Система автоматического контроля неисправностей трубчатых печей П-101



В статье рассматривается система автоматического контроля неисправностей трубчатых печей П-101, которые могут привести к возникновению пожара.

Ключевые слова: трубчатая печь, неисправности, прогар змеевика, паротушение.

Печь П-101 представляет собой цилиндрическую печь с вертикальным расположением труб продуктового змеевика в камере радиации, верхним отводом дымовых газов и свободным вертикально-факельным сжиганием топлива.

Расход горячей струи в 80 м ³ в каждый поток печи П-101 регулируется контурами с помощью клапанов, установленные перед теплообменниками. Предусмотрена световая и звуковая световая и звуковая сигнализация на АРМ оператора при достижении суммарного расхода на входе в теплообменник 80 м ³ /час [1].

При достижении суммарного расхода горячей струи на входе в Т 105/1,2 64 м ³ /час и суммарного расхода горячей струи на входе в Т 106/1,2 64 м ³ /час предусмотрена блокировка по сигналу от приборов 100FIRSALL322 1,2, закрывающая клапаны отсекатели на трубопроводе топливного газа к основным горелкам печи П-101, закрывающая клапаны-отсекатели на трубопроводе топливного газа к пилотным горелкам печи П-101, открывающая клапаны-отсекатели на трубопроводе топливного газа на свечу.

Для исключения повышения давления выше максимального значения перед основными горелками на линии топливного газа предусмотрен предохранительный запорный клапан (ПЗК).

Давление на линии ввода деэтанизируемого конденсата (не более 3,22 МПа) в конвекционные змеевики печи П-101 контролируется приборами 100PIR263, температура ‒ приборами 100TIR137.

Для контроля температуры наружной поверхности стенки змеевика печи предусмотрены приборы 100TIR1021/A-B.

Температура подогретого деэтанизированного конденсата на выходе каждого потока из печи замеряется приборами, с сигнализацией максимального значения (245°С), давление (не менее 3,71 МПа и не более 3,73 МПа) ‒ приборами 100PIRAL253, с предупредительной сигнализацией минимального значения 2,6 Мпа [1].

Температуры дымовых газов на выходе из камеры радиации («на перевале») замеряется прибором 100TIRAH1202 (200TIRAH1202) с сигнализацией максимального значения 800 °С.

Полнота сгорания топливного газа в печи, а также его экологические показатели контролируются автоматическими газоанализаторами, которые размещаются на выходе из камеры радиации:

— анализатором содержания СО, О2, NO2, SO2, NO 100AIRAHL509–1 (200AIRAHL509–1) с предупредительной сигнализацией максимального значения СО (0,003 % об.) и минимального значения О2 (0,5 % об.);

— анализатором содержания О2 100AIRSAHLLL508 (200AIRSAHLLL508) с предупредительной сигнализацией минимального значения (0,5 % об.) и максимального значения (6 % об.) и блокировкой по минимальному значению (0,1 % об.).

Температура дымовых газов на выходе из печи 240 °С контролируется прибором 100TIR161 (200TIR161), давление (-55 Па) ‒ прибором 100PIR2158 (200PIR2158).

Давление дымовых газов перед шибером (-58 Па) замеряется прибором 100PIR1033 1 (200PIR1033 1), после (-65 Па) ‒ прибором 100PIR2159 (200PIR2159) [1].

При разгерметизации (прогаре) змеевика печи П-101 продукт поступает в топочное пространство печи и возгорается.

Рассмотрим признаки прогара змеевика печи [2]:

— снижение давления ниже 2,5 МПа в трубопроводе вывода продукта;

— понижение содержания кислорода в дымовых газах на выходе из камеры радиации ниже 0,1 % по сигналу от прибора 100AIRSAНLLL508;

— повышение температуры дымовых газов на выходе из камеры радиации выше 850 °С по сигналу от 1-го из 2-х приборов 100TIRSAННН1201–1.

При получении сигнала от любых двух из трех параметров предусмотрена блокировка по прогару змеевика:

— закрываются клапаны-отсекатели на линии подачи топливного газа к пилотным и основным горелкам печи П-101;

— отключаются насосы подачи сырья в печь;

— открываются клапаны-отсекатели, установленные линии подачи пара в змеевик и клапан-отсекатель 100ПО 135 (200ПО 135), установленный на линии подачи пара в топочное пространство печи; при этом арматура на линиях подачи пара должна быть открыта;

— закрывается шибер на дымовой трубе печи;

— открываются клапаны-отсекатели на линии сброса топливного газа на свечу;

— закрываются клапаны-отсекатели на линии топливного газа к каждой основной горелке и клапаны-отсекатели на линии топливного газа к каждой пилотной горелке;

— отключается насос и закрывается отсекатель на линии нагнетания;

— отключается насос Н-102/1,2 (Н-202/1,2) и закрывается отсекатель на линии нагнетания 100ПО-128 (200ПО-128).

Прогар змеевика в печах типа П-101 — самая распространённая причина пожара, на такой случай, на объектах переработки газового конденсата предусматривается система парового тушения или паровая завеса.

Изучение Инструкции по проектированию паровой защиты технологических печей на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности [3], позволило выяснить, что «Паровая защита технологических печей (рис. 1) предусматривает:

— наружную паровую завесу для предотвращения проникновения к печам облака горючей парогазовоздушной смеси при аварии на соседней технологической установке;

— систему внутреннего пожаротушения для локализации и ликвидации пожара непосредственно в камере печи; наличие специальных устройств для продувки камер печи от горючих газов и паров перед розжигом и после остановки;

— эвакуацию продукта из змеевика;

— систему наружного паротушения с использованием переносных шлангов».

Рис. 1. Схема трубчатой печи с трубопроводами для паротушения и паровой завесы [3]: 1 — корпус печи; 2 — радиантные трубы; 3 — конвекционные трубы; 4 — линия подачи водяного пара в змеевик (против ококсования); 5 — перфорированный трубопровод; 6 — система паротушения; 7 — предохранительный клапан шарнирно-откидного типа

Литература:

1. Российская Федерация. Техническая документация ООО «…». Технический регламент на УСК № ТР-6400–2020: — том № 1 — Санкт-Петербург, ООО «…», 2020–196 с.; 29 см. — Текст: непосредственный.
2. Шейко А. С. Научно-исследовательская работа. — Тюмень: ФГБОУ ВО ТИУ — 2023. — 27 с. — Текст непосредственный.
3. Инструкция по проектированию паровой защиты технологических печей на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — Москва: Министерство нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР — 1976. — 25 с. — Текст электронный.