Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов котлов пусковой котельной

1.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Дата предложения/Proposal Date:
24.05.2024
Вид изменения/Type of change :
Временное / Temporary
Дата физической реализации/Date of physical implementation: 21.06.2024
Связано с остановом ТЛ/Shut Down Related :
Нет/No
Мероприятия по снижению рисков /Risk reduction measures:
Not require / Не требуется
Связано с ОТ, ПБ и ООС/HSE Related:
Да/Yes
ФИО инициатора изменения/Name of initiator: Манин Дмитрий Сергеевич / Dmitriy Manin;
ФИО линейного руководителя/Line Manager: Хендрикс Роберт Уильям Джеймс/Hendriks Robert William James
Завальницкий Максим Станиславович / Maksim Zavalnitskiy

2.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Описание проблемы
• Взрывной клапан устанавливается на выходе из котла и предназначен для предотвращения
разрушения котла и дымохода вследствие взрыва горючих газов.
• Конструктивно клапан состоит из зажатой между фланцами мембраны из алюминиевого листа 0,250,35 мм. От температурного воздействия выхлопных газов с внутренней стороны мембрана
защищается листом керамического волокна толщиной 5 мм (см. приложение "Приложение 6.
Сборочный чертеж ориг. мембраны_Attachment 6. Original GA drawing").
• Принцип работы устройства основан на том, что при возникновении взрыва в котле мембрана
разрушается и обеспечивает сброс избыточного давления наружу, минуя дымоход.
• В пусковой котельной установлены 4 котла, на 3-х из них мембраны взрывных клапанов порваны, в
результате чего продукты сгорания котлов идут через порванную мембрану в помещение
котельной.
Problem description
• The bursting disk is installed on the boiler outlet and is designed to prevent boiler and flue destruction
caused by the explosion of flammable gases.
• The disk consists of a 0.25-0.35 mm thick aluminium membrane sandwitched between flanges. Membrane
is protected from high temperature exhaust gases by ceramic fiber sheet with 5 mm thickness (see
"Приложение 6. Сборочный чертеж ориг. мембраны_Attachment 6. Original GA drawing").
• Explosion in the boiler causes membrane to burst and discharge excessive pressure bypassing the flue
thereby protecting boiler and flue from destruction.
• There are 4 boilers installed in the start-up boiler house, on 2 of them bursting membranes were already
burst. Thus, the exhaust gases are going through the torn membranes into the boiler building.
Порванная мембрана / Burst membrane:
2

3.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Схема P&ID бойлера / P&ID drawing of boiler (3000-MBSM01505001-D02-05001-01):
3

4.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Чертеж бойлера / Boiler drawing (3000-MBSM01505001-K32-05001-00):
4

5.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Конструкция мембраны:
• Оригинальная мембрана состоит из
алюминиевого листа с насечками (поз. 3), и
защищается от воздействия высоких
температур листом керамического волокна
толщиной 5 мм (поз. 2), который также
выполняет уплотнительную функцию.
Алюминиевый лист и керамическое волокно
зажимаются между фланцами (поз. 1 и 4).
• Требуемое давление разрыва мембраны
составляет 3 кПа.
Membrane design:
• Original membrane consists of notched
aluminium sheet (pos. 3) protected from
increased temperatures by 5 mm thick ceramic
fiber sheet (pos. 2), which also serves as a seal.
Aluminium and ceramic fiber sheets are
clamped between flanges (pos. 1 and 4).
• Required burst pressure of membrane is 3 kPa.
5

6.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Обоснование/причина(ы) предложения и ожидаемые результаты:
• Попадание дымовых газов в помещение котельной подвергает риску здоровье и жизни рабочего персонала. Также отсутствие мембран вызывает
нарушение тяги, которое приводит к нестабильности горения в камере сгорания котла.
• Ожидаемым эффектом является предотвращение попадания дымовых газов в помещение котельной и восстановление целостности мембранного
предохранительного устройства.
Justification/reason(s) for the proposal and expected effect:
• The entry of flue gases into the boiler house put the health and lives of personnel at risk.
• The expected effect is to prevent flue gases from entering the boiler house and restore the integrity of bursting disks.
6

7.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Предлагаемый объем работ/поставки:
• В качестве временного решения предлагается установить мембраны из алюминиевой фольги без насечек толщиной 30 мкм.
• Сборку мембраны необходимо осуществить, используя лист керамического волокна (аэрогель) и паронитовую прокладку толщиной 5 мм.
• В ремонтно-механической мастерской были проведены испытания мембран из алюминиевого листа (фольги) толщиной 14 мкм и 30 мкм, которые
показали допустимость применения мембраны 30 мкм. Протоколы испытаний представлены в приложениях "Приложение 3. Протокол испытаний
(14 мкм)_Attachment 3. Test protocol (14 micron)" и "Приложение 4. Протокол испытаний (30 мкм)_Attachment 4. Test protocol (30 micron)",
соответствующие расчеты представлены в приложении "Приложение 2. Расчетная записка_Attachment 2. Calculation Notes".
Proposed scope of work/supply:
• As a temporary solution, it is proposed to install membranes made of 30 µm thick aluminium foil.
• Membrane shall be assembled using a ceramic fiber sheet (aerogel) and paronite gasket with 5 mm thickness.
• The 14 µm and 30 µm thick aluminium membranes were tested in the mechanical workshop, which showed that the installation of 30 µm is acceptable.
Test protocols are provided in "Приложение 3. Протокол испытаний (14 мкм)_Attachment 3. Test protocol (14 micron)" and "Приложение 4. Протокол
испытаний (30 мкм)_Attachment 4. Test protocol (30 micron)", corresponding calculations are provided in "Приложение 2. Расчетная
записка_Attachment 2. Calculation Notes".
7

8.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Предлагаемая конструкция мембраны:
• В новой конструкции мембрана из алюминиевого
листа толщиной 0,3 мм с насечками будет заменена
на лист алюминиевой фольги толщиной 30 мкм.
• Со стороны котла для уплотнения и защиты от
высокой температуры устанавливается лист
керамического волокна (аэрогель) толщиной 5 мм.
• Со стороны прижимного фланца устанавливается
паронитовая прокладка со скругленной кромкой для
защиты тонкого алюминиевого листа от
механического воздействия острой кромки
прижимного фланца.
Proposed membrane design:
• In new assembly 0,3 mm thick notched aluminium
sheet will be replaced with 30 micron thick aluminium
foil.
• 5 mm thick ceramic fiber sheet (aerogel) will be
installed on the boiler side to provide sealing and
protection from increased temperature.
• On the clamping flange side paronite gasket with
rounded edge will be installed to protect foil from
mechanical impact of clamping flange sharp edge.
8

9.

MOC-24068
Использование алюминиевого листа толщиной 30 мкм для ремонта взрывных клапанов 047-PRV-85142,
047-PRV-85242, 047-PRV-85342 и 047-PRV-85442 котлов пусковой котельной 0-BOH-003
Using 30 µm thick aluminium sheet for repairing boiler bursting disks 047-PRV-85142, 047-PRV-85242, 047-PRV85342 and 047-PRV-85442 for Start-Up Boiler House 0-BOH-003
Обоснование выбранной толщины:
• Для определения давления разрыва мембраны диаметром 600 мм в ремонтно-механической мастерской была испытана мембрана из того же
материала (фольга толщиной 30 мкм + аэрогель 5 мм) размером 150 мм.
• Давление разрыва трех образцов мембран 150 мм составило 56, 35, 51 кПа (среднее: 47 кПа).
• Для сопоставления значений давления разрыва образцов разных диаметров (150 мм и 600 мм) можно использовать формулу из стандарта на
технологические трубопроводы ASME B31.3, п. 304.5.3 для расчета толщины плоской межфланцевой заглушки: