Гидравлические резаки кокса из реакторов установок замедленного коксования: исторические этапы развития и перспективы совершенствования конструкции.
Гидравлические резаки нашли широкое применение в системах выгрузки нефтяного кокса из реакторов установок замедленного коксования (УЗК). Но так было не всегда - до 1938 года в мировой практике использовались механические методы выгрузки кокса:
- при помощи троса, который определенным образом укладывался в реакторе перед заполнением его сырьем коксования, а затем с помощью лебедки трос извлекался из аппарата, разрушая при этом массив кокса. Степень разрушения массива кокса в реакторе была незначительной, а оставшуюся в реакторе основную часть массива кокса выгружали вручную;
- при помощи объемных решеток, устанавливаемых внутри аппарата;
- с помощью механического бурения, включающего в себя целый комплекс оборудования по подъему – опусканию и вращению рабочего органа;
- выгрузка кокса из аппаратов с помощью взрывов.
Все перечисленные способы оказались малоэффективными как с точки зрения технико-экономических показателей, так и в плане охране труда и техники безопасности, пожаро– и взрывобезопасности. Использование систем гидравлической выгрузки кокса позволило решить целый ряд проблем: значительно снизить трудоемкость и продолжительность выполнения работ; снизить до минимума пожаро – и взрывоопасность.
Применение метода гидравлической выгрузки массива кокса из реактора инициировало интенсивное развитие самого процесса замедленного коксования. Гидравлический способ выгрузки кокса из реакторов коксования впервые был использован на УЗК США в 1938 году. С этого исторического момента по настоящее время на УЗК (как зарубежных, так и отечественных) применяется только гидравлический способ выгрузки кокса из реакторов коксования. При решении вопроса повышения эффективности процесса гидравлического удаления нефтяного кокса из реакторов особое внимание уделялось совершенствованию конструкции гидроинструментов. Основными разработчиками конструкций гидроинструментов для удаления нефтяного кокса из реакторов УЗК были институты ВНИИнефтемаш (г. Москва) и БашНИИ НП (г.Уфа). Специалистами этих институтов была разработана целая серия гидроинструментов различных конструкций. Процесс совершенствования конструкций гидроинструментов в течение длительного времени носил эволюционный характер.
Для первых УЗК институтом ВНИИНефтемаш был разработан комплект из трех инструментов: гидродолота ГД-1 и гидрорезаков ГР-1 и ГР-2. Гидродолото ГД-1 было предназначено для бурения центральной скважины в массиве кокса. Бурение центральной скважины производилось пятью буровыми соплами, из которых центральное имеет буровое отверстие диаметром 12,0мм, а четыре остальных (расположенных под углом 45° к центральному) – диаметром 10,0мм. В корпусе гидродолота ГД-1 дополнительно предусмотрены два сопла диаметром 3,0мм, с помощью которых две струи направлялись на массив кокса снизу вверх под углом 30° к вертикальной оси и были предназначены для подрезки кокса с целью улучшения условий его обрушения. После первой проходки скважина расширялась до 1000…1200 мм, затем выключался насос высокого давления, демонтировалось гидродолото, устанавливался гидрорезак ГР-1, которым диаметр скважины увеличивали до 1,6…2,0м. Выгрузка остальной части кокса производилась гидрорезаком ГР-2.