Пожарная опасность трубчатых печей

нефтепродукта.

V. Краткие сведения о пожарах и технологических инцидентах

при эксплуатации печей на месторождениях в Удмуртии

За годы развития ОАО «Удмуртнефть» ( с 1975 по 2001г)

зарегистрировано 17 случаев пожаров на трубчатых печах различных

типов.

На Мишкинском месторождении нефти ( 14.10.75г) произошло

загорание внутри дымоотводных труб блока нагрева печи типа «БН».

Причина пожара была вызвана перегревом внутренней рубашки и, как

следствие прогаром труб.

Через год (3,11,23.03. и 25.07.76г) там же, на этой же печи

ночью вновь произошли аналогичные пожары, через прогары труб

разлилась нефть. Тушение проводилось длительное время в течение от 1

до 4 часов.

На Киенгопском месторождении нефти ( 24.01. и 6.12.76г) также

отмечены пожары на печи «БН-5», причиной которых явились прогар

труб и пробой прокладки .

В декабре 1977г начинается новая серия пожаров на печах. Вновь

горит нефть под печью типа «БН-5» на Мишкинском месторождении нефти

(7 и 9.02.77г.). Причина - прогар труб.

1978г- ночью загорается нефть под печью типа БН-5 на Мишкинском

месторождении нефти (5.02.78г.). Через месяц-18.03.78г, а потом

8.11.78г- из-за прогара труб опять-таки на Мишкинском месторождении

загорается разлившаяся нефть у печи «БН». Конец 1978г «знаменуется»

пожаром на печи «ПТБ» Киенгопского месторождении нефти ( 26.12.78г) .

В 1979 г пожары на печах не зарегистрированы. В конце 1980г

(26.12.80г) на Ельниковском месторождении нефти отмечен пожар на печи

«БН», причина которого вновь связана с прогаром труб.

В течение 4-х лет(1981-1984г) на объектах нефтедобычи не было

пожаров, связанных с неисправностью печей. В конце 1985г теперь уже

на Гремихинском месторождении нефти 22.12.85г регистрируется пожар

на печи «БН», причина которого связана с прогаром труб.

Пять лет спустя печь «БН» на Гремихинском месторождении нефти

еще раз напоминает о себе (25.01.90г). Возникает пожар в результате

прогара и разрыва сварного шва труб.

В последующие годы на месторождениях внедряются в производство и

начинают использоваться более совершенные печи типа «ПП-1, 6», «ПТБ-

5» и «ПТБ-10».Пожары и аварийные на печах резко идут на убыль. В

течение последующих пятнадцати лет инцидентов на печах не фиксируется

вплоть до 11. 05. 2001г ( см. стр.7).

VI. Пожарно-профилактические мероприятия

Основной несущей конструкции печи — металлическому каркасу —

необходимо обеспечивать возможность температурных деформаций. Для

этого некоторые соединения делают не сварными, а болтовыми с

овальными отверстиями для болтов. Каркас не должен перегреваться.

Поэтому внутреннюю полку швеллеров или двутавров защищают со стороны

топочного пространства огнеупорным кирпичом толщиной не менее 20—25

см (или блоками из минерало- ватного теплоизоляционного наполнителя).

Вторую полку не следует закрывать кладкой для свободного

омывания воздухом с целью охлаждения.

Во избежание вредных деформаций кирпичного заполнения при

неравномерном прогреве устраивают температурные швы .

Прогрев печи нужно производить медленно. Сначала зажигают две-

три форсунки, через 30 мин.— следующие две и т. д. Режим разогрева

печи выбирается таким, чтобы продукт, циркулирующий по трубам,

нагревался не более чем на 40—50° С в час. Правило розжига форсунок —

общее для всех печей.

Для защиты конструкции печи от разрушения при

возможном взрыве в топочном пространстве боковые стены

радиантной камеры, как правило, оборудуют предохранительными

клапанами . Ничто не должно мешать полному открытию клапанов, они

должны быть доступны наблюдению и проверке.

Змеевики трубчатых печей, как наиболее ответственную часть,

выполняют из жаростойкой и износоустойчивой стали. Трубы из

высоколегированной стали работают почти до полного закоксовывания, не

прогорая.

Для обеспечения работы печи без интенсивного теплового,

химического и механического износов труб необходимо контролировать:

установленные режимы давления в змеевиках, температурные режимы

работы, качество сырья, соблюдение сроков чистки и профилактического

ремонта.

Практикой установлено, что для уменьшения возможности

термического разложения давление в трубах должно быть таким, чтобы

скорость жидкости была в пределах 1—3 м/сек. Для каждой печи

устанавливают нормально допустимые величины давления продукта перед

входом в змеевик и по выходе из него и контролируют действительное

давление. Нужно следить, чтобы отводные трубки к самопишущим

манометрам не закоксовывались.

Во избежание прекращения подачи жидкости в печь емкости, из

которых питаются насосы, должны иметь четко обозначенный аварийный

уровень. Следует наблюдать, чтобы уровень продукта в емкости не

понижался до аварийного.

Режим работы топочного пространства должен контролироваться и

регулироваться автоматически. Нормально установленная температура в

радиантной камере на перевале и по выходе дымовых продуктов из

конвекционной камеры в боров поддерживается терморегуляторами,

фиксирующими действительную температуру и регулирующими подачу топлива

к форсункам. Правильность сгорания топлива контролируется анализатором

состава дымовых продуктов.

Для каждой печи устанавливается температура поступающего в

змеевик и выходящего из него продукта. Для измерения действительной

температуры в этих точках помещают термопары с самопишущим

устройством.

Все контрольно-измерительные приборы должны быть сосредоточены в

одном месте и за их показаниями нужно постоянно следить, а их

исправность контролировать.

Для уменьшения химического износа труб количество вредных

примесей, содержащихся в нагреваемой жидкости, не должно превышать

величину, установленную инструкцией. Фактическое содержание примесей

определяют анализом и отмечают в журнале.

В жидкости не должно быть твердых взвешенных частиц. Жидкость,

содержащую примеси больше нормы, подвергают предварительной очистке.

Для каждой печи, исходя из режимов ее работы и состава сырья,

составляют график чистки и предупредительного ремонта. Чистку труб от

кокса, графита и сажи производят строго по графику. В это же время всю

печь и особенно трубы тщательно осматривают и проверяют.

Правила пожарной безопасности нефтеперерабатывающей

промышленности требуют, чтобы во время эксплуатации трубчатой печи

контролировалось состояние ее труб. Работа с отдулинами и свищами в

трубах, а также с износом выше допустимых пределов (уменьшение толщины

стенок) запрещается во избежание разрывов труб.

Для выявления отдулин и определения степени износа труб нужно

производить не только осмотр, но и необходимые промеры.

Наружный осмотр и промеры наружного диаметра труб осуществляют

при каждой остановке печи во всех местах, где это возможно. Внутренний

диаметр измеряют по установленному графику в разные сроки для

различных печей и даже для различных труб.

Степень изменения диаметра труб, подлежащих замене, зависит от

назначения печи, характера сырья, а также материала труб и приводится

в соответствующих таблицах.

Например, для потолочного экрана печи прямой гонки

хромомолибденовую трубу с нормальными размерами 116,8 х 126,6 мм

бракуют, если ее внутренний диаметр стал 119 мм или внешний диаметр

132 мм. Так как некоторые трубы наиболее сильно изнашиваются по концам

то допускается применение конических втулок при определенном износе

трубы у двойника.

Результаты промера и отбраковки труб заносят в специальный

журнал.

Материал, применяемый для изготовления корпусов и пробок

двойников, должен противостоять действию высоких температур и

коррозии, особенно при переработке сернистых продуктов. Таким

материалом является легированная сталь. Нажимные болты и гайки

работают примерно в таких же условиях и, следовательно, их нужно

изготовлять также из высококачественной стали.

Нельзя использовать двойники с имеющимися или заваренными

трещинами. Подтяжку нажимных болтов для уплотнения пробок можно

производить только после снижения давления в трубах до атмосферного.

При закрытии двойников следят, чтобы хвост гайки был прочно

закреплен в соответствующем вырезе корпуса, а поверхность пробки не

была сработана.

Для защиты двойников от атмосферных воздействий шкафы двойников

должны иметь плотно закрывающиеся металлические дверцы. Под двойниками

в шкафах устанавливают дренажные противни.

При образовании течи, что обнаруживается по газам, идущим от

дверцы двойниковой коробки, необходимо немедленно дать пар в

двойниковые шкафы и замазать все щели дверей глиной для изоляции

двойников от воздуха. При сильной течи нужно остановить печь.

Прочность и плотность труб и двойников проверяют гидравлическим

испытанием на давление в полтора раза выше максимального рабочего

давления. Рекомендуется до опрессовки продуктом проверить плотность

соединений труб и пробок двойников водяным паром при давлении 10 атм.

Во избежание пожаров у форсуночного фронта трубчатых печей

необходимо следить за исправностью топливных линий, плотностью

фланцевых соединений и сальников задвижек. Воздушные короба и площадка

под форсуночным фронтом должны быть чистыми. Для удобства поддержания

чистоты площадка должна иметь твердый покров и лоток с подводом воды.

Это дает возможность смывать излившееся топливо в канализационную

систему через гидравлический затвор. Форсунки защищают от прямого

воздействия ветра металлическими щитами.

Во избежание аварий трубопроводов, подводящих и отводящих продукт

от трубчатой печи, их выполняют из высококачественной стали, хорошо

закрепляют, устраивают минимальное количество фланцевых соединений,

снабжают температурными компенсаторами, задвижками и исправной

теплоизоляцией.

VII. Средства пожаротушения.

Каждую трубчатую печь оборудуют стационарной системой паро- или

азототушения ( возможно совмещение) и снабжают необходимым,

количеством первичных средств пожаротушения.

В летнее время, как правило, котельные на месторождениях

останавливаются на профилактический ремонт и обслуживание,

бесперебойная подача пара в печи вызывает затруднения. В настоящее

время внедрены и используются на печах ПТБ-5, ПТБ-10 в НГДУ

«Ижевскнефть», а также в Игринском и Сарапульском НГДУ установки

азототушения, которые более эффективны и могут задействоваться в любое

время года.

7.1. Стационарные системы паротушения.

Водяной пар для трубчатой печи является основным средством

пожаротушения, поэтому стационарная система должна быть правильно

выполнена. Пар нужно подводить в радиантную камеру, во все коробки

двойников, в боров и дымовую трубу.

В радиантную камеру пар подводится с двух противоположных сторон

самостоятельным трубопроводом диаметром не менее 50 мм. Пусковые

вентили располагаются в наиболее безопасном месте, но не ближе 5 м от

печей.

Подвод пара к коробкам двойников производится по линиям диаметром

не менее 25 мм. Для каждой коробки двойников предусматривается

самостоятельный отвод с пусковым вентилем, расположенным сбоку от

дверец. Паровая линия должна быть подведена также к основанию дымовой

трубы.

Все паровые линии имеют приспособления для продувки их от

конденсата. Работа печи с неисправной подводкой пара не разрешается.

Давление пара в паровой магистрали должно составлять около 4 атм.

Паровые линии имеют отличительную окраску от других линий и

таблички на вентилях с обозначением места ввода пара.

Тушение небольшого количества излившегося продукта можно

производить огнетушителями, песком и асбестовыми одеялами. Количество

этих первичных средств пожаротушения определено нормами . При больших

пожарах, кроме водяного пара, применяют пену и воду.

Нельзя направлять струи воды во внутренний объем печи и на сильно

разогретые поверхности. Наружные нагретые поверхности (арматуру,

каркас, дымовую трубу и т. п.) можно охлаждать распыленной водой, а

сильно разогретые (двойники и т. п.) - пеной.

7.2. Установки азотного пожаротушения и продувки

инертным газом технологического оборудования.

–газ без цвета и запаха, немного легче воздуха.

Молекулярный вес-28,01;

плотность-1,2506 г/л; плотность в сжиженном состоянии 808 кг/ м3 при

t= - 196(С;

температура плавления t = - 210(С; температура кипения t = - 195,8(С;

плотность

по воздуху 0,967.

Огнетушащий эффект при воздействии газообразного азота

достигается за счет разбавления продуктов реакции в зоне горения до

такого содержания кислорода, при котором горение становится

невозможным. Как правило до достижения эффекта –тушения пожара-

азотом необходимо заполнить 40-60% объема пространства

технологической установки.

Назначение:

Установки предназначены для обеспечения тушения пожара при возгорании

нефти, газового конденсата и нефтепродуктов в закрытых объмах блочных печей

(ПТБ-10, ПТБ-1 ОМ, ПТБ-1 ОА, БТП-10, ПТБ-5-40, ПТБ-5-40А, ППН-3 и пр.) и

других технологических установок и/или для продувки инертным газом

оборудования и трубопроводов на нефтегазодобывающих и перерабатывающих

предприятиях, нефтебазах, базах нефтепродуктов и химических реагентов.

Принцип

работы:

Непосредственно на производственных площадках, с помощью мембранных

воздухоразделительных азотных установок типа АПТ из атмосферного воздуха

выделяется азот с чистотой 95-96% об. и закачивается в ресиверы объемом 8-

100 м3 ( у нас-50 м3 ) для хранения. В случае возгорания, азот поступает в

технологический объем печи и обеспечивает быстрое и надежное тушение

возгорания без побочного воздействия на оборудование и персонал (см.

принципиальную технологическую схему установки азототушения на стр.17).

Опыт

эксплуатации:

Установки азотного пожаротушения эксплуатируются на центральных пунктах

сбора и подготовки нефти с 1 октября 1992г после проведения первых в России

успешных промышленных испытаний по азототушению печей ПТБ-10 на К

иенгопском месторождении нефти в ОАО «Удмуртнефть». В 1997 году азотные

установки типа АПТ рекомендованы к широкому применению межведомственной

комиссией ОАО НК «ЛУКОЙЛ». Узел ввода азота в печи ПТБ разработан и внесен

в техническую документацию завода-изготовителя (ОАО «Нефтемаш»).

Снижение эксплуатационных затрат при подготовке нефти:

Традиционная технология паротушения требует

непрерывной круглогодичной выработки пара в котельной и аренды передвижной

паровой установки в период ремонта котельной, что приводит к значительным

эксплуатационным затратам и коррозионному износу трубопроводов. Применение

установки азототушения взамен паротушения обеспечивает снижение

себестоимости подготовки нефти и газового конденсата, существенно повышает

надежность и быстродействие системы аварийного пожаротушения, обеспечивает

продувку инертным газом оборудования и трубопроводов при сварочных и пуско-

наладочных работах. Расчетный срок окупаемости одной установки на три -

четыре печи ПТБ-10 по расчетам ОАО НК «ЛУКОЙЛ» составляет от 4 месяцев до 1

года (в зависимости от капитальных затрат на строительство).

Пример

использования:

Для гарантированного тушения пожара в трех печах ПТБ-10 в составе УППН

необходимы два ресивера (рабочий и резервный) по 25м3 для хранения азота

под давлением 4,5- 5,5 кГс/см2. После первого заполнения ресиверов,

осуществляется периодическая работа мембранной азотной установки АПТ и

компрессора для подкачки азота. Время тушения возгорания нефти в печах ПТБ

составляет 30-50 сек по результатам ведомственных испытаний (По нормативам

НПБ-96 - не более 60 сек.). Время профилактической продувки свободного

объема печи азотом после тушения, в процессе охлаждения стенок змеевика -1-

2 мин.

Размещение

и монтаж:

Мембранная воздухоразделительная азотная установка типа АПТ и

Страницы: 1, 2, 3, 4