Навигация

   




 

В тезисах доклада описываются существующие конструктивные решения строительных конструкций конвейерных галерей, их преимущества и недостатки, пути повышения надежности конвейерной галереи.

Агеев А. И., Парфенюк А. С., Гайдаенко А. С.

Конструктивные методы повышения надежности и безопасности конвейерных галерей на коксохимическом заводе // Сборник докладов V международной научной конференции аспирантов и студентов "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" - Донецк: ДонНТУ, 2008.

      Конвейерная галерея представляет собой инженерное сооружение мостового типа массой сотни тонн, расположенное на значительной высоте (до 40 м и более). Галереи состоят из пролетных строений и опор. Внутри пролетных строений размещаются ленточные конвейеры для транспортировки сыпучих материалов, а также проходят различные технологические коммуникации. На коксохимических предприятиях стальные конструкции конвейерных галерей работают в условия средней степени агрессивности среды, основной вид износа – коррозионный.
      Функционирование конвейерных галерей обеспечивает непрерывное транспортирование угля, шихты и кокса. Длительная остановка конвейера на любой стадии производства может привести к нарушению работы коксовых печей, что определяется непрерывностью производственного цикла. Бункеры-накопители на складах угля обеспечивают запас не более чем на 3 суток, а бункеры угольной башни на коксовых батареях – до 24 часов.
      Аварии галерей наносят экологический ущерб и представляют угрозу для жизни и здоровья рабочих. При предаварийных ситуациях опасность для обслуживающего персонала и монтажников возрастает, так как обнаруженные дефекты необходимо быстро ликвидировать, а обеспечить безопасность работ в этом случае очень сложно. К тому же кроме явных дефектов (прогибы, трещины, отрыв элементов конструкции и др.) могут быть скрытые, которые повышают вероятность аварии. Поэтому одна из важнейших задач – обеспечение надежности и безаварийности строительных конструкций галерей в течение всего срока службы, который составляет 20-40 лет.
      Одним из путей решения данной задачи является анализ причин аварийных состояний и аварий. Анализ множества аварийных состояний и аварий конвейерных галерей позволил нам установить следующие основные их причины:
      1. Ошибки проекта КМ и КМД;
      2. Дефекты монтажа конструкций;
      3. Низкое качество стального проката;
      4. Длительный срок эксплуатации без капитального ремонта и обследования;
      5. Несоблюдение требований по антикоррозионной защите;
      6. Несоблюдение норм пожарной безопасности;
      7. Перегрузка несущих конструкций.
      Для перехода конвейерных галерей в аварийное состояние достаточно, чаще всего, одной причины (47,4% случаев) или сочетания двух причин (43,0% случаев). Следовательно, предупредить аварии можно организацией надежной системы технического контроля и надзора на стадиях проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации. Этот наиболее перспективный путь требует длительного времени на осуществление, а также совершенствования нормативной и законодательной базы.
      Другим путем предупреждения аварийных состояний является применение наиболее надежных и долговечных типов конструкций, которые позволяют снизить и даже предотвратить влияние некоторых из указанных выше причин.
      По типу конструктивных решений пролетные строения галерей принадлежат к одной из трех групп с несущими конструкциями из стальных ферм с параллельными поясами, сварных двутавровых балок или металлических оболочек прямоугольного и круглого сечения, совмещающих несущие и ограждающие функции.
      Опыт применение конвейерных галерей с металлическими оболочками показал, что их долговечность и ремонтопригодность заметно ниже чем у галерей других типов. Для них характерны неточности монтажа, неоднородность металла по всей длине галереи, повышенная степень коррозии в нижней части оболочки. Снижение несущей способности оболочки вследствие интенсивного коррозионного износа требует усиления конструкции. Однако произвести непосредственное усиление оболочки невозможно, а значит для обеспечения дальнейшей работы необходим монтаж фермы с параллельными поясами вокруг нее. Данный тип усиления нерационален. Это значит, что при проектировании данного типа галерей в дальнейшем необходимо учитывать их невысокую долговечность и высокую стоимость ремонтно-восстановительных работ.
      Среди несущих конструкций из стальных ферм наиболее перспективными являются конструкции из труб. Применение труб позволяет снизить влияние коррозионной среды за счет уменьшения удельной поверхности конструкций. Коэффициент влияния типа сечения на скорость коррозии для труб равен 1; для замкнутого коробчатого сечения – 1,1; для листа, одиночного проката или гнутого профиля – 1,4; для составного профиля – 2,0. Значит такое решение теоретически позволит снизить скорость коррозии в 2 раза, так как наиболее распространены составные профили. Кроме этого сложно нанести качественное антикоррозионное покрытие на составные профили, а значит между его элементами на незащищенных покрытием поверхностях возникнут участки повышенного коррозионного износа. Окраска труб более технологична. Следовательно, качество покрытия будет выше, а стоимость его нанесения ниже. По предварительным прогнозам применение труб позволяет повысить долговечность конструкции на 40%.
      Недостатками такого конструктивного решения являются увеличение материалоемкости несущих конструкций на 13% и увеличение стоимости монтажа на 10% за счет его усложнения. Определить дефекты элементов трубчатых конструкций значительно сложнее, чем у профиля. Кроме этого цена труб превышает цену профиля, а повышение спроса на них приведет к дефициту и дополнительному росту цены.
      Альтернативными являются балочные несущие конструкции с размещением их под покрытием. Размещение несущих конструкций под бетонными плитами покрытия позволяет надежно изолировать их от воздействия температуры при возможном пожаре. Монтаж, защита антикоррозионными покрытиями и ремонт таких конструкций являются самыми простыми из всех и позволяют снизить капитальные и эксплуатационные затраты, но при этом возрастает материалоемкость конструкции.
      Еще одной немаловажной деталью является то, что срок возведения такой конструкции значительно ниже чем у несущих конструкций из оболочек и ферм, а значит такая конструкция позволит обеспечить быстрое восстановление подачи материала при возможной аварии.
      Без применения контроля за состоянием строительных конструкций конвейерных галерей и своевременного (1 раз в 3 года) восстановления антикоррозионного покрытия, прогнозировать их долговечность и безопасность тяжело. В этом случае идут путем несущей способности конструкций галереи, чтобы компенсировать ускоренный коррозионный износ, и наносят косвенный ущерб экологии.
      Практическое исследование данных конструктивных решений в условиях ОАО «Авдеевский КХЗ» подтверждает их эффективность и надежность.

© ДонНТУ 2008 Агеев