Проектирование и монтаж тепловой изоляции резервуаров Братского целлюлозно-картонного комбината

1.jpg


Целлюлоза (фр. cellulose от лат. Cellula — «клетка») — углевод, полимер с формулой (C6H10O5)n, белое твердое вещество, нерастворимое в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение. Целлюлоза состоит из остатков молекул глюкозы, которая и образуется при гидролизе целлюлозы. Целлюлоза была обнаружена и описана французским химиком Ансельмом Пайеном в 1838 году.

В третьем квартале 2012 года ОАО «Группа «Илим» завершила реализацию проекта по модернизации филиала Братского целлюлозно-картонного комбината. Все работы велись в рамках проекта «Большой Братск». Этот проект стал частью инвестиционной программы «Илим-2014» с общим объемом инвестиций 1,4 миллиарда долларов.

Группа «Илим» создала на базе действующего предприятия крупнейшее целлюлозное производство. Общий годовой объем производства целлюлозы в Братске превысил 1 миллион тонн. Проект «Большой Братск» включал в себя сооружение современной целлюлозной линии мощностью 720 тысяч тонн хвойной целлюлозы в год. При сооружении целлюлозной линии был возведен новый содорегенерационный котел (СРК) N14, реконструирован СРК предыдущего поколения, построен новый древесно-подготовительный цех, запущен пресспат (сушильная машина для производства целлюлозы), построен цех двуокиси хлора, выполнена установка новой кислородной станции, создана лесная биржа.

Компания «ССТэнергомонтаж», входящая в ГК «ССТ», приняла активное участие в работах по модернизации целлюлозного предприятия в Братске.

2.jpg

Рис. 1. Конструкция стандартных штырей для крепления теплоизоляции

В поставленную перед «ССТэнергомонтаж» задачу входила: разработка проектно-сметной документации по теплоизоляции 27 вертикальных стальных резервуаров варочного цеха и хвойной линии Братского целлюлозно-картонного комбината (БЦКК).

3.jpg
Рис. 2. Фиксация теплоизоляции с помощью бандажей. 1 — устройство для крепления изоляции со штырем; 2 — теплоизоляционный слой; 3 — бандаж или кольцо

Это был один из наших крупных проектов по проектированию теплоизоляции для оборудования с таким большим разнообразием геометрических форм и размеров. Высоты резервуаров различались от 7 до 58 метров, диаметры от 2 до 17,5 метров.

Сложность поставленной задачи привела к необходимости обратиться за консультациями к российским и украинским проектным институтам, имеющим большой опыт подобных работ. Однако у институтов, к которым мы обращались за консультацией, не было опыта по проектированию и монтажу теплоизоляции и защитных покрытий с применением технических решений, отличных от рекомендованных в ГОСТ.

В соответствии с ГОСТ 17314-81 «Устройства для крепления тепловой изоляции стальных сосудов и аппаратов. Конструкция и размеры. Технические требования» для крепления тепловой изоляции применяются скобы, которые приваривают к поверхности резервуара с максимальным шагом 500 мм, затем в скобы вставляют штыри (Рис. 1).

Тепловая изоляция насаживается на штыри, штыри загибаются, и теплоизоляция крепится либо бандажной лентой, либо проволочной стяжкой (Рис. 2).

4.jpg

Рис. 3. Вид резервуаров и нестандартных скоб для крепления теплоизоляции

На резервуарах, которые нам предстояло теплоизолировать, изготовителем резервуаров не был предусмотрен крепеж для теплоизоляции в соответствии с ГОСТ 17314-81, что свидетельствовало о невозможности применения стандартного решения.

Большинство резервуаров, по документации Заказчика, были оснащены нестандартным крепежом, не имеющим широкого распространения в нашей стране.

Предусмотренные проектом нестандартные скобы приваривались к поверхности резервуара (Рис. 3) с определенным шагом, в зависимости от конструкции и размера резервуара. В связи с отсутствием широкого применения данных скоб, отсутствовали также и рекомендательные документы с техническими решениями по креплению тепловой изоляции и защитного покрытия.

5.jpg
Рис. 4. Конструкция разработанного крепежного пояса

Изучение вопроса привело нас к техническим решениям, описанным в шведском стандарте SSG 7596. В нем представлены технические решения с применением данных скоб, но они касались только крепления защитного покрытия и не касались крепления тепловой изоляции.

6.jpg
Рис. 5. Вид проволочных стяжек, фиксирующих плиты теплоизоляции

Техническим совещанием было принято решение о применении Z-образного кронштейна из стальной ленты. Кронштейн крепился на резервуаре с использованием скобы, и на кронштейн же, по окружности резервуара, крепился пояс из стальной ленты (Рис. 4). Для компенсации температурного расширения резервуара стальные пояса выполнялись с компенсационными швами. Количество швов зависело от диаметра резервуара.

В целом, разработанная конструкция позволяла закрепить защитное покрытие с помощью саморезов. Оставался вопрос о креплении теплоизоляции без использования решений, указанных в ГОСТ 17314-81.

7.jpg
Рис. 6. Схема установки опорной диафрагмы. 1(2) — кронштейн; 6 — саморез; 11 — диафрагма

Отсутствие стандартных решений исключило возможность применения мягких матов из минеральной ваты, было решено использовать минераловатные плиты. Минераловатные плиты обладают достаточной механической прочностью, что позволило использовать крепежные пояса в качестве опоры. Минераловатные плиты устанавливались на опорные пояса и перетягивались проволочной стяжкой между опорными поясами для закрепления в конструкции (Рис. 5).

Чтобы при монтаже и в процессе эксплуатации теплоизоляционные плиты не сползли, поверх кронштейнов устанавливалась диафрагма из стального листа (Рис. 6).

В качестве защитного покрытия теплоизоляции на цилиндрических поверхностях резервуаров применили профилированный лист (Рис. 7), а для крыш резервуаров применили гладкий лист.

8.jpg
Рис. 7. Защитное покрытие из профилированного листа
9.jpg
Рис. 8. Низ профилированного листа, установленный в кляммеры

Низ профилированного листа (Рис. 8) устанавливался в кляммеры, далее лист крепился с помощью саморезов к опорным поясам и между собой. Кляммеры устанавливались на опорные пояса, где применили Z-образные кронштейны с ребром усиления для повышения прочности конструкции.

Для некоторых резервуаров не были предусмотрены скобы, показанные на Рис. 3, в связи с этим был разработан еще один вид технических решений (Рис. 9).

10.jpg
Рис. 9. Крепление опорных поясов на резервуарах из нержавеющей стали

За основу была принята конструкция опорного пояса по финскому стандарту SFS 3978.

Так как резервуары выполнялись из нержавеющей стали, а опорный пояс был из углеродистой стали, во избежание коррозии, конструкцию опорного пояса доработали, добавили специальную прокладку, которую закрепляли к дополнительному участку опорного пояса. Крепление тепловой изоляции и защитного покрытия осуществлялось по описанному выше принципу.

В связи с большой высотой резервуаров установка всех крепежных элементов и монтаж теплоизоляции выполнялись на многоэтажных лесах при сильном ветре. Представление о виде лесов дает Рис. 10.

11.jpg
Рис. 10. Монтажные леса вокруг резервуаров

Всего проект предусматривал установку около 20 000 квадратных метров защитного покрытия и 2 600 кубических метров теплоизоляции.

Выполнение проектных работ по теплоизоляции оборудования Братского целлюлозно-картонного комбината дало неоценимый опыт и привело к началу создания структурированного комплекта документов в рамках комплексных проектов по системам электрообогрева.

Вернуться назад