МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ
имени акад. М.Д. Миллионщикова
Кафедра « ОАНГП »
По курсу
«Монтаж и ремонт оборудования нефтяной и газовой
промышленности»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
На тему
«Монтаж теплообменного аппарата»
Грозный 2009
ВВЕДЕНИЕ
Современная нефть и газоперерабатывающая промышленность представляет собой комплекс мощных установок первичной переработки нефти и газа, каталитического крекинга, гидроочистки, каталитического риформинга, депарафинизации масел, битумных и других установок, оснащенных современным, оборудованием, поставляемым заводами химического и нефтяного машиностроения. Отличительная особенность развития современной нефтегазопереработки строительство комбинированных и укрупненных установок с применением агрегатов большой единичной мощности. Так, производительность установок по первичной переработке нефти достигла 8-9 млн. т/год, газа 5 млрд. м3/год, каталитического крекинга I млн. т/год. Существенно возросли также мощности установок для осуществления вторичных процессов: вторичной перегонки бензинов, каталитического риформинга, пиролиза и др. Это позволило снизить капиталовложения, затраты металла и эксплуатационные расходы на 1 т перерабатываемого сырья.
Осуществление разнообразных процессов при переработке нефти и газа потребовало применения аппаратуры и оборудования, работающих в широком диапазоне рабочих параметров. Например, температуры могут быть от -60 °С при кристаллизации в производстве масел до 800-900 °С при пиролизе, а давления от глубокого вакуума при переработке тяжелых нефтяных остатков до 150 МПа при производстве полиэтилена. Поэтому предъявляются высокие требования к качеству монтажных работ, уровню их механизации, внедрению новой техники и передовой технологии монтажных и строительных работ.
В общем объеме работ по строительству нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических заводов монтажные работы составляют 40-50%. Значительное повышение производительности установок привело к увеличению массы монтируемых аппаратов до 500 т и более и их габаритных размеров, в связи, с чем потребовалось разработать и создать новые грузоподъемные и транспортные средства, позволяющие доставлять и монтировать тяжелые аппараты в полностью собранном виде. Это позволяет значительную часть работ по сборке и сварке оборудования выполнять на машиностроительных заводах. Однако еще во многих случаях приходится дополнительно изготовлять крупногабаритную аппаратуру непосредственно на монтажной площадке, что связано со значительным объемом сварочных работ. Повышение степени заводской готовности монтируемого оборудования позволяет значительно сократить сроки монтажных работ, повысить их качество и увеличить надежность оборудования при эксплуатации.
Специализированные монтажные и проектные организации, укомплектованные квалифицированны ми кадрами специалистов, способны оперативно и на высоком техническом уровне решать вопросы транспорта и монтажа разнообразного оборудования нефтегазоперерабатывающих заводов.
Широкое внедрение в монтажную практику полуавтоматической и автоматической сварки сталей различных марок значительно повысило качество сварных конструкций, увеличило производительность труда, снизило объем исправляемых дефектов при сварке. Внедрение современных методов контроля качества сварных соединений позволило значительно снизить объем испытаний, связанных с нарушением целостности сварного соединения, или вообще отказаться от них.
КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПО МОНТАЖНЫМ ПРИЗНАКАМ
В состав современного нефтегазоперерабатывающего завода (НПЗ и ГПЗ) входят многочисленные установки различного технологического назначения. Поэтому имеется большое разнообразие оборудования этих установок.
Вместе с тем, при дальнейшем описании особенностей монтажа тех или иных аппаратов целесообразно их подразделить на классификационные группы, которые основывались бы на общности главных монтажных приемов. Классификация оборудования только по технологическому назначению не полностью характеризует особенности оборудования с точки зрения его монтажа. При монтажных работах некоторые особенности технологического назначения аппарата часто не являются определяющими, а основываются на тех или иных частных требованиях, предъявляемых к монтажу аппарата.
Часто основные монтажные приемы, применяемые к аппаратам различного технологического назначения, идентичны, в то время как для других аппаратов одинакового технологического назначения они могут быть совершенно различными.
Монтируемое оборудование классифицируется по следующим основным признакам:
- пространственному положению оборудования;
- массовым и 1абэритным характеристикам оборудования;
- расположению оборудования на территории технологической установки;
- рабочим условиям;
- конструктивным и технологическим особенностям оборудования.
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
В зависимости от положения оборудования в пространстве основные аппараты и машины можно подразделить на горизонтальные, вертикальные, наклонные и пространственные конструкции.
К горизонтальному оборудованию относятся электродегидраторы, всевозможные емкости, отстойники, подогреватели с паровым пространством, теплообменники, насосы, компрессоры, кристаллизаторы, контакторы алкилироваиия, барабанные вакуум-фильтры и др.
Большая часть оборудования этой группы является габаритной для перевозки по железным дорогам и поэтому прибывает на монтажную площадку в полностью собранном виде. При монтаже оборудования данной группы выполняют работы по ревизии, установке в проектное положение и испытанию. Установку на фундаменты оборудования этой группы производят главным образом с применением самоходных стреловых или тракторных кранов и редко с помощью мачт или других грузоподъемных средств
К вертикальному оборудованию относятся емкости, колонны тарельчатые и насадочные различного технологического назначения, реакторы и регенераторы различных каталитических процессов, некоторые типы теплообменников, контакторов алкилирования, компрессоров, дымовые трубы и др. Многие аппараты данной группы (ректификационные колонны, реакторы, регенераторы) негабариты для перевозок по железным дорогам и их приходится доставлять на монтажную площадку в виде отдельных узлов и деталей. В связи с этим на монтажной площадке выполняют большой объем работ по сборке на сварке аппаратов.
Установку таких аппаратов осуществляют главным образом с применением мачт, порталов, гидравлических подъемников или стационарных монтажных кранов. В некоторых случаях применяют также самоходные стреловые краны при достаточной длине стрелы на грузоподъемности. Аппараты этой группы целесообразно устанавливать в проектное положение полностью собранными и испытанными на земле или несколькими крупными блоками (при большой массе или крупных габаритах).
К наклонному оборудованию относятся различные транспортные устройства, вращающиеся цилиндрические печи (реакторы), некоторые конструкции сушилок и др.
Аппараты этой группы могут быть как габаритными, так и негабаритными для железнодорожных перевозок. При монтаже такого оборудования большой объем работ приходится выполнять по укрупнительной сборке и выверке смонтированных блоков.
Такое оборудование устанавливают с применением самоходных стреловых и башенных кранов, порталов и т.д.
К пространственному оборудованию относятся резервуары, газгольдеры, трубчатые печи, конденсаторы-холодильники погружного типа, конденсаторы воздушного охлаждения, различные металлоконструкции. Оборудование этой группы поставляют на строительную площадку в виде более или менее крупных узлов, которые затем собирают на площадке в монтажные блоки. Это оборудование целесообразно устанавливать самоходными стреловыми кранами. В некоторых случаях можно применять мачты, стрелы или другое грузоподъемное оборудование.
МАССОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ
Масса аппарата является важной монтажной характеристикой, которая в значительной степени обусловливает выбор метода монтажа данного аппарата и рациональные пределы укрупнительной сборки при монтаже. С увеличением массы аппарата при прочих равных условиях возрастает трудоемкость монтажа. Среди монтируемых аппаратов основную массу составляют вертикальные аппараты.
К наиболее тяжелым аппаратам относятся ректификационные колонны, реакторы, регенераторы, абсорберы и другие аппараты установок и цехов большой производительности, комплектуемых агрегатами большой единичной мощности.
В настоящее время имеются грузоподъемные средства, позволяющие монтировать аппараты в полностью собранном виде массой до 1000 т. Разрабатываются грузоподъемные средства для монтажа аппаратов массой 2000 т, включая специальные краны, транспортные средства и д.р.
С точки горения возможности установки в проектное положение вертикальные аппараты можно разделить по массе на следующие основные группы: до 30, 30-200, 200-400 и свыше 400 т.
Вертикальные аппараты массой до 30 т в проектное положение можно устанавливать, применяя мощные самоходные стреловые краны, например СКГ-50.
Аппараты массой 30-200 т монтируют, применяя спаренные самоходные стреловые краны, например СКГ-100, трубчатые и решетчатые мачты, порталы, гидравлические подъемники и др.
Монтаж аппаратов массой 200-400 т осуществляют с помощью мачтовых подъемников, гидравлических подъемников с использованием централизованной системы контроля и управления подъемом.