РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ТРУБЧАТЫЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ.
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ,
ИЗГОТОВЛЕНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
РД 3688-00220302-003-04
ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ» 2004 г.
СОГЛАСОВАНО
Начальник управления по надзору
в химической, нефтехимической и
нефтеперерабатывающей промышленности
А.А. Шаталов.
Письмо № 11-11/379 от 23.04.2004 г.
Зам. начальника управления Л.Н. Ганьшина
УТВЕРЖДАЮ
Генеральный директор ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ»
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ
РД 3688-00220302-003-04
ТРУБЧАТЫЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ.
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ,
ИЗГОТОВЛЕНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ.
ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ»
Заместитель Генерального директора В.А. Емелькина
Заведующий отделом № 30 А.Н. Бочаров
Заведующий лабораторией ЗОЛЗ И.M. Королёв
Научный сотрудник отдела № 41 И.Д. Джалилова
Заведующий отделом № 18 А.А. Казённов
Заведующий лабораторией 18ЛЗ В.Н. Греков
Заведующий сектором 18С2 Г.В. Филатов
Главный конструктор проекта В.И. Мешков
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РД
1.1. Настоящий руководящий документ распространяется на вновь разрабатываемые и реконструируемые нагревательные трубчатые печи нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической промышленности, работающие при температуре стенки трубы змеевика до 650 °С и рабочим давлением до 16,0 МПа (160 кгс/см2) и минимальной тепловой мощностью от 0,1 МВт. Змеевики печей, работающие при температуре стенки трубы змеевика выше 650 °С, должны соответствовать РД 3689-001-00220302/31-2004 «Трубы радиантные и их элементы для реакционных трубчатых печей. Требования к проектированию, изготовлению и поставке».
1.2. Трубчатая печь - это огнетехническое сооружение, в котором тепло, высвобождающееся при горении топлива (топлив) передается продукту (продуктам), находящемуся в трубчатых змеевиках, размещаемых в теплоизолированных изнутри камерах. Нагревательными считаются трубчатые печи, в которых имеет место нагрев или нагрев, сопровождающийся испарением (перегревом) продукта.
1.3. Настоящий РД устанавливает общие технические требования к проектированию, изготовлению и эксплуатации трубчатых печей.
1.4. Трубчатые печи относятся к техническим устройствам, применяемым на опасном производственном объекте, и, в соответствии с «Постановлением Госгортехнадзора России о порядке выдачи разрешений на применение технических устройств на опасных производственных объектах» от 14.06.2002 г., должны иметь разрешение на применение. Проектная документация на строительство и реконструкцию трубчатых печей подлежит согласованию с органами Госгортехнадзора.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ
2.1. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТОВ
2.1.1. Основным исходным документом для разработки проекта печи является Техническое задание по ГОСТ Р 15.201.
При разработке Технического задания рекомендуется использовать опросный лист, содержащий следующую информацию:
- полное наименование установки, организации - владельца, места расположения;
- технологическое назначение печи;
- тип печи;
- полную характеристику нагреваемых продуктов (фракционный состав по ИТК, наличие и содержание коррозионно-опасных компонентов, температуру и давление на входе и выходе из печи или требуемую долю отгона продукта на выходе из печи при фиксированных входных параметрах);
- полную характеристику топлив: жидких и газовых, включая содержание вредных примесей;
- допускаемое минимальное значение КПД печи;
- потребность в пароперегревателе и параметры пара на входе и выходе из печи (расход, температуры и давления);
- необходимость подачи пара или другого турбулизатора в змеевик;
- потребность в воздухоподогревателе;
- агент пожаротушения (водяной пар, азот или др.);
- тип системы очистки наружной поверхности конвективных змеевиков, ее расположение;
- количество и расположение штуцеров пожаротушения;
- расположение штуцеров под датчики приборов КИП и А;
- расположение воздушных и дренажных штуцеров;
- расположение и размеры площадок, маршевых лестниц и площадок;
- габаритные размеры с учетом вспомогательного оборудования (дымососы, вентиляторы, отдельно стоящие дымовые трубы, выносные секции воздухоподогревателей и прочее) и специфические требования.
2.1.5. В состав проекта печи должно входить задание на разработку проекта фундаментов под печь, включающее следующую информацию:
- количество и расположение фундаментных опор;
- размеры фундаментных опор;
- размеры и размещение фундаментных болтов;
- реакции на все виды статических и динамических нагрузок, включая ветровую и сейсмическую: усилия и моменты от нагрузок.
2.1.6. Технические условия и эксплуатационные документы выполняются по ЕСКД в соответствии с ГОСТ 2.114 и ГОСТ 2.601.
3. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ
3.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1.1. Трубчатая печь включает в себя:
- оборудование (змеевики продуктовые, змеевики, предназначенные для выработки и/или перегрева водяного пара, воздухоподогреватели), подвески, решётки и опоры для змеевиков;
- горелочные устройства (на газовом, мазутном или комбинированном топливе; с наддувом или самососные);
- гарнитуру (люки-лазы, гляделки, взрывные окна, шибера);
- тепло ограждение (футеровка, теплоизоляция);
- металлоконструкции (несущие и ограждающие, лестницы, марши и стремянки, газоходы, воздуховоды, трубопроводы, дымовые трубы);
- тягодутьевые машины (вентиляторы и дымососы).
3.1.2. Тип печи определяется формой радиационной камеры, взаимным расположением камер радиации и конвекции, конфигурацией радиантного змеевика, расположением горелок.
Различают:
- печи цилиндрические, коробчатые;
- печи однокамерные, многокамерные;
- печи с вертикальным, горизонтальным, винтовым радиантным змеевиком;
- печи с подовыми, сводовыми, настенными горелками; с расположением горелок на боковых, торцевых стенах, в один или несколько ярусов.
3.1.3. Конструкция трубчатой печи выбирается проектировщиком и согласовывается с заказчиком.
3.1.4 Конструкция трубчатой печи и её элементов должна обеспечивать надежность, долговечность и безопасность при изготовлении, монтаже и эксплуатации на расчетных параметрах в течение расчетного ресурса безопасной работы, а также возможность технического освидетельствования, технического диагностирования, очистки, продувки, пропарки, промышленного ремонта и эксплуатационного контроля металла.
Должны предусматриваться условия для быстрой замены труб змеевика, снятия-установки горелок.
3.1.5. В многопоточных печах должна обеспечиваться тепловая и гидравлическая симметрия всех потоков.
3.1.6. Количество потоков в печи должно быть минимально возможным. Не допускается объединение или разветвление потока в пределах печи.
3.1.7. Первый ряд конвективного змеевика, в случае непосредственного облучения от факела горелки, приравнивается по условиям работы к радиантному змеевику.
3.1.8. При расчете коэффициента полезного действия печи следует принимать коэффициент избытка воздуха на выходе из печи равным:
для жидкого топлива
|
1,25
|
для газового топлива
|
1,2
|
для естественной тяги
|
1,2
|
для принудительной тяги
|
1,15
|
3.1.9. Тепло напряженность топочного объема, рассчитанная по полезно воспринятому теплу, не должна превышать 124 кВт/м3 для печей с жидким топливом или 165 кВт/м3 для печей с газовым топливом.
3.1.10. Среднее тепло напряжение радиантных труб в топке не должно превышать 40 тыс. ккал/час · м2, исключая многопоточные змеевики двухстороннего обогрева печей риформинга.
3.1.11. Конструкция печи должна обеспечивать тягу по всему тракту продуктов сгорания, необходимую для работы выбранных горелок и удаления продуктов сгорания.
3.1.12. Конструкция печи должна обеспечивать возможность беспрепятственного перемещения от температурных деформаций всех элементов печи на всех режимах ее работы.
3.1.13. Шаг радиантных труб, как правило, не должен превышать двух диаметров трубы.
3.1.14. В конвекционной камере должно быть зарезервировано место для возможного размещения в ней двух рядов дополнительных труб.
3.1.15. Во всех случаях, по крайней мере, три первых ряда труб конвективного змеевика по ходу продуктов сгорания должны быть гладкими.
3.1.16. При применении труб с развитой поверхностью (оребренных или ошипованных) в конвективном змеевике в случае использования жидкого топлива должна предусматриваться система очистки наружной поверхности труб.
3.1.17. Обдувочные устройства должны устанавливаться между рядами труб из расчета обдувки более двух рядов в каждом направлении с перекрытием их радиуса действия до 15 % (по длине конвекции). Могут быть установлены устройства газоимпульсной очистки. Управление системой очистки рекомендуется осуществлять по методике АООТ «НПО ЦКТИ».
3.1.18. Управление обдувочными устройствами должно осуществляться со щита, установленного на площадке обслуживания конвекционной зоны.
3.1.19. При установке более 6 обдувочных устройств должна быть предусмотрена дополнительная система, обеспечивающая автоматический пуск всех устройств в заданной последовательности нажатием одной кнопки.
3.1.20. Расстояние от крайних в ряду труб конвективного змеевика до поверхности футеровки должно быть минимально возможным.
3.1.21. Расстояние от радиантных труб до поверхности футеровки должно составлять от одного до полутора диаметров трубы, но не менее 100 мм. Минимальное расстояние от оси горизонтальной радиантной трубы до поверхности футеровки пода должно быть не менее 300 мм.
3.1.22. Конструкция печи должна позволять замену отдельной трубы без демонтажа всего змеевика.
3.1.23. Расстояние от оси горелок до ближайших труб экрана должно быть не менее 1100 мм. Для специальных печей и печей малой мощности возможны исключения.
3.1.24. Высоту пола отмостки или площадки обслуживания до низа выступающих частей коммуникаций и оборудования в местах регулярного прохода обслуживающего персонала следует принимать 2,0 м, а в местах нерегулярного прохода - 1,8 м.
3.1.25. Каждая топка в печах коробчатого типа должна иметь два люка лаза с минимальными размерами в свету 600×600 мм, или дверь 1600×600 мм.
В поду вертикальной цилиндрической печи должен быть предусмотрен, как минимум, один люк-лаз в свету - 450×450 мм.
На своде каждой радиантной камеры вертикальной печи должен быть предусмотрен, как минимум, один монтажный люк размерами в свету не менее 450×600 мм.
У основания дымовой трубы и на газоходе должны быть предусмотрены по одному люку-лазу размерами в свету не менее 600×600 мм, обеспечивающему доступ к шиберу.
3.1.26. Количество и расположение гляделок должно быть достаточным для визуального контроля состояния труб радиантного змеевика, трубных кронштейнов, пламени всех горелок, футеровки.
3.1.27. Для безопасной эксплуатации печи должны быть предусмотрены взрывные окна не менее одного на каждые 100 м3 объема с общим проходом не менее 500×500 мм в безопасном для персонала месте или с отводом продуктов взрыва в безопасное для персонала место. Допускается не устанавливать взрывные предохранительные устройства в топочной камере трубчатой печи, если это обосновано проектом и согласовано с организацией - владельцем печи.
3.1.28. Для профилактической очистки площадок к печам должен быть подведен пар низкого давления с присоединением шланга, а для ремонтного освещения - низковольтное освещение во взрывобезопасном исполнении.
3.1.29. Конструкция уплотнений входных и выходных труб змеевиков должна обеспечивать возможность перемещения труб при термическом удлинении без нарушения герметичности данного узла. При этом должно гарантироваться исключение подсосов атмосферного воздуха.
3.1.30. Выход из строя тягодутьевых машин в процессе эксплуатации не должен приводить к необходимости остановки печи. Кроме резервирования тягодутьевых машин, должен быть предусмотрен байпас по продуктам сгорания в дымовую трубу.
3.1.31. Деление трубчатой печи на поставочные блоки должно быть отражено в технической документации с указанием массы поставочных блоков и мест расположения монтажных стыков. Монтажные стыки должны располагаться в местах, удобных для проведения сварочных работ.
3.1.32. Ориентировочная масса поставочного блока трубчатой печи, не требующая согласования с монтажной организацией и заказчиком, составляет 15,0 тонн. При формировании поставочных блоков большей массы требуется согласование с монтажной организацией и заказчиком.
3.1.33. При конструировании трубчатой печи следует учитывать нагрузки, возникающие при монтаже и зависят от способа монтажа, также при гидравлическом испытании змеевиков.
3.1.34. Поставочные блоки трубчатой печи должны иметь стандартные строповые устройства. Строповые устройства должны быть рассчитаны на фактическую массу поставочного блока, нагрузки, возникающие при монтаже и зависящие от способа монтажа, разработка строповых устройств производится на стадии рабочего проектирования.
3.1.35. Расчет на прочность элементов трубчатой печи следует проводить в соответствии с действующей нормативно-технической документацией, согласованной с Госгортехнадзором РФ. При отсутствии стандартизированного метода расчёт на прочность должен выполнять разработчик печи.
Температура стенок труб змеевиков не должна превышать величины, принятой в расчетах на прочность.
3.1.36. Температура нагреваемого продукта (сырья) на выходе из печи должна назначаться с учетом сопротивления трансферных линий, а также требуемой величины доли отгона на входе в следующем за печью аппарате.
3.1.37. При невозможности обеспечения свободного теплового расширения отдельных элементов трубчатой печи, в расчетах на прочность необходимо учитывать дополнительные напряжения.
3.1.38. Участки элементов трубчатой печи и трубопроводов обвязки (в частности, наружные перекидки из камеры конвекции в камеру радиации) с повышенной температурой поверхности, с которыми возможно непосредственное соприкосновение обслуживающего персонала, должны быть покрыты тепловой изоляцией в соответствии с требованиями СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
3.1.39. Крышки люков-лазов и гляделок должны быть прочными, плотными и должны исключать возможность подсосов атмосферного воздуха внутрь печи, а также самопроизвольного открывания.
3.1.40. Стойки печи от нулевой отметки до пода должны иметь огневую защиту, способную противостоять открытому пламени в течение 2-х часов.
3.1.41. Металлоконструкции печей должны иметь общий контур заземления.
3.1.42. Все устанавливаемые на печах электродвигатели должны быть выбраны в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» (
|
