Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Совершенствование конструкций футеровок нагревательных печей

Диссертация: Совершенствование конструкций футеровок нагревательных печей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На основе теоретической и эксперементальной оценки напряженного состояния в армированных бетонных футеровках разработана новая конструкция подвижного способа закрепления анкерного устройства типа «стержень пластина», позволяющая повысить несущую способность футеровки нагревательной печи на 18−20%; Разработан подход к конструированию элементов фу-теровок нагревательных печей… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ видов и конструкций футеровок печей нефтепереработки и нефтехимии
    • 1. 1. Конструкции печей нефтепереработки и нефтехимии
    • 1. 2. Роль тепловой изоляции
    • 1. 3. Футеровочные материалы
    • 1. 4. Анализ условий эксплуатации футеровочных материалов в печах нефтепереработки и нефтехимии
    • 1. 5. Анализ частоты отказов, основных видов футеровочных материалов
    • 1. 6. Сравнительный анализ объемов ремонтных работ и экономических затрат на их проведение, для различных типов футеровочных материалов
    • 1. 7. Анализ адгезии материала футеровки к несущей металлоконструкции и роли армирования
  • Выводы
  • Цель и основные задачи диссертации
  • 2. Методика исследований
    • 2. 1. Методы для исследования основных свойств жаростойких бетонов
    • 2. 2. Установки для исследования основных свойств жаростойких бетонов
  • Выводы
  • 3. Исследования влияния состава бетона на его основные физико-механические и теплотехнические свойства
    • 3. 1. Исследования влияния массового соотношения заполнителей на основные физико-механические и теплотехнические свойства бетона
      • 3. 1. 1. Исследования прочности
      • 3. 1. 2. Исследования коэффициента теплопроводности
      • 3. 1. 3. Исследования линейного термического расширения
      • 3. 1. 4. Исследования водопоглощения
    • 3. 2. Исследования влияния расхода цемента на 1 м³ бетонной смеси на основные свойства бетонных изделии
      • 3. 2. 1. Исследования прочности
      • 3. 2. 2. Исследования коэффициента теплопроводности
      • 3. 2. 3. Исследования линейного термического расширения
      • 3. 2. 4. Исследования водопоглощения
  • Выводы
  • 4. Исследование влияния конфигурации анкерных устройств и способа их закрепления к несущей металлоконструкции на несущую способность футеровки
    • 4. 1. Исследование влияния конфигурации анкерных устройств на несущую способность футеровки
    • 4. 2. Исследования влияния способа закрепления анкерных устройств на несущую способность. ^
  • Выводы
  • 5. Разработка методов подбора состава и армирования монолитной футеровки нагревательной печи
    • 5. 1. Разработка методики формирования компонентного состава бетонной смеси

Совершенствование конструкций футеровок нагревательных печей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Трубчатые печи предприятий нефтепереработки и нефтехимии являются одним из основных видов оборудования установок нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

Трубчатые печи предназначены для нагрева углеводородного сырья и проведения реакционных процессов. Нагрев углеводородного сырья в трубчатых печах осуществляется путем передачи тепла от сгорания углеводородного топлива при радиантном и конвективном теплообмене.

Эффективность работы печных агрегатов заключается в способности всех основных элементов печи (трубчатый змеевик, футеровка, горелочные устройства и т. д.) выполнять свои функции.

Основной функцией футеровки трубчатой печи является изоляция зоны передачи тепла нагреваемой среде и снижение тепловых потерь. Футеровка печи обеспечивает также изоляцию несущего металлокаркаса печи от тепловых нагрузок. Неспособность футеровки выполнять свои функции ведет к увеличению теплопотерь и повышению затрат на энергоресурсы, что снижает эффективность технологических процессов в целом и приводит к возрастанию теплового воздействия на несущие элементы, что также может снизить «работоспособность печи.

Многолетний опыт эксплуатации трубчатых печей показывает, что применение различных типов футеровочных материалов должно осуществляться с учетом особенностей технологического процесса, в котором используется данная печь. При выборе футеровочного материала необходимо учесть также физико-механические и теплотехнические.

• б свойства материалов, их ремонтопригодность и экономические показатели.

До недавнего времени в качестве футеровочных материалов трубчатых печей нефтепереработки и нефтехимии применялись главным образом штучные огнеупоры, использование которых выявило ряд недостатков, к которым следует отнести высокие тепловые потери через швы, высокий удельный вес, высокие трудозатраты и стоимость строительных и ремонтных работ, а также высокую квалификацию ремонтного персонала.

Использование легковесных жаропрочных, монолитных бетонных конструкций позволяет устранить эти недостатки за счет использования более габаритных элементов и применения индустриальных методов изготовления футеровок.

Научно-исследовательские работы в области разработки футеровочных материалов, конструкций футеровочных элементов способных отвечать современным требованиям по теплотехническим, физико-механическим и экономическим показателям (низкая себестоимость, использование местных материалов) резко сокращено, что создает серьёзные проблемы в области изготовления и ремонта трубчатых печей.

Данная работа посвящена совершенствованию конструкций трубчатых печей, главным образом нагревательных, разработке способов армирования и способов подбора состава материала футеровок.

Основные направления исследований выполнены в соответствии с Государственной научно-технической программой Академии наук Республики Башкортостан (АНРБ) «Проблемы машиностроения, конструкционных материалов и технологии'' по направлению 6.2 «Надежность и безопасность технических систем в нефтегазохимическом комплексе» на 1996;2000'годы, утвержденной постановлением Кабинета Министров РБ № 204 от 26.06.96, а также по Федеральной целевой программе «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997;2000 годы (ФЦП «Интеграция») по государственному контракту № 28 «Создание совместного учебно-научного центра «Механика многофазных систем в технологиях добычи, транспорта, переработки нефти и газа» .

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов, содержит 140 страниц машинописного текста, в том числе 32 рисунка, 8 таблиц, список использованных источников из 71 наименования, приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1) Разработан подход к конструированию элементов фу-теровок нагревательных печей из керамзито-вермикулитового жаростойкого бетона, отвечающих условиям эксплуатации, что позволяет обеспечить требуемую работоспособность и ведет к снижению материальных затрат на их изготовление, эксплуатацию и ремонт;

2) Комплексный анализ показал, что основными свойствами керамзито-вермикулитового жаростойкого бетона, как материала футеровки нагревательной печи являются: прочность, теплопроводность, линейное термическое расширение, водопоглощение и удельный вес;

3) Обнаружен и объяснен эффект потери прочности ке-рамзит-вермикулитового жаростойкого бетона при увеличении массовой доли вспученного вермикулита в бетонной сме си;

4) Выявлено оптимальное массовое соотношение заполнителей (керамзит/вермикулит) 2:1 которое обеспечивает наилучшее сочетание физико-механических и теплоизоляционных свойств жаростойкого бетона, как материала монолитной футеровки нагревательной печи;

5) Выявлено влияние расхода цемента на 1 м³ бетонной смеси, которое позволяет обеспечивать механическую прочность и теплоизоляционные свойства футеровки в различных условиях эксплуатации, с учетом конструктивных особенностей печи;

6) На основе анализа и результатов проведенных исследований определена геометрическая форма пластинчатого фиксатора анкерного устройства типа стержень-пластина в виде треугольника, которая обеспечивает максимальную прочность армированных элементов конструкций монолитных футеровок нагревательных печей при применении анкеров данного типа;

7) На основе теоретической и эксперементальной оценки напряженного состояния в армированных бетонных футеровках разработана новая конструкция подвижного способа закрепления анкерного устройства типа «стержень пластина», позволяющая повысить несущую способность футеровки нагревательной печи на 18−20%;

8) Разработаны методики подбора компанентного состава бетонной смеси и расчета конструктивных размеров анкерных устройств, которые позволяют обеспечить максимальную механическую прочность при наилучших теплоизоляционных свойствах, с учетом режимов эксплуатации различных элементов футеровок нагревательных печей;

9) Методики подбора компанентного состава бетонной смеси и расчета конструктивных размеров анкерных устройств используются в учебном процессе при чтении лекций по курсу «Машины и аппараты химических производств» для студентов III курса специальности 17.05.00 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов», а также рекомендованы к использованию на ОАО «Башнефтехим» .

Показать весь текст

Список литературы

  1. Н.Р., Шарихин В. В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.-М.: Химия, 1987.- 304 с.
  2. Огнеупорные бетоны: Справочник/С.Р. Замятин, А. К. Пургин, Л. Б. Хорошавин и др.- М.: Металлургия, 1982.192 с.
  3. К.К., Кащеев И. Д., Мамыкин П. С. Технология огеупоров.- 4-е изд.- М.: Металлургия, 1988.528 с.
  4. Кац С. М. Высокотемпературные теплоизоляционные материалы.- М.: Металлургия.- 232 с.
  5. И.О. Процессы технологии огнеупоров.-М.: Металлургия, 1969.- М.: Металлургия, 1969.- 352 с.
  6. В. И. и др. Ремонт трубчатых печей (по опыту специализированного ремонтно-строительного треста «Башнефтехимремстрой») .- М.: ЦНИИТЭНефтехим, 2983.- 32 с.
  7. Сооружение промышленных печей. Справочник Монтажника.- М.: Стройиздат, 197 8.- 413 с.
  8. И.И. Технико-экономическая эффективность новых конструкций//Тезисы докладов всесоюзного совещания.- М.: 1981.- С. 4−9.
  9. С.Ф. и др. Опыт ремонта трубчатых подогревателей с футеровками из волокнистых огнеупорных материалов //Тезисы докладов всесоюзного совещания.- М.: 1981.- С. 84−85.
  10. И.И., Гранник В. Г. Теплоограждение печей нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностииз волокнистых огнеупоров//Тезисы докладов всесоюзного совещания.- М.: 1981.- С. 52−54.
  11. Я.М. Трубчатые печи в химической промышленности.- Л.: Химия, 1963.- 147 с.
  12. С.И. Огнеупоры и футеровки.- М.: Металлургия, 197 6.- 416 с.
  13. М.Ш. Проектирование и эксплуатация промышленных печей.- Л.: Химия, 1986.- 280 с.
  14. М.Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств.- М.: Машиностроение, 1984.- 232 с.
  15. С.В. Технологический расчет и конструктивное оформление нефтезаводских печей.- М.: Гостоптехиздат, 1952.- 239 с.
  16. Ц.А. Трубчатые печи.- М: Химия, 19 69.312 с.
  17. В.Я. и др. Монтаж сборных конструкций промышленных печей из жаростойкого бетона и железобетона.- М.: Стройиздат, 1985.- 163 с.
  18. К.Д. Состояние и перспективы развития научных исследований и применения жаростойких бетонов//Сб. тр. НИИЖБ.- М.: Стройиздат, 1981.- С.6−11.
  19. К.Д., Тарасова А. П. Жаростойкий бетон на портландцементе.- М.: Стройиздат, 1969, — 191 с.
  20. Г. Д., Загоскин В. Т. Производство и применение огнеупорных бетонов в тепловых агрегатах металлургического производства.- Свердловск, Кн. изд-во, 1977.- С.30−33.
  21. А.И., Трегубова И. А. и др. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и химической промышленности.- М.: Химия, 1982.-584 с.
  22. Круглов Н. К. Ямпольский, A.C., Баранова Т. Ф. и др.//Огнеупоры.- 1980, — № 7., С.12−13.
  23. И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов.- М.: Недра, 1986.- 354 с.
  24. ГОСТ 12 865 Вермикулит вспученный.
  25. ГОСТ 6137 Материалы алюмосиликатные. Технические условия.
  26. ГОСТ 4 071 Изделия огнеупорные. Метод определения предела прочности при сжатии.
  27. ГОСТ 2055 Метод определения адгезии бетона.
  28. А.Ф., Бабков В. В., Андреева В. П. Твердение минеральных вяжущих веществ.- Уфа: Башкирское книжное издательство, 1990.- 217 с.
  29. Огнеупорные изделия, материалы и сырьё. Справочник под ред. А. К. Карклита. М.: Металлургия, 1991.- 416 с.
  30. И.И., Трубицын М.А.// Огнеупоры.-1987.-№ 3. С.19−24.
  31. И. И., Бельмаз Н. С., Семыкина JI.H.// Огнеупоры.-1991.-№ 6. С.7−11.
  32. Г. А., Завада В. П., Кутняк В. В., Островой Д.Ю.// Проблемы прочности.-1988.-№ 4. С.114−117.
  33. В.А., Гогоци Г. А. Коррозия конструкционной керамики.- М.: Металлургия, 1989.- 199 с.
  34. Н.С., Мельникова Г. Г., Брагина Т. М., Казаков C.B.// Огнеупоры.-1989.-№ 4. С.32−38.
  35. В.Г., Волосникова А. В., Вяткин С. А. и др. Марочник сталей и сплавов.- М.: Машиностроение, 1989.- 640 с.
  36. Ю.Е., Трубицын М.А.// Огнеупоры.1990.-№ 12. С.1−8.
  37. JI.A., Серова JI.B.// Огнеупоры.-1990.-№ 12. С.8−11.
  38. Н.В., Чумак Л. И. 35.// Огнеупоры.-1990.-№ 12. С.15−17.
  39. Н.Б., Малютин А. А., Стрекотин В. В., Телегин А. С. // Огнеупоры.-1990.-№ 12. С.23−27.
  40. Т.В., Малышкин Ю. К., Беклемешева Л.С.// Огнеупоры.-1990.-№ 12. С. 4 6−48.
  41. Ю.А., Мавлютин М.А. .// Огнеупоры.-1993.-№ 5. С.23−28.
  42. В.П., Кутняк В.В.,// Огнеупоры.-1993.-№ 8. С.11−14.
  43. Н.С., Брагина Т.М. .,// Огнеупоры.-1995.-№ 8. С.10−13.
  44. Wibel Guido // Cim., betones, platres, chaux.-1987.-№ 4. P. 217−220.
  45. R.D. // Cim., betones, platres, chaux.-1993.-№ 6. P. 200−207.
  46. P.M. // Cim., betones, platres, chaux.1995.-№ 3. P. 217−220.
  47. E.T. // Cim., betones, platres, chaux.1996.-№ 1. P. 124−128.
  48. Grin R., Baurt G.// Cim., betones, platres, chaux.-1987 .-№ 3., P. 111−115.
  49. А. с. № 479 861 МКИ Е 04С 5/12. Анкер для закрепления арматуры.- Бюлл. Изобр. № 18, 1976.
  50. В.М., Бондаренко C.B. Инженерные методы нелинейной теории железобетона.- М.: Химия, 1982.- 162 с.
  51. Ю.В. Строительные конструкции, заводского изготовления.- М.: Химия, 1987.- 264 с.
  52. Ю.В., Миронков Б. А. Армоцементные конструкци.- М.: Химия, 1989.- 192 с.
  53. А. Б. Экспериментальные методы в строительной механике.- М.: Химия, 1983.- 167 с.
  54. А.Б. Коррозия бетона и железобетона. Справочник под ред. В. М. Москвина.- М.: Химия, 198 0 .187 с.
  55. Е.П. Расчет стержневых железобетонных элементов.- М.: Химия, 1988.- 246 с.
  56. Л.П. Температурная трещиностойкость массивных бетонных сооружений.- М.: Химия, 1986.- 226 с.
  57. Ю.В. Механика разрушения для строителей.-М.: Высшая школа, 1991.- 289 с.
  58. И.Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионно-стойкие материалы.- М.: Машиностроение, 1967.- 468 с.
  59. Е.М. Основы технологии аппаратостроения.- М.: Недра, 1967.- 468 с.
  60. Г. Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов.- М.: Машиностроение, 1978.- 327 с.
  61. А.с. № 1 491 882 МКИ СКЮ 9/20. Вертикальная трубчатая печь/И.Г. Ибрагимов, Е. А. Филимонов, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов и др.- Бюлл.Изобр. № 25, 198 9.
  62. А.Д., Хуснияров М. Х. К вопросу о Футеровках нагревательных печей. Тезисы докладов межотраслевого совещания Проблемы и перспективы развития АО «УНПЗ», Уфа 1995.- С.52−53.
  63. А.Л., Хуснияров М. Х. Футеровки нагревательных печей. Материалы Всероссийская научно-техническая конференция Проблемы нефтегазового комплекса России. Уфа 1995.- С. 190., Доклад по теме.
  64. А.Л., Хуснияров М. Х. Долговечность футеровки печи. II Всероссийская научно-техническая конференция Техническая диагностика, промышленная и экологическая безопасность, Уфа 1996 .- С. 97−98.
  65. А.Л., Хуснияров М. Х. Влияние массового соотношения заполнителей на работу футеровки печи. II Всероссийская научно-техническая конференция Техническая диагностика, промышленная и экологическая безопасность, Уфа 1996.-С.90−91.
  66. А.Л., Хуснияров М. Х. Современные футеровочные материалы. Материалы ХХХХУН-й конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа 19 96. т.1, С.156−157.
  67. А.Л., Хуснияров М. Х. О долговечность футеровки печи. Марушкинские чтения, Уфа, УГНТУ, 199 6. -С. 97−98.119
  68. А.Л., Хуснияров М. Х. К вопросу о составе монолитной футеровки нагревательной печи. Материалы ХХХХУШ-й конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа 1997, С. 189−190.
  69. А.Л., Хуснияров М. Х. К вопросу о повышении прочности материала футеровок печей нефтепереработки и нефтехимии. Механика деформируемых тел и конструкций. Межвузовский научный сборник. Уфа, УГАТУ, 1998 С. 54−62.
  70. А.Л., Хуснияров М. Х. Повышение прочности материала монолитных футеровок печей нефтепереработки и нефтехимии. Десять лет эксперимента на кафедре МАХП, сборник тезисов и научных статей, Уфа, УГНТУ, 1997.-С.83−84
  71. А.Л., Хуснияров М. Х. К вопросу о повышении прочности материала футеровок печей нефтепереработки и нефтехимии. Нефть и газ, № 3, 1998 С. 74−76.
  72. Расчет потолочного модуля типовой двускатной нагревательной печи шатрового типа.1. Выбор расчетной схемы.
  73. Рисунок 2 Расчетная схема панели.
  74. Крепление панелей в верхней части шарнирное, а в нижней части свободное с фиксирующим элементом. Таким образом, расчетная схема панели имеет вид в соответствии с рис. 2.зово)ч
Заполнить форму текущей работой

На отлично!