06_Noakowski_P_Awaria_urzadzenia_do_suchego_gaszenia_koksu.pdf

(1882 KB) Pobierz

0 ksiazka1

XXIV

awariebudowlane

Prof. dr hab. inŜ. P IOTR N OAKOWSKI , p.noakowski@faaa.de

FaAA Düsseldorf, Uniwersytet w Dortmundzie, Politechnika Śląska

AWARIA URZ Ą DZENIA DO SUCHEGO GASZENIA KOKSU

FAILURE OF A FACILITY FOR DRY COKE QUENCHING

Streszczenie Artykuł omawia przypadek powtarzających się stanów awaryjnych w Koksowni Kaiserstuhl

w Dortmundzie naleŜącej do koncernu gazowego RAG. Awaria została unaoczniona rozłupywaniem się filarów

niosących wymurówkę w miejscu otworów odprowadzających ogrzane powietrze. Przypadek został opisany przy

zachowaniu następującej logistyki ekspertyzy sądowej: Problem, Szkoda, Pomiary, Analiza, Diagnoza

i Przebudowa.

Abstract The paper presents a case of repeated failures in the Coking Plant Kaiserstuhl in Dortmund owned by

the gas corporation RAG. The failures manifested themselves by cleaving columns carrying refractory at

openings to discharge heated up air. The case is described by using the logistics of the expertise for the court:

Problem, Failure, Measurements, Analysis, Diagnosis and Reconstruction.

1. Problem, Rys. 1, 2 i 3

Nowoczesne suche urządzenie do gaszenia koksu składa się ze stojącego cylindra wyłoŜo-

nego wymurówką ognioodporną. Obsuwający się w cylindrze gorący koks zostaje chłodzony

tłoczonym od dołu powietrzem. Podgrzane powietrze jest wprowadzane do pierścienia

zbiorczego usytuowanego w połowie wysokości cylindra a następnie odprowadzane dalej

w celu wytwarzania pary wodnej. Urządzenie chroni więc środowisko przed agresywnymi

oparami towarzyszącymi procesowi gaszenia koksu jak wykorzystuje ciepło odbierane

koksowi do produkcji energii.

Na wysokości pierścienia zbiorczego tysiąctonowa wymurówka cylindra spoczywa na

42 filarach ulokowanych pomiędzy wylotami gorącego powietrza. PoniewaŜ filary te ulegały

regularnie zniszczeniu powstała obawa o bezpieczeństwo całego urządzenia. W związku

z tym naleŜało ustalić, jak dochodzi do awarii i jakimi metodami naleŜy je zastopować.

Badania te miały na celu niezakłóconą produkcję koksu, jak równieŜ ustalenie winnego gwoli

pokrycia wysokich strat i kosztów przebudowy.

XXIVKonferencjaNaukowoTechniczna

SzczecinMiędzyzdroje,2629maja2009

339358047.228.png

Diagnostyka w ocenie bezpiecze ń stwa konstrukcji

Rys. 9. PROBLEM; Koksownia RAG Dortmund

Wprowadzenia

Ŝarzącego koksu

Odprowadzenie

ogrzanego powietrza

Wysokość 43 m

Średnica 14 m

Liczba filarów 42

Doprowadzenie

chłodzącego powietrza

Wyprowadzenie

ugaszonego koksu

Rys. 2. PROBLEM; Suche gaszenie koksu

Rys. 3. PROBLEM; Konstrukcja urządzenia, awaria filarów

572

339358047.239.png

339358047.250.png

339358047.261.png

339358047.001.png

339358047.012.png

339358047.023.png

339358047.034.png

339358047.045.png

339358047.056.png

339358047.067.png

339358047.078.png

339358047.089.png

339358047.100.png

339358047.111.png

339358047.122.png

339358047.133.png

339358047.144.png

339358047.155.png

339358047.166.png

339358047.177.png

339358047.188.png

339358047.196.png

339358047.197.png

339358047.198.png

339358047.199.png

339358047.200.png

339358047.201.png

339358047.202.png

339358047.203.png

339358047.204.png

339358047.205.png

339358047.206.png

339358047.207.png

339358047.208.png

339358047.209.png

339358047.210.png

339358047.211.png

339358047.212.png

339358047.213.png

339358047.214.png

339358047.215.png

339358047.216.png

339358047.217.png

339358047.218.png

339358047.219.png

339358047.220.png

339358047.221.png

339358047.222.png

339358047.223.png

339358047.224.png

339358047.225.png

339358047.226.png

339358047.227.png

339358047.229.png

339358047.230.png

339358047.231.png

339358047.232.png

339358047.233.png

339358047.234.png

339358047.235.png

339358047.236.png

339358047.237.png

339358047.238.png

339358047.240.png

339358047.241.png

339358047.242.png

339358047.243.png

339358047.244.png

339358047.245.png

339358047.246.png

339358047.247.png

339358047.248.png

339358047.249.png

339358047.251.png

339358047.252.png

339358047.253.png

339358047.254.png

339358047.255.png

339358047.256.png

339358047.257.png

339358047.258.png

339358047.259.png

339358047.260.png

339358047.262.png

339358047.263.png

339358047.264.png

339358047.265.png

339358047.266.png

339358047.267.png

339358047.268.png

339358047.269.png

339358047.270.png

339358047.271.png

339358047.002.png

339358047.003.png

339358047.004.png

339358047.005.png

339358047.006.png

339358047.007.png

339358047.008.png

339358047.009.png

339358047.010.png

339358047.011.png

339358047.013.png

339358047.014.png

339358047.015.png

339358047.016.png

339358047.017.png

339358047.018.png

339358047.019.png

339358047.020.png

339358047.021.png

339358047.022.png

339358047.024.png

339358047.025.png

339358047.026.png

339358047.027.png

339358047.028.png

339358047.029.png

339358047.030.png

339358047.031.png

339358047.032.png

339358047.033.png

339358047.035.png

339358047.036.png

339358047.037.png

339358047.038.png

339358047.039.png

339358047.040.png

339358047.041.png

339358047.042.png

339358047.043.png

339358047.044.png

339358047.046.png

339358047.047.png

339358047.048.png

339358047.049.png

339358047.050.png

339358047.051.png

339358047.052.png

339358047.053.png

339358047.054.png

339358047.055.png

339358047.057.png

339358047.058.png

339358047.059.png

339358047.060.png

339358047.061.png

339358047.062.png

339358047.063.png

339358047.064.png

339358047.065.png

339358047.066.png

339358047.068.png

339358047.069.png

339358047.070.png

339358047.071.png

339358047.072.png

339358047.073.png

339358047.074.png

339358047.075.png

339358047.076.png

339358047.077.png

339358047.079.png

339358047.080.png

339358047.081.png

339358047.082.png

339358047.083.png

339358047.084.png

339358047.085.png

339358047.086.png

339358047.087.png

339358047.088.png

339358047.090.png

339358047.091.png

339358047.092.png

339358047.093.png

339358047.094.png

339358047.095.png

339358047.096.png

339358047.097.png

339358047.098.png

339358047.099.png

339358047.101.png

339358047.102.png

339358047.103.png

339358047.104.png

339358047.105.png

339358047.106.png

339358047.107.png

339358047.108.png

339358047.109.png

339358047.110.png

339358047.112.png

339358047.113.png

339358047.114.png

339358047.115.png

339358047.116.png

339358047.117.png

339358047.118.png

339358047.119.png

339358047.120.png

339358047.121.png

339358047.123.png

339358047.124.png

339358047.125.png

339358047.126.png

339358047.127.png

339358047.128.png

339358047.129.png

339358047.130.png

339358047.131.png

339358047.132.png

339358047.134.png

339358047.135.png

339358047.136.png

339358047.137.png

339358047.138.png

339358047.139.png

339358047.140.png

339358047.141.png

339358047.142.png

339358047.143.png

339358047.145.png

339358047.146.png

339358047.147.png

339358047.148.png

339358047.149.png

339358047.150.png

339358047.151.png

339358047.152.png

339358047.153.png

339358047.154.png

339358047.156.png

339358047.157.png

339358047.158.png

339358047.159.png

339358047.160.png

339358047.161.png

339358047.162.png

339358047.163.png

339358047.164.png

339358047.165.png

339358047.167.png

339358047.168.png

339358047.169.png

Noakowski P.: Awaria urz ą dzenia do suchego gaszenia koksu

2. Uszkodzenia , Rys. 4 i 5

Awaria dokumentowała się rozłupywaniem poszczególnych filarów w wyniku zbyt

wysokich sił ściskających. Zjawisko to było duŜym zaskoczeniem dla projektanta i dostawcy,

którym był Nippon Steel Corporation. Powodami tej postawy był dotychczasowy brak

jakichkolwiek kłopotów z mniejszymi urządzeniami tego typu jak i świadomość minimalnych

sił w filarach przy załoŜeniu równomiernego rozkładu cięŜaru cylindra.

PoniewaŜ procesu zniszczenia nie udawało się zastopować reperacją rozłupywanych

filarów zaistniała obawa, Ŝe dojdzie do reakcji łańcuchowej i całe urządzenie ulegnie zawale-

niu się. W związku z tym autor otrzymał zlecenie sporządzenia odpowiedniej ekspertyzy.

Rys.4. USZKODZENIA; Filary przed i po awarii

Rys.5. USZKODZENIA; Rozłupany filar

3. Pomiary , Rys. 6

Czujniki ulokowane w filarach wykazywały, Ŝe były one w wysokim stopniu nierówno-

miernie podgrzewane. Wyniki dziesięciodniowych pomiarów rozkładu temperatury na

obwodzie urządzenia wykazywały następujące prawidłowości:

·

Stosunkowo niskie temperatury około 400°C w dwóch innych regionach filarów

PowyŜsze fakty okazały się kluczem do wyjaśnienia powtarzających się uszkodzeń.

573

Niewielkie zmiany temperatur w czasie

· Wysokie temperaturach do 900°C w dwóch regionach filarów

·

339358047.170.png

Diagnostyka w ocenie bezpiecze ń stwa konstrukcji

Rys. 2. POMIARY; Rozkład temperatur w filarach

4. Analiza , Rys. 7 i 8

ZaleŜność pomiędzy lokalnym podgrzaniem filarów a wzbudzonymi w nich siłami moŜe

być unaoczniona na podstawie następujących trzech scenarii obciąŜenia ich przez wymu-

rówkę:

· Filary o równych wysokościach równo podgrzane: Równe siły w obydwu filarach

· Filary o róŜnych wysokościach równo podgrzane: PodwyŜszona siła w wyŜszym filarze

·

Zgodność przemieszczeń pojedyńczych filarów

WydłuŜenie filara wskutek temperatury α T

Skrót filara wskutek siły wymuszonej N/(E A)

Ustępliwość stopy filara N/c

·

Równomierny wzrost filarów εo

Równowaga sił

Siły w filarach N1 + N2 + N3….

ObciąŜenia zewnętrzne NG + NR + NF (CięŜar wymurówki, tarcie, opory w głowicy)

Nieliniowa praca materiału aŜ do rozłupania filaru w wyniku ściskania

σ – ε

Tą metodą, na zasadzie uwzględnienia nieliniowości tudzieŜ eliminacji filarów rozłupa-

nych lub poddanych rozciąganiu, zostały ustalone prawdziwe siły w autentycznie aktywnych

filarach.

574

Filary o równych wysokościach róŜnie podgrzane: PodwyŜszona siła w cieplejszym wy-

dłuŜonym filarze

Siły wymuszone N w poszczególnych filarach podgrzanych do temperatury T zostały

ustalone z następujących zaleŜności:

·

·

339358047.171.png

339358047.172.png

339358047.173.png

Noakowski P.: Awaria urz ą dzenia do suchego gaszenia koksu

Równe filary

Nierówne filary

Podgrzany filar

0

0

1

1

1

0

T

Rys. 3. ANALIZA; Zasada wzbudzania nierównych sił w filarach

Rys. 4. ANALIZA; Algorytm do obliczenie sił w filarach

575

Równe filary

Nierówne filary

Podgrzany filar

0

0

1

1

0

1

T

339358047.174.png

339358047.175.png

339358047.176.png

339358047.178.png

339358047.179.png

339358047.180.png

339358047.181.png

339358047.182.png

339358047.183.png

339358047.184.png

339358047.185.png

339358047.186.png

339358047.187.png

339358047.189.png

339358047.190.png

339358047.191.png

339358047.192.png

339358047.193.png

339358047.194.png

339358047.195.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin