CC BY
5
МАШИНОСТРОЕНИЕ
FTAMP 55.39.31
https://doi.org/10.48081/FUPU2542
*М. М. Кенжанова, А. Х. Мустафин, Г. Ж. Сейтенова, А. С. Какенова
ТораЙFыров университет^ Казахстан Республикасы, Павлодар к.
ГОРИЗОНТАЛДЫ РЕАКТОРДЫЦ ТЕХНИКАЛЫЦ ЖАГДАйЫ МЕН АРАЛАСТЫРУ БЛ1ПНЩ БЕР1КТ1ПН ЖОГАРЛАТУДЫ БА€АЛАУ
«Нефтехим LTD Компаниясы» ЖШС Казацстандагы полипропилен eHdipici бойынша жалгыз гана зауыт болып саналады, шитзат реттде Павлодар мунай ецдеу зауытынан газ кубыры арцылы келетш ПТ, БТ, СПБТ emMdepi алынады.
Бул жумыста полипропиоен eндipiсi барысындагы горизонтальды реактордыц араластыру бшгшщ технкиалъщ жагдайы, араластыру бышнщ бержтш мен цаттылыгын елшеу методикасы царастырылды, жэне оныц бержтшн жогарлатуына экелетт конструктивтж шeшiмдep усынылды. Кiлттi сездер: горизонтальды реактор, бшк бержтш, цалацшалар.
Kipicne
Тэжipибe ма^саты: араластырFышы бар горизонтальды реактор бштнщ бержтшн жоFарлатуFа арнаетан шешiмдердi дайындау.
ГТ1 • 0* • • "
1ежфибе мшдетк араластырFышы бар реактордыц техникалык жаFдайын баFалаудыц негiзгi методикаларына эдеби шолу, араластырFышы бар реактордыц горизонтальды бiлiгiнiн каттылы^ы мен берiктiгiн баFалау, iстен шы^у себептерiн аныктау жэне бiлiктiн бержттн жоFарлатуFа арналFан усыныстарды жасау.
Реактордыц жумысын бакылау барысында газды ортада полипропилендi унтакты араластыруFа арналFан бшк айналу жиiлiгi 987 об/мин жэне кYшi 220 кВт тец келетш электр жетегiнен элдекайда Yлкен жуктеме алатынын байкадык. Бiлiк калыц кабырFалы кубыр болып келедi, оныц диаметрi 0,477 м болса, ал кабырFасыныц калыиды^ы 0,032 м, кубыр материалы 14Г2 болаты. Бiлiкке 0,8 м аракашыкты^ында иык пiшактары пiсiрiлген, олардыц арасындаFы бурышы бiр катарда 180о, кeршiлес 90о кейiн келесiсi орналаскан. Эр калакшаныц салмаFы 72 кг, ал олардыц жалпы саны 38 дана. Кубырды соцымен косатын жартылай муфталардан кейiн 90о сайын орак тэрiздес 4 калакша орналастырылFан. Эрбiреуiнiц салмаFы 40 кг тец. Электр KозFалткышынан бiлiкке айналыс редуктор аркылы берiледi, оныц берiлiс катынасы u=63 тец. Реакторды унтакпен 10 т дешн жYктеуге болады, тыFыздыFы 490 кг/м. куб, коршаFан орта температурасы орташа 85-100 оС, жумыс кысымы 2,45 МПа. Реактор 2015 жылдан бастап жумыс жасауда, реактор корпусынан сыртка шын'арылган
ею мойыниректщ бiреуi iстен шы^у салдарынан бтк ез жумысын токтатты. Мойынпрек ез жумысын токтатуы оныц тыFындамасынан шацныц iшке етуi себеп болып отыр. Келесще бiлiк кирауына дейiн реактордьщ iстен шыFуы байкалмады. Жумыс барысында бiршама есептеулер жYргiзiлдi: бiлiктегi айналыс статикалык берiктiгi есептелдi, майысу кезшдеп статикалык берiктiк пен каттылык есептелд^ кYшейтiлген бшктщ статикалык берiктiгi пен каттылы^ы есептелд^ цикдык эрекет жуктелгендеп бiлiктiн берiктiгi есептеад, кармайтын кубырдын кызу температурасы мен тартылысын есептедж, серпiмдi негiздегi бiлiк есептелд^
Ь1Л1к бер1кт1пн жогарлату жолы мен усыныстар эд1стер1
1 К^убырдын кабырFасы калындыны жоFарлаFан сайын онын кима параметрлерi де езгерiске ушырайды: инерция моментi мен карсылык момент есiмге карай езгередi. Алайда, онымен коса калакшаларымен бiрге кубыр салмаFы Мтр.п да кебеедi [5]. Салмактан келетiн Yлестiрiлген кернеу де есед^ сол себептi тетiк диаметрiн к^рейту нэтижесiнде болFан немесе сырткы диаметрдщ еселенуi нэтижесiнде болатын кубыр кабырFасынын барлык YзындыFы бойынша еселенуi майысу мен шлу кернеуiнiн темендеуiне аз эсерш тигiзедi.
2 Материалдын маркасын езгерту, бiлiктiн бетiн бекемдеу ету Yшiн термохимиялык процесстарды пайдалану немесе каттылыкты езгерту бiлiктiн келбеу кемшшктершщ (майысуынын) шамасына еш эсер етпецщ, себебi сонFысы келбеу серпiмдiлiк модулшен тэуелд^ жэне ол жоFарыда атап кеткен шараларFа карамастан болат Yшiн эркашан туракты болып калады Е=(2-2,1)105 Мпа.
3 Кубырларды механикалык жабдыктар мен машиналардын бiлiгi ретiнде пайдаланылуы шекетулi болFандыктан, олардын конструкциясын майысуFа карсы бекемдеуге арналFан еш усыныстар жок. Бiз осы конструкцияны бшк YзындыFынын ортасында орналастырылатын сакиналы косымшаны колдану аркылы кYшейтуге усыныс жасаймыз. Крсымша енi орташа 2-3 метр алуды усынамыз, жэне ол киманы максималды эпюр зонасынан Мх шы^аруды камтамасыздандырады.
4 Сакиналы косымшалардын шю диаметр бойынша колданысы кезiнде жалпы кубыр салмат барлык кубыр узындыгы бойынша iшкi диаметрдi кебейту нэтижесшен азырак болады. Курылым бойынша жинауды штатты кубырда жYргiзуге болады, ол сырткы диаметр мен узындыFы 3 м тен сакиналы косымшаны енпзу кезiнде жасалады, ол негiзгi кубырдын шю диаметрiне тен. Сол кезде сырткы кубыр косымшанын кiрiсi жаFынан кыздырылады, кейiн оны орнына енпзгеннен кейiн салкындатылады, бул процесс кубырдын орналасу берiктiгiн камтамасыз етедi. Сатылы бiлiк сиякты косылыс берiктiгi конструкциянын бYтiндiгiн камтамасыздандыру тиiс, себебi кубырдын отырFызу бетi аралыFындаFы косылыс ашылFанда эсер ететiн жYк не ^н эрбiреуiне тиiсiнше кабылдануы мYмкiн. Диаметрлердщ 0,37/0,477=0,775 катынасы бойынша бiлiктiн майысуы 2,5/1,58=1,58 есе кемидi жэне айнымалы кернеудiн кор коэффициентi п=3,84 дешн жоFарылайды, салыстырмалы тYPДе алFанда руксат етiлген орташа коэффициент п=2-2,5.
5 Кубыр кабырFасын iшкi диаметрi аркылы еселетпей, сырткы немесе онын тек белiктерi бойынша еселетудi камтамасыздандыруFа болады, мысалы кубыр ортасынан, яFни узынды^ы 2,2 м шамасында (ортасынан ею жаFына 1,1 метрден).
Диаметрдi еселегенде салмакты к^рейту Yшiн, жене бткке nicipyre алдын ала дайындаетан калакшалар орныныц санын азайту Yшiн бiрiншi жаFдаЙFа караFанда косылыс YзындыFы 0,8 м азырактау алынады. Калакшалар сацылаулар аркылы 6ip жазыктыкта Yш катарFа бeлiнiп пiсiрiледi, ал баска жазыктыкта екi катарFа орнатылады. Конструкция бойынша оны сакиналы косымшаны штатты к¥бырFа кондыру кезiнде жасаyFа болады.
6 H7/s6 бiлiгi мен косымшаныц берж орныFyын камтамасыз ету Yшiн кармайтын кубырдыц кызу температуры 70-80 оС болса жеткiлiктi. Алайда реактордаFы KоршаFан орта температурасы 85-100 оС диапазонында орналаскан, осыFан сейкес кызу отырFызy кезiнде кыздыру температурасы жумыс температурасынан жоFары болуы тиiс. Мысалы, кармайтын кубырды 150 оС дейiн кыздырсак, максималды тартылыс Н7/и7 и Н8/и8 отырFызылымында камтамасыз етiледi, ол тiректерi жок косылыстарда немесе айныма тацбалы жYктемелерде колданылады.
7 Косымшаны кыздыру аркылы орныктыру орнына негiзгi кубырды 3 м узындыкты каптамамен ныFыздаyFа болады, олар к¥бырFа 0,52 м диаметрлi кубыр кесiндiлерiнен пiсiрiледi. Кесiндi калыцдыFы 90о сайын орналаскан кершшес калакшалар арасындаFы аракашыктыкка сейкес аныкталады. Шецбер бойынша 4 калактыц центрлершщ арасындаFы аракашыктык 3,14*0,477/4=0,374 м тец. Кесiндiлердi екi кeршiлес калакшалар ортасынан eткiзедi, жабынды шеттерiн бiлiкке бiрыцFай косылыспен пiсiредi, ал бYЙiрiн кесiндi пiсiрмемен орналастырады [8].
8 ¥сынылFан шаралардыц еркайсысыныц ез ерекшелiгi бар, жене технологиялык сатыдан, немесе eндiрyшi зауыттыц сейкес жабдыктармен камтамасызданунан байланысты болып келедi. 1с-шаралар тiзiмiнiц п.4-п.7 аралыFында олар артыкшылыктарына сейкес орналастырыетан.
Есептеулер нэтижес1 бойынша ^орытынды
1 Оралма киылысты бiлiк с=0,413/0,477=0,865 узынды^ы 9 метрлi екi жартылай муфта ортасындаFы аyмактаFы бiлiкке пiсiрiлегн калакшалармен бiрге жалпы салмаFы орташа 5915 кг тец болып тур, осы непздеме констрyкцияFа ауыртпалык келтiрiп турFанын аныктадык [2]. Араластыру бiлiгiнiц каттылы^ы мен берiктiгiн есептеу методикасын жасау, оFан коса оныц берiктiгiн жоFарлатyFа екелетiн конструкциялык шешiмдердi усыну.
2 Айналдыру жене майысyFа косалкы жене нормалы кYш салу бойынша статикалык берiктiктi есептеу канаFатты нетижелер керсеттк руксат етiлген кернеу шамасы ею кернеу шамасына катысты эквиваленттi керсетюштен 140/23=6,1 есе жоFары.
3 Есептеулер бойынша n=2,24 циклды нормалы кернеу Yшiн берiктiк коры коэффициентi руксат етшген n=2-2,5 аралыFында орналаскан, жене осы аралыктан кeрсеткiштер аспаFан. Ол дегенiмiз конструкция берiк жене сешмд^ iстен шыFy тек шаршау нетижесшде болFан.
4 ¥нтак eзiнiц тыгыздыгы тeмен болFандыктан, катты негiздеме ретшде жумыс жасай алмайтындыFын жене осы бшжтщ майысуына тeтеп бере алмайтынды^ын аныктадык [3].
5 Майысудыц, кернеу, кор коэффициентi eлшемдерi жалпы кабылдаетан елшемдер аралыFына сай, жене осы мэндерден аспайды. Ол елшемдердщ дYрыстыFы мен кабылдаетан елшемдердщ схемасы реалды обьекттерге сэйкес екендiгiн дэлелдейдь
ПайдаланFан деректер т1з1м1
1 Лащинский, А. А. Конструирование сварных химических аппаратов : Справочник. // Л. : Машиностроение, 2017. - 382 с.
2 Михалев, М. Ф.,Третьяков, Н. П., Мильченко, А. И. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств : Примеры и задачи. // Л. : Машиностроение, 2010. - 301 с.
3 Seitenova, G. J., Dusova, R. M., Kabylkaiyr, D. N., Grebenkin, V. V., Bolsunovskaya, L. M. Optimization of the process of preparing motor fuels at refineries. 2020. - 49 p.
4 Иосилевич, Г. Б., Строганов, Г. Б., Маслов, Г. С. Прикладная механика. // М. : Высш. ш., 2016. - 351 с.
5 Луцко, А. Н., Телепнев, М. Д., Барановский, В. М. Прикладная механика : Пособие по проектированию. // Изд. 3-е, перераб. и доп. - СПб. : Изд-во СПбГУЭФ, 2015. - 213 с.
6 Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов: ПБ 03-55-03. - Введен 01-01-04. - М. : ПИО ОБТ, 2011. - 2 б.
7 Биргер, И. А., Шорр, Б. Ф., Иосилевич, Г. В. Расчеты на прочность деталей машин : Справочник. - М. : Машиностроение, 2010. - 702 с. - 8 с.
8 Ахметов, С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа : Учебное пособие для вузов. - СПб. : Недра, 2013. - 544 с. : ил.
9 Белый, А. С. Современное состояние, перспективы развития процесса и катализаторов риформинга бензиновых фракций нефти. Нефтехимия. - 2015. -№ 8. - С. 36-39.
10 Магарил, Р. З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти : учебное пособие / Р. З. Магарил. - М. : КДУ, 2010. - 280 с.
References
1 Lashchinsky, А. А. Konstruirovanie svarnyh himicheskih apparatov : Spravochnik. // L. : Mashinostroenie. 2017. - 382 p.
2 Mikhalev, M. F., Tretyakov, N. P., Milchenko, A. I. Raschet i konstruirovaniemashin i apparatov himicheskih proizvodstv : Primery i zadachi. // L. : Mashinostroenie, 2010. - 301 p.
3 Seitenova G. J., Dusova R. M., Kabylkaiyr D. N., Grebenkin V. V., Bolsunovskaya L. M. Optimization of the process of preparing motor fuels at refineries. 2020. - 49 p.
4 Iosilevich, G. B., Stroganov, G. B., Maslov, G. S. Prikladnaya mehanika. // М. : Vyssh.sh., 2016. - 351 p.
5 Lutsko, A. N., Telepnev, M. D., Baranovsky, V. M. Prikladnaya mehanika : Posobie po proektirovaniyu. // Izd.3-e, pererab. idop. - SPb. : Izd-voSPbGUEF, 2015.
- 213 p.
6 Pravilaustroistva i bezopasnoiekspluataciitehnologicheskihtruboprovodov: PB 03-55-03. - Vveden 01-01-04. - М. : PIO OBT, 2011. - 2 p.
7 Lutsko, A. N., Telepnev, M. D., Baranovsky, V. M. Raschety na prochnost detalei mashin : Spravochnik. - М. : Mashinostroenie, 2010, - 702 с. - 8 с.
8 Ahmetov, S. A. Tehnologiya glubokoi pererabotki nefti I gaza. - SPB. : Nedra, 2013. - 544 p.
9 Belyi, A. S. Sovremennoe sostoyanie, perspektivy razvitiya processa i katalizatorov riforminga benzinovyh frakcii nefti. Neftehimiya. - 2015. - № 8. - P. 36-39.
10 Magaril, R. Z. Teoriticheskie osnovy himicheskih processov pererabotki nefti.
- М. : KDU, 2010. - 280 p.
Материал 15.06.21 6acnaFa tyctí.
*М. М. Кенжанова, А. Х. Мустафин, Г. Ж. Сейтенова, А. С. Какенова
Торайгыров университет, Республика Казахстан, г. Павлодар. Материал поступил в редакцию 15.06.21.
ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО РЕАКТОРА И ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ВАЛА МЕШАЛКИ
ТОО «Компания Нефтехим LTD» является единственным в Казахстане по производству полипропилена, сырьем является ПТ, БТ и СПБТ, поступаемый по технологическому газопроводу с ТОО «Павлодарский нефтехимический завод».
В работе исследовано техническое состояние вала мешалки горизонтального реактора при производстве полипропилена, методика расчета на жесткость и прочность вала мешалки, а также предложено конструктивное решение по повышению его надежности.
Ключевые слова: горизонтальный реактор, прочность вала, лопасти.
*M. M. Kenzhanova, A. H. Mustafin, G. Zh. Seitenova, A. S. Kakenova
Toraighyrov University, Republic of Kazakhstan, Pavlodar. Material received on 15.06.21.
EVALUATION OF THE TECHNICAL CONDITION OF THE HORIZONTAL REACTOR AND IMPROVING THE RELIABILITY OF THE AGITATOR SHAFT
«Company Neftekhim LTD» LLP is the only Kazakhstan enterprise for the production of polypropylene, the raw material is PT, BT and SPBT, supplied through a technological gas pipeline from «Pavlodar Petrochemical Plant» LLP.
The paper examines the technical condition of the horizontal reactor agitator shaft in the production of polypropylene, the method of calculating the rigidity and strength of the agitator shaft, and also offers a design solution to improve its reliability.
Keywords: horizontal reactor, shaft strength, blades.
