Расчеты на статическую и циклическую прочность трубопроводной системы коллекторов сырья, выхода воздуха и опорожнения реакторного блока цеха №   … завода… ПАО «НКНХ» в соответствии с требованиями норм РТМ 38.001-94

Заключение

По результатам разработок и многопараметрических расчетных исследований высокотемпературных коллекторов сырья, выхода воздуха и опорожнения реакторного блока ДБО-2 цеха №  5904 производства ДБО ПАО «НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ», выполненных в ЗАО НИЦ СтаДиО по договору №  2015-НКНХ-17 от 26.11.2015 г., можно сформулировать следующие выводы и рекомендации.

1.        Разработаны подробные расчетные пространственно-стержневые модели (с учетом повышенной оболочечной податливости отводов и тройников, в сертифицированном программном комплексе АСТРА-НЕФТЕХИМ) системы высокотемпературных трубопроводов реакторного блока, включающей три коллектора: сырья, выхода воздуха и опорожнения.

2.        Определены расчетные перемещения, нагрузки на опоры и напряжения в элементах, нагрузки (силы и моменты) на патрубки оборудования и опоры, необходимые для проектирования и оценки прочности оборудования и строительных конструкций.

3.        Проведена оценка статической и циклической прочности элементов высокотемпературных коллекторов по нормативным требованиям РТМ 38.001-94. Все элементы коллекторов сырья, выхода воздуха и опорожнения удовлетворяют критериям статической и циклической прочности при проектной компоновке трубопроводов и оборудования, типоразмерах деталей, расстановке и типе опор, за исключением:

1) во всех тройниках 711,2×5– 219,1×6,4 коллектора сырья в зоне печи В-101 расчетные напряжения превышают допускаемые по критериям статической прочности при действии всех нагрузок (этап 2) в 5,1 раз, по критериям циклической прочности в 1,7 раз, по критериям длительной циклической прочности в 9,9 раз;

2) в тройнике 914,4×12– 355,6×4 (с накладкой на магистраль) коллектора сырья в зоне реактора R-101 расчетные напряжения превышают допускаемые по критериям статической прочности при действии всех нагрузок (этап 2) в 1,6 раз, по критериям циклической прочности в 1,01 раз, по критериям длительной циклической прочности в 2,6 раз;

3) в тройнике 914,4×12– 355,6×4 (с накладкой на магистраль) коллектора сырья в зоне реактора R-108 расчетные напряжения превышают допускаемые по критериям статической прочности при действии всех нагрузок (этап 2) в 3,38 раз, по критериям длительной циклической прочности в 3,38 раз.

Также для некоторых деталей коллектора выхода воздуха отмечены значительные перемещения:

4) переход 1824,8×6 – 2539×6 в зоне котла утилизатора;

5) переход 2583×6 – 3053×6 в зоне котла утилизатора.

Для введения расчётных напряжений в вышеуказанных деталях в рамки допустимых значений рекомендуется и обосновано настоящими расчетными исследованиями:

1) для тройников коллектора сырья в зоне печи В-101 предусмотреть установку дополнительных пружинных подвесок в середине горизонтальных участков (отметка +18,500), а также накладку, толщиной 5 мм, на магистраль тройника 711,2×5– 219,1×6,4;

2) для тройника коллектора сырья в зоне реактора R-101 предусмотреть установку дополнительной пружинной подвески в середине пролёта между компенсаторами Ex-108 и заменить предполагаемые проектом жёсткие подвески в зоне компенсатора Ех-107 пружинными подвесками;

3) для тройника коллектора сырья в зоне реактора R-108 предусмотреть установку дополнительной пружинной подвески в зоне компенсатора Ех-110/2 (на дальнем от перехода 450×5 – 900×6 торце компенсатора);

4) для перехода 1824,8×6 – 2539×6 коллектора выхода воздуха в зоне котла утилизатора рекомендуется установка двух дополнительных направляющих опор;

5) для перехода 2583×6 – 3053×6 коллектора выхода воздуха в зоне котла утилизатора рекомендуется установка дополнительной направляющей опоры.

4. Кроме того, для ряда компенсаторов коллектора сырья имеются превышения допустимых взаимных перемещений торцов для исходного проектного варианта:

— в компенсаторе Ex-110/1 и Ех-110/2 расчётные осевые перемещения торцов не совпадают по знаку с допустимыми;

— в компенсаторе Ex-109 в зоне реактора R-101 расчётные угловые перемещения превышают допускаемые в 1,13 раз;

— в компенсаторах Ex-108 в зоне реактора R-101 и в зоне компенсатора Ех-106 расчётные угловые перемещения превышают допускаемые в 2,35 и в 8,4 раза соответственно;

— в компенсаторах Ex-106 в зоне компенсатора Ex-108 расчётные угловые перемещения превышают допускаемые в 6,45 раз.

Рекомендуется выполнить следующие мероприятия, обоснованные дополнительными расчетами:

1) Компенсаторы Ex-110/1 и Ех-110/2, работающие в осевом направлении только на сжатие, рекомендуется заменить на аналогичные с возможностью осевого растяжения;

2) Компенсаторы Ех-106, Ех-108, Ех-109 вводятся в рамки допустимых значений перемещений при изменении ориентации одного из них, компенсатора Ех-106 (вертикальный участок после реактора R-101). В проектном варианте ось петель компенсатора расположена параллельно осям реакторов. Компенсатор необходимо развернуть на 90 градусов вокруг своей оси, таким образом, чтобы ось петель стала параллельна оси коллектора сырья в зоне реакторов и соосна с аналогичным ему компенсатором Ех-106, расположенным в зоне печи В-101.

Составлена сводная ведомость элементов трубопровода и опорно-подвесной системы, выбранных и обоснованных с учетом рекомендаций пп.4,5.