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低压反应釜失稳原因分析及整改措施

来源: 时间:2019-08-05 10:01:03 次数:

低压反应釜失稳原因分析及整改措施
1、前言
2012年7月的一天,我们接到油田一化工厂的通报,报告说他们那里4台并排摆放的反应釜在使用过程中,发生不同程度的筒壁内陷,不敢再用,厂方请求我们对设备进行鉴定检验,确认该设备是否还能继续使用, 并分析事故原因,避免该事故的再次发生。
二、事故概述
1、反应釜的主要参数和设计依据
该反应釜为立式结构, 圈座支撑。介质为混合液体物料,工作压力 ≤ 0.01MPa, 工作温度≤ 100度,材质为Q235-A,制造日期1989年2月。反应釜内径2600mm ,高度为6500mm 。
2、事故经过
现场我们对4台设备的缺陷位置进行了检测测量,4台设备都有不同程度的凹陷变形, 其中最大的一台变形量为400×380×52mm,最薄处仅为3mm,已不能再使用。该批设备正常的生产工艺过程是:混合物料放入反应釜后, 物料在反应釜内反应,为防止物料在反应过程中升压升温,在生产过程中, 边反应边进行釜外壁喷淋冷却水冷却。反应完成后,釜底排料。一个生产周期完成后,需对反应釜进行清洗消毒,具体的做法就是将蒸汽通入反应釜内,控制蒸汽压力不超过0.01MPa,关闭所有阀门,杀菌十分钟后,排出蒸汽冷凝水,反应釜自然冷却后待用。操作人员在操作过程中,误操作,在消毒过程中,将喷淋冷却水阀门打开,致使反应釜内壁大面积内凹,使得该批设备部分报废。
三、失稳原因分析
在正常使用情况下,反应釜处于常压状况。根据GB150—89《钢制压力容器》设计标准,按正常情况下,采用6mmQ235-A钢板制做,完全满足强度要求。
此次釜体失稳是由于误操作造成的,釜外壁喷淋冷却水,使得釜内蒸汽迅速冷却。压力急速下降,在很短的时间内釜内形成真空,釜体承受外压。而此时釜体的临界外压根据计算可知在0.036MPa。如果是真空容器,其设计外压按0.1MPa计,而此时的设计外压大于釜体临界外压很多, 因此,釜体承受不了形成真空时的外压,从而失稳。临界外压计算:
罐体简体名义厚度S=6mm
厚度附加量C=C1+c2=2.5mm
C1一钢板厚度负偏差0.5mm
C2一钢板腐蚀余量2mm
筒体有效厚度s1=s—C=3.5mm
罐体筒体外径D=D1+2S=2612mm
D1一简体内径2600nun
筒体计算长度L=H+1/3h1 =6592mm
H一一筒体高度H=6500mm
h1一由(JB/T4737—95)查表的h1=275mm
系数L/D=6592/2612=2.5
系数D/s.=2612/3.5=746
系数A查参考文献h-0.00017
系数B查参考文献B=27
许用外压[P]=B/D/S.=0.036MPa
四、整改措施
为保证设备安全运行,我们根据现场的实际情况和查资料计算得知,可采取如下整改措施:
1、除一台不能修理报废外,其他3台设备可按设备筒体形状做一模板,采取局部加热的方式进行顶复,使其凹陷处进行复位;
2、加强职工队伍建设,定期对职工进行考核评比,择优上岗,加强管理,严禁误操作;
3、采用自动连锁装置,在人工误操作的情况下,设备不动作,避免人工操作的失误;
4、增设加强圈,缩短筒体计算长度,增加容器刚度。经计算,像这种尺寸的反应釜, 需增设沿外壁一周的整体加强圈两个,均匀安置。
五、结束语以上整改措施投资少,见效快,厂方根据我们提的建议,对其他几台反应釜进行了修理、改造,通过这些措施的实施,设备运行良好,类似事故未再发生。

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