МОНИТОРИНГ БЕЗОПАСНОСТИ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ ПРЕДПРИЯТИЯ НЕФТЕХИМИИ

Аннотация

В промышленных дымовых трубах под воздействием агрессивных газов и температуры наиболее часто возникают следующие повреждения: разрушение кладки футеровки и отклонение ствола от вертикали. Проведение мониторинга состояния промышленных сооружений позволяет своевременно выявлять нарушения, возникающие в конструкциях в процессе эксплуатации, и оперативно их устранять.

Полный текст

Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, согласно [1], проводят в следующих случаях: для контроля технического состояния зданий и сооружений и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния; для выявления объектов, на которых произошли изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния; для обеспечения безопасного функционирования здания или сооружения за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований, которые могут повлечь за собой переход объектов в ограниченно работоспособное или аварийное состояние. Первоначальным этапом мониторинга технического состояния зданий и сооружений является их обследование. Цель обследования труб заключается в определении дефектов и повреждений, влияющих на дальнейшую безопасность их эксплуатации, а также в выявлении причин появления повреждений. Обследования промышленных дымовых и вентиляционных труб являются составной частью проведения экспертизы и выполняются организациями, имеющими лицензию Госгортехнадзора России на данный вид деятельности. Обследования труб с целью определения их технического состояния и остаточного ресурса разделяются на плановые и внеплановые. Плановые обследования труб проводятся через год после их пуска в эксплуатацию и далее через пять лет для всех типов труб, внеплановые осуществляются при появлении нарушений категории А, после технологических аварий или по предписанию органов Ростехнадзора. Обследованию предшествуют осмотры наружной поверхности ствола трубы с ходовой лестницы, светофорных площадок, а также с подъемных приспособлений или конструкций рядом расположенных зданий и сооружений с использованием биноклей, видеокамер большой разрешающей способности и другой оптической техники. Визуальные наблюдения за состоянием элементов конструкций трубы с помощью оптических приборов должны предшествовать подъему людей на них. При наружном обследовании ствола трубы выявляется состояние несущих конструкций: кирпичной кладки, бетона, плотность сцепления бетона с арматурой, наличие ее оголения и прогибов, а также ширина раскрытия вертикальных трещин, отслоения защитного слоя бетона, наличие и величина плохо уплотненных участков бетона, состояние конструкций, оценка степени коррозии металла, соТехнические характеристики трубы Таблица 1 Год ввода трубы в эксплуатацию 1965 Проектная организация ВНИПИ «Теплопроект» г. Ленинград Предназначение Для отвода дымовых газов Высота трубы, м 50,0 Наружный диаметр оголовка трубы, мм 2240 Внутренний диаметр оголовка трубы, мм 1400 Наружный диаметр у цоколя, мм 5100 Внутренний диаметр у цоколя, мм 3060 Материал ствола Кирпич глиняный пластического прессования М100 Высота футеровки от отм. +5,000 м 50,0 Материал футеровки Кирпич диатомовый теплоизоляционный марки М600до отм. 5,0 м; выше отм. 5,0 м кирпич шамотный класса В, сорт I Материал теплоизоляции Минераловатные плиты марки 300 Материал фундамента Бетон марки М150 на шлако-портландцементе с заполнителем из базальта Глубина заложения фундамента, м -3,3 Характеристика отводимых газов Мазут, углеводородный газ Агрессивные составляющие в отводимых газах, % SO2<0,5 Температура отводимых газов, С° 250÷500 Количество светофорных площадок, шт. 2 Отметки расположения светофорных площадок, м 30,0; 45,0 Расположение ходовой лестницы От отм. 10,0 до отм. 45,0 м Количество молниеприемников, шт. 3 Количество молниеотводов, шт. 1 Количество электродов заземляющего контура 3 стояние антикоррозионных покрытий, целостность сварных швов, заклепочных и болтовых соединений, повреждений ходовых лестниц, состояние вантовых растяжек, узлов их крепления и другие дефекты, различаемые и оцениваемые визуально. С целью получения своевременной информации о техническом состоянии дымовой железобетонной или кирпичной трубы в целом и имеющихся дефектах в ее конструкции в необходимых случаях (не реже одного раза в пять лет) производится тепловизионное обследование. В 2004 г. сотрудниками СГАСУ было проведено обследование дымовой трубы одной из основных установок ОАО «КНПЗ». Выполнен визуальный и измерительный осмотр ее конструктивных элементов: кирпичного ствола, футеровки, смотровых площадок, ходовой лестницы и молниеприемников. Работы проводились во время планового технологического перерыва и ремонта установки. Технические характеристики трубы приведены в табл. 1. Общий вид трубы показан на рис. 1. Рис. 1. Общий вид дымовой трубы По результатам проведенного обследования выявлено следующее. Произведен осмотр ствола трубы. Работы выполнялись с ходовой лестницы, светофорных площадок и с уровня земли с использованием оптической техники. По всей высоте обнаружены трещины в кирпичной кладке шириной раскрытия до 5 мм. На оголовке трубы наблюдается шелушение кладки глубиной до 10 мм. Звенья защитного колпака оголовка трубы скорродировали. Обследование металлоконструкций светофорных площадок и ходовой лестницы показало следующее: ограждение в ходовой лестнице погнуто, крепежные элементы скорродированы; отсутствует антикоррозионное покрытие. Было обследовано 42 металлических стяжных кольца с натяжными замками. Все кольца и замки находятся в работоспособном состоянии. Произведен визуальный осмотр двух молниеприемников, расположенных на оголовке дымовой трубы. Дефектов в них не обнаружено. Повторное обследование, уже в рамках экспертизы промышленной безопасности, выполнено в 2009 г. [4]. По рекомендациям ранее проведенных обследований все повреждения категорий А и Б были устранены. Работы проводились на действующем сооружении и в период останова установки, поэтому осмотр внутренней поверхности ствола выполнялся при помощи тепловизора TermaCAM B2 и визуально. Посты наблюдений для тепловизионного обследования располагались на расстоянии около 20 м от основания трубы. Температура наружной поверхности дымовой трубы изменялась в пределах от 40,4 до 78,4 °С. Максимальная температура зарегистрирована на оголовке трубы с юго-восточной стороны, что свидетельствует о нарушении футеровки. Термограмма поврежденного участка в инфракрасном и видимом спектрах представлена на рис. 2. Результаты визуального осмотра показаны на рис. 3. По данным геодезических измерений, проводимых ранее, наблюдалась динамика отклонения Ar2:max 96.4 Sp1:temp 96.1 78.4 °C 60 40 Ar1:max 59.1 20 4.3 Рис. 2. Термограмма оголовка ствола с южной стороны Рис. 3. Состояние футеровки, выявленное визуально Рис. 4. Перекладка оголовка трубы трубы от вертикали (в 2004 г. отклонение трубы составляло 252 мм, в 2007 г. – 309 мм). Крен сооружения на момент обследования составил 341 мм, допустимое значение по [2] – 350 мм, т.е. отклонение ствола трубы почти достигло предельного значения. Для исправления деформаций ствола сотрудниками экспертной организации рекомендовано было разобрать верхнюю часть трубы до отметки +35,0 м (рис. 4). После выполнения работ по перекладке участка ствола была проведена повторная экспертиза промышленной безопасности [5], по ее результатам сделаны следующие выводы: Отклонение трубы от вертикали составляет 93 мм, что не превышает допустимого значения. По результатам проведенного поверочного расчета, несущая способность ствола трубы обеспечена. Кирпичный ствол трубы имеет повреждения в виде трещин шириной раскрытия до 5 мм. Ствол находится в работоспособном состоянии. В кирпичной кладке футеровки в отметках 0,000 ÷ +35,000 м обнаружены следующие нарушения: разрушение и выпадение отдельных кирпичей, трещины шириной раскрытия до 10 мм. Кладка футеровки находится в ограниченно работоспособном состоянии 3. Остальные конструктивные элементы не имеют повреждений и не влияют на безопасную эксплуатацию дымовой трубы. На основании проведенной экспертизы промышленной безопасности можно сделать заключение о том, что кирпичная промышленная дымовая труба соответствует нормам промышленной безопасности, находится в работоспособном состоянии и пригодна для дальнейшей эксплуатации на установленных параметрах. Следующая экспертиза промышленной безопасности должна быть проведена не позднее 2013 г. Таким образом, проведение мониторинга технического состояния в рамках выполнения экспертиз промышленной безопасности дымовых труб позволяет своевременно отследить происходящие нарушения в конструкциях сооружения и оперативно их устранить. Проведенные исследования помогают снизить риск возникновения нештатных ситуаций на опасных производственных объектах и повысить экологическую безопасность. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РД 03-610-03. Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб. Госгортехнадзор России [Текст]. – М., 2003. ПБ 03-445-02. Правила безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных труб. Госгортехнадзор России [Текст]. – М., 2003. Ельшин, А.М. Дымовые трубы. Теория и практика конструирования и сооружения [Текст] / А.М. Ельшин. – М.: Стройиздат, 2001. Заключение экспертизы промышленной безопасности. № 53-ЗС-11728-2009 [Текст]. – Самара, 2009. Заключение экспертизы промышленной безопасности. № 53-ЗС-11728-2009 [Текст]. – Самара, 2010. © Коткова О.Н., 2013