Diplom Grinevich Okonchatelnaya versia

Аннотация

Данный дипломный проект посвящен вопросу модернизации колонны выделения фракции 105-120оС установки выделения суммарных ксилолов на ООО «КИНЕФ».
В первой части дипломного проекта приведена характеристика установки, описана принципиальная технологическая схема в которой находится колонна.
В специальной части дипломного проекта приведены описание возможной модернизации колонны за счет замены тарелок на регулярную насадку, а также расчеты, выполненные в программе «HYSYS Aspentech».
Дипломный проект содержит 80 страниц пояснительной записки,
13 рисунков, 24 таблицы и 3 чертежа.

















ABSTRACT

The graduate project is devoted to modernization of the fraction 105-120 from separation column of the total xylenes extraction facility at the
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
5

1. Характеристика установки. Технологическая схема ..
8

1.1 Данные модернизируемой колонны ...............
10

1.2 Назначение технологического процесса .
11

2. Технологический расчет ....
11

2.1 Определение расчётных параметров
2.2 Обоснование выбора насадки
3. Прочностной расчет аппарата .......................
3.1 Конструкция колонны стабилизации ............
3.2 Технические характеристики аппарата .....
3.3 Материал аппарата ........
3.4. Расчёт обечайки ........
3.5. Расчет крышки и днища ..
3.6. Выбор штуцеров. Расчет укрепления отверстий ......
3.7. Расчет узла сопряжения днища с цилиндрической обечайкой ...
3.8 Выбор опоры аппарата. Расчет опоры на ветровую нагрузку .
3.9. Подбор строповых устройств и проверка прочности стенки крепления стропового устройства ..
4. Экономическая часть ......
4.1 Оценка эффективности инвестиционного проекта .
11
13
24
24
24
25
26
27
29
37
43
49
51
51

4.2 Проект № 1

4.3 Проект № 2
5. Охрана окружающей среды
5.1. Общая характеристика ООО «КИНЕФ» как источника воздействия на окружающую среду. ..
5.2 Охрана окружающей среды при работе установки выделения суммарных ксилолов....
5.2.1.Охрана атмосферного воздуха .
5.2.2. Охрана водных ресурсов .
5.2.3 Твердые и жидкие отходы установки ..
6. Безопасность производства ..
6.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов ...
6.2. Методы защиты от опасных и вредных факторов
6.3. Расчет заземления технологического оборудования
52

54
56
56
60
60
63
64
65
65
66
69

6.4. Безопасность жизнедеятельности при ЧС .
6.4.1. Анализ потенциально-возможных ЧС
6.4.2. Пожарная безопасность
6.4.3. Электробезопасность
6.4.4 Взрывобезопасность ..
6.4.5. План ликвидации и предупреждения чрезвычайной ситуации ..
Заключение ....
Список использованной литературы ..

72
72
72
73
74
76
77
78







Введение

Модернизация современного производства может осуществляться несколькими путями, экстенсивным и интенсивным. К экстенсивным методам модернизации относят увеличение количества цехов, станков в цехе, количество работников, но при этом сохраняется прежняя технология производства продукции и не вносится инноваций в процесс. К интенсивным путям модернизации производства относят улучшение технологического процесса за счет внедрения новых методов работы, изменения структуры предприятия, внедрения новых технологий. Конечно, в современных реалиях повышение эффективности производства осуществляется смешанным способом. Модернизация производства экстенсивными и интенсивными способами осуществляется по следующим направлениям:
Автоматизация производства. Сегодня это одно из направлений эффективной работы вашего предприятия завтра.
Второе направление модернизации производства это механическая часть оборудования. В данном направлении улучшается ресурс работы оборудования, снижаются затраты на ремонт, уменьшается время простоев оборудования. Достигается это покупкой и внедрением более современных станков с большими ресурсами эксплуатации. Для сокращения простоев оборудования по механической части, вводится ряд организационных мероприятий, таких как оптимизация штатного расписания ремонтной службы, оптимизация и отслеживание ремонта оборудования, повышение квалификации персонала по ремонту и обслуживанию оборудования.
Третьей частью модернизации предприятия является усовершенствование технологии производства, выпуск более дорогой, качественной и самое главное востребованной продукции. К совершенствованию технологии на предприятии можно также отнести улучшение технологической дисциплины производства, отслеживание расхода режущих инструментов, списание сырья и материалов только по утвержденным нормам расхода.
Модернизация на производстве может также осуществляться и по энергетической части. Здесь сокращаются затраты на электроэнергию, устанавливается более энергосберегающее оборудование, подбираются оптимальные по мощности двигателя, для исключения перерасходов электроэнергии.

Характеристика установки. Технологическая схема

Колонна К-2 предназначена для разделения фракции 105-180 °С на фракцию 105-120 °С и фракцию 120-180 °С. Сырье подается на 40 тарелку.
В верхней части колонны К-2 при температуре не более 175 °С и давлении 0,15-0,3 МПа выделяется фракция 105-120 °С, которая после охлаждения в воздушном конденсаторе-холодильнике ХК-2/1,2 до температуры не выше 120 °С поступает в емкость орошения Е-2.
Температура верха колонны регистрируется прибором поз.1-TRAH-42 с сигнализацией по максимальной температуре.
Регулирование температуры на выходе из секций воздушного конденсатора-холодильника ХК-2/1 осуществляется контуром поз.1-TRC-67 изменением числа оборотов электродвигателя вентилятора. Значения поз.1-TRC-67 вычисляются в РСУ усреднением температур потоков на выходе из секций ХК-2/1 поз.1-TI-60,61,62.
Аналогично осуществляется регулирование температуры на выходе из секций воздушного конденсатора-холодильника ХК-2/2 контуром поз.1-TRC-68 по поз.1-TI-63,64,65.

Общая температура на выходе из воздушного конденсатора-холодильника ХК-2/1,2 регистрируется прибором поз.1-TRAH-66 с сигнализацией максимальной температуры.
Давление верха колонны К-2 поддерживается контуром поз. 1-PRСSAHHL-22А с сигнализацией максимального и минимального значений и блокировкой по максимальному значению параметра. Регулирующая заслонка поз.1-PV-22А установлена на шлемовой трубе.
При повышении давления до 0,36 МПа срабатывает сигнализация, при давлении 0,4 МПа срабатывает блокировка: прекращается подача топлива в печи П-1, П-2, П-3, П-4, останавливаются сырьевые насосы Н-1/1,2.
Уровень в колонне К-2 измеряется прибором поз.1-LAH-07, 1-LAH-08, 1-LRCSAHLL-09A, 1-LRSALL-09B с сигнализацией по максимальному и минимальному уровню и блокировкой по минимальному уровню: останавливаются насосы Н-4/1,2,3 и Н-6/1,2.
Давление низа регистрируется прибором поз.1-PR-21, температура низа – прибором поз.1-TR-43.
Для исключения кавитации насосов Н-5/1,2 в емкости орошения Е-2 поддерживается избыточное давление контуром поз.1-PRC-33, клапаны которого установлены на линии подачи водородсодержащего газа в Е-2 поз.1-PV-33A и на линии сброса водородсодержащего газа на факел поз.1-РV-33B.
Фракция 105-120 °С из емкости Е-2 поступает на прием насоса Н-5/1,2, с нагнетания которого часть фракции направляется на орошение колонны К-2, а балансовое количество поступает на смешение с фракцией 120-127 °С – верхним продуктом К-3.
Расход орошения, подаваемого в колонну К-2, регулируется контуром поз.1-FRC-09, клапан которого поз.1-FV-09 установлен на линии подачи орошения в колонну, с коррекцией по уровню в емкости Е-2 поз.1-LRCSAHLL-10A.

В емкости Е-2 предусмотрена сигнализация по максимальному и минимальному уровню и блокировка по минимальному уровню поз.1-LRCSAHLL-10A, 1-LRSALL-10B, которая предусматривает остановку насоса Н-5/1,2.
На насосе Н-5/1,2 предусмотрена сигнализация по максимальной температуре в картере насоса поз.1-TRAH-142,143.
Расход балансового количества фракции 105-120 °С, подаваемой на смешение, регулируется контуром поз.1-FQRC-10, клапан которого поз.1-FV-10 c функцией отсечки установлен на линии подачи фракции на смешение с фракцией 120-127 °С, с коррекцией по температуре на контрольной тарелке в колонне К-2 поз.1-TRС-44.
Вода из отстойника емкости Е-2 по мере накопления выводится через водяной холодильник Х-14 в промканализацию 1-й системы.
Уровень воды в отстойнике емкости Е-2 поддерживается контуром раздела фаз поз.1-LRCAHL-11, клапан которого поз.1-LV-11 установлен на линии вывода воды после Е-2 с сигнализацией по максимальному и минимальному уровню.
Нижний продукт колонны – фракция 120-180 °С насосами Н-4/1,2,3 направляется в виде циркулирующей «горячей струи» через печь П-3 в колонну К-2, расход поддерживается регулятором расхода поз.1-FRCSALL-08A, клапан которого позиции 1-FV-08A расположен на линии циркуляции через печь.
При снижении расхода до 471 м3/ч срабатывает сигнализация, при снижении расхода менее 396 м3/ч – блокировка, в результате чего закрываются регулирующие клапаны с функцией отсечки на трубопроводах основного топливного газа поз.1-TV-58, 1-TV-59 и мазута поз.1-PV-31 к секциям печи П-3. Затем закрывается ручная задвижка на обратном мазуте от печи.

Для поддержания теплового баланса колонны К-2 используется вертикально-секционная печь П-3, состоящая из двух одинаковых параллельно работающих секций.
Температура продукта на входе в печь П-3 регистрируется прибором поз.1-TR-45. Равномерность распределения и нагрева сырья по восьми параллельным потокам печи контролируется по показаниям термопар, установленных в каждом потоке на выходе из печи, поз.1-TRAН-46-53 с сигнализацией максимального значения температуры.
Давление на входе в печь измеряется манометром поз.1-PI-15, на выходе из печи - поз.1-PI-16.
Температура «горячей струи» в общем трубопроводе на выходе из каждой секции печи регулируется контурами поз.1-TRCAH-58 и поз.1-TRCAH-59, клапаны которых с функцией отсечки установлены на линиях подачи топливного газа к основным горелкам обеих секций печи поз.1-TV-58 и поз.1-TV-59. Предусмотрена сигнализация максимального значения температуры.
Давление топливного газа перед основными горелками секций печи контролируется контурами поз. 1-PRAHL-29, 30 с сигнализацией минимального и максимального значений параметра.
Давление мазута к секциям печи регулируется контуром поз.1-PRC-31, клапан которого поз.1-PV-31 установлен на общей линии подачи мазута к горелкам.
Перепад давлений пар-мазут регулируется контуром поз.1-PDRC-32, клапан которого поз.1-PDV-32 установлен на общей линии распыляемого пара к горелкам обеих секций печи.
Разрежение в секциях печи регулируется контурами поз.1-PRCAH-27 и поз.1-PRCAH-28 помощью шиберов с пневмоприводами поз.1-PV-27 и поз.1-PV-28, установленных в дымопроводах на выходе из секций печи.

Температура дымовых газов на «перевале» секций печи контролируется приборами поз. 1-TRCAH-56,57,104,105 с сигнализацией максимального значения.
На насосе Н-4/1,2,3 предусмотрена сигнализация по температуре в картере насоса поз.1-TRAH 137-139.
Балансовое количество фракции 120-180 °С насосом Н-6/1,2 с температурой не более 230 °С направляется в ректификационную колонну К-3 на 36, 45 или 55 тарелку.

1.1. Данные модернизируемой колонны.

Ректификационная колонна выделения фракции 105-120 °С К-2.
Диаметр – 5000 мм
Высота - 67300 мм
Объём – 1293 м3
Число тарелок – 81 шт. клапанные четырёхпоточные.
Ррасч = 0,85Мпа
Трасч верха = 200 °С
Трасч низа = 250 °С
Среда :
Верх – фракция 105 - 120 °С
Низ – фракция 120 - 180 °С








Технологический расчет

2.1 Определение расчетных параметров

Для получения нужных данных воспользуемся программой HYSYS Aspentech. Введём начальный состав поступающего сырья, далее мы создаем входящий поток, назовём его К-1 и вводим в состав нужные значения, согласно действующей схеме установки (рис.1). Далее создаем колонну (Рис 2) и задаем в ней давление и температуру, входящие и выходящие потоки, флегмовое число, количество тарелок 81-практическое количество(58 теоретических) согласно текущим параметрам.


Рис. 1



Рис. 2

Рис. 3
2.2. Обоснование выбора насадки

После того, как мы ввели рабочие параметры, согласно нормам технологического режима: расход пара, плотность пара, приступаем к выбору насадок, для этого произведём расчёты четырёх насадок: ПР-125У; ПР-160У; ПР-250У; ПР350У и узнаем, какую насадку использовать дешевле.
Показание колонны при 58 теоретических тарелках с питанием на 28 и флегмовым числом 3.
Таблица 2.1
Название
1 тарелка
58 тарелка

Расход пара(газа) Kг/ч
1.977e+005 / 197000
2.050e+005 / 205000

Плотность пара(газа) Kг/13 QUOTE 1415
10.19
8.602


Согласно полученным данным произведём расчёты насадок: ПР-125У, ПР-160У, ПР-250У, ПР-350У.
И выберем наиболее экономичную по стоимости.
Обозначения в формулах:
F – Фактор скорости, W – Скорость ,13 QUOTE 1415 –Объёмный расход, S – Площадь сечения насадки, d –Диаметр насадки, H – Высота насадки, V- Объём насадки, P- Плотность пара, m – Расход пара, R – Радиус насадки.

Используемые формулы для расчётов:

13 QUOTE 1415 ;13 QUOTE 1415 ;13 QUOTE 1415 ;13 QUOTE 1415 ;13 QUOTE 1415 ;13 QUOTE 1415; R=13 QUOTE 1415.

Стоимость определим умножив V *13 QUOTE 1415



Расчёт для насадки ПР-125У:

1-я тарелка

F=2,8 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0,9 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=19401 13 QUOTE 1415= 5,39 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=6м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=2.8 м
13 QUOTE 1415=21,5 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415

58-я тарелка

F=2,8 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0,96 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=23831,7 13 QUOTE 1415= 6,62 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=6,9 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3 м
13 QUOTE 1415=23,08 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415

Расчёт для насадки ПР-160У

1-я тарелка

F=2.5 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0.8 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=19401 13 QUOTE 1415= 5.39 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=6.74 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3 м
13 QUOTE 1415=17.5 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415

58-я тарелка

F=2,5 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0.85 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=23831,7 13 QUOTE 1415= 6.62 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=7.8 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3.2 м
13 QUOTE 1415=18,8 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415


Расчёт для насадки ПР-250У

1-я тарелка

F=2,3 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0,72 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=19401 13 QUOTE 1415= 5,39 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=7.5 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3.2 м
13 QUOTE 1415=10.8 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415

58-я тарелка

F=2,3 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0,79 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=23831,7 13 QUOTE 1415= 6,62 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=8.4 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3.4 м
13 QUOTE 1415=11,6 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415
Расчёт для насадки ПР-350У

1-я тарелка

F=1.9 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0,6 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=19401 13 QUOTE 1415= 5,39 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=9 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3.4 м
13 QUOTE 1415=7.8 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415

58-я тарелка

F=1.9 13 QUOTE 1415/(13 QUOTE 1415)
13 QUOTE 1415 =13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=0,65 м/с
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=23831,7 13 QUOTE 1415= 6,62 13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415=13 QUOTE 1415=10.2 м
13 QUOTE 1415; d=13 QUOTE 1415=3.6 м
13 QUOTE 1415=8,4 м
13 QUOTE 1415
13 QUOTE 1415
Из полученных данных, делаем вывод: насадка ПР-125Y самая выгодная по стоимости.
Теперь высчитаем стоимость корпуса аппарата с данными насадками, для этого воспользуемся формулами: для расчёта боковой площади колонны Sбок=2Пrh ; площади основания Sосн=П13 QUOTE 1415;
площади поверхности цилиндра Sp=2 Sосн+ Sбок. ;
Также рассчитаем приблизительную толщину стенки с прибавкой на коррозию 2 мм.
Рассчитаем по формуле:13 EMBED Equation.3 1415
Где:
P= 0,85
D= Диаметр насадки
13 EMBED Equation.3 1415= 162
13 EMBED Equation.3 1415= 1
Зная массу стали в кубе 7850 кг и стоимость кубометра стали 100 тыс. руб. вычислим итоговую массу и стоимость корпуса.

Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-350Y:
1 тар. ПР-350У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*2,89=9,08 13 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,7*7,8=83,3 13 QUOTE 1415
Sp=2*9,08+83,3=101,5 13 QUOTE 1415
V1=83,3*0,012=1 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=8,9+2 = 10,9 мм округляем до 12мм




58 тар. ПР-350У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*3,24=10,213 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,8*8,4=94,6 13 QUOTE 1415
Sp=2*10,2+94,6=115 13 QUOTE 1415
V2=94,6*0,012=1,1413 QUOTE 1415
Vрасч= V1+ V2=1+1,14=2,1413 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=9,5+2 = 11,5 мм округляем до 12мм

Итоговая масса: 2,14*7 850=16,799 тонн
Итоговая стоимость: 100 000*16 799=1,68 млн. руб.

Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-125Y:

1 тар. ПР-125У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*1,96=6,1513 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,4*21,5=189,0313 QUOTE 1415
Sp=2*6,15+189,03=201,4 13 QUOTE 1415
V1=189,03*0,012=2,3 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=7,4+2 = 9,6 мм округляем до 10мм

58 тар. ПР-125У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*2,25=7,07 13 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,5*23,08=217,4 13 QUOTE 1415
Sp=2*7,07+217,4=231,6 13 QUOTE 1415
V2=217,4*0,012=2,6113 QUOTE 1415
Vрасч= V1+ V2=2,3+2,61=4,91 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=7,9+2 = 9,9 мм округляем до 10мм
Итоговая масса: 4,91*7850=38,5 тонн
Итоговая стоимость: 100000*38,5=3,85 млн. руб.

Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-160Y:

1 тар. ПР-160У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*2,25=7,0713 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,5*17,5=164,9 13 QUOTE 1415
Sp=2*7,07+164,9=179,1 13 QUOTE 1415
V1=164,9*0,012=2 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=7,9+2 = 9,9 мм округляем до 10мм

58 тар. ПР-160У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*2,56=8,04 13 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,6*18,8=188,9 13 QUOTE 1415
Sp=2*8,04+188,9=205 13 QUOTE 1415
V2=188,9*0,012=2,313 QUOTE 1415
Vрасч= V1+ V2=2,3+2=4,3 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=8,4+2 = 10,4 мм округляем до 12мм

Итоговая масса: 4,3*7850=33,8 тонн
Итоговая стоимость: 100000*33,8=3,38 млн. руб.

Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-250Y:

1 тар. ПР-250У

Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*2,56=8,0413 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,6*10,8=108,52 13 QUOTE 1415
Sp=2*8,04+108,52=124,6 13 QUOTE 1415
V1=108,52*0,012=1,3 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=7,9+2 = 9,9 мм округляем до 10мм

58 тар. ПР-250У
Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*2,89=9,08 13 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,7*11,6=123,9 13 QUOTE 1415
Sp=2*9,08+123,9=142,1 13 QUOTE 1415
V2=123,9*0,012=1,513 QUOTE 1415
Vрасч= V1+ V2=1,3+1,5=2,8 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=8,9+2 = 10,9 мм округляем до 12мм

Итоговая масса: 2,8*7850=21,98 тонн
Итоговая стоимость: 100000*21980=2,2 млн. руб.

Из расчетов видно, что использование насадки ПР-350У будет более приемлемо, несмотря на то что насадка ПР-125У выходит самой экономичной на первый взгляд, однако колонна с данной насадкой будет значительно выше и тяжелее, нежели использование насадки ПР-350У, которая будет стоить немного дороже, но при этом будет значительно легче и ниже по высоте, что заметно упростит и ускорит процесс строительства данной колонны. Поэтому принято решение использовать насадку ПР-350У. Так как есть разница в диаметрах нижней и верхней частей, принято решение сделать единый диаметр 3,6 м без переходов, для этого рассчитаем нижнюю часть колонны с новым диаметром.

1 тар. ПР-350У


Sосн=3,14*13 QUOTE 1415=3,14*3,24=10,2 13 QUOTE 1415
Sбок=2*3,14*1,8*7,8=88,213 QUOTE 1415
Sp=2*10,2+88,2=108,613 QUOTE 1415
V1=88,2*0,012=1,0613 QUOTE 1415
Vрасч= V1+ V2=1,06+1,14=2,2 13 QUOTE 1415
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=9,5+2 = 11,5 мм округляем до 12мм

Итоговая масса: 2,2*7850=17,270 тонн
Итоговая стоимость: 100000*17,270=1,73 млн. руб.

Теперь после всех расчётов составляем таблицу предварительной стоимости насадок с учётом стоимости корпуса.






Таблица предварительной стоимости колонны с насадками.
Таблица 2.2
Тип насадки
ПР-125 Y
ПР- 160 Y
ПР-250 Y
ПР-350 Y

Эффективность, т.т./м
1,2-1,3
1,5-1,6
2,4-2,6
3,5-3,6

Фактор скорости, кг 0,5/(с*м0,5)
2,8
2,5
2,3
1,9

Стоимость, руб./м3
100 000
115 000
177 000
244 000

1-ая тарелка

Диаметр насадки, м
2,8
3
3,2
3,6

Высота насадки, м
21,5
17,5
10,8
7,8

Объем насадки, м3
129
118
81
70,2

Стоимость насадки, млн. руб.
12,9
13,6
14,34
17,3

56-ая тарелка

Диаметр насадки, м
3
3,2
3,4
3,6

Высота насадки, м
23,08
18,8
11,6
8,4

Объем насадки, м3
159,3
146,6
97,5
85,7

Стоимость насадки, млн. руб.
15,9
16,9
17,3
20,9

Высота колонны, м
44,6
36,3
22,4
16,2

Масса корпуса колонны, т
38,5
33,8
22
19,6

Стоимость металла
(100 т. руб. за тонну), млн. руб.
3,85
3,38
2,2
1,96

Итого, млн. руб.
32,65
33,88
33,84
40,2


После того, как мы определились с насадкой, можно приступать к прочностному расчету колонны.



3. Прочностной расчёт аппарата

Прочностной расчет данного проекта включает в себя прочностной расчет основных элементов аппарата, проверка прочности стенки аппарата в местах крепления строповых устройств, выбор опоры аппарата, расчёт ветровой нагрузки. Расчет проводится в соответствии с требованиями ГОСТов.

3.1 Конструкция колонны стабилизации

Колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 3600мм с эллиптическими днищами. Аппарат устанавливается на вертикальной цилиндрической опоре юбке. Высота юбки 3м. В колонне устанавливается 4 слоя насадки:
- 2 в верхней части колонны высотой по 4,2 метра каждый;
- 2 в нижней части колонны высотой по 3,9 метра каждый;
Общая высота аппарата
· 28175 +- 5 мм.

3.2 Технические характеристики аппарата

В таблице 3.1 представлена техническая характеристика аппарата

Таблица 3.1
Наименование показателей
Значения

Давление,
МПа
Расчетное
0,85


Рабочее, не более
0,5


пробное при гидравлическом испытании в вертикальном положении
0,85



Продолжение Таблицы 3.1

Температура, єС
расчетная
250


Рабочая среда
Минимальная
105



Максимальная
180


минимально допустимая стенки, находящейся под давлением
минус 60

Характеристика
рабочей среды
Состав среды
фр. 105-120, фр. 120-180


Класс опасности
1


Взрывоопасность
Да


Пожароопасность
Да

Срок службы, лет
20

Группа аппарата для контроля сварных соединений ПБ-03-583-03 табл. 1
1

Масса не более, кг
пустого
118 300


при гидроиспытании
130 000



3.3. Материал аппарата

Материальное исполнение аппарата - сталь 09Г2С.
Свойства стали 09Г2С при 20°С представлены в таблице.

Таблица 3.2

·, кг/м3
E, МПа
[
·]20, МПа

·,
· С-1

7850
1,99
·105
183
13·10-6


Технические требования: группа М26 по ГОСТ 7350-77.
Состояние материала: термически обработанное.
3.4. Расчет обечайки

Обечайка: D = 3 600 мм
Определим необходимую толщину обечайки:
Расчетная температура t = 250°C;
Расчетное давление – PРас = 0,85 МПа.

Свойства стали 09Г2С при 250°C
Таблица 3.3
E, МПа
[
·], МПа
[
·]т, МПа

·,
· С-1

1,76
·105
162
243
15,3·10-6


E – модуль упругости, Мпа
[
·] – допускаемое напряжение в рабочих условиях, Мпа

·т – предел текучести при рабочей температуры

· - коэффициент температурного (линейного) расширения, 1/Град
Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки:
Расчетная толщина стенки обечайки определяется по формуле:



где Pрас – расчетное давление, МПа
D – внутренний диаметр аппарата, м
[
·] – допускаемое напряжение при рабочей температуре, МПа

· – коэффициент прочности сварного шва.
·=1,0

SО = SОрас + с = 0,0095 + 0,002 = 0,0115 м.

где SОрас – расчетная толщина стенки обечайки
с – суммарная прибавка к толщине стенки, м
Примем толщину стенки как наибольшее ближайшее значение толщины листа проката по ГОСТ, а именно SО=0,012 м. С учётом высокой осевой нагрузки на обечайку, увеличим толщину до 16мм.
Условие применимости формул:







Условие применимости формул (2) выполняется.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитывается по формуле[1]:





где SО – толщина обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
[
·] – допускаемое напряжение при рабочей температуре, МПа

· – коэффициент прочности сварного шва.
·=1,0
D – внутренний диаметр аппарата, м.

3.5. Расчет крышки и днища

Колонна имеет 2 эллиптических отбортованных днища:
Исходя из задания, рассчитываем эллиптическую отбортованную крышку (Рис. 3.1).
Примем HК=0,350 м.(0,25D)

Рис. 3.1 - Эллиптическая отбортованная крышка
Расчетную толщину стенки эллиптической крышки, нагруженной внутренним избыточным давлением, находим по формуле [1]:





где Pрас – расчетное давление, МПа
R – радиус кривизны в вершине крышки, R = D = 3,6м
D – внутренний диаметр аппарата, м
[
·] – допускаемое напряжение при рабочей температуре, МПа

· – коэффициент прочности сварного шва.
·=1,0.

SК = SКрас + с = 0,0095+0,002=0,0115 [м]

где SКрас – расчетная толщина стенки крышки
с – суммарная прибавка к толщине стенки, м
Примем толщину стенки как наибольшее ближайшее значение толщины листа проката по ГОСТ, а именно SК=0,012 м. С учётом высокой осевой нагрузки на обечайку, увеличим толщину до 16мм.
Условие применимости формул [1]:








Условие применимости формул выполняется.
Максимальное внутреннее избыточное давление находим по формуле [1]:





где SК – толщина крышки, м
с – суммарная прибавка, м
[
·] – допускаемое напряжение при рабочей температуре, МПа

· – коэффициент прочности сварного шва.
·=1,0
R – радиус кривизны в вершине крышки, R = D.
В зависимости от диаметра и толщины крышки, принимаем по литературе:
HЦ=0,060 м – высота цилиндрической части.

3.6. Выбор штуцеров. Расчет укрепления отверстий

Проверим необходимость укрепления стенки аппарата в местах присоединения основных технологических штуцеров:
Рассчитаем минимальные диаметры технологических штуцеров:





Таблица штуцеров
Таблица 3.4
Обоз.
Назначение
Кол-во
Диаметр DУ, мм

А
Питание
2
200

Б
Выход пара
1
500

В
Выход куба
1
500

Г
Горячая струя
1
350

Д
Вход флегмы
1
300

Л1-Л6
Люк
3
500

Е
Для пропарки аппарата
1
100


Проверим необходимость укрепления штуцеров в крышках аппарата.

Штуцер Б и В.
Найдем расчетный диаметр для эллиптической крышки [1]:




где D – внутренний диаметр днища/крышки, [м]
x – расстояние от центра отверстия до оси днища/крышки, [м]

Рис. 3.2 - Смещенный штуцер на эллиптической крышке

Ширина зоны укрепления в обечайках, переходах и днищах определяется по формуле:





где DR – расчетный диаметр, м
s – толщина стенки крышки/днища, м
с – суммарная прибавка, м
Найдем расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления [1]:





где s – толщина стенки крышки/днища, м
с – суммарная прибавка, м
SR – расчетная толщина стенки крышки/днища, м
B0 – ширина зоны укрепления, м
Так как 13 QUOTE 1415, отверстие под штуцер Б и В необходимо проверить на дополнительное укрепление.

Штуцер Б и В
Таблица 3.5
Внутренний диаметр штуцера
d
0,500
м

Толщина стенки штуцера
s1
0,010
м

Длина штуцера
l
0,350
м


Штуцер проходящий, укрепление происходит как внешней частью штуцера, так и внутренней (рис. 3.3).

Рис. 3.3 - Проходящий штуцер

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия стенкой штуцера:
Найдем расчетную толщину штуцера [1]:





где Pрас – расчетное давление, МПа
d – внутренний диаметр штуцера, м
[
·] – допускаемое напряжение при рабочей температуре, МПа

· – коэффициент прочности сварного шва,
·=1,0
Определим расчетный диаметр отверстия штуцера на эллиптической крышке /днище [1]:





где d – внутренний диаметр штуцера, м
с – суммарная прибавка, м
Расчетная длина внешней части штуцера, участвующая в укреплении находится из выражения [1]:





где l1 – длина внешней части штуцера, м
d – внутренний диаметр штуцера, м
s1 – толщина стенки штуцера, м
с – суммарная прибавка, м





Расчетная длина внутренней части штуцера, участвующая в укреплении находится из выражения [1]:





где l2 – длина внутренней части штуцера, м
d – внутренний диаметр штуцера, м
s1 – толщина стенки штуцера, м
с – суммарная прибавка, м





Найдем расчетную площадь вырезанного сечения:




Расчетная площадь укрепляющего сечения укрепляемой стенки определяется по формуле [1]:




где b1R = min {lК ; B0} = min {0,500 ; 0,317},
lК – расстояние от стенки наружной стенки штуцера, до ближайшего несущего конструктивного элемента, не менее lК = 0,500 м
B0 – ширина зоны укрепления, м
s – толщина стенки крышки, м
sR – расчетная толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м
Расчетная площадь укрепляющего сечения внешней части штуцера [1]:




l1R – расчетная длина внешней укрепляющей части штуцера, м
s1 – толщина стенки штуцера, м
s1R – расчетная толщина стенки штуцера, м
с – суммарная прибавка, м
Расчетная площадь укрепляющего сечения внутренней части штуцера [1]:





l2R – расчетная длина внешней укрепляющей части штуцера, м
s1 – толщина стенки штуцера, м
s1R – расчетная толщина стенки штуцера, м
с – суммарная прибавка, м
Проверяем условие, при соблюдении которого толщина стенки выбранного тонкостенного штуцера является исполнительной [1]:




При сравнении:
FR – FsR = (340 - 1442)·10-6 = -1102 · 10-6
F1R + F3R = (531 + 165)·10-6 = 696 ·10-6.
Условие укрепления стенкой штуцера выполняется.
Для укрепления отверстия под штуцер Б примем следующий штуцер:

Параметры штуцера Б и В
Таблица 3.6
Внутренний диаметр штуцера
d
0,500
м

Толщина стенки штуцера
s1
0,010
м

Длина штуцера
l
0,350
м


Дополнительных проверок на укрепление отверстий, расположенных в крышке не требуется, так как 13 QUOTE 1415.
Определим необходимость дополнительного укрепления отверстий под штуцера, расположенные в обечайке: А, Г, Д, Л1 – Л3.
Найдем расчетный диаметр для обечайки [1]:




где D – внутренний диаметр днища/крышки, [м]
Ширина зоны укрепления в обечайках, переходах и днищах определяется по формуле:




где DR – расчетный диаметр, м
s – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
Найдем расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления:





где s – толщина стенки крышки/днища, м
с – суммарная прибавка, м
SR – расчетная толщина стенки крышки/днища, м
B0 – ширина зоны укрепления, м
Отсюда следует, что необходимо проверить штуцера Г и Л1 – Л6.
Рассчитаем по формулам (16-19), результаты расчета сведем в табл. 3.8.

Параметры штуцеров
Таблица 3.8

D, мм
FR, м2
FSR, м2
F1R, м2
F3R, м2
s, м

Г
350
234·10-6
1017·10-6
293·10-6
75·10-6
0,008

Л1-Л6
500
944·10-6
1017·10-6
531·10-6
165·10-6
0,010


Для всех штуцеров условие прочности выполняется.

3.7. Расчет узла сопряжения днища с цилиндрической обечайкой

Проверим узлы сопряжения. Колонна имеет 2 идентичных соединения. Рассмотрим соединение днища и обечайки (рис. 6).
R = D/2 = 1 м – радиус обечайки (днища)
a = D/2 = 1 м – большой радиус эллипсоида
b = D/4 = 0,5 м – малый радиус эллипсоида.

·кр = 1,3·
· = 1,3·162 = 211 МПа – критическое напряжение для краевых зон.

· – коэффициент Пуассона
·=0,28.

Рис. 3.4 - Схема к определению краевых сил и моментов цилиндрической обечайки с эллиптической крышкой

Запишем уравнение совместности деформаций [1]:

13 QUOTE 1415




По формулам для определения нагрузок, перемещения и напряжений на краю оболочек решим систему уравнений:
Найдем коэффициенты [1]:




где
· – коэффициент Пуассона
R – радиус обечайки, м
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м





где
· – коэффициент Пуассона
a - большой радиус обечайки, м
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м





где
· – коэффициент Пуассона
R – радиус обечайки, м
Pрас – расчетное давление, МПа
Е – модуль упругости, МПа
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м





где
· – коэффициент для цилиндрической части
R – радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
Q0 – краевая нагрузка, МН





где
· – коэффициент для цилиндрической части
R – радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
М0 – краевая нагрузка, МН/м





где
· – коэффициент Пуассона
a - большой радиус обечайки, м
b – малый радиус обечайки, м
Pрас – расчетное давление, МПа
Е – модуль упругости, МПа
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м





где
·Э – коэффициент для эллиптической части
a - большой радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м
Q0 – краевая нагрузка, МН





где
·Э – коэффициент для эллиптической части
a - большой радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м
М0 – краевая нагрузка, МН/м





где
· – коэффициент для цилиндрической части
R – радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
Q0 – краевая нагрузка, МН





где
· – коэффициент для цилиндрической части
R – радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
М0 – краевая нагрузка, МН/м








где
·Э – коэффициент для эллиптической части
a - большой радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м
Q0 – краевая нагрузка, МН/м





где
·Э – коэффициент для эллиптической части
a - большой радиус обечайки, м
Е – модуль упругости, МПа
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м
M0 – краевая нагрузка, МН/м
13 QUOTE 1415




Из уравнений получаем:
М0=0 МН
13 QUOTE 1415МН/м
Найдем суммарные напряжения на краю цилиндрической обечайки:
меридиональное [1]:



где Pрас – расчетное давление, МПа
R – радиус обечайки, м
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м
кольцевое [1]:




где Pрас – расчетное давление, МПа
R – радиус обечайки, м
So – толщина стенки обечайки, м
с – суммарная прибавка, м

· – коэффициент для цилиндрической части

·max=54,6 [МПа], которое меньше
·кр=211 МПа.
Условие прочности в местах сопряжения элементов выполняется.
Найдем суммарные напряжения на краю эллиптической крышки:
меридиональное:




где Pрас – расчетное давление, МПа
a – большой радиус эллипсоида, м
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м
кольцевое:




где Pрас – расчетное давление, МПа
a – большой радиус эллипсоида, м
b – меньший радиус эллипсоида, м
Sк – толщина стенки крышки, м
с – суммарная прибавка, м

·Э – коэффициент для эллиптической части

·max=54,6 [МПа], которое меньше
·кр=211 МПа.
Условие прочности в местах сопряжения элементов выполняется.

3.8 Выбор опоры аппарата. Расчет опоры на ветровую нагрузку

Для колонных аппаратов используют юбочные опоры. Опоры принимаются на рассчитанную нагрузку.
Найдем силу, действующую на опоры аппарата:
P = mg, где g – ускорение свободного падения.
Рассчитаем массу аппарата, результат сведем в табл. 3.9:


Расчет массы колонны


Таблица 3.9
Элемент
Масса, кг

Крышка
1 760

Обечайка
74 000

Днище
1 760

Насадка

·30 000

Другие элементы (5% от общей массы колонны)

·10 750

Суммарная масса пустого аппарата

·118 270

Рабочая среда

·10 000

Общая масса аппарата при гидроиспытании:

·130 000


P = m·g = 130000·9,81 = 1,28 МН.

Выберем опору-юбку типа 3 ОСТ 26-467-78, рассчитанную на нагрузку в 1,6 МН (рис. 8):

Рис. 3.5 - Цилиндрическая опора-юбка

Опора – юбка имеет следующие геометрические размеры:
Размеры опоры – юбки
Таблица 3.10
Qmax, МН
D, мм
D1,
мм
D2,
мм
DБ,
мм
s1,
мм
s2,
мм
s3,
мм
d2,
мм
dБ,

zБ,
шт

1,6
3 600
3 960
3 400
3 820
8
25
25
42
М36
16


Расчёту на ветровую нагрузку подлежат все колонные аппараты, устанавливаемые на открытой площадке, если их высота H > 10м. Колонна имеет высоту 29,7 м, и поэтому подлежит расчёту. Определение расчётных усилий для аппаратов колонного типа от ветровой нагрузки проводят по ГОСТ Р 51273-99.
Расчётная схема аппарата принимается в виде консольного упругого защемленного стержня (рис. 3.6).

Рис. 3.6 - Расчётная схема колонного аппарата

Разобьём аппарат на 3 равных по высоте участка, высотой H1=H2=H3
· 10м. Сила тяжести каждого участка сосредоточена в середине участка.
Определим период собственных колебаний:

Период основного тона собственных колебаний аппарата переменного сечения:




J – момент инерции верхнего поперечного сечения корпуса аппарата относительно центральной оси, м4;
JF – минимальный момент инерции площади подошвы фундамента, м4;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент неравномерности сжатия грунта, CF = 100 МН/м3 (грунты средней плотности)
Относительное перемещение центра тяжести:





Момент инерции для верхнего сечения аппарата:

Момент инерции для нижнего сечения аппарата:

Момент инерции для нижнего сечения аппарата:

Момент инерции подошвы фундамента относительно центральной оси:

тогда:


Определим изгибающий момент от ветровой нагрузки:

Расчетный изгибающий момент в сечении на высоте 13 EMBED Equation.3 1415определяется по формуле:





где n – число участков аппарата над расчетным сечением;
m – число площадок над расчетным сечением аппарата;
Moj – изгибающий момент от действия ветра на j-ю площадку, расположенную на высоте x0, Н
·м.
Ветровую нагрузку на i-ом участке определяем по формуле:





где Qi ст - средняя составляющая ветровой нагрузки;
Qi дин - пульсационная составляющая ветровой нагрузки.





где qi ст - нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на середине i-го участка:



где q0 - нормативное значение ветрового давления [ГОСТ, таблица 1], для IV ветрового района q0 = 480 Па
К = 0,7 аэродинамический коэффициент для цилиндрической обечайки

·i -коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте аппарата.
Пульсационная составляющая ветровой нагрузки:




где
· = 0,7 - коэффициент пульсации ветра
Коэффициент
· - определяется по формуле:




·



Приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка:




Результаты расчета для участков сведем в табл. 3.11:
Результаты расчета
Таблица 3.11

D, м
H,м
m, кг
qi ст, Па

·i, м
qi дин, Па
Qi, Па

1
3,6
10
44 000
336
0,002
1 792
2 127

2
3,6
10
44 000
336
0,002
1 792
2 127

3
3,6
10
44 000
336
0,002
1 792
2 127


Определим изгибающий момент от действия ветровой нагрузки на одну площадку на высоте xi от основания:



где
·Fi – сумма проекций всех элементов площадки, расположенных вне зоны аэродинамической тени на вертикальную плоскость в м2;
xi – расстояние от низа i-ой площадки до основания аппарата в м;

Mп = 10638 Н·м

Расчетный изгибающий момент в сечении на высоте 13 EMBED Equation.3 1415определяется по формуле:

13 QUOTE 1415 [Н/м]

3.9. Подбор строповых устройств и проверка прочности стенки крепления стропового устройства

Строповые устройства расчетом не проверяются, а выбираются стандартные на ближайшую большую грузоподъемность. Характеристики строповых устройств и методика выбора приведена в литературе [1]. Из схемы подъема аппаратов с помощью строповых устройств по ГОСТ 13716-68, приведенной в литературе [2], выбираем тип и количество строповых устройств.

Рис. 3.7 - Схемы подъема аппаратов с помощью строповых устройств по ГОСТ 13716-68

Число строповых устройств примем z = 2
Нагрузку, воспринимаемую строповым устройством найдем по формуле:
13 QUOTE 1415






где P – сила, действующая на строповые устройства, МН
z – количество строповых устройств, шт.
Выбираем строповые устройства – монтажные штуцера, исполнения 1 (рис. 3.8), при нагрузке на одно строповое устройство 0,8 МН.






Размеры штуцера
Таблица 3.12
Обозначение размера
dнх
D1
L
L1
l
s2
K
K1

Размер, мм
480x12
630
390
260
350
12
14
10



Рис. 3.8 - Штуцера. Исполнение 1

4.Экономическая часть

4.1 Оценка эффективности инвестиционного проекта

Инвестиционный проект – это, прежде всего, комплексный план мероприятий, включающий проектирование, строительство, приобретение технологий и оборудования, подготовку кадров и т.п., направленных на создание нового или модернизацию действующего производства товаров (работ, услуг) с целью получения экономической выгоды.
Инвестиционные проекты можно оценивать по многим критериям – с точки зрения их социальной значимости, по масштабам воздействия на окружающую среду, по степени вовлечения трудовых ресурсов и т.п. Однако центральное место в этих оценках принадлежит эффективности инвестиционного проекта.
Под эффективностью в общем случае понимают соответствие полученных от проекта результатов – как экономических (в частности прибыли), так и внеэкономических (снятие социальной напряженности в регионе) – и затрат на проект.
Эффективность инвестиционного проекта – это категория, отражающая соответствие проекта, порождающего этот ИП, целям и интересам участников проекта, под которыми понимаются субъекты инвестиционной деятельности и общество в целом. Поэтому термин «эффективность инвестиционного проекта» понимается как эффективность проекта.
В дипломном проекте рассмотрены два инвестиционных проекта по модернизации Модернизация колонны выделения фракции 85-105 °С установки выделения суммарных ксилолов на ООО «КИНЕФ».

4.1 Проект № 1

Колонный аппарат цельносварной с внутренними устройствами - клапанные тарелки. Материал: корпуса аппарата - сталь 09Г2С, тарелок - сталь 09Г2С и 12Х18Н10Т. Высота аппарата - 67 300 мм, диаметр – 5 000 мм.
Рассчитаем стоимость замены данного аппарата на новый идентичный аппарат.
Рассчитаем количество металла для изготовления колонны:

Масса корпуса аппарата:

Масса обечайки: материал - сталь 09Г2С
13 EMBED Equation.3 1415
Масса днища и крышки: материал - сталь 09Г2С
13 EMBED Equation.3 1415
Масса внутренних устройств:

Тарелка верх: материал - сталь 12Х18Н10Т, количество – 81 шт.
13 EMBED Equation.3 1415
Тарелка низ: материал - сталь 09Г2С, количество – 81 шт.
13 EMBED Equation.3 1415

Общая масса колонны:
13 EMBED Equation.3 1415

Рассчитав массу колонны по отдельным частям, т.к. колонна состоит из 2 марок стали, можно рассчитать стоимость колонны.

Стоимость материала колонного аппарата:

Стоимость стали 09Г2С – 100 000 руб./т
Стоимость стали 12Х18Н10Т – 650 000 руб./т

Стоимость колонны из стали 09Г2С:
183279 + 13 676 + 87 349 = 284,3 * 100 000 = 28,4 млн. руб.

Стоимость колонны из стали 12Х18Н10Т:
37,435 * 650000 = 24,3млн. руб.

Общая стоимость материала для изготовления колонны составляет:
28,4 + 24,3 = 52,7 млн. руб.
Итоговая стоимость колонны с учетом доставки и монтажа:
Стоимость доставки и монтажа составляет – 10% от общей стоимости аппарата.
Следовательно, стоимость колонного аппарата с учетом затрат на доставку и монтаж составит: 52,7 + 5,27 = 57,97 млн. руб.

4.2 Проект № 2

Данный проект предусматривает замену аппарата на колонный аппарат цельносварной с внутренними устройствами - регулярная насадка тип: ПР- 350Y.
Материал: корпуса аппарата - сталь 09Г2С, насадка - сталь 12Х18Н10Т. Высота аппарата – 29 700 мм, диаметр – 3 600 мм.

Рассчитаем количество металла для изготовления колонны:

Масса корпуса аппарата:
Масса обечайки: материал - сталь 09Г2С
13 EMBED Equation.3 1415

Масса днища и крышки: материал - сталь 09Г2С
13 EMBED Equation.3 1415
Масса внутренних устройств:
Насадка ПР- 350Y: материал - сталь 12Х18Н10, вес – 40 872 кг.
13 EMBED Equation.3 1415- сталь 09Г2С

Общая масса колонны:
13 EMBED Equation.3 1415
Стоимость материала колонного аппарата:
Стоимость стали 09Г2С – 100 000 руб./т

Стоимость колонны из стали 09Г2С:
42 354 + 5 156 + 5 111 = 52,6 * 100 000 = 5,26 млн. руб.

Стоимость насадки из стали 12Х18Н10:
Насадка ПР- 350Y: сталь 12Х18Н10 = 38,2 млн. руб.

Общая стоимость материала для изготовления колонны составляет:
5,26 + 38,2 = 43,46 млн. руб.

Итоговая стоимость колонны с учетом доставки и монтажа

Стоимость доставки и монтажа составляет – 10% от общей стоимости аппарата.
Следовательно, стоимость колонного аппарата с регулярной насадкой, с учетом затрат на доставку и монтаж составит:
43,46 + 4,34 = 47,8 млн. руб.
Все полученные данные представлены в таблице 1.
Таблица 4.1

Проект №1
Проект №2

Внутренние устройства
Клапанные тарелки
Регулярная насадка

Диаметр колонны (мм)
5 000
3 600

Высота колонны (мм)
67 300
29 700

Масса колонны (т)
321,7
93,5

Стоимость колонны
(млн. руб.)
57,97
47,8

Вывод

Согласно проведенным расчетам видно, что целесообразнее произвести замену аппарата на колонну с внутренними устройствами - регулярная насадка, тип: ПР- 350Y, т.к. стоимость данной колонны на 10,17 млн. рублей меньше стоимости колонного аппарата с внутренними устройствами - клапанные тарелки.
Это обусловлено тем, что эффективность работы регулярной насадки намного выше, чем тарелки. Вследствие чего уменьшаются габариты колонны, что снижает затраты на изготовление аппарата.

5. Охрана окружающей среды

5.1. Общая характеристика ООО «КИНЕФ» как источника воздействия на окружающую среду.

Основная задача нашего предприятия в области экологической безопасности – соблюдение требований природоохранного законодательства РФ.
Основным видом воздействия предприятия на состояние воздушного бассейна является поступление  в атмосферный воздух продуктов сгорания топлива в технологических печах, неорганизованных выбросов от неплотностей оборудования и открытых поверхностей очистных сооружений,  выбросов выхлопных газов от автомобильного транспорта и  др.
К важным нормативам качества окружающей среды относятся предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в природных средах. На основании ПДК и проводимой инвентаризации источников выбросов разрабатываются нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу.
В 2015 году фактический выброс в атмосферу загрязняющих веществ от основной площадки составил 34 327,807 т/год, при разрешенном выбросе в пределах нормативов – 40 499,021 т/год. Основными источниками углеводородов являются выбросы от объектов очистных сооружений, резервуарных парков, эстакад.
На предприятии зарегистрировано 18 газо-пылеулавливающих установок. Паспорта на установки зарегистрированы в Росприроднадзоре. Все газо-пылеулавливающие установки работали с высокой степенью обезвреживания загрязняющих веществ, которые выбрасывались в атмосферу (эффективность 81,74 - 99,94 %).
За 2015 год нарушений статей федерального закона №96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» на предприятии не выявлено.
На предприятие из системы хозяйственно-питьевого водоснабжения города Кириши от МП «Управление водопроводно-канализационного хозяйства муниципального образования «Киришский район» поступает вода питьевого качества. Данная вода используется для производственных и хозяйственно-питьевых целей.
В настоящее время на предприятии эксплуатируются шесть блоков оборотного водоснабжения, которые обеспечивают подачу оборотной воды на установки для технологических нужд. Оборотная вода подается соответствующего качества и в нужных количествах.
Все сточные воды, поступающие на очистные сооружения цеха №13, в том числе и хозяйственно-бытовые города Кириши, проходят очистку на очистных сооружениях.  Ежегодно в апреле-мае осуществляется сброс очищенных сточных вод 2-й системы из прудов накопителей в реку Черная.
В соответствии с программой регулярных наблюдений за водным объектом и его водоохраной зоной осуществляется контроль за качеством сбрасываемых очищенных сточных вод в реку Черная и за сбросом очищенных сточных вод оздоровительного комплекса в реку Ингорь.
Согласно графикам отбора проб и лабораторного анализа проводится контроль за качеством сбрасываемых сточных вод с объектов ООО «КИНЕФ» и сторонних организаций в системы канализации завода, за работой очистных сооружений, за качеством оборотной и подпиточной воды, за качеством питьевой воды, поступающей на объекты предприятия. Проверку на качество оборотной воды проводят согласно действующему СТП. СМК II-К-42-2011 «Вода оборотная».
В 2015 году выполнено 2608 химанализов и 349 микробиологических исследований очищенной и природной воды.  Качество сбрасываемых сточных вод соответствует нормативам допустимого сброса (НДС) и разрешенному сбросу в пределах установленных лимитов. Влияния на водоем не выявлено.
Объемы отведенных сточных вод не превысили утвержденных расходов сточных вод для установленных нормативов допустимого сброса (НДС) и указанных в решениях о предоставлении водного объекта в пользование.
В таблице 5.1 представлена динамика укрупненных характеристик систем водоснабжения и водоотведения.
Таблица 5.1
Наименование показателей
Ед.изм.
2013 г.
2014 г.
2015 г.

Переработано сырья
млн.т
19,268
19,769
20,537

Расход воды:





- речной
млн.м3
0,947
0,746
0,824

- питьевой на производственные нужды
“-“
0,268
0,279
0,218

- оборотной
“-“
260,254
253,968
181,175

Удельный расход на тонну перерабатываемого сырья:





- речной воды
м3/т
0,049
0,038
0,040

- потребляемой питьевой воды
“-“
0,014
0,014
0,011

- оборотной воды
“-“
13,51
12,85
8,82








Продолжение Таблицы 5.1

Количество недостаточно очищенных сбрасываемых сточных вод в водоем,
в том числе:
- от предприятия
-хозяйственно бытовых сточных вод г. Кириши

млн.м3
млн.м3



5,040
3,794


5,073
4,566


5,073
5,582


Основным законом, регулирующим правовые отношения при обращении с отходами, является федеральный закон № 89 – ФЗ «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 года.
Для ведения учета и отчетности в области обращения с отходами (статья 19) на территории предприятия осуществляется селективный сбор отходов. Отходы, предназначенные для размещения, собираются в контейнеры или сразу, без временного накопления, по мере их образования, вывозятся на комплекс хранения и захоронения отходов предприятия (КХЗО) для размещения. При поступлении на КХЗО отходы взвешиваются и производится дозиметрический контроль на радиоактивность. 
В соответствии с согласованным с Росприроднадзором порядком, осуществлялся производственный контроль в области обращения с отходами и контроль за влиянием комплекса хранения и захоронения отходов на окружающую среду (состояние поверхностных, грунтовых вод и анализ состояния почв). 
Количество отходов, образовавшихся в 2015г., не превысило действующих лимитов на размещение отходов, выданных на основании Проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов и составило 154,6 тыс.тонн (лимит 229,406 тыс.тонн). 
Размещено отходов на собственном комплексе хранения и захоронения отходов (КХЗО) 5,3 тыс. тонн (лимит на размещение отходов –12,595 тыс.тонн).
Обращение с отходами I-IV класса опасности осуществляется в соответствии с лицензией на деятельность по обезвреживанию и размещению отходов, полученной ООО «КИНЕФ» 24.12.2015 года.
Отходы I класса опасности: люминесцентные и ртутные лампы, отработанные и брак, ежегодно сдаются для обезвреживания в ООО «Экологическое предприятие «Меркурий».
Сравнительная оценка обращения с отходами производства и потребления за 2012 - 2014 г.г. (в тыс. тонн) представлена в таблице 5.2.

Таблица 5.2

2012г.
2013г.
2014г.

Образовалось отходов на предприятии.
68,2
63,5
57,4

Использовано на предприятии
49,5
47,2
46,08

Обезврежено на предприятии
-
-
-

Захоронено на собственном комплексе
8,4
6,3
5,89

Передано другим предприятиям
7,5
6,8
5,2

В том числе:




Для утилизации
7,5
6,8
5,2

Для захоронения
-
-
-

Хранится на предприятии
38,8
14,7
2,96


5.2 Охрана окружающей среды при работе установки выделения суммарных ксилолов

5.2.1.Охрана атмосферного воздуха

Работа установки выделения суммарных ксилолов с блоком экстрактивной дистилляции связаны с выбросом загрязняющих веществ в атмосферу.
Все выбросы установки выделения суммарных ксилолов можно разделить на организованные и неорганизованные.
К организованным выбросам относятся выбросы:
- дымовые газы от технологических печей через дымовые трубы;
- загрязняющие вещества от анализаторной и насосной через вентиляционные трубы.
К неорганизованным выбросам относятся выбросы непосредственно в атмосферу из-за нарушения плотности фланцевых соединений аппаратов, трубопроводов, предохранительных клапанов, неплотности сальниковых уплотнений запорно-регулирующей арматуры, торцевых уплотнений насосов, а также выбросы от резервуаров.
Выбросы в атмосферу от оборудования установки выделения суммарных ксилолов с блоком экстрактивной дистилляции, а также перечень организованных и неорганизованных выбросов приведен в таблице 5.3.
Таблица 5.3

Наименование
выброса
Количе-
ство
образова-
ния
выбросов
по видам,
м3/с
Условие (метод) ликвида- ции, обезвре-
живания,
утилиза-
ции
Перио- дичность выбросов
Установленная норма содержания загрязнения в выбросах, г/с (т/год)

Код
веще-
ства

1
2
3
4
5
6

1.
Дымовая труба
технологических печей П-1-П-7
Ист. №0533

99,354
-
 
 
 Постоянно
 
 
 
Сера диоксид  - 45,013323 (1160,892211)
0330






Углерод оксид  - 1,34426 (41,609264)
0337

 




Азота оксид  - 3,949322 (111,354914)
0304

 




Азота диоксид - 7,620452 (214,782762)
0301






Метан - 0,034774 (1,002633)
0410

 




Бенз(а)пирен - 0,000004 (0,000125)
0703






Ванадия пятиокись - 0,139972 (3,005821)
0110






Взвешенные вещества - 0,05457 (1,17186)
2902


Продолжение таблицы 5.3
1
2
3
4
5
6






Бензол - 0,050005 (0,854061)
0602






Ксилол - 2,300166 (21,260102)
0616






Толуол - 0,109372 (1,705741)
0621






Этилбензол - 0,008622 (0,15875)
0627

2.
Резервуар Е-281
Неорганизованный выброс
Ист. №0534
-
-
 
Постоянно
Углеводороды С1-С5 - 0,010665(0,152362)
0415

 




Углеводороды С6-С10 - 1,437364(20,534223)
0416






Бензол - 0,032157 (0,459394)
0602






Ксилол - 0,049286 (0,704097)
0616






Толуол - 0,073525 (1,050373)
0621






Этилбензол - 0,008241 (0,117734)
0627

3.
Резервуары Е-279, Е-280
Неорганизованный выброс
Ист. №0535
-
-
Постоянно
Углеводороды С1-С5 - 0,126663(0,534422)
0415






Углеводороды С6-С10 - 0,289793(1,222709)
0416






Бензол - 0,025284 (0,106679)
0602






Ксилол - 1,915989 (8,084032)
0616






Толуол - 0,061994 (0,261569)
0621

 




Этилбензол - 0,00389 (0,016412)
0627

4.
Дымовая труба
технологической печи П-301
Ист. №0561
0,24 
 
-
 
Постоянно
Сера диоксид  - 0,00300 (0,090)
0330

 




Углерод оксид  - 0,01300 (0,370)
0337






Азота оксид  - 0,00170 (0,049)
0304






Азота диоксид - 0,00330 (0,096)
0301






Метан - 0,00200 (0,050)
0410






Бенз(а)пирен - 0,00000000415(0,0000001)
0703

5.
Технологическое
оборудование
Неорганизован-
ный выброс
Ист. №0536
-
-
 
Постоянно
Сероводород - 0,000036(0,001174) 
0333






Углеводороды С1-С5 - 0,36847(7,646649)
0415






Углеводороды С6-С10 - 1,093654(24,95382)
0416






Бензол - 0,050005 (0,854061)
0602






Ксилол - 2,300166 (21,260102)
0616






Этилбензол - 0,008622 (0,15875)
0627






Толуол - 0,109372 (1,705741)
0621

6.
Вентиляционная
труба (ВВ3)
анализаторной
Ист. №0564
1,11
-
Постоянно
Бензол - 0,0022846 (0,065796)
0602


Примечание - Количество загрязняющих веществ, разрешенных к выбросу в атмосферу, соответствует данным «Проекта нормативов, предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу для ООО «КИНЕФ» на 2011-2015 годы.
Проект разработан ООО «Ленгипронефтехим» в 2006 году. Заключение Федерального государственного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Ленинградской области» №360 от 02.08.08.
Строгое соблюдение технологического регламента производства, герметичность оборудования, применение новых, более эффективных торцевых уплотнений для насосов, а также прокладочных материалов для фланцевых соединений являются основными средствами защиты атмосферы от вредных воздействий.

5.2.2. Охрана водных ресурсов

Показатели по сточным водам установки выделения суммарных ксилолов приведены в таблице 5.4. Место отбора - Производственно-
Дождевая канализация

Таблица 5.4
Наименование стока
Количе-ство образу-ющихся сточных вод,
мі/час
Условия
(метод)
ликвидация, обезвреживания, утилизации
Периодич-
ность сбросов
Установленная норма содержания загрязнений в стоках, мг/л

1
2
3
4
5

Сточные воды от холодильника отбора проб Х-205
0.05
Очистные сооружения
предприятия
1 раз в смену
Нефтепродукты 20
рН 7,0

Конденсат водяного пара после пропарки аппаратов
0.27
Очистные сооружения
предприятия
120час
(1 раз в 2 года)
Нефтепродукты - до 100

Емкость для конденсата эжектора Е-204
1.0
Очистные сооружения
предприятия
96 час.
1 раз в квартал
Бензол - до 3000
Толуол до 500










Продолжение Таблицы 5.4

Наименование стока
Количест-во образующихся сточных вод,
мі/час
Условия
(метод)
ликвидация, обезвреживания, утилизации
Периодич-
ность сбросов
Установленная норма содержания загрязнений в стоках, мг/л

1
2
3
4
5

Расширитель конденсата А-203
1.0
Очистные сооружения
предприятия
1 раз в2 года и при аварии
Нефтепродукты 20
рН 7,0

Грязевик
промтеплофикац
ионный А-204
0.05
Очистные сооружения
предприятия
1 раз в год перед ремонтом
Нефтепродукты 20
рН 7,0

Фильтр водяного
А-205

0.03
Очистные сооружения
предприятия
1 раз в год перед ремонтом
Нефтепродукты 20
рН 7,0

Подогреватель промтеплофикационной воды Т-207
1.50
Очистные сооружения
предприятия
1 раз в2 года и при аварии
Нефтепродукты 20
рН 7,0

Емкость конденсата
Е-209
10.00
Очистные сооружения
предприятия
1 раз в2 года и при аварии
Нефтепродукты 20
рН 7,0

Емкость сбора воды
(опорожнение) Е-205
1.00
Очистные сооружения
предприятия
1-2часа 1 раз в год
Бензол до 2500

Дождевые
сточные воды
установки
39.90
Очистные сооружения предприятия

Нефтепродукты не более 100
Взвеш. вещ-ва не более 300




5.2.3 Твердые и жидкие отходы установки

При техническом обслуживании и ремонте насосов и аппаратов воздушного охлаждения установки выделения суммарных ксилолов с блоком экстрактивной дистилляции, планируется замена отработанного индустриального масла. Данные масла не рассматриваются в качестве отходов, так как направляются на специальные очистные сооружения промышленных стоков ООО «КИНЕФ» (в узлы нефтеулавливания).
Характеристика твердых отходов производства и рекомендации по их утилизации приведены в таблице 5.5.
Таблица 5.5
Наименование отхода
Место складирования, транспорт
Периодичность образования
Условие (метод) и место захоронения, обезвреживания, утилизации
Количество, т

1
2
3
4
5







Отработанная глина
Без накопления вывозится автотранспортом
1 раз/ год
Комплекс хранения и захоронения отходов производства и потребления ООО «КИНЕФ»
10,08



6. Безопасность производства

6.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов

При работе электрического и подъемно-транспортного оборудования участка имеется ряд причин, вызывающих несчастные случаи на производстве, травматизм и профессиональные заболевания, связанные с технологическим режимом.
К опасным факторам относятся:
1. Механизмы и движущиеся машины; подвижные части производственного оборудования; заготовки, материалы; разрушающиеся конструкции.
2. Повреждения и травмы от горячего оборудования и материала.
3.Травмы, наносимые грузами подъёмно-транспортного оборудования.
4. Поражения электрическим током при соприкосновении с токоведущими частями при коротком замыкании и пробое изоляции.

Таблица 6.1
Статистика профессиональных заболеваний и травматизма
Год
Наименование травмы
Профзаболевания


Ожоги
Поражение электрическим током
Несчастные случаи


2011
-
1
-
1

2012
-
1
2
-

2013
3
-
-
-

2014
-
2
1
3

2015
2
-
1
1


К вредным факторам относятся:
1.Повышенный уровень шума на рабочем месте;
2.Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны.
3. Пониженная или повышенная температура поверхностей оборудования, материалов;
4.Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
5. Низкая освещенность рабочих мест.

6.2. Методы защиты от опасных и вредных факторов

Основным документом являются (СН-24571) «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий».
Для снижения уровня опасных и вредных производственных факторов производственные процессы должны соответствовать ГОСТ 12.3.002, а производственное оборудование – ГОСТ 12.2.003.
Каждый работающий обязан уметь оказывать первую помощь при травмах и правильно использовать выданные ему средства индивидуальной защиты.
Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны.
Концентрации вредных газов и пыли в атмосферном воздухе, постоянно на участке поддерживаются в пределах соответствующих ПДК, за счет следующих мероприятий:
- установки местной вентиляции, герметизации пылящего оборудования, запроектированной пылеулавливающей системой и приточно-вытяжной вентиляцией.
Мероприятия по снижению вредных выбросов: контроль за состоянием пылеулавливающей системы и своевременное принятие мер по устранению нарушений в работе, в том числе автоматики.
На рабочих местах осуществляется контроль воздуха за содержанием в нём вредных веществ. Лабораторный контроль параметров рабочей зоны – по ГОСТ 12.1.005, один раз в год.
На установке содержание вредных веществ в воздухе не превышает норму (табл. 6.2):

Таблица 6.2
Допустимое и фактическое содержание веществ в воздушной среде

фактически, мг/м3
допустимо
мг/м3

Сероводород в смеси с углеводородами С1-С5
0,4
3

Пентан
7,9
300

Сероводород
0,1
10

Изобутилен
0,5
100




Вибрация и шум

На рабочих местах, где уровень шума превышает ПДУ, установленный санитарными нормами, необходимо принять меры по уменьшению их до допустимого уровня. Если по технологии этого сделать нельзя, то на производстве предусмотрена система профилактических действий по охране работающих, путем изменения режима отдыха и труда, а также снабжение работающего персонала средствами индивидуальной защиты (шумозащитные наушники, беруши, шлемы, заглушки), которые обеспечивают ослабление уровня шума до допустимой нормы.
Замеры уровня вибрации и уровня шума на рабочих местах должны проводиться один раз в год.
Фактические значения уровня вибрации и шума на установке не превышают предельно допустимых значений (табл. 5.2):
Таблица 6.3
Допустимые и фактические значения уровня шума

фактически
допустимо

Уровень шума, дБ(А)
В насосной
65
80


На колонне ректификации
85
80


В операторной
35
80


Низкая освещённость рабочих мест.

В процессе работы ведётся общее наблюдение за ходом процесса, то есть работа характеризуется как грубая, поэтому на производственных площадках для освещения применяют лампы дневного света, а также их используют для местного освещения. В местах, где работа более точная, используют люминесцентные лампы повышенной мощности. Освещенность в производственных помещениях принимается не ниже величин, принятых в зависимости от характеристики работы по разряду (нормируется по СНиП II-4-79).

Таблица 6.4
Фактические и допустимые значения освещённости

фактически
допустимо

Средняя осещённость, лк
В насосной
140
200


В инженерной комнатае
360
300


В операторной
370
300


В случаях отключения рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, составляющее 10% от рабочего (не менее 5лк).
Параметры микроклимата для производственных помещений нормируются в соответствии с СанПиН 2.2.4.548 и должны быть равны: в холодный период температура от 18 до 22 °С и относительной влажностью от 15 до 75%, скорость движения воздуха 0,2 м/с; в тёплый период температура – от 21,1 до 27о С, с влажностью от 15 до 75%, скорость движения воздуха – 0,2 м/с.
Сравним фактическое значение на рабочих местах, инженерных комнат и насосной с допустимыми по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 (табл. 6.5):
Допустимые величины интенсивности теплового облучения, работающих от источников излучения, нагретых до красного и белого свечения (раскалённый или расплавленный металл и др.) не должны превышать 140 Вт/м2.

6.3. Расчет заземления технологического оборудования

Безопасность персонала, обслуживающего электро установки, зависит от выполнения заземляющих устройств. Заземлением называется соединение корпуса оборудования с заземляющим устройством. Система защиты применяется в сетях с И Н Т трансформатора. В сетях с заземлённой нейтральной точкой (ЗНТ) применяют зануление корпуса оборудования, а нулевой провод заземляется. Устройство заземления состоит из металлических угольников или труб забиваемых или закопанных в землю на глубину 2-3м, соединённых полосой на сварке. Заземлители располагают либо на глубине, что обеспечивает стабильное сопротивления заземления, либо вблизи поверхности земли. Заземление для установок до 1000В выполняют как выносное замкнутое, контурное, выносное рядное.
От длины зависит сопротивление заземляющего устройства, количества заземлителей и расположения, сопротивления грунта, которое определяется видом грунта и климатическими факторами.
4 Ом допустимое сопротивление заземляющего устройства в установках до 1000В. Произведём расчет заземления, с расположением у поверхности земли, а также на глубине.
Исходя из полученных результатов, рациональней выбрать выносное рядное заземление, с расположением заземлителей на земной поверхности, угольники выберем в качестве электродов. Ценовой балл заземляющего устройства наименьший равный 56. Схема заземления на рис. 1.

Рис. 6.1 – Схема заземления

Результаты расчета приведём в табл. 6.5.



Таблица 6.5
Допустимое сопротивление заземления [Rз] = 4 Ом
4

Наименование грунта
суглинок

Табличное удельное сопротивление грунта, Ом*м
80

Климатический коэффициент (1,2-1,3)
1,3

Длина заземлителя, м
3

Диаметр заземлителя или размер уголка, м
0,06

Величина заглубления электродов, м
0,5

Ширина соединительной полосы, м
0,1

Расчёт защитного заземления

Расположение электрода заземлителя
глубина
на поверхности

Сопротивление одиночного электрода Rо, Ом
27,5
29,2

Заземление выносное (рядное)

Длина соединительной полосы, м
19,5
21,0

Расстояние между заземлителями, м
3
3

Необходимое число заземлителей
7
8

Ценовой балл заземляющего устройства
(электроды - трубы)
67
30

Ценовой балл заземляющего устройства
(электроды - угольники)
63
26

Заземление выносное замкнутое или контурное

Длина соединительной полосы, м
30
31,5

Расстояние между заземлителями, м
3
3

Необходимое число заземлителей
10
10

Ценовой балл заземляющего устройства
(электроды - трубы)
98
39

Ценовой балл заземляющего устройства
(электроды - угольники)
93
34







6.4. Безопасность жизнедеятельности при ЧС

6.4.1. Анализ потенциально-возможных ЧС

Газ – взрывоопасен. В процессе компримирования газа может возникнуть аварийная ситуация.
Причиной аварийной ситуации может являться:
- стихийное бедствие
- террористический акт
- нарушение правил проведения ремонта;
- нарушение правил безопасности;
Также халатность персонала, если появится источник огня (курение, открытый огонь) может произойти возгорание и взрыв. После аварии создается комиссия, которая установит причины аварийной ситуации.
Во избежание подобных ситуаций, должен своевременно проводится ремонт насосов, рассчитывается вентиляция на аварийное загрязнение воздуха, персонал ознакомлен с вопросами безопасности в полном объеме, каждый работник имеет костюм, противогаз и рукавицы.

6.4.2. Пожарная безопасность.

Пожарная безопасность объектов должна обеспечиваться системами пожаротушения, противопожарной защиты и организационно-техническими мероприятиями.
Системы пожарной безопасности должны охарактеризованы уровнем обеспечения пожарной безопасности людей и материальных ценностей, а также экономическими критериями эффективности этих систем для материальных ценностей, с учетом всех стадий (проектирование, строительство, эксплуатация) жизни объектов и выполнять одну из следующих задач:
- обеспечивать пожарную безопасность людей;
- исключать возникновение пожара;
- обеспечивать пожарную безопасность материальных ценностей;
Для предотвращения возникновения пожара необходимо предусмотреть:
- применение машин, оборудованием, механизмов, устройств, при эксплуатации которых не образуются источники возгорания;
- применение электрооборудования, соответствующего пожароопасной и взрывоопасной зонам, группе и категории взрывоопасных смесей в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.011 и Правил устройства электроустановок;
- применение не искрящего инструмента при работе с легковоспламеняющимися горючими газами и жидкостями;
Противопожарная защита должна применяться следующими способами или комбинациями:
- применение средств пожаротушения и пожарной техники: порошковые огнетушители марок ОП-4 и ОП-3.
- применение пожарной сигнализации и автоматических установок пожаротушения: установки водяного пожаротушения.
- применение средств индивидуальной и коллективной защиты людей от опасных факторов пожара: убежище в производственном корпусе.

6.4.3. Электробезопасность

Электробезопасность - система организационных, технических средств и мероприятий, обеспечивающих защиту людей от вредного или опасного воздействия электрического тока, дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Требования электробезопасности, при воздействии электрических полей промышленной частоты по ГОСТ 12.1.002-84, при воздействии электромагнитных полей радиочастот, по ГОСТ 12.1.006-84.
Электробезопасность должна обеспечиваться:
- техническими способами и средствами защиты;
- организационными и техническими мероприятиями.
- конструкцией электроустановок;
Электроустановки должны быть выполнены таким образом, чтобы работающие части не подвергались вредным и опасным воздействиям электрического тока и электромагнитных полей, а также соответствовать требованиям электробезопасности.
Для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимы следующие способы и средства:
- безопасное расположение токоведущих частей;
- изоляцию рабочего места;
- изоляцию токоведущих частей (рабочую, дополнительную, усиленную, двойную);
- защитное отключение;
- малое напряжение;
- предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.
- защитные оболочки;
- защитные ограждения (временные или стационарные);

6.4.4 Взрывобезопасность.

Производственные процессы должны быть разработаны таким образом, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом опасном участке в течение года не превышала 10-6.
Взрывобезопасность производственных процессов должна быть обеспечена взрывопредупреждением, взрывозащитой, техническими мероприятиями.
Для предупреждения взрыва необходимо исключить:
- образование взрывоопасной среды;
- возникновение источника инициирования взрыва.
Предотвращение образования взрывоопасной смеси, обеспечение в воздухе помещений содержания взрывоопасных веществ, не превышающего нижнего порога концентрации воспламенения с учетом коэффициента безопасности, должно достигаться:
- применением аварийной и рабочей вентиляции;
- удалением, отводом взрывоопасной среды и веществ, способных привести к ее образованию;
- установлением минимальных количеств взрывоопасных веществ, применяемых в данных производственных процессах;
- применением оборудования, рассчитанного на давление взрыва;
- применением герметичного производственного оборудования;
- обваловкой и бункеровкой взрывоопасных участков производства или размещением их в защитных кабинах;
- применением систем активного подавления взрыва;
- применением быстродействующих обратных и отсечных клапанов;
- применением средств предупредительной сигнализации.
- контролем состава воздушной среды и отложений взрывоопасной пыли.
Предотвращение воздействия на работающих вредных и опасных производственных факторов, возникающих в результате взрыва, и сохранение материальных ценностей обеспечиваются:
- применением огнепреградителей, гидрозатворов, водяных и пылевых заслонов, инертных (не поддерживающих горение) газовых или паровых завес;
- защитой оборудования от разрушения при взрыве, при помощи устройств аварийного сброса давления (клапаны и предохранительные мембраны).

6.4.5. План ликвидации и предупреждения чрезвычайной ситуации.

План ликвидации аварии приводится в действие главным инженером, или лицом его заменяющим, незамедлительно после ЧС.
В плане ликвидации строго прописаны необходимые действия всех сотрудников, в зависимости от типа происшедшей ЧС.
Каждый сотрудник должен ежегодно проходить инструктаж по действиям в ЧС
Каждый сотрудник должен быть ознакомлен с планом эвакуации (рис. 6.2) с установки.

Рис. 6.2 – схема эвакуации

На данном объекте соблюдаются все необходимые правила техники безопасности. Все сотрудники ознакомлены с планом ликвидации аварийной ситуации и правилами противопожарной безопасности.

Заключение

Данный дипломный проект наглядно показал рациональность модернизации колонны выделения фракции 105 - 120 оС установки выделения суммарных ксилолов. Колонна К-2 становится значительно дешевле в строительстве за счёт снижения высоты колонны, объёма и времени строительства, производительней за счёт использования высокопроизводительной регулярной насадки ПР-350У, так же установка более стойкая к коррозии за счёт хорошего металла как в корпусе, так и в насадке, в которой используется нержавеющая сталь.
Из расчётов видно, что данная установка прослужит более 20 лет, что благотворно скажется на экономике предприятия.


















Список использованной литературы

Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Том 1 – Издательство: Калуга Н. Бочкаревой, 2002. - 852 с.
Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Том 2. – Издательство: Калуга Н. Бочкаревой, 2002. – 1025 с.
Тимонин А.С. Основы конструирования и расчёта химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник Том 3.- Издательство: Калуга Н. Бочкаревой, 2002. 962с.
Генкин, А.Э. Оборудование химических заводов. - М.: Высшая школа, 1978. – 352 с.
Александров И. А. Ректификационные и адсорбционные аппараты. - М.: Химия, 1965. – 310 c.
Герзелиев, И.М. Алкилирование бензола этиленом, трансалкилирование бензола диэтилбензолами и диспропорционирование этилбензола на цеолитных катализаторах, перспективных для промышленных процессов [Текст]: автореф. дис. на на соиск. учен. степ. канд. хим. наук (12.00.13)/ Герзелиев Ильяс Магомедович; ИНХС РАН. – Москва, 2012. – 120 с.
ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования. Введен в действие с 01.04.2008 г.
ГОСТ Р 52857.2-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек. Введен в действие с 01.04.2008 г.
ГОСТ 12.1.005-88. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. М.. 1988 - 37 с.
ГОСТ 12.1.011-78. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытания. М., 118 с.
ГОСТ 12.2.003-91. Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. М., 1991 -21 с.
ГОСТ Р 52857.5-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок. Введен в действие с 01.04.2008 г.
ГОСТ Р 52857.3-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер. Введен в действие с 01.04.2008 г.
ГОСТ Р 52857.4-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений. Введен в действие с 01.04.2008 г.
Дахин О. Х. Массообменные колонные аппараты. – Волгоград: РПК «Политехник», 2011. - 161 c.
Журавлев В.А., Котельников Т.С. Расчет материальных балансов при проектировании производств органического синтеза: Учебное пособие. – Кемерово, 2012. – 93с
Кафаров В.В. Основы масоопередачи. 3-е изд. М.:Высшая школа,1979.-439с.
Лащинский А.А., ТолчинскийА.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. Изд.3 – изд. Альянс, 2008 – 752 с.
Постановление Правительства РФ от 12 июня 2003 г. N 344 "О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, в том числе через централизованные системы водоотведения, размещение отходов производства и потребления"
СниП 2.01.02-85. Противопожарные нормы. М., 1985 - 22 с.
Технологический регламент производства этилбензола цеха №46, 2003
Машины и аппараты химических производств. Примеры и задачи. - Л.: Ленинград, 1982. – 384 с.
Леонтьев B.C. Инновации в области разработок высокоинтенсивных массообменных устройств для модернизации ректификационных комплексов – Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», СПб, 2012. - 10 с.











13PAGE \* MERGEFORMAT142215




Рисунок 280Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 6Рисунок 10Рисунок 33Equation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 7Equation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 19Equation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 3

Приложенные файлы

  • doc 24254808
    Размер файла: 4 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий