Разработка царгового колонного аппарата для ректификации нефти

1. Сборочный чертеж корпуса А2.
2. Разъем корпуса в сборе А2:

Указаны размеры для справок.

Неуказанные предельные отклонения размеров: H14, h14, ±IT14/2.

Технические требования по ОСТ 26-2011-83.

Для аппаратов, работающих при температуре от минус 70 ºС до плюс 475 ºС – сталь 09Г2С-7 категорий.

Поковки из сталей марок 16Г2С должны испытываться на ударный изгиб при температуре стенки ниже минус 40 ºС значение ударной вязкости должно быть не менее 30 Дж/см² (3 кгс/см²).

3. Сборочный чертеж колонны А1 с таблицей штуцеров и люков:

Давление:

- расчетное внутреннее – 1,9 МПа

 - пробное при гидроиспытании – 3,037 МПа

 - рабочее (абсолютное) – 1,7 МПа

Температура:

 - рабочая температура среды – 260 ºС

- минимально допустимая отрицательная температура стенки аппарата, находящегося под давлением – минус 36 ºС

- абсолютно минимальная отрицательная температура наружного воздуха района установки аппарата – минус 36 ºС

- средняя самой холодной пятидневки района установки аппарата – минус 36 ºС

Характеристики среды:

- класс опасности по ГОСТ 12.1.004-76 – 2

 - пожароопасность ГОСТ 12.1.001-91 – пожароопасная

- группа взрывоопасности по ГОСТ Р51330.05-99 – Т1

- наименование рабочей среды – нефть

Прибавка на коррозию – 2,8 мм

Расчетный срок службы – 10 лет

Число циклов нагружения аппарата за весь срок службы – 1000

Группа аппарата для контроля сварных соединений по ОСТ 26-291-94 – 5а

Аппарат подлежит действию ПБ 03-584-03 «Правила проектирования, изготовления и приема сосудов и аппаратов стальных сварных». На аппарат не распространяются действия правил ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

Выбор материала, изготовление, испытание, консервация и поставка аппарата производится в соответствии с ПБ 03-584-03 «Правила проектирования, изготовления и приема сосудов, работающих под давлением», ОСТ 26 291-94. Приемка и эксплуатация аппарата должна производиться по РУА-93 «Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов».

Обработанные неокрашенные поверхности покрыть смазкой ЗТ5/5-5 ГОСТ 19537-83. F=1 м².

Требования по пожарной безопасности на объекте, где устанавливается настоящее оборудование, должны соответствовать ГОСТ 12.1.004-91.

Класс герметичности 5-ый по ОСТ 26-11-14-88. Испытание на герметичность в процессе гидроиспытания.

Неуказанные предельные отклонения размеров механически обрабатываемых поверхностей: H14, h14, ±IT14/2, для поверхностей без механической обработки, а также между обработанной и необработанной поверхностями для размеров до 500 мм: H17, h17, ±IT17/2; от 500 до 3150 мм: H16, h16, ±IT16/2, свыше 3150: H15, h15, ±IT15/2.

Аппарат теплоизолируется.

4. Чертеж опоры в сборе А2:

В местах пересечения швов днища колонны с опорой в обечайке выполнить вырезы.

Истинное расположение отверстий на виде сверху.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 72 страницах, где описана разработка царгового колонного аппарата с насыпной насадкой для процесса ректификации нефти.

          Исходные данные:

• Внутренний диаметр – 400 мм;
• Высота аппарата – 9990 мм;
• Объем – 1,3 м³;
• Рабочая температура обрабатываемой среды – 260ºС;
• Рабочее давление – 1,7 МПа;
• Обрабатываемая среда – нефть, взрывопожароопасная;
• Плотность при рабочей температуре – 609,4 кг/м³;
• Вязкость – 0,647*10^-6 м²/с.

Аппарат разъемный и состоит из трех царг, крышки, эллиптического днища, сетчатого отбойника, опорных решеток, двух распределительных тарелок ТСН-2 и тарелки ТСН-3. Три насыпные насадки, которые установлены вдоль оси аппарата вертикально, служат рабочими зонами контакта. Аппарат устанавливается в несейсмичном 3 ветровом районе, где минимальная температура холодной пятидневки минус 36. Приведен рисунок схемы аппарата.

К основным расчетным параметрам относится:

• группа аппарата – первая;
• расчетная температура – 260ºС;
• расчетное давление – 1,9 МПа;
• допускаемое напряжение при 20ºС – 183 МПа;
• допускаемое напряжение при 260ºС – 142,8 МПа;
• пробное давление для испытания – 3,037 МПа;
• модуль упругости материала – 1,75*10⁵ МПа;
• коэффициент температурного расширения – 15,59*10⁶*1/ºС;
• прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов – 2,8 мм.

Выполнен расчет на прочность и устойчивость узлов и деталей корпуса аппарата, а именно царги и эллиптического днища. Данные результатов расчетов для днища занесены в таблицу:

Определены размеры укрепляющих элементов – штуцеров. Приведены рисунки расчетной схемы штуцера и его конструкции. Материал – сталь 09Г2С. Показана таблица размеров штуцеров, примененных в данном проекте. Определены расчетные диаметры укрепляемых элементов для цилиндрической царги – 400 мм, для эллиптического днища – 800 мм. Высчитаны расчетные диаметры отверстия, толщины стенки, длины внешней и внутренней частей для каждого вида штуцера. Отверстия считаются одиночными, т.к. они не оказывают влияния друг на друга. Рассчитано условие укрепления одиночных отверстий, по которому сделан вывод, что часть отверстий требует укрепления. Далее проведен расчет укрепления, результаты которого показаны в табличном виде. В качестве укрепления применены укрепляющие кольца.

Подобрана и рассчитана конструкция фланцевого соединения для разъема корпуса. Для разъема корпуса выбран фланец приварной встык 3 типа, с выступом и впадиной по ОСТ 26-427-79. Применена прокладка из асбестового картона. Определены размеры втулки фланца, прокладки, найдено количество болтов, рассчитаны болтовое и фланцевое соединения, проведена проверка по напряжениям. Результаты расчетов приведены в таблице:

Рассчитан вес аппарата в рабочих условиях с учетом веса всех конструктивных элементов. Вес составил – 41 кН. Выбрана цилиндрическая опора 3 типа по ОСТ 26-467-78 и определен ее вес – 0,93 кН.

Представлена расчетная схема аппарата для определения ветровой нагрузки. Расчет проведен при помощи программы «WETER», результаты которого приведены в приложении.

Выполнен расчет аппарата на прочность и устойчивость в результате совместного действия всех нагрузок. Проверка проведена в трех сечениях на разной высоте. Все результаты представлены в табличном виде. Также на прочность и устойчивость рассчитана опора аппарата.

Спецификация – 5 листов

В программе: Компас 3D v