Нефтяные аппараты и металлоконструкции

Константин Владимирович Ефанов

Рассмотрен вопрос проектирования нефтяных аппаратов по СПДС в виде металлоконструкций и сборке на монтажной площадке. Выполнено сравнение программ трехмерной компоновки НПЗ и программ твердотельного моделирования для проектирования установок. Кратко описаны металлоконструкции промышленных этажерок, на которых размещаются аппараты.

Введение

Конструктору нефтяного статического оборудования (аппаратов емкостного и колонного типов, теплообменных аппаратов, аппаратов воздушного охлаждения) необходимо иметь представление о металлоконструкциях технологических установок, в которых размещаются аппараты и о металлоконструкциях резервуаров. В целом металлоконструкции установок можно разделить на два типа: стержневые конструкции промышленных этажерок, на которые монтируются аппараты и листовые конструкции резервуаров.

Компетенции по металлоконструкциям необходимы для проектирования аппаратов в блочном исполнении (аппарат с обвязкой размещается внутри стрежневого каркаса металлоконструкции) и для решения вопросов, возникающих при комплексном проектировании технологических установок.

Отдельный интерес представляет тема возможности изготовления аппаратов на сравнительно низкое давление в виде металлоконструкций (поставка по договору как металлоконструкции) с оформлением чертежей по системе строительной документации (марки «КМ» и «КМД»). Изготовление аппаратов в этом случае производится вне заводов нефтяного машиностроения на монтажной площадке на основании плана производства работ. В практике существует подход, по которому крупногабаритные аппараты колонного типа поставляются частями на монтажную площадку и собираются с выполнением монтажных сварных швов.

На заводах нефтяного машиностроения, как правило, для аппаратов колонного типа изготавливается только корпус. Внутренние устройства от фирмы-изготовителя поставляются на площадку отдельно и монтируются в выставленном на фундамент аппарате.

Для аппаратов высокого давления до 130 МПа в нормах приведен тип оболочки корпуса, получаемой разворачиванием рулона. Операцией разворачивания рулона также строят резервуары больших объемов для нефтебаз.

Можно сделать вывод о том, что выполнение технологических операций по сборке сваркой из готовых деталей корпуса возможен как в условиях цеха завода, так и в условиях монтажной площадки. Но изготовление на монтажной площадке сложнее и более затратное, поэтому аппараты поставляют в максимальной заводской готовности.

Отдельным является вопрос о разнице в нормах на проектирование, прочностной расчет, изготовление и приемку для сосудов под давлением и металлоконструкций резервуаров.

Аппарат, не проходящий по своим техническим характеристикам (давление и др.) по нормам на металлоконструкции, не может быть к ним отнесен и является сосудом под давлением, то ест статическим оборудованием.

Знания об отнесении аппаратов к сосудам или резервуарам могут понадобиться для решения вопросов при необходимости сборки аппарата на монтаже по условиям перевозки или другим условиям. А также при проектировании вертикальных аппаратов емкостного типа сравнительно большого объема внутреннего пространства.

На аппараты по ЕСКД разрабатывается технический проект в институте, а затем в отделе Главного конструктора на заводе нефтяного машиностроения разрабатывается рабочая конструкторская документация (РКД). Задание на проектирование выдается инженером-технологом нефтепереработки с указанием габаритных размеров аппарата, расположения штуцеров и внутренних устройств. Более подробно процесс разработки проектной документации описан в [10].

Чертежи на аппараты разрабатываются в виде плоских чертежей в программах AutoCAD или Компас.

При компоновке технологической установки в программе трехмерного моделирования, например, AVEVA PDMS или AutoCAD Plant, для аппарата в программе строится 3D-модель и размещается на металлоконструкции.

Для детальной проработки конструкции аппарата в 3D используются программы твердотельного моделирования. Распространение получили программы Solid Works и Компас.

Различие меж