Во избежание попадания нагреваемой жидкости в паровую линию необходимо, кроме вентиля, устанавливать на линии обратный клапан. Для контроля за состоянием обратного клапана и запорного вентиля служит спускной контрольный краник, всегда открытый в атмосферу (кроме момента выжатия). Перед подачей пара в змеевики из паровых линий спускают конденсат.
При прогаре трубы в радиантной секции змеевик продувают паром сверху вниз, а при прогаре трубы в конвекционной секции — снизу вверх. Пар ропускают по трубам в течение всего периода остывания печи.
Перед пуском печи после очистки или ремонта необходимо тщательно осмотреть все ее части и произвести испытание на давление. Перед испытанием змеевик печи промывают водой по ходу продукта в течение нескольких часов.
Испытание и опрессовку можно производить водой или жидкостью, подлежащей нагреву. Давление в системе повышают медленно и в два-три приема. После каждой ступени повышения давления осматривают все соединения и отмечают дефекты. Продержав печь под испытательным давлением в течение 5 мин, его медленно снижают. Дефекты устраняют только после снижения давления до атмосферного.
После испытания печь ставят на циркуляцию и разжигают форсунки.
IV. Пожаро- взрывоопасные свойства нефтей
Нефть, легковоспламеняющаяся жидкость, представляющая собой смесь углеводородов с различными соединениями (сернистыми, азотистыми, кислородными). Свойства нефтей различны в зависимости от месторождения ( см. приложение-таблица №1).
Плотность-730—1040 кг/м3; начало кипения обычно около 20°С; встречаются и более тяжелые нефти (начало кипения 100°С и больше); теплота сгорания (43514—46024) кДж/кг; диэлектрическая постоянная 2—2,5; удельное электрическое сопротивление 5•108—3•1016 Ом•м.
В воде практически не растворима. Сырые нефти способны при горении прогреваться в глубину, образуя все возрастающий гомотермический слой. Скорость выгорания их (5,2—7)•10-5 м/с; скорость нарастания прогретого слоя (0,7—1,0)•10-4 м/с; температура прогретого слоя 130-160°С; температура пламени 1100°С.
При тушении водой и пенами нужно остерегаться вскипания нефтепродукта.
V. Краткие сведения о пожарах и технологических инцидентах
при эксплуатации печей на месторождениях в Удмуртии
За годы развития ОАО «Удмуртнефть» ( с 1975 по 2001г) зарегистрировано 17 случаев пожаров на трубчатых печах различных типов.
На Мишкинском месторождении нефти ( 14.10.75г) произошло загорание внутри дымоотводных труб блока нагрева печи типа «БН». Причина пожара была вызвана перегревом внутренней рубашки и, как следствие прогаром труб.
Через год (3,11,23.03. и 25.07.76г) там же, на этой же печи ночью вновь произошли аналогичные пожары, через прогары труб разлилась нефть. Тушение проводилось длительное время в течение от 1 до 4 часов.
На Киенгопском месторождении нефти ( 24.01. и 6.12.76г) также отмечены пожары на печи «БН-5», причиной которых явились прогар труб и пробой прокладки .
В декабре 1977г начинается новая серия пожаров на печах. Вновь горит нефть под печью типа «БН-5» на Мишкинском месторождении нефти (7 и 9.02.77г.). Причина - прогар труб.
1978г- ночью загорается нефть под печью типа БН-5 на Мишкинском месторождении нефти (5.02.78г.). Через месяц-18.03.78г, а потом 8.11.78г- из-за прогара труб опять-таки на Мишкинском месторождении загорается разлившаяся нефть у печи «БН». Конец 1978г «знаменуется» пожаром на печи «ПТБ» Киенгопского месторождении нефти ( 26.12.78г) .
В 1979 г пожары на печах не зарегистрированы. В конце 1980г (26.12.80г) на Ельниковском месторождении нефти отмечен пожар на печи «БН», причина которого вновь связана с прогаром труб.
В течение 4-х лет(1981-1984г) на объектах нефтедобычи не было пожаров, связанных с неисправностью печей. В конце 1985г теперь уже на Гремихинском месторождении нефти 22.12.85г регистрируется пожар на печи «БН», причина которого связана с прогаром труб.
Пять лет спустя печь «БН» на Гремихинском месторождении нефти еще раз напоминает о себе (25.01.90г). Возникает пожар в результате прогара и разрыва сварного шва труб.
В последующие годы на месторождениях внедряются в производство и начинают использоваться более совершенные печи типа «ПП-1, 6», «ПТБ-5» и «ПТБ-10».Пожары и аварийные на печах резко идут на убыль. В течение последующих пятнадцати лет инцидентов на печах не фиксируется вплоть до 11. 05. 2001г ( см. стр.7).
VI. Пожарно-профилактические мероприятия
Основной несущей конструкции печи — металлическому каркасу — необходимо обеспечивать возможность температурных деформаций. Для этого некоторые соединения делают не сварными, а болтовыми с овальными отверстиями для болтов. Каркас не должен перегреваться. Поэтому внутреннюю полку швеллеров или двутавров защищают со стороны топочного пространства огнеупорным кирпичом толщиной не менее 20—25 см (или блоками из минерало- ватного теплоизоляционного наполнителя).
Вторую полку не следует закрывать кладкой для свободного омывания воздухом с целью охлаждения.
Во избежание вредных деформаций кирпичного заполнения при неравномерном прогреве устраивают температурные швы .
Прогрев печи нужно производить медленно. Сначала зажигают две-три форсунки, через 30 мин.— следующие две и т. д. Режим разогрева печи выбирается таким, чтобы продукт, циркулирующий по трубам, нагревался не более чем на 40—50° С в час. Правило розжига форсунок — общее для всех печей.
Для защиты конструкции печи от разрушения при возможном взрыве в топочном пространстве боковые стены радиантной камеры, как правило, оборудуют предохранительными клапанами . Ничто не должно мешать полному открытию клапанов, они должны быть доступны наблюдению и проверке.
Змеевики трубчатых печей, как наиболее ответственную часть, выполняют из жаростойкой и износоустойчивой стали. Трубы из высоколегированной стали работают почти до полного закоксовывания, не прогорая.
Для обеспечения работы печи без интенсивного теплового, химического и механического износов труб необходимо контролировать: установленные режимы давления в змеевиках, температурные режимы работы, качество сырья, соблюдение сроков чистки и профилактического ремонта.
Практикой установлено, что для уменьшения возможности термического разложения давление в трубах должно быть таким, чтобы скорость жидкости была в пределах 1—3 м/сек. Для каждой печи устанавливают нормально допустимые величины давления продукта перед входом в змеевик и по выходе из него и контролируют действительное давление. Нужно следить, чтобы отводные трубки к самопишущим манометрам не закоксовывались.
Во избежание прекращения подачи жидкости в печь емкости, из которых питаются насосы, должны иметь четко обозначенный аварийный уровень. Следует наблюдать, чтобы уровень продукта в емкости не понижался до аварийного.
Режим работы топочного пространства должен контролироваться и регулироваться автоматически. Нормально установленная температура в радиантной камере на перевале и по выходе дымовых продуктов из конвекционной камеры в боров поддерживается терморегуляторами, фиксирующими действительную температуру и регулирующими подачу топлива к форсункам. Правильность сгорания топлива контролируется анализатором состава дымовых продуктов.
Для каждой печи устанавливается температура поступающего в змеевик и выходящего из него продукта. Для измерения действительной температуры в этих точках помещают термопары с самопишущим устройством.
Все контрольно-измерительные приборы должны быть сосредоточены в одном месте и за их показаниями нужно постоянно следить, а их исправность контролировать.
Для уменьшения химического износа труб количество вредных примесей, содержащихся в нагреваемой жидкости, не должно превышать величину, установленную инструкцией. Фактическое содержание примесей определяют анализом и отмечают в журнале.
В жидкости не должно быть твердых взвешенных частиц. Жидкость, содержащую примеси больше нормы, подвергают предварительной очистке.
Для каждой печи, исходя из режимов ее работы и состава сырья, составляют график чистки и предупредительного ремонта. Чистку труб от кокса, графита и сажи производят строго по графику. В это же время всю печь и особенно трубы тщательно осматривают и проверяют.
Правила пожарной безопасности нефтеперерабатывающей промышленности требуют, чтобы во время эксплуатации трубчатой печи контролировалось состояние ее труб. Работа с отдулинами и свищами в трубах, а также с износом выше допустимых пределов (уменьшение толщины стенок) запрещается во избежание разрывов труб.
Для выявления отдулин и определения степени износа труб нужно производить не только осмотр, но и необходимые промеры.
Наружный осмотр и промеры наружного диаметра труб осуществляют при каждой остановке печи во всех местах, где это возможно. Внутренний диаметр измеряют по установленному графику в разные сроки для различных печей и даже для различных труб.
Степень изменения диаметра труб, подлежащих замене, зависит от назначения печи, характера сырья, а также материала труб и приводится в соответствующих таблицах.
Например, для потолочного экрана печи прямой гонки хромомолибденовую трубу с нормальными размерами 116,8 х 126,6 мм бракуют, если ее внутренний диаметр стал 119 мм или внешний диаметр 132 мм. Так как некоторые трубы наиболее сильно изнашиваются по концам то допускается применение конических втулок при определенном износе трубы у двойника.
Результаты промера и отбраковки труб заносят в специальный журнал.
Материал, применяемый для изготовления корпусов и пробок двойников, должен противостоять действию высоких температур и коррозии, особенно при переработке сернистых продуктов. Таким материалом является легированная сталь. Нажимные болты и гайки работают примерно в таких же условиях и, следовательно, их нужно изготовлять также из высококачественной стали.