Дипломная работа: Технология ремонта центробежных насосов и теплообменных аппаратов цеха НПЗ ОАО "Салаватнефтеоргсинтез"

Дипломная работа: Технология ремонта центробежных насосов и теплообменных аппаратов цеха НПЗ ОАО "Салаватнефтеоргсинтез"

Введение

В связи с совершенствованием технологических процессов на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, повышением эксплуатационной надежности оборудования предъявляются высокие требования к качеству и срокам проведения ремонтных работ. Это в свою очередь, требует качественной разработки технологии ремонта оборудования.

Одной из важных задач в ремонте оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий является ремонт центробежных насосов и теплообменных аппаратов, входящих в состав технологических установок.

Основные преимущества теплообменника с плавающей головкой заключаеся в следующем:

Теплообменник с плавающей головкой

- Отсутствуют напряжения в кожухе и местах крепления труб с трубной решеткой благодаря не закрепленному концу трубного пучка

- Разьемная конструкция – благодаря чему может одновременно происходить ремонт и чистка как кожуха так и трубного пучка

Основные преимущества центробежных насосов:

- Непульсирующий поток жидкости;

- Высокая приспасабливаемость к различным условиям благодаря применению соответствующих колес;

- Практически неограниченный выбор материалов;

- Отсутствие клапанов или иных встроенных элементов;

- Возможность работы при закрытой напорной линии.

Целью данного дипломного проекта является разработка технологии ремонта оборудования, установки Л-16-1, цеха № 9 НПЗ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» по заданным условиям.

1. Конструкторско-технологическая часть

1.1  Технологическое назначение оборудования

Конденсатор предназначен для охлаждения пропан – бутановой фракции (дистиллят) на установке Л-16-1 цеха №9 НПЗ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» в систему охлаждения установки.

Центробежный насос марки 2НГК 4х1 цеха №9 НПЗ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» предназначен для перекачки сырья с температурой до 100 0С в систему охлаждения установки.

Работа насоса и конденсатора в технической схеме установки заключается в следующем (см.рисунок 1.1).

Сырье подается в колонну насосом центробежного типа через теплообменник, где нагревается за счет отводимого из колонны остатка. Легкая часть сырья ( дистиллят ) выводится газом. Пары дистиллята охлаждаются и конденсируются в конденсаторе воздушного охлаждения и водяном конденсаторе, поступают в сепаратор где отделяются газообразные углеводы Газы выводятся из сепаратора в общую линию, дистиллят забирают насосом и направляется частично на верх колонны в качестве орошения, а балансовое количество либо в резервуарный парк, либо на дальнейшую переработку. Тяжелая часть сырья (остаток ) выводится с низа колонны через ребойлер подогреваемый водяным паром. Часть остатка испаряется в виде горячих паров, а часть возвращается в колонну для поддержания необходимой температуры низа колонны. Балансовая часть остатка забирается из ребойлера насосом и откачивается через сырьевой теплообменник на дальнейшую переработку или в парк.

Рисунок 1.1 – Схема технологическая узла ректификации установки Л-16-1 цеха №9 НПЗ.

Таблица 1.1 – Таблица оборудования

Таблица 1.2 Техническая характеристика конденсатора

Таблица 1.3 – Техническая характеристика насоса.

1.2  Описание конструкции конденсатора

Конденсатор состоит из следующих основных частей (рисунок 1.2 ): кожуха – 1; трубного пучка 2; крышки кожуха – 3; крышки плавающей головки – 4; камеры распределительной – 5; крышки распредкамеры – 6; опоры подвижной – 7; опора неподвижная – 8; А,Б,В,Г – штуцера.

Таблица 1.4 – Таблица штуцеров

Рисунок 1.2 – Схема конструктивная конденсатора с плавающей головкой.

1.3  Описание конструкции насоса

Насос центробежный марки 2НГК-4х1. Состоит из следующих узлов деталей (рисунок 1.3);

Рисунок 1.3 – Продольный разрез насоса 2НГК 4х1

1 - ротор; 2 – упругая муфта; 3 - подшипники; 4 - рабочее колесо; 5 - сальниковое уплотнение; 6 - корпус;

Насос марки 2НГК-4х1 горизонтальная одноступенчатая центробежная машина с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу. Насосы этого типа - консольные одноступенчатые с приводом от электродвигателя через упругую муфту. Перекачиваемая жидкость подается перпендикулярно к оси насоса, а отводится вертикально вверх (в зависимости от условий монтажа и эксплуатации напорный патрубок можно повернуть на угол, кратный 90°).

Привод насоса - взрывозащищенные электродвигатели. Корпус насоса прикреплен лапами к фундаментной плите. Насос и электродвигатель установлены на общей фундаментной плите и соединены упругой муфтой с проставком. Эта конструкция имеет преимущества по сравнению с насосами на отдельной стойке. Рабочее колесо - закрытого типа, насажено на вал и закреплено гайкой. Отверстие в крышке служит для подачи затворной жидкости к уплотнению. Уплотнение насоса изготовлено может быть в двух вариантах: мягкий сальник и торцовое уплотнение типа ДК-60С. Смазка подшипников может быть - жидкая или консистентная.

Все элементы насоса, кроме рабочего колеса и корпуса, как правило, унифицированы.

1.4 Материальное исполнение конденсатора

Для изготовления конденсатора выбраны следующие материалы (таблица 1.4).

Таблица 1.4 - Таблица материалов

В соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением ПБ 03-576-03 { } указанные в таблице 1.4 материалы допускается применять при следующих рабочих параметрах (таблица 1.5).

Таблица 1.5 – Таблица пределов применения сталей

1.5  Материальное исполнение насоса

Таблица 1.6 – Материалы деталей проточной части центробежных нефтяных насосов

2. Расчет оборудования

2.1 Расчет конденсатора

2.1.1 Расчет толщин стенок обечайки кожуха, распределительной камеры, крышки кожуха по ГОСТ 14249-89

2.1.1.1 Данные для расчета. Внутренний диаметр обечайки кожуха, распред-ой камеры 1200 мм

Внутренний диаметр обечайки крышки кожуха 1200 мм

Давление расчетное в трубном пространстве 1 МПа

Давление расчетное в межтрубном пространстве 2,5 МПа

Расчетная температура в трубном и межтрубном пространстве 1000С

Прибавка для компенсации коррозии 2 мм

Прибавка для компенсации минусового допуска 0,8 мм

Прибавка технологическая 1,26 мм

Материал кожуха, крышки кожуха сталь 16ГС

Материал распределительной камеры сталь ВСт3сп4

Рисунок 2.1 – Камера распределительная:

1 обечайка камеры распределительной

2 плоская крышка камеры распределительной

Рисунок 2.2 – Кожух конденсатора

1 обечайка концевая

2 обечайка центральная

3 обечайка крышки кожуха

2.1.1.2 Расчет толщины стенки обечайки кожуха

Толщина стенки обечайки кожуха рассчитывается на прочность по следующим формулам:

                                                        ( 2.1 )

где:                                        ( 2.2 )

где S – исполнительная толщина стенки обечайки кожуха, распределительной камеры, крышки кожуха, мм;

SР – расчетная толщина стенки обечайки кожуха, распределительной камеры, крышки кожуха, мм;

С суммарная прибавка к расчетной толщине стенки:

                                                      ( 2.3 )

Где С1 – прибавка для компенсации коррозии, мм;

С2 прибавка компенсации минусового допуска, мм

С=2+0,8=2,8 мм.

Р расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

D – внутренний диаметр обечайки, мм;

[ ] – допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа. Для стали 16ГС при расчетной температуре 1000С [ ] = 177 МПа;

- коэффициент прочности продольного сварного шва. При двухсторонней, автоматической сварке и 100% контроле качества сварного шва = 1.

8,53 мм

S = 8,53+2,8=10,33 мм.

Принимаем S = 14 мм по стандарт на листы. Условия применения формулы:

                                                  ( 2.4 )

0,01 < 0,1

Условие применения формулы выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по формуле:

                                ( 2.5 )

3,27МПа;

Должно выполняться условие: [P] > P. ( 2.6 )

3,27 МПа > 2,5 МПа.

Условие выполняется.

2.1.1.3 Расчет толщины стенки обечайки распределительной камеры. Толщина стенки обечайки распределительной камеры рассчитывается по формуле 2.1 и по формуле 2.2:

–      допускаемое напряжение для стали ВСт3сп4 при расчетной температуре 1000С; [ ] = 149 МПа.

4,04 мм

6,84мм

Из условия несущей способности обечайки принято S = 14 мм. Формула применима при выполнении условия 2.4:

Условие выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по формуле:

2,9 МПа

Должно выполняться условие: 2,9 МПа > 1,0 МПа

Условие выполняется.

2.1.1.4 Расчет толщины стенки обечайки крышки кожуха. Толщина стенки обечайки крышки кожуха рассчитывается по формуле 2.1 и по формуле 2.2:

9,25 мм

S > 9,25 + 2,8 = 12,05 мм

Принята толщина S = 14 мм. Формула применима при выполнении условия:

Условие выполняется.

2.1.1.5 Расчет толщины стенки эллиптического днища крышки кожуха. Толщина стенки эллиптического днища рассчитывают по формулам:

;                                            ( 2.7 )

где ;                ( 2.8 )

где S1 исполнительная толщина стенки днища, мм;

S1 Р расчетная толщина стенки днища, мм;

С суммарная прибавка, мм:

С = С1 + С2 + С3,                                      ( 2.9 )

где С3 – прибавка технологическая, мм.

С = 2 + 0,8 + 1,26 =4,06 мм.

R – радиус кривизны в вершине днища, мм. Для стандартного днища с

Н = ;

R = DДН = 1300 мм.

9,21 мм,

мм.

Принимаем S = 14 мм по стандарту на листы.

Условие применения формулы:

Условие применения формулы выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

                                    ( 2.10 )

2,69 МПа.

Должно выполняться условие: 2,69 МПа > 1,6 МПа

Условие выполняется.

2.1.2 Расчет толщин стенок трубных решеток

2.1.2.1 Данные для расчета. Наружный диаметр прокладки     1268 мм

Внутренний диаметр прокладки                                          1210 мм

Давление расчетное в межтрубном пространстве               2,5 МПа

Температура расчетная                                                        1000С

Шаг расположения отверстий в решетке                            32 мм

Диаметр отверстий в решетке                                             25,5 мм

Прибавка для компенсации коррозии                                2 мм

Рисунок 2.3 – Трубная решетка

2.1.2.1.1 Расчет толщины неподвижной трубной решетки производится по следующей формуле:

                              ( 2.11 )

где S*p – расчетная и принятая толщина неподвижной и подвижной трубных решеток, мм;

Dсп – средний диаметр уплотнения, мм, определяется по формуле:

                                  ( 2.12 )

где Dнар – наружный диаметр уплотнения, мм;

Dвнутр внутренний диаметр уплотнения, мм

мм

Yр коэффициент прочности трубной решетки, определяется по формуле:

                                                         ( 2.13 )

где tp – шаг расположения отверстий в решетке, мм;

do – диаметр отверстий в решетке, мм.

Получается: 74,48 мм

Принимаем Sр = 75 мм с учетом наплавки ЛО 62-1.

Толщина стенки подвижной трубной решетки принимается равной толщине неподвижной решетки.