высота - 54950 мм; диаметр - 3700 мм. Число тарелок, шт -100. Тип тарелок - ситчатые. Расчётное давление, МПа: верх - 0,33; низ - 0,44. Расчётная температура, °С - 271. Среда - ортоксилол, ароматические углеводороды С₉,С_10. Объем, м³ - 548,920.

3. Печь колонны фракционирования ксилолов

П-1

2

Тип - цилиндрическая, вертикальная Теплопроизводительность - 41,97 ×10⁶ ккал/ч Зоны печи: радиантная конвекционная  Теплопроиз: 27,25×10⁶ 14,72×10⁶  Трубы: гладкие ошипованные  Количество: 144 156  число ходов: 12 12  Размер, мм: 168,3×7,0 168,3×7,0  Р_расч, МПа: 1,62 1,62  Трасч, °С: 427 427  Поверхность труб, м²:  1136,5  2048,8  Материал: угл. сталь угл. сталь  Среда: углеводороды углеводороды 

4. Печь колонны фракционирования ксилолов 

П-1

2

Тип - цилиндрическая, вертикальная Теплопроизводительность - 41,97×106 ккал/ч Зоны печи: радиантная конвекционная  Теплопроиз: 27,25×10⁶ 14,72×10⁶  Трубы: гладкие ошипованные  Количество: 144 156  число ходов: 12 12  Размер, мм: 168,3×7,0 168,3×7,0  Р_расч, МПа 1,62 1,62  Трасч, °С: 427 427  Поверхность труб, м²:  1136,5  2048,8  Материал: угл. сталь угл. сталь  Среда: углеводороды углеводороды 

5. Насос подачи орошения в колонны Н-1

Н-2

4

Тип - центробежный, горизонтальный. Марка - 8 HDS 264. Расход, м³/ч - 771. Напор, м вод. ст. - 162. Давление: на приёме, МПа - не менее 0,01; на выкиде, МПа -не более1,97. Расчётная температура, °С - 171. Среда - ароматика С8. Электродвигатель - СЕМ тип МJDR450B3n4 (ADF гр.IIIА). Мощность, кВт - 410. Напряжение, В - 6000. Количество оборотов, об/мин - 1490.

6. Насос откачки куба колонн Н-1 

Н-5      

4

Тип - центробежный, горизонтальный. Марка -KSMK 10.14.24Н. Расход, м³/ч - 1291. Напор, м вод. ст. - 142. Давление: на приёме, МПа - не менее 0,21; на выкиде, МПа -не более1,08. Расчётная температура, °С - 229. Среда - ортоксилол, ароматика С9,С10. Электродвигатель - СЕМ тип МJDR450B3n4 (ADF гр.IIIА). Мощность, кВт - 410. Напряжение, В - 6000. Количество оборотов, об/мин - 1490.

7. Насос подачи сырья на секцию 700 

Н-4

2

Тип - центробежный, горизонтальный. Марка - DH 360/150. Расход, м³/ч - 172. Напор, м вод. ст. - 281. Давление: на приёме, МПа - не менее 0,05; на выкиде, МПа - не более 2,20. Расчётная температура, °С - 177. Среда - ароматика С8. Электродвигатель - NVTE тип 450S2 (ADF гр.IIIА). Мощность, кВт - 200. Напряжение, В - 6000. Количество оборотов, об/мин - 2960.

Корпус колонного аппарата

Опорная обечайка

Название среды в аппарате

Ароматические углеводороды

Воздействие среды

агрессивное

Воздействие среды

неагрессивное

Температура среды (рабочая), ⁰С

t_раб =150

Температура среды, ⁰С

t_раб =20

Температура наиболее холодной пятидневки, ⁰С

t_х.п.=-37

Наличие переходного участка в опоре

да

Давление рабочее, МПа

Р_раб =0,3

Материал переходного участка

09Г2С

Материал

08Х13

Материал опорной обечайки

Ст3

Диаметр D, мм

400-800

1000

1200-2200

2400-3600

Высота, макс.,м

20

23

30

 50

Параметр

Рабочее условие (υ = 1)

Условие монтажа (υ = 3)

Расчетное сечение

Г - Г

Г - Г

Расчетное давление, МПа

Р ^t_рас =0

Р ^t_рас =0

Расчетный изгибающий момент, Н мм

М₁ =27030457

M₃ =279955,2194

Осевая сжимающая сила, Н

F₁=2168802

F₃=101680,9

Исполнительная толщина стенки корпуса, S_гост , мм

S_гост = 24

S_гост = 8

Допускаемое напряжение материала корпуса,МПа

[]_{t кор} = 171

= 250

Допускаемое напряжение для материала опоры, МПа

[]_{t оп}= 196

= 250

Для аппаратов, работающих под внутренним избыточным давлением, и аппаратов, работающие без давления проверку устойчивости для рабочих условий и условий испытаний следует проводить по формуле

, (4.14)

где [F] - допускаемое осевое сжимающее усилие, соответственно, для рабочих условий или условий испытаний Н;

[M] - допускаемый изгибающий момент, Н·мм, соответственно, для рабочих условий или условий испытаний;

F - осевое сжимающие усилие, Н, соответственно, для рабочих условий или условий испытаний;

M - расчетный изгибающий момент в сечении Г - Г, Н·мм, соответственно, для рабочих условий или условий испытаний.

.5 Определение расчетной толщины стенки цилиндрической обечайки и днищ

Расчет толщины стенки корпуса заключается в определении расчетных толщин стенок цилиндрической обечайки и днищ, нахождении суммы прибавок к расчетной толщине, округлении полученных величин до стандартных значений по ГОСТу и проверке условия применимости формул для расчета тонкостенных оболочек.

Определение толщины стенки цилиндрической обечайки в общем случае производится для рабочих условий и условий испытания по формуле

19,98мм, (4.15)

где D_B - внутренний диаметр цилиндрической обечайки, м;

 - коэффициент прочности сварного шва.

Определение толщины стенки днищ аппарата, соответствующей рабочим условиям и условиям испытаний, производится по формуле (4.16)

=19,94 мм,  (4.16)

где R - расчетный радиус днища, м.

Величина прибавки С для различных элементов корпуса определяется по формуле (4.17)

=2+0,238+0=2,238мм, (4.17)

где С₁ - прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм;

С₂ - прибавка для компенсации минусового допуска, мм;

С₃ - прибавка технологическая, мм.

Исходные данные для расчета суммы прибавок представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Значения прибавок к расчетной толщине

При отсутствии данных о проницаемости рекомендуется принимать С₁=2мм. Технологическая прибавка С₃ предусматривает компенсацию утонения стенки элемента сосуда или аппарата при технологических операциях. Учитывая, что утонение нежелательно и обычно оно не превышает 15 % от S_рас, прибавку С₃ можно принимать равной нулю. Величину прибавки на минусовой допуск по толщине листа С₂ и зависимости от толщины листа и марки стали принимаем равной 19,98 мм [7].

Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки S^ц_исп и днищ S^дн_исп корпуса аппарата рассчитывается соответственно по формулам (4.17) и (4.18)

S^ц_исп=S^ц_R+С^ц=19,98+2,4=22,38 мм; ( 4.17)

S^дн_исп=S^дн_R+С^дн=19,94+2,4=22,34 мм.  (4.18)

S_исп округляется до ближайшего большого значения по ГОСТу - S_ГОСТ .

S^ц_гост = 24 мм;

S^дн _гост = 24 мм.

Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки S^ц и днища S^дн представлен в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки и днища

Проверка прочности.

Определяется допускаемое внутреннее избыточное давление для рабочих условий  и условий испытаний :

-для цилиндрической оболочки

,( 4.19)

(4.20

для днищ

, (4.21)

.(4.22)

4.6 Подбор теплообменного аппарата

Обоснование и выбор исходных данных для расчёта теплообменного аппарата.

Основные параметры:

среда в трубном пространстве - конденсированный газ ортоксилол;

температура в трубном пространстве:

а) на входе t_1н = 150 °С;

б) на выходе t_1к = 140 °С.

среда в межтрубном пространстве - газообразный этилбензол;

расход, G₂ = 66,9 кг/с;

температура в межтрубном пространстве:

а) на входе t_2н = 120 °С;

б) на выходе t_2к = 130 °С.

Так, как оба вещества имеют почти газообразное состояние, вязкость их мала, то в трубном и межтрубном пространстве будет турбулентный режим.

Определение поверхности нагрева и предварительный выбор типа теплообменного аппарата по каталогу.

Данный теплообменный аппарат является по своему назначению холодильником, конденсируя газы, выходящие с колонны разделения К-1 в специальную емкость Е-1. Охлаждение сырья производится газом этилбензолом. Основные физико-химические характеристики сред представлены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Физико-химические характеристики сред

Составим уравнение теплового баланса.

Количество теплоты выделенное горячим теплоносителем, должно быть равно количеству теплоты полученному холодным теплоносителем.

 = Q_с = Q_в.п., (4.23)

где Q_с - количество тепла, получаемое в теплообменнике от водяного пара, Вт;_в.п - количество тепла, передаваемое в теплообменнике от водяного пара, Вт;

Q - общее количество тепла, Вт.

Но так как мы не можем получить идеальную систему без потерь, как тепловых (расход тепла в атмосферу), так и утечек, то величины тепловых потоков различаются на значение коэффициента полезного действия (КПД), его принимают равным η = 0,95.

, (4.24)

где - массовый расход сырья, кг/с;

- теплоёмкость сырья, Дж/кг·К;

- температура входа сырья, °С;

- температура выхода сырья, °С;

 - массовый расход ортоксилола, кг/с;

Подставив исходные данные, в формулу (4.24) получим

.

Количество передаваемого тепла

 Вт;

.

Ориентировочная поверхность теплообмена аппарата определяется по формуле

,  (4.25)

где К_ор- ориентировочный коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К);

Δt_ср- средняя разность температур между потоками, ºС.

Средняя разность температур между потоками вычисляется по формуле

 , (4.26)

, (4.27)

где , (4.28)

. (4.29)

Подставив данные в формулы (4.26) - (4.29), получим

ºС;

ºС;

ºС;

ºС;

ºС.

Для предварительного выбора теплообменного аппарата принимаем из таблицы К = 50 Вт/м²∙К, как при передаче тепла от конденсирующихся паров к жидкости.

Подставив данные в формулу (4.25), получим

м².

Произведем подбор по каталогу [8] всех типов теплообменных аппаратов, которые могут быть применены при заданной поверхности теплообмена.

Выбираем 2 теплообменных аппарат типа ТН, исходя из поверхности теплообмена равной F=1419,6/2=765 м², давление Р_у =1,6 МПа. Основные характеристики теплообменника представлены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Основные характеристики теплообменника

условное обозначение: теплообменник 1200 ТНГ - 1,6 - М1/25Г - 6 - 2 - У - И по ТУ 26-02-1090-88.

Уточненный расчет поверхности теплообменного аппарата и окончательный выбор типа теплообменного аппарата.

Поверхность теплообменного аппарата вычисляется по формуле

,  (4.30)

где К_ут - уточненный коэффициент теплопередачи, который вычисляется по формуле

,  (4.31)

где α₁ и α₂ - коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях трубок;

S_ст и λ_ст - толщина стенки и теплопроводность материала. В расчетах принимаем S_ст / λ_ст = 0.

Коэффициенты α₁ и α₂ в большой степени зависят от гидродинамических параметров потока на поверхностях теплообмена (в основном от скорости).

Произведем уточненный расчет поверхности теплообмена по уточненной теплоотдаче в трубном пространстве [9].

Рассчитаем линейные скорости движения потоков по формулам

,(4.32)

где G_тр- расход ортоксилола, кг/с;

ρ_тр- плотность ортоксилола, кг/ м³;

Подставив данные, получим

м/с;

м/с.

Режим потока устанавливается в зависимости безразмерного критерия Рейнольдса, который определяется по формуле

, (4.33)

где  - линейная скорость движения потока по трубам, м/с;

 - площадь проходного сечения одного хода по трубам м^2;

 - плотность продукта, движущегося по трубам, кг/м³;

 - динамическая вязкость продукта, движущегося по трубам, Па∙с.

Подставив указанные данные в формулу (4.34), получим

.

Так как критерий Рейнольдса  > 10⁴, следовательно режим движения - турбулентный.

Для турбулентного режима движения рекомендуется следующая зависимость

,(4.35)

где - критерий Нуссельта,

Pr - критерий Прандтля.

Критерий Прандтля определяется по формуле

, (4.36)

где  - теплоёмкость продукта, движущегося по трубам, Дж/кг∙К;

 - динамическая вязкость продукта, движущегося по трубам, Па∙с;

 - теплопроводность продукта, движущегося по трубам, Вт/м∙К.

Коэффициент теплопередачи от внутренней поверхности трубок определим по формуле

 ,  (4.37)

где ₁- критерий Нуссельта;

 - теплопроводность продукта, движущегося по трубам, Вт/м∙К;

 - внутренний диаметр труб, м.

Подставив необходимые данные в формулы (4.35) - (4.37), получим

;

;

.

Произведем уточненный расчет поверхности теплообмена по уточненной теплоотдаче в межтрубном пространстве.

Рассчитаем линейные скорости движения потоков по формуле

, (4.38)

.(4.39)

где G_мтр - расход этилбензола масла, кг/с;

n - число трубок;

f_мтр - площадь проходного сечения по межтрубному пространству, м².

Подставив указанные данные данные, получим

м/с;

 м/с.

Режим потока устанавливается в зависимости безразмерного критерия Рейнольдса, который определяется по формуле

, (4.40)

где  - линейная скорость движения потока в межтрубном пространстве, м/с;

 - площадь проходного сечения по межтрубному пространству, м²;

 - плотность продукта, движущегося по межтрубному пространству, кг/м³;

 - динамическая вязкость продукта, движущегося по межтрубному пространству, Па·с.

Подставив указанные данные, получим

.

Так как критерий Рейнольдса >10³, следовательно режим движения - турбулентный. Для турбулентного режима движения рекомендуется следующая зависимость

, (4.41)

где - критерий Нуссельта;

С - коэффициент равный 0,38 для труб расположенных по вершинам квадрата и 0,21 для труб расположенных по вершинам треугольника;

n - коэффициент равный 0,6 для труб расположенных по вершинам квадрата и 0,65 для труб расположенных по вершинам треугольника;

- коэффициент угла атаки, стандартное значение равное 0,6;

Pr - критерий Прандтля;

Re - критерий Рейнольдса.

Для данного теплообменного аппарата было выбрано размещение труб по вершинам квадрата, поскольку такой вариант размещения не так трудоёмок при чистке, как вариант размещения труб по вершинам треугольника, а так же при таком варианте будет меньше гидравлическое сопротивление в межтрубном пространстве.

Критерий Прандтля определяется по формуле

,  (4.42)

где С_р2 - теплоемкость продукта, движущегося в межтрубном пространстве, Дж/(кг·К);

 - теплопроводность продукта, движущегося в межтрубном пространстве, Вт/(м·К);

 - динамическая вязкость продукта, движущегося в межтрубном пространстве, Па·с.

Коэффициент теплопередачи от внутренней поверхности трубок определим по формуле

,  (4.43)

где  - теплопроводность продукта, движущегося в межтрубном пространстве, Вт/(м·К);

 - наружный диаметр труб, м.

Подставив необходимые данные в формулы (4.42) - (4.43) , получим

;

;

.

Рассчитаем уточненный коэффициент теплопередачи, подставив необходимые данные

.

Найдем уточненную поверхность теплообменного аппарата подставив необходимые данные

м².

Определение запаса поверхности теплообмена производится по выражению

% ,  (4.44)

где F - ориентировочная поверхность теплообмена, м²;

 - уточнённая поверхность теплообмена, м².

Подставив данные в (4.44), получим

% = 12,5%.

То есть необходимая поверхность теплообмена меньше той, которую может обеспечить выбранный при ориентировочном расчёте теплообменник. Окончательно выбираем теплообменный аппарата типа ТН [10], основные характеристики которого приведены в таблице 4.8.

Эскиз данного теплообменного аппарата представлен на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Эскиз теплообменного аппарата

Сводная таблица по результатам расчетов

Таблица 4.8 - Результаты расчетов

В результате проведенных расчетов был выбран теплообменный аппарат с неподвижными трубными решетками, с диаметром кожуха D=1200 мм, на условное давление в кожухе и трубах P =1,6 МПа, материального исполнения М1 , с трубами диаметром d=20 мм и длиной L=6000 мм, двухходовой по трубному пространству, у которого поверхность теплообмена составляет F=1241,7/2=620,89 м², площадь проходного сечения одного хода по трубам f_тр=0,021 м², площадь проходного сечения по межтрубному пространству f_мтр=0,025 м². Его условное обозначение: 1200 ТНГ-1,6-М1/25Г-6-2-У-И.

5. Ремонт и диагностика центробежного насоса

.1 Общие требования по ремонту насоса

Место установки насосов в помещении должно быть удобным для обслуживания при эксплуатации и ремонте, соответствовать строительным нормам и требованиям техники безопасности и промсанитарии.

Всасывающий и напорный трубопроводы должны иметь собственные опоры, исключающие передачу усилий на патрубки и опорные лапы насоса. Для предупреждения поломки насоса на пусконаладочный период во всасывающий трубопровод следует устанавливать сетчатый фильтр. Фильтр имеет форму усеченного конуса, свободное проходное сечения которого должно быть в 3 - 4 раза больше площади сечения всасывающего трубопровода. Всасывающий трубопровод должен быть по возможности коротким и прямым с уклоном (8 - 10 м на 1 м длины) в сторону насоса. При присоединении к насосу трубопровода большего диаметра, чем диаметр патрубка насоса, между патрубком и трубопроводом устанавливается конический переход. При необходимости прогрева (охлаждения) насоса перед пуском и в случаях, предусмотренных требованиями технологического режима, устанавливаются обводные линии. На всех обводных трубопроводов должна быть установлена запорная арматура. Трубопроводы, запорная арматура и их соединения должны соответствовать [11].

На всасывающем и нагнетательных и нагнетательном трубопроводах должна быть установлены задвижки, а также штуцеры для контроля параметров работы насоса. На напорном трубопроводе должен быть установлен обратный клапан.

Все вращающиеся части насосного агрегата должны быть ограждены кожухами.

Контрольно - измерительные приборы должны иметь на шкалах отметку предельно - допустимых значений, выполненных красной чертой.

Корпуса электрических контрольно - измерительных приборов должны быть заземлены.

При установке насосов вне помещений необходимо руководствоваться ОСТ 26-1141-74.

Вне помещений допускается устанавливать насосы, изготовленные по 1-ой и 2-ой категориям размещения по ГОСТ 15150 - 69. Установка вне помещений насосов, выполненных по другим категориям размещения, возможна только при согласовании с предприятиями - изготовителями.

При перекачивании замерзающих или содержащих воду жидкостей на месте эксплуатации следует применять средства, исключающие замерзание жидкостей в трубопроводе и насосе.

Вне помещений насосы с проточной частью из чугуна допускается применять для перекачивания воды, водных эмульсий, жидкостей, содержащих воду с температурой не ниже плюс 3 °С, а других незамерзающих жидкостей - с температурой не ниже минус 15 °С. Температура жидкости в насосе не должна быть ниже указанных пределов также и при стоянке насоса.

При установке вне помещений наносное оборудование должно быть защищено от прямого действия атмосферных осадков.

Уровень площадки под насосные агрегаты должен быть выше прилегающей территории не менее 100 мм. Прилегающая к площадке территория должна быть спланирована с уклоном, обеспечивающим отвод атмосферных осадков.

К площадкам, на которых установлены насосные агрегаты, должен быть подведен пар, сжатый воздух или инертный газ (в зависимости от требований техники безопасности) для прогрева и продувки насосов и трубопроводов.

Площадки должны быть оборудованы канавками для отвода утечек и незамерзающей дренажной системой. Дренажная система должна иметь люки для чистки и средства прогрева в случае слива незамерзающих жидкостей.

У насосов, перекачивающих сжиженные газы, все запорные приспособления и арматура должны быть стальными. При установке таких насосов вне помещений, они должны быть защищены от нагрева солнечными лучами.

При выборе насосов, перекачивающих жидкостей с температурой с температурой более 100 °С, необходимо учитывать снижение механических свойств материала проточной части при повышении температуры.

Перед пуском насоса необходимо:

убрать с насосного агрегата посторонние предметы и очистить площадку вокруг насоса;

проверить визуально исправность измерительных приборов, заземления, основных и вспомогательных трубопроводов, давление во всасывающем трубопроводе состояние крепления полумуфт и фундаментных болтов;

проверит наличие масла в корпусах подшипников, масленках постоянного уровня, зубчатой муфты;

убедиться, что монтажные скобы торцовых уплотнений сняты, провернув ротор на 1,5 - 2,0 оборота вручную;

проверить установку и крепление кожухов ограждения.

Для пуска насоса необходимо:

закрыть задвижку на нагнетательном трубопроводе;

открыть вентили на вспомогательных трубопроводах, подводящих охлаждающую воду в рубашки корпуса насоса и подшипников, в систему охлаждения торцовых и сальниковых уплотнений, а также затворную жидкость;

открыть задвижку на всасывающем трубопроводе, заполнить насос перекачиваемой жидкостью.

Во время работы насоса необходимо:

следить за показаниями приборов и не допускать работу насосов при давлении во всасывающем трубопроводе ниже предусмотренного инструкцией;

следить за уровнем масла, не допуская его падения ниже допустимого уровня;

проверять температуру подшипников, торцового и сальникового уплотнения, электродвигателя. Следить за поступлением достаточного количества охлаждающей и уплотнительной жидкости;

- контролировать величину утечки перекачиваемой жидкости через уплотнения, которая не должна превышать допустимых норм. При работе насоса не должно быть посторонних шумов и повышенной вибрации.

Для остановки насоса необходимо:

закрыть задвижку на напорном трубопроводе;

выключить электродвигатель;

закрыть задвижку на всасывающем трубопроводе;

после охлаждения насоса до температуры 50 - 60 °С закрыть все вентили на вспомогательных трубопроводах;

при остановке насосов, перекачивающих кристаллизующиеся и легкозастывающие жидкости, полностью слить продукт из насоса, прокачать через насос незамерзающую жидкость или применить другой способ предупреждения застывания продукта или выпадения из него кристаллов.

Насосы ремонтируются в соответствии графиком ППР.

Насос должен быть подготовлен к производству насоса ремонта: оглушен от трубопроводов, освобожден от перекачиваемого продукта, промыт и пропарен. Электродвигатель насоса должен быть обесточен и вывешена предупредительная табличка.

При ремонтах насоса с его разборкой делать отметки в ремонтом формуляре или карте о состоянии корпуса насоса и основных узлов.

Для механизации ремонтных операций рекомендуется использовать стенды и приспособления.

Фундамент.

Сооружение фундаментов должно производиться в соответствии со СНиП Ш 15 - 76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. Правила производства и приемки работ".

Бетон, применяемых для сооружения фундаментов, должен соответствовать указаниям проекта, но быть не ниже марки 100, где 10 - предел прочности на сжатие в МПа.

Перед монтажом насосов необходимо проверить правильность разбивки осей и высотных отметок, а также соответствие фактических размеров, фундаментов проектным. Одновременно проверяется расположение закладных деталей анкерных болтов или колодцев для них. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускать отклонений.

Фундаменты, на которые насосы устанавливается с последующей подливкой, что должно быть оговорено в чертежах, сдаются под монтаж забетонированным до уровня на 50 - 80 мм ниже отметки опорной поверхности, а в местах выступающих ребер жесткости на 50 - 80 мм ниже отметки этих ребер.

Марка бетона или раствора для подливки принимается в соответствии с проектом, но не ниже марки бетона фундамента. Подливку оборудования при температуре окружающего воздуха ниже 5 °С следует производить с подогревом слоя подливки. Перед подливкой оборудования фундаменты должны быть обдуты сжатым воздухом и увлажнены. Скопления воды в приямках и нишах не допускается. Поверхности фундамента, выступающая за опорную плиту, после подливки должна иметь уклон не менее 1:50 в наружную сторону и должна быть защищена маслостойким покрытием.

Анкерные болты должны быть укомплектованы шайбами и гайками и защищены от коррозии смазкой. Гайки должны свободно наворачиваться на всю длину нарезной части болта.

Отклонение забетонированного анкерного болта от вертикали по всей высоте выступающей части не должно превышать 1,5 мм.

Готовность фундамента под монтаж оформляется актом. К актам приемки фундамента под монтаж прилагается исполнительная техническая документация по фундаменту.

В период эксплуатации ведется наблюдение за состоянием фундамента. При обнаружении трещин за ними устанавливается наблюдение, в 15 - 20 см от конца ставятся маяки, границы трещин отмечаются масляной краской. Если величина трещины возрастает, вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации или ремонта должен решаться в каждом конкретном случае.

Соединительные муфты.

Центробежные насосы соединяются с приводами муфтами: зубчатыми, упругими, втулочно - пальцевыми и другими.

Зубчатые (ГОСТ 5006-83) применяют двух типов:

) МЗ - муфты зубчатые ля непосредственного соединения валов.:

) МЗП - муфты зубчатые для соединения с промежуточным элементом.

Втулки и обоймы зубчатых должны быть:

кованные из стали не ниже Сталь 40 (ГОСТ 1050-88);

литые из стали не ниже таль 45Л (ГОСТ 977-88).

Зубчатые полумуфты подлежат отбраковке при наличии следующих дефектов:

поломка и выкрашивание зубьев;

утонение зубьев вследствие износа;

увеличение диаметрального зазора в зубчатом зацеплении промежуточного вала с зубчатой втулкой более 0,3 мм.

Зазоры в зацеплении зубчатых муфт должны быть в пределах:

боковой между зубьями - 0,2 - 0,45 мм;

радиальный - между вершиной зуба и впадиной - 0,8- 1,5 мм.

Испытание насоса.

Испытание насоса производят после среднего и капитального ремонтов.

Целью испытаний после ремонта является проверка надежности работы торцового или сальникового уплотнения вала, герметичности насоса, величины вибрации насоса и трубопроводов, температуры подшипников, сальниковых или торцовых уплотнений и электродвигателя, напора, создаваемого насосом и, при необходимости, производительности, потребляемой мощности и к.п.д.

Контрольные испытания допускается проводить на месте установки насоса.

Подготовку к испытаниям, пуск и остановку насоса проводить согласно инструкции завода - изготовителя, настоящих ОТУ и производительных инструкций предприятия.

Во время испытаний все отсчеты (напор, подача, число оборотов и т.д.) следует делать одновременно. При колебании показаний приборов необходимо в течении равных интервалов проводить отсчеты и брать средне их значение.

При испытаниях должны применяться манометры класса точности не ниже 1,6 с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.

Испытания на месте установки насоса производят в следующей последовательности:

а) кратковременный пуск;

б) испытание насоса под рабочей нагрузкой.

Кратковременный пуск производится при заполненном насосе, открытой задвижке на всасывающей и закрытой на нагнетательной линии.

При кратковременном пуске проводят работу подшипников, системы смазки, охлаждения, уплотнений вала, герметичность насоса и вспомогательных трубопроводов, а также отсутствие посторонних шумов, ударов и повышенной вибрации.

Продолжительность работы насоса при кратковременном пуске не должна превышать 5 мин.

При обнаружении неисправностей их устраняет ремонтный персонал.

Продолжительность испытаний насоса под рабочей нагрузкой не менее 4-х часов.

При испытаниях насоса под рабочей нагрузкой в соединениях насоса не должно быть посторонних шумов.

Утечки через торцевые уплотнения не должны превышать 10 капель в минуту, через сальниковые уплотнения - 60 капель в минуту [12].

.2 Методика проведения балансировки консольных роторов

В данном разделе описаны различные положения и операции, необходимые для балансировки роторов. Все описанные операции должны производиться в указанной последовательности.

Подготовка ротора.

Подготовка ротора заключается в проведении следующих действий:

.        Очистка от грязи и масла.

.        Зачистка поверхности.

.        Забивка шпоночных пазов.

При подготовке к балансировке необходимо:

определить следующие основные размеры:

а) максимальные длина и диаметр ротора;

б) диаметры опорных шеек ротора;

в) расстояние между серединами опорных шеек ротора;

г) расстояния между упорными галтелями шеек ротора;

д) расстояние от середины опорных шеек до балансировочных плоскостей;

определить общую массу и массы, приходящиеся на каждую опору (убедиться, что максимальная нагрузка на каждую опору не превышает нормы, особенно для несимметричного ротора;

выбрать места установки пробных и постоянных балансировочных грузов (желательно, чтобы эти места совпадали, тогда удастся избежать погрешности при пересчете и переносе грузов после балансировки);

определить следующие размеры:

а) радиусы установки пробных и постоянных балансировочных грузов;

б) размеры крепежных элементов (шпилек, винтов, пазов и т.п.) для установки постоянных балансировочных грузов;

выбрать поверхность для охвата приводным ремнем (может быть использована любая гладкая сплошная или прерывистая (типа поверхности коллектора) цилиндрическая поверхность, которая может находиться как между, так и за пределами опор).

выбрать поверхность для установки контрастной метки для фотоотметчика станка.

выбрать любые две противоположные друг другу наружные торцевые поверхности для контактов с осевыми упорами, удовлетворяющие следующим условиям: поверхности должны быть механически обработанными, непрерывными, без забоин, с наименьшим торцевым биением и доступными для установки упоров.

определить величины допусков на остаточный дисбаланс по чертежу ротора или с помощью диаграммы.

Далее наклеить метку из комплекта балансировочного прибора [13].

Подготовка станка.

Для подготовки станка необходимо выполнить ряд последовательных операций:

. Подготовить опорные узлы:

установить опорные элементы и проверить их по уровню;

установить предварительно штанги осевых упоров;

- произвести следующие проверки:

а) вращение опорных роликов (поверхности опорных роликов смазаны небольшим количеством смазки;

б) вращение вертушки вокруг вертикальной оси;

в) колебательное движение качалки;

г) свободное возвратно - поступательное движение маятниковых подвесок с постепенным затуханием и мягкой остановкой в одном и том же положении.

2. Подготовить фотоотметчик:

установить фотоотметчик на выбранный держатель на стойке станка;

проверить подсоединение к фотоотметчику соответствующего кабеля от измерительного блока.

. Подготовить измерительный блок "МОРИОН":

подключить или проверить подключение кабелей станка к измерительному блоку;

включить блок;

проверить установки опций в измерительном блоке "МОРИОН":

а) "Параметры ротора" - параметры ротора, скорость балансировки, способ корректировки массы;

б) "Установки" - чувствительность датчиков, а также конфигурацию входов, тип метки, автоматическое выключение привода после окончания замера вибрации.

. Подготовить привод:

установить шкив на вал электродвигателя;

переместить направляющие ролики в позицию, обеспечивающую требуемое положение сбегающей и набегающей ветвей приводного ремня или пассика;

накинуть ремень на все ролики привода кроме приводного;

включить питание станка;

произвести следующие проверки:

а) двигатель разгоняется при нажатии кнопки "ПУСК" и останавливается при нажатии кнопки "СТОП",

б) устойчиво вращается на заданной частоте оборотов .

Укладка ротора на станок.

Укладка балансируемого изделия на станок - ответственная операция, требующая повышенного внимания от персонала.

В первую очередь необходимо аккуратно уложить ротор на опорные элементы станка. В процессе укладки возможна уточняющая корректировка:

положения стоек вдоль основания (переместить стойки так, чтобы шейки ротора оказались строго над опорными роликами, ротор не должен касаться неподвижных частей станка);

·   положения опорных роликов по высоте (выполнять только при поднятом роторе); выравнивание по высоте с учетом разницы в диаметрах шеек ротора необходимо, чтобы избежать значительных усилий на осевые упоры, возникающих при вращении ротора;

- положения осевых упоров (один из упоров должен контактировать с соответствующей поверхностью, а второй находиться на расстоянии 0,5 - 1 мм от второй выбранной поверхности ротора).

Далее зафиксировать маятниковые подвески и накинуть ремень на ротор и все ролики привода. В процессе проводки ремня возможна уточняющая корректировка положения хобота привода (хобот привода должен быть под выбранной поверхностью под приводной ремень).

Затем необходимо натянуть ремень (достаточным условием добротности контакта является отсутствие видимого проскальзывания ремня при раскручивании изделия) и проверить надежную фиксацию узлов в требуемом положении [14].

Установка фотоотметчика.

Установить набор из держателей с фотоотметчиком на штангу таким образом чтобы:

он оказался в одной плоскости с осью ротора и был направлен на выбранную поверхность с меткой;

более предпочтительное положение фотоотметчика такое, когда он лежит в горизонтальной плоскости и не мешает укладке и съёму пробных грузов с ротора;

фотоотметчик должен отстоять от поверхности ротора на 50 - 280мм.

Далее настроить фотоотметчик и окончательно затянуть все фиксаторы в выбранном положении.

Балансировка.

После описанных выше действий укладывается ротор. Проводится необходимое количество пусков до тех пор, пока остаточная неуравновешенность не достигнет допустимого значения. По окончании балансировки необходимо ослабить натяжение ремня до его свободного провисания, сняв его с направляющих роликов, отвести осевые упоры от торцов ротора, если упоры будут мешать разгрузке станка и снять ротор со станка, вынув его из под ремня.

Техника безопасности.

Запрещается:

укладывать ротор на опорные элементы с резким ударом во избежание повреждения высокоточных опорных роликов и других деталей маятниковой подвески;

включать станок, не проверив фиксацию стоек, осевых упоров, привода, не проверив системы натяжения ремня, не проверив наличия свободного вращения опорных роликов и шкивов привода вращения;

производить регулировку и наладку механизмов во время работы станка, кроме натяжения ремня;

вскрывать измерительный блок "МОРИОН";

вращать ротор с незакрепленными деталями;

балансировать грязные (со стружкой, абразивом и т.п.) детали;

находиться у работающего станка в плоскостях коррекции ротора;

оставлять станок работающим без присмотра оператора;

выполнять работы с использованием оборудования для электродуговой или контактной сварки [15].

.3 Экспериментальная часть

В ходе эксперимента был определен остаточный дисбаланс исследуемого ротора при различных скоростях и областью балансировки. Результаты приведены в таблицах 5.1 - 5.3.

Таблица 5.1 - При 450 об/мин

Таблица 5.2 - При 500 об/мин

Таблица 5.3 - При 600 об/мин

Результаты эксперимента показали, что область балансировки влияет на значение остаточной неуравновешенности.

В результате эксперимента можно сделать следующие выводы.

При эксплуатации роторного оборудования неизбежно возникают повышенные вибрационные нагрузки различной природы возникновения. Эти нагрузки впоследствии всегда приводят к отказу агрегата, а в самом неблагоприятном случае к аварии на производстве, поскольку насосное оборудование нефтеперерабатывающих предприятий перекачивает взрыво - пожароопасные вещества. Одним из основных подходов к восстановлению работоспособности агрегата является динамическая балансировка ротора. Балансировка ротора проводится согласно нормативно - технической документации. Тем не менее, как показывает практика, большинство роторных агрегатов не выдерживает регламентированного межремонтного ресурса. Чтобы свести данные недочеты к минимуму, необходимо провести исследования, позволяющие получить информацию об изменениях, происходящих в агрегате при креплении определенной массы (грузиков) в определенной плоскости ротора в зависимости от режимов нагружения. При прохождении научно - исследовательской практики изучили методику проведения балансировки консольных роторов в собственных опорах на балансировочном станке ВМ - 050, подготовили ротор и определили амплитуду колебаний при различных нагружениях ротора. Масса и положение корректирующего груза влияет на остаточный дисбаланс ротора.

6. Экономический раздел

Целью экономического раздела является определение затрат на модернизацию ректификационной колонны путем замены массообменных устройств с колпачковых тарелок на клапанные, а также определить экономический эффект от модернизации.

Объектом экономического расчета являются затраты на изготовление и установку ректификационной колонны с клапанными тарелками. Рассчитанная в данном дипломном проекте ректификационная колонна имеет следующие габариты:

высота 101,0 м;

диаметр 7,0 м.

Установка такого крупногабаритного технологического оборудования как колонный аппарат, реактор, нагревательная печь, или их реконструкция, проводит в капитальный ремонт технологической установки сторонняя организация, имеющая соответствующую лицензию или разрешение ГГТН России. В нашей республике к работе могут привлекаться такие специализированные организации как АО "Востокнефтезаводмонтаж", АО "Нефтехимремонтстрой", имеющие подготовленный персонал и необходимую специальную технику для проведения высотных работ.

В данном разделе затраты на установку колонны состоят из следующих составляющих: стоимость проектных работ, непосредственная стоимость колонны с комплектом массообменных устройств (по прайс-листу предприятия изготовителя), монтажные работы (установка колонны в вертикальное положение, врезка штуцеров, люков, всех необходимых внутренних устройств), обвязка колонны технологическими трубопроводами, сопроводительные работы. Стоимость фундамента не учитывалась.

Расчёт численности персонала

Баланс рабочего времени приведен в таблице 7.1.

Таблица 6.1 - Баланс рабочего времени одного рабочего на год

Расчёт численности персонала приведен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Результаты расчёта численности персонала

Расчет годового фонда заработной платы

Фонд заработной платы представляет сумму всех денежных средств, предназначенных для оплаты труда работников предприятия. Фонд заработной платы делится на основную и дополнительную зарплату.

Расчёт фонда заработной платы для слесаря 4,5,6 разряда.

. Заработная плата, начисленная по сдельным расценкам и тарифным ставкам, определяется по формуле

 , (7.1)

где  = 64,78 - тарифная ставка слесаря 4 разряда;

 = 79,65 - тарифная ставка слесаря 5 разряда;

 = 88,40 - тарифная ставка слесаря 6 разряда;

 - продолжительность рабочего дня.

Подставив данные в формулу (7.1), получим

 рублей,

рублей,

рублей.

. Премии рабочим за выполнение количественных и качественных показателей составляют 100% от тарифной ставки, т.е определяются по формуле

. (7.2)

Подставив данные в формулу (7.2), получим

 рублей,

рублей,

рублей.

. Доплата за работу в праздничные дни определяется по формуле

, (7.3)

где  - количество праздничных смен, отрабатываемое каждым рабочим, определяется по формуле

, (7.4)

где Т_пр - количество праздничных дней, Т_пр = 16;

В - количество бригад по графику сменности.

Подставив данные в формулы (7.3) и (7.4), получим

смен,

 рублей,

 рублей,

 рублей.

4. Доплата за работу в ночное время определяется по формуле

, (7.5)

где n = 50 % - доплата за 1 час работы в ночное время;

- количество ночных часов, отрабатываемых каждым рабочим, которое определяется по формуле

, (7.6)

где  - годовое количество дней работы установки;

t - продолжительность рабочего дня в ночное время, ч;

Подставив данные в формулы (7.5) и (7.6), получим

ч,

 рублей,

 рублей,

 рублей.

. Основной фонд заработной платы слесарей 4,5,6 разряда определяется по формуле

. (7.7)

Подставив данные в формулу (7.7), получим

рублей,

 рублей,

рублей.

. Фонд дополнительной заработной платы

Оплата отпусков определяется по формуле

, (7.8)

где Т_отп. - количество дней отпуска, Т_отп. = 24 дня.

Подставив данные в формулу (6.12), получим

рублей,

рублей,

рублей

Общий фонд заработной платы слесарей определяется по формуле

. (7.9)

Подставив данные в формулу (7.9), получим

 рублей,

рублей,

рублей.

Расчёт фондов заработной платы для рабочих остальных разрядов сведён в таблицу 7.3.

Затраты на изготовление и установку ректификационной колонны с клапанными тарелками

В строке "Основная зарплата" учтена заработная плата проектной группы, 1 бригады строителей, 1 бригады слесарей, 1 бригады слесарей - монтажников (в данной бригаде 2 сварщика), 2 специалистов по неразрушающему контролю. Заработная плата почасовая и при 40 часовой рабочей неделе составляет у слесарей 4 разряда 64,78 руб/час, слесарей 5 разряда - 79,65 руб/час и 88,40 руб/час у слесарей 6 разряда. Надбавка за вредные условия труда 4 %, и по итогам работы до 100 %. Надбавка за вредные условия принимается на предприятии по итогам аттестации рабочих мест с учетом условий работы. Аттестация рабочих мест проходит 1 раз в 3 года. Зарплата ИТР - 185 руб/час. Надбавки аналогичные. В данном разделе учитывались максимальные надбавки.

При аварийной ситуации надбавки иные. Так сверхурочные первые два часа оплачиваются с коэффициентом 1,5; каждый следующий час - с коэффициентом 2; выходные - с коэффициентом 2; ночные - с коэффициентом 1,5. Поскольку в данном случае рассматривалась плановая ситуация, то учитывались только две обязательные доплаты - за вредность и премия [16]. Принимая во внимание аналогичные работы на предприятиях нефтеперерабатывающего комплекса РФ, которые проводятся через тендерную систему

Таблица 6.3 - Фонд заработной платы

Установка колонного аппарата под ключ выполняется в течение 1 месяца (4 рабочих недель) при четком выполнении условий поставки материалов и комплектующих. Вначале идет поставка материала на рабочую площадку (1 неделя), затем определенные строительные работы и строительно - монтажные (2 недели), обвязка и подключение к системе (1 неделя).

Так, заработная плата 1 бригады слесарей - монтажников (10 слесарей и 2 сварщика) составляет: руб. Определим следующим образом:

почасовая оплата труда:

слесарь 4 разряда - 64,78 руб/час;

слесарь 5 разряда - 79,65 руб/час;

слесарь 6 разряда - 88,42 руб/час.

обязательные доплаты:

за вредные условия труда- 4 % от основной заработной платы;

премия 100 %.

Количество рабочих:

2 слесаря 4 разряда;

4 слесаря 5 разряда;

3 слесаря 6 разряда;

1 бригадир (слесарь 6 разряда);

2 сварщика (по тарифной сетке приравниваются к слесарю 6 разряда).

Получаем следующее:

ЗП = КР ·(Ст + Ст · 4% + Ст · 100%) · В,  (7.10)

где ЗП - заработная плата работника, руб.;

КР - количество работников, чел.;

Ст - ставка заработной платы, руб./час;

В - суммарное время работы, час.

Подставив данные в формулу (7.10) получим

рублей,

Почасовая тарифная ставка слесарей 5 разряда равна

рублей

Почасовая тарифная ставка слесарей 6 разряда равна

рублей

Итого: заработная плата 1 бригады слесарей - монтажников: 159700,89 руб.

Аналогично рассчитываем заработную плату другим участникам. Заработная плата проектной группы из 7 человек (инженер - сметчик, инженер - технолог, 2 инженера - механика, монтажник, строитель и ГИП) составляет - 150 000 руб.

Заработная плата 1 бригады строителей (5 человек) составляет: 65423,56 руб.

Заработная плата 1 бригады слесарей (6 человек) составляет: 79850,45 руб.

Заработная плата 2 специалистов по НК- 28853,76 руб.

Как показывает практика проведения капитальных ремонтов на нефтеперерабатывающих предприятиях уфимской группы НПЗ, в капитальном ремонте участвуют не менее трех организаций: проектная, строительно - монтажная и ремонтная. Ремонтную, как правило, представляют ремонтные цеха самого предприятия, на котором проводится ремонт.

В строке "Материальные ресурсы" учтена стоимость колонны и комплекта клапанных тарелок с дополнительным комплектом клапанов (по ориентировочным расценкам ОАО "Туймазыхиммаш"), 50 единиц арматуры, технологические трубопроводы, строительные, лакокрасочные и расходные материалы. В эту же строку включено освещение монтажных площадок, этажерок и эстакад. Стоимость колонны с опорной обечайкой и опорным кольцом на декабрь 2011 года ориентировочно составляет 20,5 млн.руб., стоимость 1 тарелки с крепежом и дополнительным комплектом клапанов к тарелке - 155 тыс.руб., в колонне по расчету 180 клапанных тарелок.

В ремонтные работы входят следующие основные виды работ: подготовка фундамента, установка опоры, арматуры, установка на колонне штуцеров, прихватка и электродуговая сварка снаружи и внутри аппарата, зачистка поверхностей для проведения неразрушающих методов контроля непосредственно монтаж колонного оборудования. Колонна устанавливается на опору либо в собранном виде, т.е. внутренние перекрытия, массообменные устройства (тарелки или насадки, а также отбойники, стаканы) устанавливаются в колонну еще на рабочей площадке, либо пустотелым аппаратом, имеющим только люки и щтуцера. В этом случае монтаж новых (тарелок), отбойников и распределителей, газовая резка, прихватка и электродуговая сварка внутри аппарата, зачистка поверхностей для проведения неразрушающих методов контроля корпуса аппарата, монтаж и демонтаж внутренних перекрытий, проводятся на высоте. Все основные расценки на ремонтные работы представлены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Расценки на ремонтные работы

Таким образом, затраты на установку новой ректификационной колонны ориентировочно составляют 51,97 млн. рублей.

Затраты на изготовление и установку ректификационной колонны с колпачковыми тарелками

В настоящем подразделе представлены затраты на изготовление и установку ректификационной колонны с аналогичными габаритами и технологическими параметрами, только в качестве массообменных устройств приняты колпачковые тарелки. Этот тип тарелок был установлен в колонне с момента ввода установки в эксплуатацию (с 1983 года) до 2004 года. Затем, по объективным причинам тип массообменных устройств заменили.

Для сравнения представим затраты на изготовление и установку ректификационной колонны с колпачковыми тарелками, стоимость которых с крепежом и дополнительным комплектом клапанов к тарелке - 172,50 тыс.руб.

Таблица 6.5 - Расценки на ремонтные работы

Таким образом, затраты на установку ректификационной колонны с колпачковыми тарелками ориентировочно составляют 54,83 млн. рублей.

Экономия затрат Э_З. на изготовление колонн определяется в сравнении как разница.

 (7.11)

Подставив данные в формулу (7.11) получим

рублей

Определяем условно-годовой экономический эффект за 10 лет

   (7.12)

 = 330548,4 рублей

Определяем срок окупаемости проекта Т_ок

 (7.13)

где К = Зклап дополнительные капиталовложения, руб.

дней

Технико - экономические показатели по проекту представлены в таблице

Таблица 6.6 - Основные технико-экономические показатели проекта

© 2003 - 2022 «Библиофонд»

Обратная связь

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Полная версия

Помощь по учебным работам

Консультация по курсовой работе

Консультация по дипломной работе ВКР

Консультация по реферату

Консультация по отчетам о практике