Расчет гамма-процентного ресурса элементов сушилки для сушки сульфата аммония в кипящем слое

 

Калиниченко Р.С., к.т.н. Топоров А.А.

Донецкий национальный технический университет

---

Источник:КалиниченкоР.С. Расчет гамма-процентного ресурса элементов сушилки для сушки сульфата аммония в кипящем слое./ Р.С.Калиниченко, А.А.Топоров//Донецк, 2010г.—с.с.132-133

---

 

На сегодняшнее время значительно возросли требования к эффективности проектных разработок технологических и организационных решений по обеспечению безопасности технологических объектов. Возможность возникновения критических и аварийных ситуаций обусловлено воздействием множества факторов. Особенно высока степень и цена риска принимаемых решений при возведении техногенных объектов и комплексов, эксплуатация которых связана с безопасностью людей и негативным воздействием на окружающую среду. Поэтому важной целью является не только повышение надежности, но и техногенной безопасности.

Рассмотрим производство сульфата аммония. В производстве сульфата аммония главным технологическим процессом является сушка. Во время протекания данного процесса происходит удаления влаги из материала.

Для сушки сульфата аммония наибольшее распространение получили три типа сушильных устройств: барабанная сушилка, вибрационный транспортер и сушилки с кипящим слоем. В сушилках с кипящим слоем обеспечивается тесный контакт материала с теплоносителем и высокий термический коэффициент полезного действия. При сравнительно небольших габаритах они обладают высокой производительностью и менее других чувствительны к подливам с центрифуг.

Сушилка состоит из прямоугольного короба, нижняя часть разделена перегородкой на две неравные части. В нижней части расположены решетка и сито, с заполняющей пространства между ними кварцевой щебенкой. Сушилка оборудована двумя лопастными питателями. Воздух в сушилку поступает через нижнюю распределительную решетку двумя потоками: горячий воздух идет в первую половину сушилки и холодный – во вторую половину. Сульфат в сушилку непрерывно подается верхним загрузочным питателем и проходя разбрасыватель, попадает на сито, зависает («кипит») в струях горячего воздуха.

Для дальнейшего исследования в программе КОМПАС 3D V11разработана 3D модель сушилки. Модель состоит из 1994 деталей, из них уникальных 112, сборок 15.

С эксплуатацией оборудования кипящего слоя связано возникновение ряда опасностей, которые могут исходить как от перерабатываемого сырья, процессов протекающих в агрегате, так и самого агрегата. Таким образом, вместе с технологическими процессами возникает ряд деградационных процессов(износ деталей и узлов оборудования; коррозионный износ и т.д.). Деградационные процессы влияют на оборудование, обеспечивающее процесс сушки. В производстве большое влияние имеют процессы, протекающие на контактирующих поверхностях: износ трущихся поверхностей, коррозия деталей, усталостный износ и так далее. Поэтому важной задачей обеспечивающей заданный уровень надежности на этапе проектирования - это учет не только технологических, но и деградационных процессов, так как надежность является определяющей в обеспечении безопасности оборудования.

Для оценки степени деградации объекта используется интервальная оценка гамма-процентного ресурса, которая определяется по формулам:

 

где Q_д – среднее квадратическое отклонение относительного износа

 

где N – количество замеров;

      V_ср – скорость износа:

 

t_д  -время эксплуатации элемента на момент диагностирования, год;

     a₀ – начальное среднеквадратическое отклонение толщины стенки, a₀ =0,05;

    t_i  - время диагностирования, когда проводился k – тый замер толщины стенки

 

По методике гамма-процентного ресурса был рассчитан остаточный ресурс агрегата. Проведено диагностирование стенки корпуса сушилки сульфата аммония в кипящем слое. Номинальная толщина стенки S_n = 10 мм. Отбраковочная толщина стенки корпуса сушилки S_r = 6,0 мм. Время от начала эксплуатации до проведения диагностирования 15 лет.

 

Таблица 1 – Толщина корпуса в выбранных точках

 

Выполнив весь расчет по приведенной выше методике получаем нижнюю интервальную оценку гамма- процентного остаточного ресурса равную:

 

 

То есть агрегат может проработать еще 25 лет.

По приведенной выше методике была составлена блок-схема и написана программа для расчета гамма-процентного остаточного ресурса в среде Microsoft Visual Basic.