Трет'яков Павло Васильович. Підвищення довговічності кладки коксових печей на основі регламентації ремонтно-профілактичних робіт

brief description

Трет'яков Павло Васильович. Підвищення довговічності кладки коксових печей на основі регламентації ремонтно-профілактичних робіт. : Дис... канд. наук: 05.05.13 - 2008.

Трет'яков П.В. Підвищення довговічності кладки коксових печей на основі регламентації ремонтно-профілактичних робіт. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.13 Машини та апарати хімічних виробництв. - Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2008.
Дисертація присвячена питанням підвищення довговічності вогнетривкої кладки коксових печей з урахуванням процесів старіння й руйнування основних конструктивних елементів.
Виконано огляд стану проблеми збереження пічного фонду коксохімічних виробництв країн СНД, впливу техногенних об'єктів Донецько-Придніпровського регіону на стан атмосфери. Узагальнено особливості служби вогнетривкої кладки й впливу руйнівних факторів. На основі статистичного аналізу інформації з періодичних оглядів стану кладки коксових батарей Авдіївського, Донецького, Криворізького коксохімічних заводів визначено характеристики й послідовність виникнення дефектів, закономірності розвитку тріщин, сколів, раковин і наскрізних дефектів, дано кількісні оцінки процесів руйнування. Визначено параметри ушкоджень, при яких найбільше ймовірні появи наскрізних дефектів. Визначено критичні значення розмірів дефектів, при яких необхідно їхнє термінове усунення. Розроблено імовірнісну модель руйнування-відновлення кладки простінків на основі імовірнісних моделей накопичення ушкоджень із використанням ідеї кінцевих ланцюгів Маркова, що дозволяє прогнозувати стан кладки на міжремонтний період й оцінювати ймовірність появи наскрізних дефектів у кладці простінків з врахуванням циклічної дії руйнівних факторів. Проведений техніко-економічний аналіз дозволив визначити межі зруйнованості простінків, при яких застосування якого-небудь із видів гарячих ремонтів недоцільно.

Дисертаційна робота є закінченою науково-дослідною роботою, у якій вирішено важливе наукове й прикладне завдання продовження терміну служби кладки коксових печей під час циклічного впливу руйнівних факторів за рахунок регламентації оглядів і ремонтно-профілактичних робіт. У роботі отримано наступні основні результати:

На основі великої за обсягом виробничої інформації про періодичні обстеження стану кладки обігріваючих простінків коксових печей встановлено закономірності руйнування-відновлення кладки, співвідношення різних видів дефектів і щільності їхнього розподілу в різних зонах кладки на протязі довготривалої експлуатації.
Визначено кількісні значення критичного стану кладки залежно від ступеня її ушкодження, а саме критичні параметри різних дефектів кладки: критична довжина тріщини - 1,8 м, ширина розкриття кромок - 15 мм, глибина тріщини - 40 мм; критична площа поверхневого ушкодження - 30 см2і глибина відколів - 30 мм.
Визначено параметри ушкоджень, при яких найбільш імовірна поява наскрізних дефектів, а саме наскрізні тріщини утворюються при розкритті кромок 25-30 мм і довжині 2,5-3 м. До наступного огляду стану кладки утворюється наскрізний дефект на місці наявного відколу при досягненні площі перетину 0,0025 м2глибиною 60 мм, ймовірність утворення провалу в районі раковини площею 0,25 м2і глибиною більше 60 мм зростає до 0,62. При площі перетину наскрізного отвору 0,0025 м2за один період коксування питомий викид газу в атмосферу становить близько 4,6 кг/т коксу.
Розроблено математичну модель руйнування-відновлення кладки з використанням ланцюгів Маркова, яка враховує циклічні впливи руйнівних факторів у процесі експлуатації. Це дозволяє прогнозувати стан кладки на міжремонтний період і рекомендувати міжремонтний період для запобігання появи дефектів із критичними розмірами.
На основі техніко-економічного аналізу визначено межі зруйнованості простінків, при яких застосування гарячих ремонтів недоцільно, обґрунтовано застосування різних відновлювальних робіт: перекладки перших чотирьох опалювальних каналів при обсязі дефектів вище 3,1 м3(для мокрого торкретування); вище 0,32 м3(для напівсухого торкретування); вище 0,92 м3(для керамічного наплавлення). Показано, що найбільш ефективним методом ремонту є повна перекладка простінка при обсязі дефектів по всій довжині простінка більше 1,25 м3(для напівсухого торкретування) і 3,62 м3(для керамічного наплавлення).
Розроблено методику регламентації оглядів і ремонтно-профілактичних робіт по відновленню кладки простінків коксових печей з використанням математичної моделі для визначення періодів відновлень кладки та техніко-економічного аналізу для визначення виду ремонту.
Використання методики для планування ремонтів вогнетривкої кладки простінків 23 коксових печей на Авдіївському КХЗ дозволило протягом року експлуатації: знизити кількість дефектів, які потребують усунення, з 50 до 20 %; знизити витрати на виконання гарячих ремонтів на 18,7 тис. грн.; продовжити ресурс кладки печей у середньому на 230 циклів видач. За результатами проведених досліджень і застосування запропонованої методики для регламентації ремонтно-профілактичних робіт був оцінений очікуваний економічний ефект, що склав для двох коксових батарей АКХЗ близько 120 тис. грн. у рік