Монтаж насадочной колонны после капитального ремонта

Определение внешних сопротивлений:Общее сопротивление передвижению тележки(транспортёра)от статических нагрузок:(2.3) Fпер = Fтр·16 + Fук· 16 + Fв· 16где Fтр–сопротивления трения ходовой части;Fук – сопротивление уклона рельсового пути;Fв – сопротивление от ветровой нагрузки, по условию работ Fв= 0;16 – количество колёс на транспортёре.(2.4) Fтр = (Q + mт) ·g· ((2 ·μ + ƒ·d) / D·kр)где μ - коэффициент трения качения колеса по рельсу, μ =0,0004; ƒ - коэффициент трения в подшипниках колес, для подшипников качения ƒ = 0,015; D – диаметр ходового колеса, D = 950 мм; kр – коэффициент, учитывающий трение реборд колеса о головку рельса, при раздельных приводах kр=1,6; d – диаметр ступичной части, d = 194 мм.Fтр = (26000 + 20650) ·9,81·((2 ·0,0004 + 0,015·0,194) / 0,957·1,6)= = 46650 · 9,81 · (0,00371 / 1,5312) = 1 108,82 Н = 1,10882 кН(2.5) Fук =(Q + mт) ·g·aугдеaу – уклон в пути в тысячных долях, aу= 0,003;Таблица 2.1Технические характеристики восьми-осного железнодорожного транспортера площадочного типа, модели 14-6063п/пНаименование, Ед. изм.Величина1Погрузочная площадка длина ширина высота, мм мммм10000 2570 842(670)2Грузоподъемность, т1203Масса тары, т56,54Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (Тс)220,5 (22,7)5Погонная нагрузка, т/м6,856Диаметр колес по кругу катания, мм9577Ордината центра тяжести, мм6758Тип тележкимодель 18-1019Габарит02-ВМ(02-Т)10Количество 4-осн. тележек, шт.211Подшипниккачения12Тип воздухораспределителя483.00013Число тормозных осей, шт.814База транспортера, мм1812015База тележки, мм320016Масса несущей балки, т28,817Масса тележки, т11,9518Площадь боковой поверхности, м.кв.2219Несущая балкасварная20Тип сцепкиСА-3М21Ордината приложения ветровой нагрузки, мм75022Выход середины транспортера в кривой 350 м, мм12123Возможность перестановки на колею 1435 мместь24Тип буфераBN-67/3519-0725Минимальный радиус вписывания в кривую колеи 1435 мм, м8026Минимальный радиус вписывания в кривую колеи 1520 мм, м8027Скорость груженого транспортера, км/час12028порожнего транспортера, км/час120Размеры в скобках относятся к груженому транспортеру.Fук =(26000 + 20650) ·9,81·0,003 = 1 372,9 Н = 1,3729 кНFпер(одного транспортера) = 1,10882 · 16 + 1,3729 · 16 + 0 = = 17,74112 + 21,9664 = 39,70752 кНТак как перемещение опорной части при подъёме запланировано с помощью двух восьми-осных железнодорожных транспортеров площадочного типа, а привод будет представленэлектрической лебёдкой, рассчитаем общее сопротивление передвижению двух транспортёров от статических нагрузок, при этом для второго транспортёра не будем учитывать груз (так как он полностью учтён при расчёте сопротивлений для первого транспортёра):(2.6) Fтр= mт·g· ((2 ·μ + ƒ ·d) / D·kр)Fтр = 20650·9,81· ((2 ·0,0004 + 0,015·0,194) / 0,957·1,6) = = 20650· 9,81 · (0,00371 / 1,5312) = 490,83Н = 0,49083кН(2.7) Fук= mт·g·aуFук =20650·9,81· 0,003 = 607,73Н = 0,60773кНFпер(одного порожнего транспортера) = 0,49083· 16 + 0,60773· 16 + 0 = = 7,85328 + 9,72368 = 17,57696кНFпер(сцепки двух железнодорожных транспортеров) = 39,70752 + + 17,57696 = 57,28448 кН ≈ 57,3 кНСкорость перемещения тележки(сцепки транспортёров) при подъёме насадочной колонны будет ориентировочна ровна скорости подъёма верхней установленной на кране, исходя из технических характеристик крана Либхерр LTM 1100-5.2рекомендованная скорость подъёма составляет 1,6 м/мин.Определим необходимый коэффициент запаса при расчётах, с учётом выбранного способа монтажа, в соответствии ВСН 351-88:(2.8) Кд = Кд1 + Кд2где Кд1– коэффициент, учитывающий динамические нагрузки от средства, создающего тяговое усилие, Кд1 = 1,1; Кд2 - коэффициент, учитывающий динамику от способа перемещения низа аппарата, Кд2 = 1,02;Кд = 1,1 + 1,02 = 1,12Определим потребную мощность (статическую мощность) необходимую для привода механизма передвижения тележки (сцепки транспортёров):(2.9) P = (Fпер ·νп) / ɳгде νп–скорость перемещения тележки по рельсуна начальном этапе (стартовое ускорение), νп = 0,2 м/сек = 0,45 об/сек (с учётом длины окружности вала лебёдки 445 мм); ɳ - к.п.д.лебёдки, ɳ = 0,7; P = (57300 · 0,45) / 0,7 = 2 210,14 Вт =36,8 кВтP (с учётом коэффициента запаса) = 36,8 · 1,12 = 41,3 кВтПо потребной мощности Рдв с учетом режима работы 4М (ПВ=40%) выбираем5АМ315МА6 электродвигатель 132 кВт 990 об/мин (трехфазный 380/660) ВЭМЗ, имеющий при ПВ = 40% номинальную мощность Pном = 52,8кВт, частоту вращения n=990 мин-1, момент инерции ротора Ip = 0,48 кг×м2, диаметр выходного вала d=90 мм, диаметр корпуса двигателя D=680 мм.Произведём кинематический расчет механизма лебёдки:Кинематический расчет сводится к определению общего передаточного числа трансмиссии и разбивке его по ступеням. Частота вращения ходовогошкива диаметром 680 мм:(2.10) nк = νп/ (π · D)nк = 0,45 / (3,14 · 0,68) = 0,96об/сек Требуемое передаточное число:(2.11) u = nдв / nкгде nдв-скорость оборотов двигателя, nдв= 990об/сек;u = 131 / 0,96 = 136,45Подбор редуктора, муфт и тормозов Требуемый момент на валу редуктора:(2.12) Т = ((Pдв/ (2 · π · nдв)) · uТ = ((52800/ (2 · 3,14 · 131)) · 136,45 = 8 758 Н·мОпределяем грузоподъёмность кранаРасчёт грузоподъёмность крана:(2.13) Qкр = Qэл + Qгр +Qоснгде Qэл– масса элемента, Qэл = 26 тн; Qгр – масса грузозахватных приспособлений, Qгр = 0,5тн; Qосн - масса такелажной установки, грузоподъёмность крана Либхерр LTM 1100-5.2 указана с учётом веса оснастки и крюкоблока;Qкр = 26 + 0,5 + 0 = 26,5 тн;Определим необходимую грузоподъёмность с коэффициента запаса, в соответствии ВСН 351-88:Qкр = 26,5 · Кд = 26,5 · 1,12 = 29,68 тн;Определяем высоту подъёма крюка:(2.14) Нкр = h0+ hз+hэл+hгргде h0– расстояние от уровня установки крана до опоры монтируемогоэлемента, h0=- 0,3 м (ран по уровню расположен выше уровня рельсовых путей и основания колонны); hз – запас по высоте, необходимый для перемещения элемента над ранее установленными, hз =1,491м;hэл– высота (толщина) элемента в положении подъёма, hэл = 30 м; hгр– высота грузозахватных приспособлений, hгр= 1,2 м.Нкр = (-0,3) + 1,491 + 30 + 1,2 = 32,391 мОпределяем высоту подъёма стрелы:(2.15) Нстр = Нкр + hпгде hп – высота полиспаста в стянутом состоянии, hп =1,5м;Нстр = 32,391 + 1,5 = 33,891 мОпределяем вылет стрелы:(2.16) Lстр = ((e + c + d) · (Дэл–hш)) / (hгр+ hп) + aгде е – половина толщины стрелы на уровне верха монтируемого элемента или ранее смонтированной конструкции, е = 0,5м; с – минимальный зазор между стрелой и монтируемым элементом,c =1 м; d – расстояние от центра тяжести до приближенного к стреле края элемента, d =5м; а – половина базы крана, a =1,5м;Дэл – максимальный диаметр (толщина) элемента в вертикальном положении, Дэл = 2,3 м;hш– расстояние от уровня стоянки крана до оси поворота стрелы, hш = 2м.Lстр = ((0,5 + 1 + 5) · (2,3 – 2)) / (1,2+ 1,5) + 1,5 = 2,22мОпределяем потери тепла в колоннеРасчётные параметры работы насадочной колонны после капитального ремонта и изменения типа насадки с противоточной на перекрёстноточную требуют ограничить теплопотери до 25 Вт/м².Исходные данные:Теплоноситель мазут М-40Плотность мазута, ρ 860 кг/м3 Теплоёмкость теплоносителя, C 0,521ккал/кг°CТемпература теплоносителя, t =102°CТемпература окружающего воздуха, tн0°CДиаметр резервуара, Dкол = 1,9 мВысота стенки резервуара, H = 29 мОбъем резервуара, Vкол = 328 м3 Объем теплоносителя (10% наполнения),Vко= 3,28 м3 Расчет потерь тепла при охлаждении теплоносителя определяем по формуле:(2.17) Q = ∆T·C·p · Vгде, ΔТ - охлаждение теплоносителя на 0,01 °С/час (полный цикл смены объёма кубового остатка);Q = 0,01·0,521·860 · 3,28 = 14,7 Вт Расчет площади боковой стенки колонны:(2.18) S = π · Dкол · Н S = 3,14·1,9 · 29 = 173,014 м²Расчет площади верхней крышки колонны – можно пренебречь. Расчет площади нижней крышки колонны – можно пренебречь.Определение допустимых потерь тепла не требуется и берётся из ограничений, указанных в проекте Nне более 25 Вт/м².(2.19) N = Q / SОпределяем потери тепла в колонне в изолированном исполнении:Если задана температура теплоносителя, температура окружающего воздуха, толщина и коэффициент теплопроводности не изоляционного слоя, тепловые потери составят:(2.20) q = (t –tн) / (1/aв+1/aн)где,ав – коэффициент тепловосприятия стенкой 15 Вт/(м2 ·°С);ан – коэффициент теплоотдачи от стенки в окружающий воздух 29Вт/(м2 ·°С).q = (102 – 0) / (1/15 +1/29) = 1 008,41Вт/м²Тепловые потери при не изолируемом резервуаре значительно превышают допустимые нормы. Необходимо выполнить тепловую изоляцию насадочной колонны.Определяем потери тепла в колонне в изолированном исполнении:(2.21) q = (t – tн) / (1/aв +δиз/λиз + 1/aн)q = (102 – 0) / (1/2 +0,004/0,001+ 1/3) = 21,11Вт/м²где,ан – коэффициент теплоотдачи теплоизоляции 3 Вт/(м2 ·°С); ав – коэффициент тепловосприятия теплоизоляции 2 Вт/(м2 ·°С); λиз коэффициент теплопроводности изоляции 0,001 Вт/(м·°С); δиз толщина одного технологического слоя изоляции 0,0004 мДля обеспечения тепловой защиты резервуара необходимо выполнить нанесение одного технологического слоя (жидкое теплоизоляционное керамическое покрытие)толщиной - 0,4 мм3Экономическая часть3.1. Сравнительный анализ показателей экономической эффективности затрат на тепловую изоляцию насадочной колонныДля сравнения показателей экономической эффективности затрат на тепловую изоляцию колонн рассмотрим два варианта.Вариант №1 Выполнение тепловой изоляции колонн минераловатными плитами.Виды работ, осуществляемые для монтажа данного вида утеплителя, следующие:1)Антикоррозионная обработка поверхности колонны. 2) Монтаж креплений бандажа. 3) Окраска стенки колонны минимум в 2 слоя. 4) Монтаж минераловатных плиттепловой изоляции.5) Гидроизоляция минераловатных плит.6) Монтаж бандажа.7) Монтаж покровного слоя.8) Финишная окраска покровного слоя колонны в 2 слоя (рис. 3.1)Рис. 3.1. Схема монтажа минераловатного утеплителя1 – покровный слой; 2 – гидроизоляция минераловатных плит;3- минерало-ватная плита; 4 –конструкция бондажа; 5 - окраска стенки колонны; 6 –стенка насадочной колонны.Сводный сметный расчет стоимости теплоизоляции насадочной колонны из минераловатных плит (вариант №1) представлен в таблице 3.1.Таблица 3.1Сметная стоимость работ по монтажу утеплителя п/пНаименование работ, услугСуммаЕд.изм.1Пескоструйная обработка поверхности колонны180руб. / м22Окраска стенки колонн в 2 слоя.150руб. / м23Минераловатные плиты280руб. / м24Металлическая обрешетка колонны (система крепления)180руб. / м25Гидро- пароизоляция минераловатных плит100руб. / м26Герметизация стыковочного шва85руб. / м27Покровный слой (оцинкованный лист)250руб. / м2Итого стоимость материалов1225руб. / м28Стоимость работы600руб. / м2Всего затрат1850руб. / м2Гарантийный срок службы тепловой изоляции из минераловатных плит –около 5 лет, по истечении данного срока материал рассыхается и распадается.Затраты на монтаж утеплителя по варианту №1 представлены в таблице 3.2.Вариант №2выполнение тепловой изоляции ограждающих конструкций резервуаров сверхтонким теплоизоляционным покрытием.Виды работ, осуществляемые для монтажа данного вида утеплителя, следующие:1) Антикоррозийная обработка стенки резервуара.2) Жидкое теплоизоляционное керамическое покрытие (рис. 3.2.)Таблица 3.2Смета затрат на монтаж утеплителя (вариант №1)п/пНаименование работ, услугСтоимостьЕд.изм.1Материалы84руб. / м22Заработная плата168руб. / м23Отчисления на соц.нужды62,02руб. / м24Амортизация основных средств60,9руб. / м25Прочие расходы149,08руб. / м2Итого:524руб. / м2Рис. 3.2. Схема покрытия жидкой теплоизоляцией1 – теплоизоляционный слой (жидкое теплоизоляционное керамическое покрытие); 2 –стенка насадочной колонны.Сводный сметный расчет стоимости теплоизоляции из жидкое теплоизоляционное керамическое покрытие (вариант №2) представлен в таблице 3.3.Таблица 3.3Сметная стоимость работ по нанесению утеплителя (вариант №2)п/пНаименование работ, услугСуммаЕд.изм.1Антикоррозийная обработка50руб. / м22Жидкое теплоизоляционное керамическое покрытие200руб. / м2Итого стоимость материалов250руб. / м23Стоимость работы250руб. / м2Всего затрат700руб. / м2Эксплуатационные затраты на монтаж данного вида утеплителя представлены в таблице 4.4.Таблица 4.4Смета затрат на нанесение утеплителя (вариант №2)п/пНаименование работ, услугСтоимостьЕд.изм.1Материалы13,72руб. / м22Заработная плата26,40руб. / м23Отчисления на социальные нужды9,39руб. / м24Амортизация основных средств9,57руб. / м25Прочие расходы23,42руб. / м2Итого:82,50руб. / м2Используя данные по объему работ для теплоизоляции резервуара (из расчетной части) можем определить общую стоимость работ. Объединим данные показатели в общую таблицу 3.5.Таблица 3.5Расчет стоимости монтажа и нанесения теплоизоляции на насадочную колоннуп/пНаименованиеЕд.изм.ПокрытиеОтклонение(экономия)Минватные плитыЖидкая керамическая теплоизоляция 1Общая стоимость работруб. / м21850700-11502Срок службылет520-153Эксплуатационные затратыруб. / м252482,5-441,54Капитальный ремонтруб. / м21750Не требуется-17505Площадь поверхности насадочной колонны, подлежащая теплоизоляции м2173,014173,0146Общая стоимость работРуб.713 509,74135 383,46-578 126,28Из сравнения информации экономическиххарактеристик обоих вариантов теплоизоляции, можно сделать вывод, что наиболее экономичным в данной ситуации является - жидкое теплоизоляционное керамическое покрытие. Применение данногопокрытия при расчете на одну насадочную колонну позволит предприятию сэкономить:- на работах по монтажу теплоизоляционного покрытия 1150 руб/м2, всего 198 966рублей 01 коп.; - на эксплуатационных затратах 441,5 руб/м2, всего 76 385 рублей 68 коп.; - на затратах на капитальный ремонт1750 руб/м², всего 302 774 рубля 50 коп.; Расчётная экономия по общей стоимости работ на сумму 578 126 рублей 28копеек.3.2 Экономический эффект от применения современных теплоизолирующих материаловОценим экономическую эффективность от нанесения жидкоготеплоизоляционного керамического покрытия на одну колонну, а также в перспективе эксплуатации в течении 5 ближайших лет и тиражирования технологии при теплоизоляции еще трёх насадочных колонн подобного типа (в соответствии с проектом капитального ремонта и модернизации оборудования Орского НПЗ):Таблица 3.6Расчет стоимости монтажа и нанесения теплоизоляции на все подлежащие ремонту и модернизации насадочные колонны п/пНаименованиеЕд.изм.ПокрытиеКоличество колонн требующих тепло-изоляцииОтклонение(экономия)Минватные плитыЖидкая керамическая тепло-изоляция1Общая стоимость работруб. / м21850700-1150-46002Срок службылет520-15-603Эксплуатационные затратыруб. / м252482,5-441,5-17664Капитальный ремонтруб. / м21750Не требуется-1750-70005Площадь поверхности насадочной колонны, подлежащая теплоизоляции м2173,014173,014173,0146Общая стоимость работРуб.713 509,74135 383,46-578 126,28-2 312 505,12Применение жидкого теплоизоляционного керамического покрытияв перспективе тиражирования технологии, позволит предприятию сэкономить:- на работах по монтажу теплоизоляционного покрытия795 864рубля 04 коп.; - на эксплуатационных затратах305 542 рубля72 коп.; - на затратах на капитальный ремонт1 211 98 рублей00 коп.; Расчётная экономия по общей стоимости работ по капитальному ремонту и модернизации насадочных колонн составит 2 312 1505 рублей 12копеек.Список литературы 1.ПБ 03-605-03 Правил устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуара для нефти и нефтепродуктов.2. ПБ-03-273-99 Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства.3. СНиП 12-01-2004 Строительные нормы и правила. Организация строительного производства.4. ГОСТ 23407-78 Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ.5. ПБ 03-585-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов.6. СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве.7. СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве8. СНиП 2.09.04-87 Административные и бытовые здания9. ВСН 31-81 Инструкция по производству строительных работ в охранных зонах магистральных трубопроводов Министерства нефтяной промышленности10. СНиП II-23-81* Стальные конструкции.11.ГОСТ 22727-88 Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля12.ПБ-03-278-99 Технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства13.ГОСТ 7512-82* Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.14. ГОСТ 6996-66* Сварные соединения. Методы определения механических свойств15. СНиП 11-23-81 Стальные конструкции16.ГОСТ 14771-76* Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.17. СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции.18. ВСН 311-89 Монтаж стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов объемом от 100 до 50000 м319. СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы20. ГОСТ Р 12.4.026-2001 Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная21. СНиП 2.11.03-93 Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы22. СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия23. РД 08-95-95 Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов24. ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные25. ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные26. СН 527-80 Инструкция по проектированию технологических стальных трубопроводов Ру до 10 МПа27. ГОСТ 9.602-89* ЕСЗКС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии 28. ВУПП 88 Ведомственные указания по противопожарному проектированию предприятий, зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности29. ГОСТ 12.4.087-84 Система стандартов безопасности труда. Строительство. Каски строительные. Технические условия30. ПБ. 10-382-00 Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов31. ГОСТ 14651-78* Электрододержатели для ручной дуговой сварки. Технические условия32. ППБ 01-03 Правила пожарной безопасности33. СНиП II-3-79 Строительная теплотехника