Главная -> Словарь

Изготовление аппаратов

Жесткие условия эксплуатации трубчатых печей в процессе гидроочистки требуют применения дорогостоящих легированных сталей для изготовления змеевиков, в связи с чем стоимость печных агрегатов составляет до 10% от стоимости оборудования, что естественно отражается на технико-экономических показателях установки. Поэтому выбор конструкции трубчатых печ^ей должен идти в направлении повышения теплотехнических показателей печи, сокращения ее металлоемкости и габаритов.

Данные о допускаемой теплонапряженности поверхности радиантных трубчатых змеевиков приведены в табл. 3.5, рекомендации по выбору материала для изготовления змеевиков трубчатых печей — в табл. 3.6.

Рекомендации по выбору материала для изготовления змеевиков трубчатых печей

В случае изготовления змеевиков из отечественной стали Х25Н20С2 допускается повышение температуры стенки труб до 990—1000° С. Сталь Х25Н20С2 применяется для изготовления труб методом центробежной отливки.

Жесткие условия эксплуатации трубчатых печей вынуждают к применению дорогих легированных сталей для изготовления змеевиков, в связи с чем стоимость изготовления составляет значительную долю от стоимости всей установки.

Нормализация при 1000° С с последующим высоким отпуском при 700° С и охлаждением на воздухе, значительно повышает прочность стали Х5М, что позволяет существенно уменьшить толщину стенок труб. Термически обработанная сталь Х5М применяется в реактивных блоках установок каталитического риформинга для изготовления змеевиков трубчатых печей, горячих трубопроводов, штуцеров, фитингов, фланцев и ответственных элементов аппаратуры, эксплуатируемых при температурах до 575° С, а при кратковременном воздействии — до 600° С .

Одним из возможных решений данной проблемы является применение термодиффузионных покрытий на основе кремния. Обладая наименьшим химическим сродством к углероду, кремний является эффективным барьером на пути диффузии углерода в металл и должен подавлять коксоотложение на поверхности стали. Сложность проблемы заключается в разработке режима насыщения, способствующего образованию равномерных диффузионных слоев на сталях, применяемых для изготовления змеевиков трубчатых печей, и незначительным образом изменяющего механические свойства материала.

2. Выбор метода силицирования, состава насыщающей смеси, а также условий насыщения для силицирования сталей, применяемых для изготовления змеевиков трубчатых печей.

В качестве материала для исследований выбраны стали 15Х5М и 10Х23Н18, которые широко используются для изготовления змеевиков трубчатых печей. Исследовалась также сталь 09Г2С, изучение которой проводилось для сравнения, поскольку большинство экспериментов по силицированию, описанных в литературе, выполнялось на углеродистых низколегированных сталях.

жаропрочных сплавов Хст, используемых для изготовления змеевиков, состав-

Материалы для изготовления змеевиков

В нефтехимической промышленности широко применяются жаропрочные стали для изготовления змеевиков трубчатых печей разных типов, эксплуатирующихся при температурах до ЮОО°С. Расчетный срок службы змеевиков печей устанавливается проектным расчетом и не превышает 100000 ч. Исходя из практики эксплуатации,показывающей, что змеевики способны эксплуатироваться сверх расчетного срока , решалась задача оценки ресурса остаточной работоспособности. Выполненные исследования позволили разрешить эксплуатацию змеевиков печей из стали I5X5M на срок до 200000 ч. Практика эксшуатащш показала правильность принятого решения, более того, имеется возможность их эксплуатации сверх 200000 ч.

Должны быть не только созданы новые, более эффективные аппараты и оборудование, но и освоены новые методы по их сборке и монтажу. Необходимо максимально сократить удельный расход дефицитных дорогостоящих материалов на изготовление аппаратов. Мало еще применяют на установках АВТ изделия и арматуру из пластических масс, полиэтиленовые трубы и др. Применение труб, арматур, фитингов исключительно из черного или цветного металла приводит к значительному удорожанию строительства установок АВТ.

Для изготовления однопоточных неразборных теплообменников применяют трубы длиной от 3 до 12 м и диаметром внутренние от 25 до 159 мм, наружные соответственно от 48 до 219 мм. Предусмотрено изготовление аппаратов на условные давления внутри теплообменных труб от 1,6 до 16 МПа, снаружи от 1,6 до 6,4 МПа.

За рубежом для изготовления реакционных камер используют стали различных марок. Например, в США в эксплуатации находятся аппараты из углеродистых сталей SA-285 и SA-201, которые по химическому составу близки к отечественным сталям 15К и 20К. Широко применяют низколегированные стали SA-204 и SA-387, соответствующие отечественной стали 12ХМ, но отличающиеся от нее повышенным содержанием хрома и молибдена, что увеличивает предел жаростойкости металлов в условиях сульфидной коррозии. Механические свойства сталей SA-204 и SA-387 выше, чем у стали 12ХМ, а допускаемые температуры эксплуатации равны соответственно 510 и 650 °С. Для работы на высокосернистом сырье камеры изготавливаются из легированной стали марки 410, в которой содержится 11,5-13,5% хрома и отсутствует никель. По механическим свойствам сталь 410 несколько лучше отечественной стали 12Х18Н10Т, но допускаемая температура ее эксплуатации ниже . Кроме того, сварочные швы из стали 410 закаливаются на воздухе ,и требуется после-сварочная термическая обработка, что удорожает изготовление аппаратов.

На изготовление аппаратов, предназначенных для нагрева и охлаждения потоков сырья, продуктов и реагентов, затрачивается до 30 % общего расхода металла на все технологическое оборудование. От правильного выбора типа и конструкции теплообменник аппаратов, применяемых на тех или иных технологических установках, во многом зависят показатели работы всего производства . Высокая эффективность работы

Теплообменные аппараты смешения. В теплообменных аппаратах смешения тепло передается от одной среды к другой путем непосредственного контакта теплообменивающихся потоков. Такой метод передачи тепла позволяет значительно сократить расход металла на изготовление аппаратов. Однако применять этот способ можно только в тех случаях, когда допустимо смешение потоков. Например, воду можно нагреть за счет использования тепла водяного пара при их прямом смешении; тепло, выделяемое конденсирующимся паром, непосредственно воспринимается водой. Применение поверхностного аппарата в таких случаях является неоправданным.

На современном нефтеперерабатывающем заводе, где осуществляется глубокая переработка нефти, на изготовление аппаратов, предназначенных для нагрева и охлаждения, затрачивается около 30% металла от общего его расхода на все технологические установки. Эффективная, рациональная работа подобных аппаратов позволяет сократить расход топлива и электроэнергии, затрачиваемой на тот или иной технологический процесс, и оказывает существенное влияние па его технико-экономические показатели. Поэтому изучению устройства и работы этих аппаратов, а также освоению методов их расчета необходимо уделять особое внимание.

Теплообменные аппараты смешения. В теплообменных аппаратах смешения тепло передается от одной среды к другой путем непосредственного контакта теплообменивающихся потоков. Такой метод передачи тепла позволяет значительно сократить расход металла на изготовление аппаратов. Однако применять этот способ можно только в тех случаях, когда допустимо смешение потоков. Например, воду можно нагреть за счет использования тепла водяного пара путем прямого их смешения; тепло, выделяемое конденсирующимся паром, непосредственно воспринимается водой. Применение в данном случае поверхностного аппарата не оправдано.

В теплообменниках смешения передача тепла между теплообменивающимися средами происходит путем их непосредственного контакта. Такой способ передачи тепла позволяет значительно сократить расход металла на изготовление аппаратов. Однако их можно применять только в тех случаях, когда допустимо смешение потоков .

Давление в системе синтеза определяет как аппаратурное оформление процесса, так и интенсивность его протекания. С повышением давления, как правило, усложняются разработка и изготовление аппаратов, но оно позволяет уменьшить их габариты и способствует интенсификации процесса.

Специальные мероприятия по противокоррозийной и термозащите, а также использование новых многослойных конструкций позволяют значительно снизить расходы специальных сталей и вообще металлов на изготовление аппаратов колонного типа.

При статическом приложении нагрузки в ряде случаев допускается изготовление аппаратов из металлов, приобретающих хрупкость при пониженных рабочих температурах, но не имеющих дефектов, нарушающих однородность структуры и способствующих концентрации напряжений. Технология изготовления аппаратов из таких материалов должна исключать возможность возникновения высоких начальных напряжений в конструкции. К таким аппаратам можно отнести свободно опирающиеся емкости для жидких и газообразных продуктов, содержащихся в них под небольшим избыточным давлением, металлоконструкции неответственного назначения и др.