Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Нефтепромысловое оборудование

..pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
65.63 Mб
Скачать

(выше или ниже допустимого предела), повышении давления в змеевике, увеличении температуры теплоносителя.

Основные технические данные системы автоматизации сле­ дующие.

Рабочая ереда приборов

 

Нефть и пластовая вода, содер-

Пределы регулирования:

 

жзщая сероводород

 

60+100

температуры теплоносителя, “С

давления топливного газа,

МПа

0.0&-0.6

Питание электрохонтактного

термометра

От сети переменного тока на­

ТПП4-1У

 

 

 

пряжением 220 В и частотой

Температура окружающего воздуха, °С:

50 Гц

 

для приборов, установленных на подогрева­

В.пределах допустимой дня пе­

теле

 

для блока автоматики безопасности

чи в целом

5—50

Исполнение электрохонтактного термометра

Взрывозащнщенное

ТПП4-12

 

Все приборы размещаются непосредственно на печи. Испол­ нение приборов и электропроводок, установленных на подогре­ вателе ПП-1,6, взрывозащнщенное; исполнение блока автома­ тики безопасности — нормальное. Приборы, размещенные на газовом коллекторе, защищены кожухом. Блок автоматики УАБ безопасности печи ПП-1,6 монтируется в операторном по­ мещении.

Техническая характеристика печей ПП-0,4; ПП-0,63 и ПП-1,6 приведена в табл. 11.7.

Подогреватели трубопроводные типа ПТ-Р/Д предназна­ чены для подогрева воды, нефти, газа и их смесей. Рекоменду­ ется применять в системе внутрипромыслового сбора на уча­ стке «групповая замерная установка —центральный товарный парк» для нагрева рабочего агента (газа) при газлифтной дот быче нефти, а также для подогрева воды в системе поддержа­ ния пластового давления.

Подогреватели типа ПТ-Р/Д — наиболее универсальные, вы­ годно отличаются от существующих тепловых устройств ком­ пактностью блоков, отсутствием футеровки, завершенностью заводского изготовления, что ускоряет монтаж на промысло­ вых объектах.

В шифре приняты следующие обозначения: ПТ — подогрева­ тель трубопроводный; Р —допустимое рабочее давление подо­ греваемой среды; Д — условный проход труб калорифера, мм. В случае модернизации добавляется буква М (ПТ-Р/ДМ).

Подогреватель (рис. 11.11) представляет трубчатую радиант­ но-конвективную печь, состоящую из совмещенной радиантно­ конвективной камеры, где сжигается топливо, а теплота переда-

Т а б л и ц а

11.7

 

 

 

 

 

 

 

 

Показателя

 

 

ПП-0,4

ПП-0,63

П1Ы,6

Тепловая

производитель­

1675

2636

6699

ность

топочного

устройства

 

 

 

при погружении в водуЛ

 

 

 

МДж/Ч

 

способность по

750

1150

2350

Пропускная

нефти при нагреве на 25 °С н

 

 

 

обводненности

сырья

30%,

 

 

 

т/сут

I

«Я

 

рабочее

дав-

До 5

До 5

До 6,4

Максимальное

ление

 

жидкости

в

зме­

 

 

 

евике, МПа

 

 

давление

0,016

0,016

0,016

Гидростатическое

в межтрубном пространстве,

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочее давление газа, МПа:

0,07

0,07

0,07

номинальное

 

 

 

 

максимальное

 

 

 

газа

0,15

0,15

0,18

Расход

топливного

 

45

75

180

при

теплоте

сгорания

50,

&

 

 

24 МДж/м», м»/ч

 

 

 

11

11

85

Вместимость емкости, м8

Объем

пресной

воды,

зали­

12,9

12,9

85,4

ваемой в аппарат, м*

 

 

1

1

2

Число горелок

 

 

 

ды­

Температура

уходящих

550

550

550

мовых газов, *С

 

 

 

70

70

70

К. п. д. топки,

%

 

 

 

Габаритные размеры печи, мм

9300Х2420Х

9300Х2620Х

18 460X4 932Х

Масса печи, кг

 

 

 

 

Х8466

Х8710

Х7 908

 

 

 

 

12450

12950

44 600

ется излучением и конвекцией к ребристому теплообменнику — калориферу змеевикового типа.

Основной элемент подогревателя — калорифер, состоящий из труб с продольным оребрением 10, расположенных непо­ средственно над пламераспределителем 11, и труб с витым оребрением в. Опорой для калорифера служит решетка 16. Ка­ лорифер заключен в цилиндрический корпус 6, охваченный снаружи обтекателем 15. Обтекатель служит для создания сов­ мещенной системы вентиляции, теплоизоляции и рекуперации теплоты. Сбоку в обтекателе 15 имеется окно 14 для перенос­ ного запальника.

Над корпусом 6 расположен обогреваемый шкаф 4, внутри которого находится топливная обвязка 5 с приборами контроля и автоматики.

На газовоздушном коллекторе 7, идущем из топливного шкафа 4 в топку к пламераспределителю //, установлен пламе-

Рис. 11.11. Подогреватель ПТ-Р/ДМ

преградитель 9, исключающий проникновение пламени из топки по газовоздушному коллектору в топливный шкаф 4.

Подогреватель снабжен дымовыми трубами /, которые за­ креплены растяжками 2. Нижнюю часть труб охватывают ды­ мовые обтекатели 3, которые тоже служат для рекуперации теплоты. Подогреватель снабжен площадками 12 для обслужи­ вания топливной обвязки 5.

В целях повышения безопасности эксплуатации подогрева­ теля предусмотрены взрывные окна 13, снабженные щелевыми кассетами. При «хлопке» в топке происходит самопроизвольное открытие взрывных окон 13.

Принцип работы подогревателей ПТ-Р/Д состоит в следую­ щем. Подготовленная в инжекционных горелках газовоздуш­ ная смесь поступает на пламераспределитель. Полученный при сгорании газа тепловой поток, проходя через конвективную

Т а б л и ц а 11.8

Показатели

Тепловая производитель­ ность, МДж/ч Пропускная способность при нагреве до 40 °Ct тыс. м*/сут:

нефти

воды

газа Давление подогреваемой

среды, МПа, не более Условный проход подсо­ единительных труб, мм Допустимая (максималь­ ная) температура подогре­ ваемой среды, °С Топливо

Расход топлива, м3/ч, не более Допустимое давление топ­ лива, МПа

Габаритные размеры, мм

Масса блока, кг

ПТ-25/100

465

0,57

0,24

490

2,5

100

70

Нефтяной и природ­ ный газ 100

£1СО О

4500X

Х2300Х

Х2600

4100

ШЧ 6/160

ПТ-6,4/200

ПТ-16/100 Мж

1860

3500

465

2,30

4,3

0,48

0,96

1,8

0,2

2000

3600

410

16

6,4

16

150

200

100

70

70

70

Нефтяной

Нефтяной

Нефть,

и природ­

и природ­

дизельное

ный газ

ный газ

топливо

300

600

(100)

0,3-16

0,3—6,4

0,2—0,05

8600X

12 000Х

8 300Х

X3000X

Х3 800Х

Х3 800Х

Х3800

Х3 600

X 10 600

12 000

18 500

10 000

камеру, отмывает оребренную поверхность труб калорифера, на­ гревая продукт, проходящий по трубам. В верхней части кон­ вективной камеры отходящие газы подогревают сепаратор и змеевик топливного газа. Источником топливного газа может быть сама нагреваемая среда, а если же она не горючая или имеет низкий свободный газовый фактор (менее 40 м3/м3), то необходимо подключаться к внешнему источнику питания.

Для обеспечения безопасной и надежной работы в автома­ тических режимах подогреватели оснащены серийно выпускае­ мыми средствами и приборами автоматики, выполняющими функции измерения, контроля, регулирования основных пара­ метров, сигнализации о состоянии установки, передачи инфор­ мации в АСУ ТП.

Техническая характеристика подогревателей ПТ-Р/Д при­ ведена в табл. 11.8.

Нефтяные нагреватели типа НН предназначаются для по­ догрева нефтяных эмульсий перед блоками глубокого обез­ воживания и обессоливания установок подготовки нефти. Ре­ комендуется применять для подготовки средних и тяжелых

Рис. 11.12. Установки БН -2М

нефтей. Сопутствующие пластовые воды не должны вызывать солеотложений на стенках жаровых труб.

Нагреватель нефти блочный БН-2М (рис. 11.12) предназна­ чен для подогрева обводненных нефтей перед аппаратами глу­ бокого обезвоживания обессоливания. Допускается применение установки для нагрева нефтяных эмульсий с повышенной ак­ тивностью и склонностью к отложению солей и механических примесей на установках подготовки нефти пропускной способ­

ностью до 3 млн т в год.

подогревателей /,

блока

КИП

Установка состоит из блока

II, управления и сигнализации,

сборно-разборного

укрытия и

дымовой трубы III.

 

 

блок,

Блок подогревателей — основной технологический

включающий в себя четыре последовательно соединенных по­ догревателя 5 типа «труба в трубе» с внутренней жаровой тру­ бой 4 и наружным корпусом, имеющим линзовый компенса­ тор 6 и тангенциальные входные 3 и выходные 7 патрубки. Установки поставляются с блоками длиннопламенных газовых

4S6

горелок типа БГ-2П 2, оснащенными пламегасителями 1. Дымо­ ходы от подогревателей подсоединяются к общей дымовой трубе. Обвязка подогревателей распределительным коллекто­ ром 8 позволяет отключать любой из блоков для проведения ремонтных и профилактических работ.

Приборы контроля и регулирования технологического про­ цесса расположены в утепленном блоке КИП. Блок КИП и по­ догреватели со стороны горелочных устройств укрыты сборно­ щитовым металлическим укрытием (на рис. не показано).

Блок управления и сигнализации БУС-1 устанавливается на бетонированной площадке не далее 10 м от блока КИП.

Принцип работы установки основан на подогреве нефтяной эмульсии при контактировании ее с поверхностью жаровой трубы. Эмульсия для подогрева подается в подогреватели и проходит по межтрубному пространству последовательно. Меж­ трубное пространство образовано корпусом подогревателя и жаровой трубой. При прохождении эмульсии в межтрубном пространстве последняя приобретает вращательное движение, что исключает образование застойных зон на поверхности на­ грева. Благодаря большой скорости и турбулентности потока, достигается высокий коэффициент теплоотдачи к эмульсии от стенки. Это снижает температуру стенки жаровой трубы и ис­ ключает возможность коксования нефти на поверхности на­ грева.

Система автоматизации поставляется комплектно с блоком нагрева и обеспечивает автоматическое регулирование темпе­ ратуры нагрева эмульсии, давления топливного газа, подаю­ щегося к горелкам блока нагрева; автоматическое прекраще­ ние подвода топливного газа к горелкам при отклонении дав­ ления газа от заданного режима, повышении температуры нагрева эмульсии, при отсутствии циркуляции жидкости через нагреватель; отключение подвода газа к каждому подогрева­ телю в отдельности в случае погасания пламени запальника; передачу сигнала об аварии блока нагрева в операторный пункт; местный контроль за давлением и температурой эмуль­ сии, топливного газа.

Ниже приведена техническая характеристика нагревателя БН-2М.

Нагреваемая среда

Пропускная способность по нефтяной эмульсии, т/ч . . . ......................................................

Номинальная тепловая производительность, МДж/ч Рабочее давление, М П а ...............

Площадь поверхности нагрева, м* Максимальная температура нагрева, °С

Нефтяная эмульсия, не со­ держащая сероводород и прочие агрессивные

Содержание воды в'нефти на входе в нагреватель,

 

%, не более ......................................................

 

Содержание сероводорода в природном или нефтя­

2

ном газе,

г/100 м*, не более .............................

Давление топливного газа перед горелочными

 

устройствами, МПа . . . .

0,12

Расход топливного газа, м*/ч .............................

800

Питание приборов системы контроля, сигнализа­

 

ции, защиты и арматуры с электрическим приводом

 

от сети переменного тока:

200

напряжением, В

частотой, Г ц ..................

50

Масса нагревателя нефти, кг

17 730

Печь

трубчатая блочная ПТБ-Ю-64 предназначена для по­

догрева обводненных нефтей перед аппаратами

глубокого обез­

воживания и обессоливания. Допускается применение уста­ новки для нагрева нефтяных эмульсий с повышенной корро­ зионной активностью и склонностью к отложению солей и механических примесей на установках подготовки нефти пропу­ скной способностью 3; 6 и 9 млн. т в год. В шифре установки приняты следующие обозначения: ПТБ — печь трубчатая блоч­

ная;

первая

цифра — номинальная тепловая производитель­

ность;

вторая— допустимое рабочее давление.

Печь состоит (рис. 11.13) из теплообменной камеры I, блока

основания II

и блока

управления и сигнализации типа «Са­

турн».

Теплообменная

камера представляет собой систему из

четырех одинаковых змеевиков, выполненных из оребренных труб, которые служат для передачи теплоты нагреваемой среде. Теплообмениая камера внутри обшита листами из нержавею­ щей стали, теплоизолирована. Наружная обшивка выполнена из листовой стали в виде герметичного короба. Камера обору­ дована взрывными клапанами 9 и смотровыми люками б. В нижней части боковых стенок камеры располагаются дымо­ отводящие устройства, к фланцам которых снаружи крепятся дымовые трубы 4. В нижней стенке теплообменной камеры пре­ дусмотрены люки для крепления камер сгорания и соответ­ ствующие устройства для направления дымовых газов из ка­ меры сгорания в теплообменную камеру.

Блок основания представляет собой конструкцию, предна­ значенную для установки теплообменной камеры с трубопро­ водной обвязкой и камерами сгорания 2. Там же расположены вентиляторы I, коллектор газа к основным горелкам 3 и кол­ лектор газа к запальным горелкам 5, трубопроводы входа 8 и выхода нефти 7. Приборы, осуществляющие контроль и регу­ лирование технологического процесса, находятся в блоке осно­ вания в утепленном укрытии.

Блок управления и сигнализации поставляется в утеплен­ ном укрытии и служит для автоматического и ручного роз-

Выход нефти.

Вход нефти

9

ш

вц

■ ф "

" 0 ~

5

w

 

Т |Г

Рис. 11.13. Печь ПТБ-10-64

 

жига газовых горелок, сигнализации об отклонении давления и температуры нагрева нефти от значений, заданных технологи­ ческим процессом.

Печь ПТБ-10-64 работает следующим образом. Воздух от вентиляторов по воздуховоду подается в тангенциальный вход камеры сгорания и поступает в кольцевое пространство, обра­ зованное внутренней поверхностью корпуса и внешней поверх­ ностью жаровой трубы.

По кольцевому пространству воздух спиралеобразно дви­ жется вниз к днищу камеры, где смешивается с топливным га­ зом, поступающим в камеру через тройник. Далее топливная смесь поступает во внутреннее пространство камеры, в кото­ ром происходит ее сгорание.

Продукты сгорания топлива из четырех камер сгорания че­ рез сопла-конфузоры в виде плоских струй поступают во внут­

реннее

пространство

теплообменной

камеры. Скорость струй

у устьев сопел-конфузоров составляет

100—120 м/с, а темпера­

тура

1600—1700 °С.

Струи инжектируют уже охлажденные

дымовые газы из нижних боковых зон теплообменной камеры, создавая интенсивную рециркуляцию продуктов сгорания, сме-

шнваются с ними и охлаждаются. Кратность рециркуляции продуктов сгорания в теплообменной камере составляет 2,5—3.

Таким образом, трубы змеевиков омываются охлажден* ными продуктами сгорания с температурой 700—900 °С, в ре­ зультате чего теплота нагреваемой среды передается более равномерно без местных перегревов труб змеевиков. Основные параметры и размеры печи ПТБ-10-64 приведены ниже.

Нагреваемая среда

..................................................

 

 

Нефтяная эмульсия

Номинальная тепловая производительность, МДж/ч

41 900

Номинальная пропускная способность по воде, м*/ч

150

Максимальная температура нагрева среды, °С . . .

ВО

Рабочее давление нагреваемой среды, МПа,

не более

6,4

Число камер сгорания..........................................................

 

 

4

Содержание сероводорода в природном или нефтяном

2

газе, г/100 м9, не б о л е е .............................................

 

 

Давление топливного газа, МПа, не более:

 

0,98

до регулятора давления

 

 

перед камерами сгорания

 

 

0,05

Расход топливного газа, м8/ч .........................................

 

 

1600

Число вентиляторов высокого давления ВВД № 11

2

Число двигателей привода вентиляторов-электродви­

 

гателей ВАО-82-4

 

 

 

 

Основные данные двигателя ВАО-82-4:

 

 

55

мощность, кВт

 

 

 

напряжение* В

. .

 

 

380

частота тока, Гц

 

. .

50

частота вращения, мин^*.........................

 

1500

Время продувки печи воздухом перед розжигом, мин

2—3

Габаритные размеры, мм:

 

 

16 200X3 150X8 875

печи трубчатой ПТ-10-64 . . . .

 

 

системы автоматизации печи ПТБ-10

. . .

3 080Х 2 ОООХ 2 450

«Сатурн» (при поставке в виде блрка)

Масса печи в нерабочем состоянии, кг, не более

57 104

В том числе:

 

 

 

55 169

печи трубчатой ПТ-10-64

 

 

системы автоматизации печи ПТБ-10 «Сатурн»

1 935

Число блоков печи трубчатой ПТ-10-64

 

 

2

В том числе:

 

 

 

1

теплообменная камера

 

 

блок основания печи

 

 

1

Габаритные размеры, мм:

 

 

10 370X 2 350X 3 580

теплообменной камеры

 

 

блока основания п е ч и .........................

 

 

16 200X3 150X2 900

Масса теплообменной камеры, кг, не более

 

38 824

Масса блока основания печи, кг, не более

 

11 850

ОТСТОЙНИКИ И ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОРЫ

Для отстоя нефтяных эмульсий после нагрева их в блочных или стационарных печах применяются отстойники. Наиболее распространены отстойники с нижним распределенным вводом сырья и вертикальным его движением в отстойнике (ОГ-200,

ОГ-200С, ОВД-200) и отстойники с радиальным вводом сырья и го­ ризонтальным его движением в от­ стойнике (ОБН).

Отстойник типа ОГ-200 (ОГ200С, ОГ-200П) (рис. 11.14) пред­ назначен для отстоя нефтяных эмульсий с целью их разделения на составляющие — нефть и пла­ стовую воду. Допускается примене­ ние установки для подготовки лег­ ких и средних нефтей, не содер­ жащих сероводород и другие агрес­ сивные в коррозионном отношении компоненты.

В шифре приняты следующие обозначения: ОГ —отстойник гори­ зонтальный; первая цифра — вме­ стимость емкости (м*); С — с сепарационным отсеком.

Отстойник ОГ-200С представ­ ляет горизонтальную стальную ци­ линдрическую емкость диаметром 3400 мм с эллиптическими дни­ щами. При помощи перегородки 3 емкость разделена на два отсека, из которых левый I является сепарационным, а правый / / — отстой­ ным. Левый и правый отсеки емко­ сти сообщаются друг с другом при помощи двух распределителей, представляющих собой стальные трубы 8 с наружным диаметром 426 мм, снабженные отверстиями в верхней части. Над отверстиями распределителей располагаются распределители эмульсии коробча­ той формы 7, имеющие на своих боковых гранях отверстия.

В верхней части сепарационного отсека находится сепаратор газа 2, соединенный при помощи фланцевого угольника со штуцером выхода газа 10, расположенным

влевом днище.

Вверхней части правого отсека размещены четыре сборника нефти