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
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
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
·
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:
·
·
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
Plik z chomika:
celmerek
Inne pliki z tego folderu:
09_Niedostatkiewicz_M_Usterki_i_uszkodzenia_budynku_mieszkalnego_jako_nastepstwo_bledow_projektowych_noworealizowanego_obiektu_budowlanego.pdf
(4674 KB)
08_Malczyk_A_i_inni_Awaria_drewnianej_szkieletowej_konstrukcji_scian_basenu_kapielowego.pdf
(3012 KB)
07_Kowalewski_J_Przyczyny_awarii_warstwy_elewacyjnej_sciany_trojwarstwowej.pdf
(125 KB)
06_Kania_T_Zbrojenie_progowe_-_nowa_metoda_zapobiegania_pekaniu_scian_dzialowych_w_strefie_otworu_drzwiowego.pdf
(443 KB)
05_Kania_T_Pekanie_scian_nienosnych_w_domach_pasywnych_w_Czechach.pdf
(1398 KB)
Inne foldery tego chomika:
seria 1
seria 3
seria 4
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin