2.2.7. Мұнай және газ кәсіпшілігінің технологиялық процестерінде жылунасостық қондырғыларды (жнқ) пайдалану.
Жылулық насостардың пайдаланатын салалары және пайдалану тиімділігі. ЖНҚ жұмыс принципі және сипаттамалары. ЖНҚ-ның модульдік контейнерлік жасалуының схемасы.
Мұнай өндіру процестерінің ең көп тараған түрлеріне – қыздыру, салқындату, жылуалмастыру, мұнай өнімдерін және мұнайды тасымалдау жатады. Бұл процесстерді іске асыру үшін әртүрлі конструкциялы жабдықтар қолданылады. Сондықтан жылуалмастырғыштардың өнімдері, насостардың қуаты, құбырлардың ұзындықтары технологиялық процестердің режимдік параметрлерін минималды энергия шығынды қамтамасыз қамтамасыз ету қажет.
Мұнай өңдеу зауыттарындағы МӨЗ энергия қорларын үнемдеудің негізгі бағыттарына мыналар жатады:
Мұнайды өңдеу технологиясын, жабдықтарын және технологиялық схемаларын жетілдіру;
Мұнай өнімдерінің бөліне процесстерін оңтайластыру;
Екінші энергиялық қорларды және отынды пайдалану технологиясы мен технологиялық жолдарын оңтайластыру;
Мүнай өндірудің энерготехникалық схемаларын игеру
МӨЗ және ГӨЗ-да (мұнай және газ өндіретін зауыттар) энергия шығындарын азайту мақсатында көмірсутектердегі (фракцияларды) бөлшектерді бөлгенде және тазалау кезінде әртүрлі схемалы жылу насостары кеңінен қолданылады. Мұнай схемаларында будың сұйыққа фазалық өтуіндегі жылулы келесі процесстерде нәтижелі түрде өтеді: булану, сұйыққа айлану, дросселдену іріккіш және сығылу процесстері. Жылу немесе суық тасымалдау ретінде төменгі қайнау компоненті (ТҚК) немесе жоғары қайнау компонент(ЖҚК) қолданылуы мүмкін. Жылулық насостың жұмыс істеу принципі төмендегідей өтеді: жылуды алып келу үшін сығылған газдан (будан) бөлінген жылуды пайдалану арқылы болса, жылуды шығаруда сығылған (сығымдалған) газды буландыру және кедергілеу арқылы іске асады.
МӨЗ жылулық насостардың жұмысы, ол гидролиз өнімдерінен этан-этиленді фракцияларды ЦГФУ – қондырғысының айырғыш бағаналарына бөлу, этан-жоғары қайнау компонентіне (ЖҚК), этилен- төменгі қайнау компонентіне (ТҚК).мысал ретінде ТҚК-ге буларды пайдалану арқылы сұйық қоспаларды ТҚК және ЖҚК айыруда қолданылатын жылулық насостың схемасы (12 а суретте) көрсетілген.
Схемада көрсетілген ТҚКб және ЖҚКб, ТҚКс және ЖҚКс-лар төменгі жоғарғы қайнау компоненттерінің бу және сұйық фазаларын көрсетеді.
Жылулық насостың жұмысы төменгідей іске асады.
ТҚК-і буы айырғыш бағананың жоғарғы жағында екі потокқа бөлінеді. Бір поток конденсаттарға 2 келеді, бұл жерде ТҚК –буы сұйыққа айналады ТҚКс-ны түзеді. Кондесациялау процессі жылу бөлумен жалғасады. Конденсатордан 2 бөлінген жылу сығымдалған сұйық ТҚКс- арқылы алынады. ТҚК-ті сығымдау одан шыққан буды дроссель 5-арқылы дроссельденеді.
Екінші поток ТҚКб- компрессордің 3- кіреберісіне кіреді. Мұнда ТҚК бу қысылады. Сығылу кезінде ТҚКб температурасы көтеріледі. ТҚК қызған буы қайнатқыш 4-келеді. Қайнатқышта ЖҚКс-сұйық қызады және буланады ЖҚКб-на айналады. ЖҚК булары айырғыш бағана 1-дің төменгі жағына келеді. ТҚКс және ЖҚКс- теңесу процессінен тауар өнімі өндіріледі.
Жылу насосының энерия үнемдеу, дәстүрлі схемаға қарағанда сырттан жылу тасыалдау (су, субуы) суыту және жылыту кезіндегі жылудың жоғалуы болмайды.
Энергия қорларын үнемдеудегі проблемаларды шешудің негізгі бір жолы жылу насосты қондырғыларды (ЖНҚ) қолдану, олар қоршаған орта, өндірістік және тұрмыстық қалдықтарды қайта пайдалануды қамтамасыз етеді.
Соңғы жылдары дүние жүзіндегі жылу насосын пайдаланудың энергетикалық және экологиялық проблемаларға байланысты жылулық насостарды пайдалану қарқандануда.
Жылулық насос машинасы төменгі жылулықтарды өте жоғары температуралық деңгейге дейін көтере алады, әрі тасымалдаушы жылу энергиясына қарағанда аз энергия жұмсайды. Сондықтан ол көп жағдайда отын үнемділігін және қорщаған ортаны жылумен ластауды азайтады. ЖНҚ жәрдемінде табиғи жылулықты және табиғи қалдықтарды жылумен жабдықтауға болады. Жылулық насостардың қолданылатын салалары:
өндірістерде қолдану: стационарлы жағдайда және өндірістік технологиялық процестерде;
салқындату жүйелерінде қолдану;
Кез келген суыту жүйелеріндегі жылу қоршаған орта температурасынан жоғары болса, конденсатордағы жылу сыртқа шығарылады, көп жағдайларда жылуды сыртқа шығарып тұру ауамен немесе сумен салқындатқыш жүйелерде кездеседі. Шығарылған жылу мен суды алдын ала қыздыруға болады.
кептіру процестерінде қолданылады.
Шығарылған ылғал ауа ағыны буландырғышқа келіп құрғатылады және салқындатылады. Салқындату барысында ылғалдық конденсацияланады да ау кептіріледі, кейін ол жылулық насосының конденсаторында қыздырылады.
булану және тазарту процестерінде қолдану. Бұл жағдайда барлық бу ағыны компрессор арқылы өтіп, буландырғыш ыдыс ішіндегі жылуалмастырғыш аппаратқа келеді.
Сыртқа шығарылған сұйық ағынының жылуын қайта пайдалану – жылулық насостарды кеңінен қолдану саласына жатады. Олар электр жетекті компрессорлы, дизельді және газ моторлы жетекті түрде жылунасостық циклда жұмыс істейді.
Жылуды автономды түрде жабдықтауда қолдану. Үй жағдайында жылумен жабдықтауға және ауаны салқындатуға, ауа райы өте континентальды аймақтарды қысқы уақыттары ауаны қыздыруға, жазғы уақыттары ауаны салқындатуға қолданады;
Мұнай және газ өндірісінде қолдану. Мұнай газ кәсіпшілігі орныдарында жылунасостық қондырғыларды пайдалану отын газының шығындарын азайтады. Мұнай және газ өндірістік салаларында ОЭҚ (отын энергетикалық қорлар) қамақты түрде қолданылады.
Мұнай газ өндіріс орындарында ЕЭҚ қайта пайдалану үшін газжетекті жылулық насостар көп қолданылады. Себебі, дәстүрлі жылугенераторларына қарағанда ЖНҚ-да отын шығыны 2-2,5 есе аз жұмсалады. Отын үнемділігі бқл жағдайда (мысалы, бір АГНКС) 30-42 м3\сағ, егер электржылытқышты пайдаланса, жылдық газ үнемділік бір АГНКС-да 650 мың м3 дейін жетеді. Қазіргі уақыттары ЖНҚ-дың бірнеше түрі жасалып шығарылған, олар тек конструкциясы, төменгі температуралық жылу көзі (ТТК) және күштік жетектеріне қарай бөлінеді. Мұнай газ өндірісінде қолдану үшін ВНИИГАЗ-дыңжасаған газ жетекті ЖНҚ-ның қуаты 7 кВт (12.1сурет), жұмыстың дене ретінде қайнау температурасы төмен фреон қолданады, тұйық контурда циркуляция жасап НПТ жылуын буландырғышта 1 осьтік желдеткіш арқылы кептіреді, желдеткіш газды двигательмен 6 жетектеледі.
12.1 – сурет. Жылусорғыштық қондырғының модульдік – контейнерлік жасалуының сұлбасы:
1 – ауа буландырғыш; 2 – қозғалтқыштың өстік желдеткіші; 3 – дроссель(кедергіш); 4 – поршенді компрессор; 5 – конденсатор; 6 – газдық қозғалтқыш 278,58/41; 7 – шығатын газдардың және салқындатушы сұйықтықтардың утилизациялық жылуалмастырғыштары.
И(Б) – буландырғыш; КМ – компрессор; К – конденсатор; РД – дроссель.
Компрессорда 4 осы газды двигательмен 6 іске қосады, бұл жағдайда табиғи газ отын ретінде қолданылады. Жылуалмастырғыштың 7 двигателінен шыққан жылу әсерінен жылутасымалдағыштағы температура ұлғаяды кейін ол тұтынушыларға жіберіледі.
12.2 – сурет. Бірсатылы букомпрессорлы ЖСҚ қарапайым сұлбасы және Т,S – диаграммадағы циклі.
№13 дәріс тақырыбы
Мұнайды және газды өндіруде және сақтауда энергия қорларын үнемдеу технологиясы.
Қыздыру кезінде пайдаланылған мұнайды қайта пайдалану әдісі, дәстүрлі отынмен қыздыруға қарағанда.отында үнемдеумен бірге жылыту пунктарының өртқауіптілігін төмендетеді.
Қайта пайдалану әдісімен қыздырудың принцепиалды сұлбасы 1.3-суретте көрсетілген.
13.1 – сурет. Бугенераторлы қондырғының принципалдық технологиялық сұлбасы.
1 – алғашқы судың сорғысы; 2 – су-мұнай жылтқыш; 3 – бу-су жылтқышы; 4 – жылу дайындаудың аппараттары; 5 – деэратор; 6 – қоректендіргіш сорғы; 7 – бу генераторы; 8 – отынның шығындық сыйымдылығы; 9 – дөрекі тазалау сүзгісі; 10 – отындық сорғы; 11 – жылтқыш; 12 – жұқалтым тазартушы сүзгі; 13 – үрлеу желдеткіші; 14 – сеператор(айырғыш).
13.2 – сурет. КС – дағы қалдық пайдаға асырылатын жылумен мұнайды жылытудың принципалдық сұлбасы:
1 – мұнайды жылыту пункті (орны); 2 – компрессорлық станция; 3 – ГТҚ; 4 – сықағыш(айдағыш); 5 – утилизациялық жылуалмастырғыш; 6 – тораптық сорғы; 7 – су дайындаушы блок; 8 – толықтырушы сорғы; 9 – мұнай жылытушы жылуалмастырушы блок; 10 – мұнай өтетін құбыр.
Тасымалдайтын мұнай (10) мұнай құбырымен мұнайды қыздыратын жылуалмастырғыштардың блогынан өтеді,онда 30-65'с-ға дейін қызады.Мұнайды қыздыру жылуалмастырғыштағы ыстық сумен қыздырылады,ол пайдаланған газ жолдарында орналасқан(ГАА – КС).
Мұнайды қыздырудың қажетті температурасын су температурасын өзгертумен қамтамассыз етіледі.
Жоғары тұтқыр мұнай үшін және сулы мұнайлы эмульсияны болу үшін,үлкен қысыммен соғылған ауамен қыздырылған резервуарларда қыздыруға арналған тәсіл ойлап табылды,төменнен жоғары бағытталған ауаағысы жолы арқылы,ол булы ауалы көбіктің беткі жағында пайда болуын тудырады,нәтижесінде жоғары тұтқыр мұнайдыңқұрғатылуына әкеп соғады.
13.3 – сурет. Жоғары тұтқырлы мұнайды жылытудағы қондырғының сұлбасы:
1 – резербуар; 2 – жоғары тұтқырлы мұнай; 3 – ауа арна; 4 – кеңір; 5 – құбырөтпе; 6 – жылыту түзілімі және компрессор; 7 – төмендеткіш клапан; 8 – арна; 9 – науа.
Резервуардан ауаны айдау үшін (13.3 сурет) қызмет пайдаланған ауа каналға өтеді.қайта пайдалану үшін жылыту бөліміне (6) түседі.Салқындалған суды жинау және шығару үшін негізгі конусты резервуар қақпағы арқылы нау жүргізілген.Компрессордан сығылған ауа (6) жылыту түйініне 6 келеді,ол электр жылытқышпен немесе күн сәулесінің концентратымен 90-100°С-қа дейін қыздырылған.Содан кейін ыстық ауа өткізгіш қүбыр арқылы,ауаағар жолмен бағытттағышқа түседі,онда ыстық ауаағыны ең кішкентай қысыммен резервуардың жоғарғы жағына көтеріледі.Ең соңында резервуардың конусты қақпағында буауалы су көпіршіктеніп салқындалады,кейін ло арқылы редукционды клапанға барады,реттелгеннен кейін канал арқылы жылыту түйініне түседі,яғни қолданған рецеркуляциясын орындалады.Осының барлығы мүнайды резервуарда интенсивті қыздыруға мүмкіндік береді,аэрация принципі бойынша жартылай құрғатып,ал бұл жағдайда мұнайды қыздырған кезде энергияқорларын үнемдейді,сонымен зиян қалдықтардың атмосфераға бөлінуін азайтады.Мұнай қабаттарына берілетін газдың әсері қабаттардағы мұнай берілімін арттырады.
Негізгі әдебиеттер: 8[149-150 бет.]
14 Дәріс