реферат бесплатно, курсовые работы
 
Главная | Карта сайта
реферат бесплатно, курсовые работы
РАЗДЕЛЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
ПАРТНЕРЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

реферат бесплатно, курсовые работы
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Пожарная опасность трубчатых печей

Пожарная опасность трубчатых печей

| |

|( |

|НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ "СИДАНКО" |

|Открытое акционерное общество "УДМУРТНЕФТЬ" |

|ОТРЯД ВЕДОМСТВЕННОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ |

|ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Пожарная опасность |

|трубчатых печей |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Ижевск- 2001г |

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

ОАО "Удмуртнефть"

____________Е.И.Богомольный

« __ » декабря 2001г

Справочно-методическое пособие

« Пожарная опасность трубчатых

печей »

( типа ПТБ-10, ПТБ-1 ОМ, ПТБ-1 ОА, БТП-10, ПТБ-5-40, ПТБ-5-40А, ППН-

3 и пр.)

Настоящее справочно-методическое пособие разработали:

Начальник Отряда ведомственной

профессиональной пожарной охраны

(ОВППО) ОАО "Удмуртнефть"

А.С. Измайлов

Оперативный дежурный ОВППО

С. В. Пилин

Инструктор по противопожарной профилактике

ВПК№2 по охране Киенгопского месторождения нефти

А.Б. Зезянов

Согласовано:

Председатель профсоюзного комитета

Отряда ВППО ОАО "Удмуртнефть"

А.Ф.Набоков

Рецензент: Главный технолог-зам.начальника

отдела по производству подготовки и

реализации нефти (ОПП и РН) ОАО «Удмуртнефть»

И.Н.Усанов

( Настоящее Справочно-методическое пособие не может быть полностью

или частично воспроизведено, тиражировано без разрешения ОАО "Удмуртнефть"

.

( При перепечатке материалов из Справочно-методического пособия

«Пожарная опасность трубчатых печей» ссылка на Отряд ВППО ОАО "Удмуртнефть"

обязательна.

© Отряд ВППО ОАО "Удмуртнефть"

® №01 / 770 от 23.11.01г

Ижевск- 2001г

Аннотация

В пособии приведены основные сведения о назначении , устройстве

трубчатых

печей, в том числе «ПТБ-5», «ПТБ-10» и «ПП-1,6». Отмечены причины взрывов и

пожаров при эксплуатации печей, приведены примеры пожаров и аварийных ситуа-

ций в ОАО «Удмуртнефть».

Рассмотрены вопросы паро- и азотного пожаротушения печей и продувки

инертным газом технологического оборудования. Даны извлечения из Правил

пожарной безопасности в нефтяной промышленности (ППБО-85). Указаны

физико-химические свойства и показатели пожаровзрывоопасности нефтей.

Пособие предназначено для работников пожарной охраны, может быть

полезно

инженерно-техническим работникам на ППН и студентам нефтяного факультета

УдГУ.

Пожарная опасность трубчатых печей

I. Назначение, устройство и работа трубчатых печей

Нагревание горючих жидкостей до высоких температур наиболее часто

производится в непрерывно действующих печах трубчатого типа, например «ПТБ-

5», «ПТБ-10» ( печь трубчатая блочная), блочных огневых нагревателях или

установках с огневым подогревом, аналогичных «ПП-1,6» ( путевой

подогреватель).

Трубчатые печи применяются при перегонке нефти и мазута,

производстве высокооктановых бензинов, при всех видах крекинга,

гидрогенизации жидких и твердых топлив, дегидрогенизации, разгонке

каменноугольных смол, масел и других высококипящих жидкостей.

Теплообменная поверхность трубчатых печей имеет вид непрерывного

трубчатого змеевика, по которому движется нагреваемая жидкость ( у нас-

нефть).

Все трубчатые печи, где бы они ни применялись, имеют принципиально

одинаковое устройство. По внешнему виду трубчатая печь представляет собой

небольшой домик.

Стены печей — каркасные. Металлический каркас воспринимает нагрузку

от основных элементов печи — свода, труб, арматуры, заполнения и пр.

Внутренний слой стен выкладывается из огнеупорного шамотного кирпича,

средний слой —из теплоизоляционного кирпича или негорючего

теплоизоляционного материала, а наружный слой — из красного кирпича. Свод

печи устраивается из огнеупорного подвесного кирпича. Отдельные кирпичи

свода при помощи подвесок крепятся к каркасу.

Возможны совершенно иные способы теплоизоляции, например, как в печи

«ПТБ-10»: вместо шамотного кирпича используется «сендвич», состоящий из

листов жаропрочной стали и заключенного между ними слоя до 80-150мм

минерало- ватного теплоизоляционного наполнителя.

Внутренний объем печи разделяется горизонтальной или вертикальной

стенкой на две неравные части, из которых одна- большая- является топочным

пространством и называется камерой радиации, а другая- меньшая -

называется камерой конвекции. В камере радиации монтируются топливные

форсунки . Количество форсунок зависит от мощности печи и может быть от 4

до 16 и более.

Некоторые виды печей могут иметь два вида форсунок- жидкостные и

газовые. Обычно одна половина форсунок работает на жидком топливе, питаясь

от общей топливной магистрали, а вторая половина- на газообразном топливе.

Воздух, необходимый для сжигания топлива, подается в подогретом состоянии

по воздушным коробам .На месторождениях ОАО «Удмуртнефть» эксплуатируются

печи на газообразном топливе.

Современные печи типа «ПТБ-5», «ПТБ-10» достаточно надежны в работе,

имеют до семи степеней защиты, аппаратуру контролирующую изменение

параметров по давлению (Ратм) в трубопроводе – при поступлении

нефтепродукта в печь и при выходе из нее; по температуре (t(C)

нефтепродукта при поступлении в печь и при выходе из нее; по температуре

(t(C) в радиантной и конвекционной камерах и пр. Обрыв пламени у форсунок

контролируется датчиками с фотоэлементами по инфракрасному излучению

пламени. При этом повторное зажигание погасших форсунок возможно будет

только после продувки камерного пространства.

В радиантной и конвекционной камерах размещены трубы теплообменной

поверхности.

Трубопроводы, расположенные в радиантной камере, называются радиант-

ными секциями или экранами (например, потолочный экран , боковые экраны ).

Обогрев этих трубопроводов происходит главным образом за счет теплового

излучения, т. е. радиации факелов пламени и раскаленных продуктов сгорания,

а потому камера и носит название радиантной.

Трубопроводы , расположенные в конвекционной камере, называются

конвекционными трубами. В обогреве этих труб существенную роль играет

теплопередача от дымовых продуктов путем конвекции (отсюда и название

камеры).

Основную, тепловую нагрузку в трубчатых печах воспринимают

радиантные секции, конвекционные же трубы воспринимают значительно меньше

тепла. Для увеличения количества тепла, воспринимаемого конвекционными

трубами, их располагают очень близко друг к другу и заполняют ими весь

объем камеры. Это повышает скорость движения и турбулентность дымовых

продуктов.

Все трубы конвекционной и радиантной секций последовательно

соединяются в один непрерывный змеевик . Диаметры применяемых труб

колеблются в пределах от 76 до 159 мм, а общая длина змеевика в некоторых

типах печей, например «ПТБ-10» доходит до 200-250м .

Трубы секций соединены последовательно фасонными отливками- так

называемыми двойниками или ретурбендами, вынесенными в специальные короба .

Двойники позволяют не только соединять концы двух соседних труб, но и

производить очистку их внутренних поверхностей, а также заменять

поврежденные трубы новыми, не нарушая соседних соединений. Двойники могут

иметь различное устройство.

Корпус двойника имеет четыре отверстия. В два нижних отверстия

ввальцовываются концы труб змеевика. Два противоположных отверстия

конической формы плотно закрываются пробками и прижимаются болтом и

распорной гайкой .

Жидкое и газообразное топливо, подводимое к форсункам, сгорает в

камере радиации, выделяя большое количество тепла. Из радиантной камеры

дымовые продукты поступают в конвекционную камеру, а затем в боров и

дымовую трубу. В зависимости от назначения печи температура в зоне сгорания

топлива может доходить до 750-1400° С. Температура дымовых продуктов при

выходе из радиантной камеры колеблется около 800—900° С, а при выходе из

конвекционной камеры в боров она примерно на 150—200° выше температуры

поступающего в печь сырья.

Очень часто тепло отходящих дымовых продуктов используют для

подогрева воздуха, подаваемого в печь. Жидкость, подлежащая нагреву,

специальными насосами подается в трубы конвекционной камеры и, проходя

последовательно все трубы, нагревается до заданной температуры.

Температурные режимы нагрева продукта и его давление в змеевиках

зависят исключительно от назначения печи и меняются в весьма широких

пределах:

. при подогреве нефтей в печах типа «ПТБ-10» на УПН температура

продукта при выходе из печи достигает 60- 70°С , а давление в

трубах (на входе)— 15-16 атм;

. при прямой гонке нефтей температура продукта при выходе из печи

достигает 330—370°С , а давление в трубах (на входе)— 15 атм;

. при крекинг-процессах температура подогрева продукта может быть

более 500° С, а давление – 50- 70 атм;

. при гидрогенизации сланцевой смолы температура сырья повышается

до 460° С, а давление достигает 310 атм;

Работа трубчатых печей характеризуется постоянной циркуляцией по

змеевикам значительного количества горючей жидкости, нагреваемой до высокой

температуры (очень часто выше температуры самовоспламенения нефти , которая

находится в пределах от 250 до 320°С) и находящейся под большим внутренним

давлением, а также наличием в топочном пространстве источников открытого

огня.

Одновременно в змеевиках трубчатой печи (в зависимости от ее типа)

может находиться до 3- 15т горючей жидкости. Так как продукт в трубах

находится под большим давлением и при высокой температуре, каждая его

утечка может привести к серьезному пожару, получению ожогов обслуживающим

персоналом.

При выходе наружу из печи продукт сразу же воспламенится, если его

температура превышает температуру самовоспламенения. В противном случае

продукт может интенсивно испаряться и воспламенится после того, как пары

его будут затянуты в топочное пространство. Растекаясь по площадке и

попадая в траншеи и канализацию, горящий продукт приводит к распространению

огня на соседние аппараты и даже на соседние установки.

Попадая из змеевиков внутрь печи, продукт вызывает интенсивное

горение, которое может привести к деформации труб змеевика, обрушению стен

и свода, повреждению дымовых каналов и дымовой трубы. В этом случае огонь и

дым будут выбиваться из всех отверстий наружу и перегревать каркас, вызывая

его деформацию. Убытки от повреждения при пожаре могут быть большими, так

как сама печь является достаточно дорогостоящим сооружением.

При эксплуатации трубчатых печей, так же как и всех других печей,

возможны: взрывы в топочном пространстве; пожары в топочном пространстве;

пожары вне печи. Рассмотрим более подробно причины их возникновения.

II. Причины взрывов и пожаров в топочном пространстве печей

Причины взрывов в топочном пространстве печей различны. Главным

образом взрывы в топочном пространстве трубчатых печей могут происходить

при розжиге форсунок и по тем причинам, которые рассмотрены выше.

Взрывы при работе печи вследствие обрыва факелов пламени мало

вероятны, т.к. имеется на печах многоступенчатая система автоматики,

исключающая самопроизвольную подачу газа после обрыва факелов пламени.

Трудно предположить одновременное прекращение подачи и жидкого и

газообразного топлива. Так же мало вероятно одновременное засорение всех

форсунок.

Пожары в топочном пространстве печей возникают чаще всего в результате

прогара или разрыва труб. Повреждение труб змеевика представляет собой одну

из наиболее сильных аварий печи.

Змеевики трубчатых печей работают в очень тяжелых условиях. На них

одновременно и постоянно воздействуют высокие температуры и большие

внутренние давления. Кроме того, наблюдается коррозия материала под

действием продукта и дымовых газов и происходит механический износ

материала непрерывным потоком жидкости, в которой могут содержаться

взвешенные твердые частицы.

Поэтому к трубам печей предъявляют высокие требования в отношении их

прочности и стойкости против теплового, химического и механического

износов. Применение некачественных труб и нарушение нормального режима

работы приводят к быстрому износу металла. Решающее значение при прогаре

труб имеет перегрев металла в результате коксоотложений.

Трубопроводы, находящиеся в печи, подвержены неравномерному тепловому

воздействию. Средняя температура в радиантной камере примерно равна

950—1000° С, а в конвекционной камере — 500—600° С. Следовательно, стенки

радиантных труб нагреваются до более высокой температуры, чем стенки

конвекционных труб.

Высокая температура поверхности трубопровода вызывает термическое

разложение прилегающих к ней слоев жидкости. В результате термического

разложения образуется твердый пористый продукт — кокс, отлагающийся на

поверхности трубы. Чем выше температура, тем интенсивнее коксообразование.

Коксообразование в трубах зависит не только от температурного режима

работы, но и от скорости движения продукта по трубам. Как известно, при

турбулентном режиме скорость движения частичек жидкости по трубе

неодинакова. Частички жидкости, прилегающие к стенкам труб, движутся во

много раз медленнее, чем частички, находящиеся в среднем сечении. Толщина

пограничного слоя зависит от состояния поверхности трубы и средней скорости

движения жидкости. Чем шероховатее поверхность трубы и чем меньше скорость

движения жидкости, тем больше толщина почти неподвижного пограничного слоя.

Этот слой подвергается интенсивному перегреву и термическому разложению с

коксообразованием.

Скорость движения жидкости в трубах может снизиться в результате:

. уменьшения производительности насосов (снижение числа оборотов,

неисправность) или их остановки;

. неисправности редукционного клапана за печью или его закоксовывания;

. работы «на себя» центробежных насосов;

. аварии подводящих трубопроводов.

Особенно опасно полное прекращение циркуляции продукта, так как при

этом трубы быстро закоксовываются и выходят из строя. Процесс

закоксовывания пусть медленнее, но протекает даже при нормальных режимах

работы.

Поэтому нарушение сроков очистки труб от кокса может привести к их

прогару. Об интенсивном закоксовывании труб можно судить по следующим

признакам:

. повышению температуры топочных газов на перевале печи при том же

количестве сжигаемого топлива. Это происходит потому, что кокс,

отлагаясь на трубах, уменьшает коэффициент теплопередачи от дыма к

продукту. В результате уменьшается количество передаваемого жидкости

тепла, и дымовые продукты уходят в боров более нагретыми;

. повышению давления у питающих насосов при нормальном давлении на

выходе из печи или уменьшению давления на выходе из печи при

нормальном давлении у питающих насосов. Это объясняется тем, что

сопротивление труб увеличивается в результате уменьшения их сечения.

При достаточном опыте признаки прогара можно также определить

визуально. Нужно отметить, что разрыв труб вызывается не только прогаром,

но и другими причинами.

Сильный химический или механический износ материала труб может

привести к их разрыву даже при нормальном давлении и тем более это возможно

при повышенных давлениях.

Причиной усиленной коррозии металла с внешней стороны труб (со стороны

топочного пространства) является нарушение нормального режима топки, т. е.

работа с повышенным коэффициентом избытка воздуха, с избытком топлива или

работа на повышенных температурных режимах против нормального. Естественно,

что в большей степени этому виду износа подвержены центральные части

радиантных труб.

Усиленную коррозию металла с внутренней стороны труб, т. е. со стороны

продукта, вызывает наличие в нагреваемой жидкости повышенного количества

вредных химических примесей.

Например, нефть или каменноугольная смола не обладают коррозийными

свойствами по отношению к стали, но они могут содержать значительное

количество примесей в виде различного рода сернистых соединений (H2S; FeS),

свободной серы (S), хлористых солей и т. п., которые при определенных

условиях сильно изнашивают металл.

Примечание: Обьемная доля содержания сероводорода в газовой фазе (над

поверхностью жидкости) на УПН, ДНС-15,27,36 Гремихинского месторождения

по данным института УдмуртНИПИнефть составляет 2-2,5%, на других

месторождениях - не превышает 1%. Обьемная доля содержания растворенного

сероводорода в нефтепродукте по всем месторождениям в Удмуртии до- 0,02%

[ 5 ].

При гидролитическом разложении хлористых солей кальция и магния

(СаСl2; МgСl2) образуется соляная кислота, которая, взаимодействуя со

стенками аппарата, дает хлористое железо (FеСl3). При гидролитическом

разложении сернистых солей образуется сероводородная кислота (HS), которая,

взаимодействуя со стенками аппарата, превращается в сульфиды железа (FeS и

FeS 2).

Наиболее сильный химический износ, как показывает опыт, наблюдается по

концам труб на протяжении примерно 1 м от двойников. Поверхности труб на

этих участках очищаются от образующегося налета окислов вихревыми потоками

продукта, что и способствует лучшему взаимодействию коррозирующих агентов с

металлом.

Иногда трубы змеевика, не вызывающие опасности по наружному виду,

становятся причиной аварии вследствие внутренних дефектов металла или

механического износа внутренней поверхности стенок.

Так же как химическая коррозия, механическое истирание наиболее сильно

сказывается на концах труб, т. е. в местах изменения направления скоростей.

Совместное действие коррозии и эррозии может привести к заметному

уменьшению толщины стенок труб около двойников.

Внутреннее давление в системе повышается при нарушении нормального

режима работы насосов, подаче продукта поршневыми насосами в ококсованные

Страницы: 1, 2, 3


реферат бесплатно, курсовые работы
НОВОСТИ реферат бесплатно, курсовые работы
реферат бесплатно, курсовые работы
ВХОД реферат бесплатно, курсовые работы
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

реферат бесплатно, курсовые работы    
реферат бесплатно, курсовые работы
ТЕГИ реферат бесплатно, курсовые работы

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.