1.2 Ремонт основного технологического оборудования блока ректификации фракций н.К. 80 0с (дип) абсорбционно-газофракционирующей установки

В процессе эксплуатации в результате проходящих химических превращений внутренняя поверхность корпуса колонного аппарата и внутренние устройства загрязняются отложениями смол, кокса, продуктов коррозии, что приводит к снижению эффективности работы аппарата. Кроме того, в результате коррозионноэрозионного износа снижается толщина стенок корпуса и повреждаются внутренние устройства [1, 2, 3].

Очистные и ремонтные работы внутри аппарата должны одновременно выполнять не менее двух рабочих: один находится внутри аппарата, другой снаружи наблюдает за работающим внутри, после чего они меняются местами. Работающий внутри аппарата должен обязательно надевать предохранительный пояс с веревкой, противоположный конец которой через люк выводится наружу и надежно закрепляется. При проведении сварочных работ место сварки в аппарате ограждается металлическими листами или пропитанными водой деревянными щитами.

Для осуществления чистки и ремонта колонн требуется разборка их внутренних устройств. Так как крепежные элементы тарелок (гайки, клинья) доступны только сверху, тарелки разбирают в последовательности сверху вниз. Для облегчения работ по разборке внутренних устройств внутри аппарата подвешивают цепную таль. Демонтированные секции тарелок через люки извлекают наружу и с помощью поворотного или неподвижного крана-укосины, который крепится к верху аппарата, опускают на землю. Трос, перекинутый через блок крана-укосины, направляют вниз на пневмолебедку или электролебедку во взрывобезопасном исполнении. Кран-укосину также используют для подъема секций тарелок на обслуживающие площадки к люкам аппарата при последующем монтаже внутренних устройств, после чего их вручную подают внутрь и производят сборку.

При ремонте насадочных колонн производят замену разрушенных и закоксованных насадочных тел. Выгрузку и загрузку насадки осуществляют через люки, используя для этого бадьи с открывающимся днищем, а также сменные переносные или стационарные лотки для транспортировки насадочных тел. В конце лотка устанавливается бункер с затвором-шибером, который гасит скорость падающих насадочных тел и регулирует поступление их в воронку передвижного контейнера.

Для разборки царговых колонн используют монорельс, к которому подвешивается таль. Демонтируемые царги и внутренние устройства (тарелки закрепляют между фланцами царг) приподнимаются и транспортируются по монорельсу.

Внутренний осмотр, чистку и ремонт корпусов высоких пустотелых аппаратов проще производить не путем сооружения в них внутренних лесов, а с использованием подвесных платформ, что позволяет сократить трудовые и материальные затраты, а также продолжительность ремонта. Платформа по частям через люк вводится внутрь аппарата, собирается и соединяется тросом с лебедкой.

Очистку внутренней поверхности корпуса аппарата и внутренних устройств от отложений выполняют механическим, гидромеханическим (водоструйная, пескоструйная чистка) или физико-химическими способами. Выбор способа чистки определяется природой отложений. Время, необходимое для очистки внутренних устройств, можно сократить, заменяя загрязненные детали и узлы тарелок ранее очищенными или новыми из запасного комплекта.

При проведении очистных работ возрастает концентрация вредных веществ в воздухе, в связи с чем необходимо работать в противогазах.

Механическая чистка внутренних поверхностей аппарата ‒ трудоемкая и вредная по условиям труда операция. Механическую чистку выполняют вручную или с механическим приводом (пневматические молотки, турбинки) лопатками, скребками или щетками из цветного металла.

При физико-химическом способе чистки на отложения воздействуют органическими углеводородными растворителями, ингибированными кислотами (соляной, сульфаминовой, лимонной, муравьиной или смесью этих кислот), щелочью, водой. При очистке деталей тарелок их погружают в ванну с растворителем или реагентом. В некоторых случаях физико-химическую чистку можно выполнять без разборки аппаратов, что сокращает время простоя оборудования на ремонте.

При комплексной очистке аппаратуры от отложений ее последовательно промывают легкими углеводородами, кислотой, водой, щелочью и снова водой, после чего производят пассивирование для предотвращения коррозии металла.

По завершении очистных работ проводят дефектацию корпуса и внутренних устройств аппарата. С помощью ультразвукового толщиномера определяют толщину стенки корпуса в местах наибольшего коррозионно-эрозионного износа, которая не должна быть меньше допускаемой толщины стенки корпуса, определяемой механическим расчетом. Толщину стенок деталей тарелок определяют с помощью обычного мерительного инструмента. Дефектные детали и узлы подлежат замене.

Сборку тарелок ведут в направлении снизу вверх. Перед сборкой детали тарелок проверяют на соответствие их размеров проекту и техническим условиям, при необходимости правят, прогоняют резьбу болтов и шпилек, заготавливают прокладки.

Для каждого типа тарелок предусмотрены определенные допуски на прогиб секций, размеры и положение контактных элементов, а также расстояние между ними, например:

Тарелки из S-образных элементов:

‒ кромки зубцов S-образного элемента и колпачка должны быть ровными, без заусенцев; продольное отклонение по высоте зуба ±1 мм;

‒ прогиб S-образного элемента, колпачка и желоба не более 3 мм на всю длину;

‒ концы вертикальных полок S-образного элемента должны находиться в прорезях паровых заглушек соседних элементов. Тарелки решетчатые:

‒ прогиб установленных секций не более 2 мм/м секции и не более 3 мм на всю секцию, допускаются отдельные выпучины до 6 мм;

‒ предельные отклонения расстояния между щелями, а также длина и ширина щелей принимаются по 8-му классу точности;

‒ смежные тарелки должны быть повернуты в горизонтальных плоскостях относительно друг друга на 90°.

Тарелки ситчатые:

‒ прогиб секций полотна не более 2 мм/м диаметра и не более 5 мм на весь диаметр; допускаются местные выпучины в приварных секциях высотой до 8 мм на площади до 15%;

‒ неперпендикулярность сторон сегментов и карманов не более 2 мм по наибольшей стороне.

Тарелки клапанные:

‒ прогиб секций не более 3 мм; допускаются местные выпучины высотой не более 2 мм;

‒ расстояние между отверстиями под клапаны выполняется с допуском ±1 мм;

‒ клапаны, установленные в отверстия секций, должны свободно перемещаться до упора;

‒ масса клапанов может различаться не более чем на ± 2 г. При сборке тарелок необходимо выдерживать требуемые допуски на горизонтальность, т.к. отклонения от горизонтальности полотен приводят к неравномерному барботажу пара по площади тарелки и снижению эффективности ее работы. Допускаемые отклонения от горизонтальности полотна для большинства тарелок составляют: Ah <0,001Z)B, но не более 5 мм, где De ‒ внутренний диаметр аппарата. Допуск на расстояние между тарелками составляет ±3 мм.

Горизонтальность полотен тарелок контролируется с помощью уровней (гидроуровней) и достигается изменением толщины прокладок между секциями полотна и опорными элементами тарелки (опорные кольцо, балки). Контроль горизонтальности колпачковых тарелок можно производить путем налива воды при закрытых сточных отверстиях.

В отдельных случаях тарелки проверяют на барботаж. При пробе тарелки на барботаж часть колонны, находящуюся ниже испытуемой тарелки, плотно закрывают и подключают к ней временный воздухопровод от воздуходувки или магистрали сжатого воздуха. Воду на тарелку подают по стояку паротуше-ния или специально проложенному для этой цели временномуводопроводу. При качественной сборке пузырьки барботируемого воздуха равномерно распределяются по площади тарелки.

При недопустимом местном или общем износе стенок корпуса аппарата заменяют его отдельные части или корпус в целом. При замене верхних изношенных поясов корпуса верхнюю часть аппарата отрезают, демонтируют и заменяют новой. Замена средних поясов корпуса значительно сложней: сначала отрезают и демонтируют верхнюю неповрежденную часть корпуса, затем ‒ среднюю поврежденную часть, после чего поднимают заранее подготовленную новую часть корпуса и стыкуют ее с нижней неповрежденной частью. После этого устанавливают на место верхнюю, ранее демонтированную часть корпуса. Грузоподъемные средства (мачты или краны) освобождают после заварки стыков. Однако, учитывая высокую трудоемкость подобных замен, часто более целесообразно проводить замену всего корпуса аппарата.

При местном износе корпуса, например, зоны питания аппарата, замену дефектных поясов производят, поддерживая верхнюю часть колонны с помощью временных стоек (рисунок 1) [1].

Временные стойки изготавливают из труб, швеллеров, двутавров и устанавливают снаружи или внутри корпуса. Расчет на прочность проводят по условию равенства сопротивления вырезанного сечения обечайки сопротивлению временных стоек.

а)

б)

с)

а ‒ внутренними стойками; б ‒ наружными стойками; в ‒ схема крепления стойки: 1 ‒ опорная лапа; 2 ‒ стойка

Рисунок 1 ‒ Усиление корпуса аппарата в месте вырезаемых поясов

При замене обечаек корпуса и днищ аппарата руководствуются следующими требованиями:

‒ все швы должны быть только стыковыми;

‒ кромки свариваемых листов необходимо зачищать до чистого металла на ширину не менее 10 мм;

‒ продольные швы стыкуемых обечаек, а также меридиональные швы днищ должны быть смещены один по отношению к другому на величину трехкратной толщины более толстого листа, но не менее чем на 100 мм между осями швов;

‒ если разница в толщине стыкуемых листов превышает 5 мм или более 30% толщины тонкого листа, то необходимо предусмотреть плавное утонение толстого листа под углом не более 15°;

‒ ширина листов обечайки между продольными швами должна быть не менее 800 мм, а ширина замыкающей вставки ‒ не менее 400 мм; обечайки диаметром до 500 мм выполняют с одним продольным швом;

‒ смещение кромок на должно превышать в продольных швах 10% толщины тонкого листа, но не более 3 мм; в кольцевых швах при толщине листов до 20 мм ‒ 10% плюс 1 мм, а при толщине более 20 мм ‒ 15%, но не более 5 мм; в соединениях из биметалла ‒ 10%, но не более 3 мм стороны основного слоя и не более 50% толщины плакирующего слоя;

‒ совместный увод кромок (угловатость) в швах должен быть не более 10% толщины листа плюс 3 мм , но не более 5 мм. После сварки аппараты и их элементы подвергают термообработке в случаях, если:

‒ толщина стенки корпуса 5 > 36 мм или S> 0,009 (DB + 1200) мм, где DB ‒ внутренний диаметр корпуса, мм;

‒ корпус изготовлен из хромистой, хромомолибденовой или хромованадиевольфрамовой стали или из биметалла с основным слоем из этих сталей;

‒ среда в аппарате вызывает коррозионное растрескивание металла (раствор едкого натра, едкого кали и др.);

‒ днища или иные штампованные элементы из сталей 09Г2С или 10Г2С1 работают при температурах от минус 41 до минус 70°С;

‒ корпуса, изготовленные из хромоникелевых аустенитных сталей (12Х18Н10Т и др.) и работающие при температурах выше 350°С в средах, вызывающих межкристаллитную коррозию, необходимо подвергать стабилизирующему отжигу.

Термообработку проводят с помощью индукторов (токами промышленной и высокой частоты), электронагревателей, газовых горелок. На рисунке 2 представлено нагревательное устройство с беспламенными панельными горелками, которое можно также использовать для предварительного и сопутствующего подогрева при проведении сварочных работ.

Беспламенные панельные горелки 4 располагают на расстоянии 100 ‒ 150 мм от корпуса аппарата 1, закрепляют в разъемном кольцевом каркасе 2, который состоит из трех сегментов, собираемых на корпусе аппарата на фланцевых соединениях 5. Кольцевой газовый коллектор 7 собирается из трех секций на муфтах 9.

В завершение ремонтных работ люки аппарата закрывают, проводят испытание на прочность и плотность и восстанавливают теплоизоляцию аппарата.