ПОВРЕЖДЕНИЕ ЗМЕЕВИКОВ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ ИЗ-ЗА ФАЗОВОГО РАССЛОЕНИЯ НАГРЕВАЕМОЙ СРЕДЫ

Ю. А. Бадьин

Аннотация


При эксплуатации нагревательных трубчатых печей с огневым обогревом в ряде случаев происходят повреждения основного металла и сварных соединений змеевиков, несущие риск пропуска горючего продукта и пожара. До сих пор не дано расчетного обоснования возникновения повреждений основного металла и сварных соединений змеевиков печей в виде растрескивания. Как правило, в качестве механизма повреждения предлагается коррозионное растрескивание от воздействия различных рабочих сред или ошибки технического персонала. Ограничение рассматриваемых механизмов повреждения не дает возможности разработки эффективных мер предотвращения повреждений. Актуальной является задача расчетного обоснования возникновения повреждений, предметом чего является настоящая статья. Для достоверности рассмотрение проводится на примере трубчатой печи создания горячей струи в вакуумной колонне установки АВТ. На 4-ом году эксплуатации на змеевике печи произошел прогар по основному металлу выходной трубы змеевика. В статье предлагается механизм повреждения змеевиков печей вследствие процесса расслоения парожидкостной смеси в горизонтальных трубах. Поскольку коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к газовой фазе по сравнению с жидкой фазой значительно меньше, то теплосъем в верхней части трубы затрудняется, что обуславливает повышенную температуру стенки и перепад температур между верхней и нижней частями труб. Изложение иллюстрируется результатами тепловизионного контроля печи и осмотра поврежденной трубы. Рассматривается модель образования внутренних усилий вследствие стесненности температурных деформаций в условиях перепада температур. В статье поставлена и решена задача напряженно-деформированного состояния металла при возникновении дополнительных нагрузок вследствие образования перепада температур из-за явления фазового расслоения продукта в горизонтальных трубах. Расчетное исследование указывает на виды и места повреждений труб, обусловленные явлением фазового расслоения нагреваемого продукта, результаты исследования подтверждаются данными эксплуатации.

Ключевые слова


трубчатые нагревательные печи с огневым обогревом;фазовое расслоение;механизм повреждения;напряженно-деформированное состояние;

Полный текст:

PDF

Литература


Бадьин Ю.А., Решетов В.Ф. Влияние фазовой неоднородности нагреваемого сырья на эффективность трубчатых печей // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2015. № 1 (154). С. 89-93.

Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: В 2 Ч. Теоретические основы процессов химической технологии. М.: Химия, 2002. Часть 1. 399 с.

Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов. М.: Машгиз, 1962. 455 с.

Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. М.: Лань, 2010. 657 с.

Дьяков И.Ф., Чернов С.А., Черный Н.Н. Метод конечных элементов в расчетах стержневых систем. Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2010. 133 с.

Колосков М.М., Долбенко Е.Т., Каширский Ю.В. Марочник сталей и сплавов / Под ред. А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2001. 672 с.

РТМ 26-02-67-84. Руководящий технический материал. Методика расчета на прочность элементов печей, работающих под давлением. М.: Союзнефтехиммаш, 1984. 17 с.

Трубчатые печи: Каталог. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1998. 40 с.

Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. М.: Машиностроение, 1978. 328 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2021-4-121-131

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 Ю. А. Бадьин

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.