Снижение повреждений в металле труб печей пиролиза в процессе паро-воздушного выжига

• Автор: Чиркова, Алена Геннадиевна
• Шифр специальности: 05.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Эксплуатационная надежность печей.
1.1 Технологические особенности процесса пиролиза
1.2 Описание конструкций печей пиролиза
1.3 Основные показатели надежности
1.4 Методы расчета надежности
1.5 Расчет показателей надежности
1.6 Комплексные показатели надежности
1.7 Расчет вероятности безотказной работы печи
Глава 2 Накопление повреждений в змеевике печей пиролиза
2.1 Анализ условий эксплуатации печей с выявлением характерных дефектов
2.2 Методы исследования металла труб
2.3 Методика определения физико-механических свойств металла труб и их кристаллической структуры
Глава 3 Методика расчета напряжений, возникающих в трубе змеевика печи пиролиза при проведении паро-воздушного выжига
3.1 Расчет напряжений в трубе по схеме сопряжения двух цилиндров со скачкообразным изменением температуры
3.2 Расчет напряжений в трубе с учетом длины локального перегрева
3.3 Определение напряженно-деформированного состояния труб в условиях паровыжига по схеме сопряжения цилиндра и сферы
3.4 Определение времени действия локальных напряжений при проведении паро-воздушного выжига
3.5 Определение разрушающих напряжений и долговечности
Глава 4 Анализ причин намагничивания немагнитной стали
20Х23Н18 в процессе накопления повреждений и разработка метода раннего диагностирования ИЬ
4.1 Сравнительное изучение магнитных свойств и микроструктуры различных зон деформирования печной трубы -/-/5'
Общие выводы 42.Р
Список использованных источников
Приложения 4Ъ8

Введение
Трубчатые нагревательные и реакционные печи, в частности печи пиролиза, являются одними из основных энергетических агрегатов на технологических установках нефтепереработки и нефтехимии.
Печи, также как и другое технологическое оборудование заводов Башкирии имеют длительный срок эксплуатации, доходящий до 30-40 лет, моральный и физический износ которых составляет 80-90%.
Объектом исследования являются печи пиролиза, эксплуатируемые в достаточно жестких условиях: высоких температур (800-900 °С) и давления. Наиболее ответственным элементом печи является трубчатый змеевик, который изготавливается из жаропрочных сталей (сталь 20Х23Н18). Особенностью эксплуатации печей пиролиза являются высокие температуры, что обусловливает интенсивное коксоотложение на внутренней поверхности труб. Неравномерное отложение кокса ведет к неравномерному перегреву труб змеевика с образованием локальных участков перегрева. Причем удаление кокса производится паро-воздушным выжигом с периодичностью 2 раза в месяц, который также сопровождается повышением температуры стенки трубы до 1100 °С. Нестабильный режим работы установок, несоблюдение режима пуска и остановки, неполный и некачественный ремонт, интенсивное коксоотложение и последующий паро-воздушный выжиг влекут за собой возникновение дефектов труб, которые не выявляются на ранних стадиях их зарождения и не обнаруживаются современными методами диагностики. Отсутствуют также и методы расчета напряжений, возникающие в змеевике в процессе эксплуатации и паро-воздушного выжига (паровыжиг).
Высока[я стоимость материалов змеевика, а также частые простои снижают экономическую эффективность всего процесса. Поэтому существует необходимость в разработке методов раннего обнаружения дефектов трубчатого змеевика на основе изучения изменения структуры и

элементов печи и полученные результаты вероятности безотказной работы, строятся графики распределения (рисунки 9-14) [49].
По графическому методу, описанному в подразд.1.7, выявляются законы распределения.
Так, например, для узла ввода поташа (рисунок 9) прослеживается экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы. Наибольшее отклонение 0=0,1 и величина критерия согласия Колмогорова
О л/п = ОД л/14 = 0,374 < 1. (23)
Получается, что сроки службы горелок, подвесок, футеровки, элементов змеевика подчиняются закону распределения Вейбулла.
Сроки службы узла ввода поташа и термокармана ближе к экспоненциальному закону распределения.
Таблица 3 - Расчет узла ввода поташа
№ 1 Р(1) ОД А Ь(1)
1 73 0,049 0,951 13 0,0053 0,0056
2 86 0,118 0,882 69 0,0010 0,0011
3 155 0,188 0,813 7 0,0099 0,0122
4 162 0,257 0,743 6 0,0116 0,0156
5 168 0,326 0,674 22 0,0032 0,0047
6 190 0,396 0,604 40 0,0017 0,0029
7 230 0,465 0,535 11 0,0063 0,0118
8 241 0,535 0.465 27 0,0026 0,0055
9 268 0,604 0,396 278 0,0002 0,0006
10 546 0,674 0,326 119 0,0006 0,0018
11 665 0,743 0,257 185 0,0004 0,0015
12 850 0,813 0,188 184 0,0004 0,0020
13 1034 0,882 0,118 57 0,0012 0,0103
14 1091 0,951 0,049