На практике отмечено много случаев повреждения труб из простой стали. Особенно часто встречается прогар труб.
Так, на одном из крекинг-заводов в г.Перми произошел прогар центральной трубы потолочного экрана печи легкого крекинга. Во внутренний объем печи вылилось при этом около 8 т нефтепродукта. Деформировалось 12 труб потолочного экрана и шесть труб боковых экранов. Огонь угрожал соседним аппаратам и насосной станции. Внутри печи огонь был потушен водяным паром, около печи — пенной и распыленной водой. Печь была остановлена на пять суток.
Внимание! При определении причины пожара нужно иметь в виду, что разрыв в средней части трубы радиантной системы вызывается в основном прогаром, а разрыв на конце трубы — уменьшением толщины стенок.
Интенсивное горение внутри топочного пространства, своего рода пожар, возникает также при попадании в печь горючей жидкости через газовые форсунки. При работе газовых форсунок, особенно в зимнее время, в газовой линии может образоваться значительное количество конденсата, который вместе с газом будет поступать в топку. Попадание жидкости в топку вызывает выброс огня через имеющиеся проемы наружу и резкий скачок температуры в печи, что приводит к частичному ококсовыванию труб.
На УПН Ижевского месторождения нефти 11 мая 2001г в 18 час 40 мин на технологической установке- печи "ПП-1,6" произошел технологический инцидент, который привел к пожару. Из-за розлива нефтепродукта горение распространилось по площади до 13 кв. м. Неисправности технологического оборудования были устранены только 15.05.01г к 18 час 30 мин. Простой оборудования составил четверо суток.
Вероятной причиной инцидента явилась неисправность датчика уровня жидкости (ДУЖ), предназначенного для контроля за уровнем нефтепродукта в установке УПС-3000. Регламентные работы на установке своевременно не проводились и датчик ДУЖ находился в не рабочем состоянии, т.к. поплавок завис на направляющей в результате касания смотровой лестницы.
При переполнении УПС-3000 нефтепродукт попал по газовой линии в газосушитель и далее по линии подачи попутного газа в газовую горелку печи "ПП-1,6", где и воспламенился. Вытекший нефтепродукт в течение часа под контролем дежурного караула ВПК№6 выгорал в камере сгорания печи и на земле. Учитывая длительность горения ,скорость выгорания нефтепродукта и площадь пожара можно сделать вывод , что произошел розлив не менее 1,95 м3 нефтепродукта.
Причины пожаров вне печи
Снаружи трубчатой печи пожары могут возникать:
· в камерах двойников (ретурбендов);
· у форсуночного фронта ;
· на подводящем или отводящем продуктопроводе при его повреждении.
Причины пожаров в камерах двойников (ретурбендов)
Выход нагреваемой жидкости или ее паров наружу через двойники наблюдается при неплотном прилегании пробки к корпусу двойника, при выбросе пробки, нарушении соединения труб с корпусом двойника и повреждениях корпуса.
Наиболее часто пожар возникает при выходе продукта вследствие неплотного прилегания пробки к корпусу. Эта неплотность образуется при слабой затяжке нажимных болтов или недостаточно тщательной очистке поверхностей от частичек кокса. Через получившуюся щель выходит струйка жидкости или, чаше, пара. Струйка пара рассеивается в окружающее пространство. Когда выходящий продукт нагрет выше температуры самовоспламенения, он сразу же загорается. Это повреждение несерьезное и очень часто само ликвидируется, т. е. неплотность постепенно сама закоксовывается.
Серьезную аварию представляет выброс пробки или нарушение соединений труб с корпусом двойника. Выброс пробки происходит в результате срыва резьбы болта или гайки, поломки хвоста гайки или приливов корпуса. Причина этого заключается не только в дефектах металла, но и в перенапряжениях, особенно при попытке ликвидации неплотностей пробки путем подтяжки болта без снижения давления в трубах.
Концы труб соединяются с корпусом двойника развальцовкой. При некачественной развальцовке двойник вырывается из труб. Одной из причин выброса пробки и вырыва двойника из труб является работа при повышенном давлении или резкое изменение давления.
При этих видах аварии наружу под большим давлением выбрасывается струя горючего продукта. Чаще всего он сразу воспламеняется. Если же продукт сразу не воспламенится, то происходит интенсивное испарение с загазовыванием территории установки. Образовавшееся газовое облако может воспламениться от форсунок печи или от других источников, расположенных на пути его движения. Выброшенные с большой силой пробки или двойники могут повредить соседние аппараты.
На одном из заводов г. Казани после ремонта трубчатой печи ее стали пускать в действие. Розжиг начали в 6 час утра. К 14 час печь была введена в нужный температурный режим, но работала под давлением в два раза меньше нормального( т.е менее50 атм) . В 15 час 15 мин давление резко повысили до 49 атм. Сразу же после этого произошла авария. Из печи были выброшены на расстояние более 25 м четыре двойника, сорваны три решетки и подвески труб. Одновременно из печи под большим давлением стала выбрасываться жидкость, которая сразу же воспламенилась. Горящая жидкость, разливаясь по территории, охватила огнем расположенные рядом аппараты и сооружения. Несколько человек получили серьезные ожоги. Пожар был полностью ликвидирован только через полтора часа.
Непосредственными причинами вырыва двойников из труб явились большая динамическая нагрузка, вызванная резким повышением давления в системе, и некачественная развальцовка труб в вырванных двойниках.
Корпус двойников работает почти в таких же тяжелых условиях, как трубы. При изготовлении двойников из некачественного материала или при резких изменениях температур в корпусе могут образоваться трещины. Чаще всего повреждение возникает в результате воздействия на корпус атмосферных осадков (снег, дождь, сильный холодный ветер), если коробки двойников не имеют дверец или они неисправны. В первую очередь трещины появляются в перемычке между отверстиями для пробок.
Пожары у форсуночного фронта возникают в результате утечки топлива через неплотности фланцевых соединений трубопроводов, сальников вентилей и задвижек, а также при механическом повреждении линий.
Утечка топлива может наблюдаться также при переполнении или неисправности напорных топливных бачков.
Открытый огонь печей, факелы пламени, применяемые для розжига форсунок, искры и раскаленные газы, выходящие через трещины кладки, а также высокая температура поверхности печи и дымоходов нередко вызывают воспламенение излившегося топлива, нагреваемых веществ и сгораемых строительных конструкций.
Причины пожаров на подводящем или отводящем
продуктопроводе при его повреждении
Повреждения трубопроводов, подводящих или отводящих продукт из печи, образуются вследствие различного рода динамических воздействий и температурных деформаций. Стенки труб, особенно отводящей, нагреты до высокой температуры, поэтому отсутствие компенсаторов или нарушение теплоизоляции может привести к появлению больших температурных напряжений. Утечка жидкости наблюдается также при повреждении прокладок во фланцевых соединениях (разъедание, выжим) или удлинении нагретых крепежных болтов. Выход жидкости или ее паров при неисправности отводящей линии часто сопровождается самовоспламенением их.
III. Остановка и пуск трубчатой печи.
Остановка трубчатой печи может быть:
· плановой на чистку ;
· для ремонта;
· аварийной.
При остановке печи на ремонт или чистку медленно гасят форсунки и при непрерывной циркуляции продукта по трубам производят постепенное охлаждение конструкции печи. После этого выдавливают содержимое змеевиков и продувают их водяным паром до полного удаления продукта, что определяется через пробный краник по цвету и запаху.
Вскрытие пробок можно начинать через 30—35 мин после прекращения подачи пара. Сначала следует вскрывать контрольные пробки (верхние, по одной в каждой секции) для снижения давления в системе, а затем все остальные.
Очистка труб от кокса — трудоемкая и длительная операция. Для сокращения ее продолжительности чаще всего производят очистку труб радиантной секции путем продувки их водяным паром при одновременном подогреве до безопасной температуры в течение 8 час.
Все ремонтные работы в борове и дымовой трубе выполняют только после тщательной продувки их водяным паром и последующего вентилирования.
Аварийная остановка печи требуется при прогаре труб, порче питающих насосов, прекращении подачи электроэнергии или пара, сильных утечках в двойниках, а также при авариях и пожарах соседних аппаратов.
В случае аварии необходимо сразу же потушить топливные форсунки и подавать пар во внутренний объем печи, приняв срочные меры к остановке питающих насосов. После снижения давления продукта следует выжать его из змеевиков водяным паром в аварийную емкость или в ректификационную колонну. Подачу пара в змеевик нужно продолжать и после удаления продукта, пока трубы не будут охлаждены.
При возникновении пожара необходимо немедленно потушить форсунки, закрыв общую задвижку на газовой и жидкостной линиях, подать в топочное пространство пар при полном открытии паровых вентилей, остановить сырьевой насос, принять срочные меры к выдавливанию продукта из змеевиков в аварийную емкость, закрыть все отверстия и окна в печи, закрыть шибер воздуха и дыма.
Для выдавливания нагреваемой жидкости из змеевика при остановке и аварии печь оборудуют системой паропроводов, присоединяемых к подводящей и отводящей линиям, а иногда и к промежуточным точкам змеевика.