Устройство, принцип работы, расчет путевых подогревателей, отгруженных в татнефть. Нефтяные нагреватели и печи Путевой подогреватель пп 1.6 чертеж
Описание конструкции и принцип работы:
Подогреватель путевой с промежуточным теплоносителем предназначен для нагрева нефтепродуктов при транспортировке, а также нефтяных эмульсий и газового конденсата на установках подготовки нефти. Может комплектоватсья горелочными устройствами работающими как на газообразном (ПП-1,6Г), так и на жидком топливе (ПП-1,6Ж).
Описание конструкции и принцип работы:
Подогреватель представляет собой цилиндрическую горизонтальную емкость с плоскими днищами, во внутренней полости которого в нижней части установлены две топки П-образного типа и два 4-х заходных трубчатых змеевика; в модели ПП-4Д четыре 4-х заходных змеевика, обеспечивающих пониженное гидравлическое сопротивление. Емкость заполняется жидким теплоносителем через расширительный бачок.
Снаружи сосуда смонтированы узлы подготовки и подачи топлива горелочным устройствам, лестница, площадка обслуживания.
Подогреватель располагается на раме сварной конструкции.
Продукт подается в змеевики, в которых нагревается от теплоносителя до 70˚С. Температура теплоносителя поддерживается автоматикой +95˚С путем регулирования мощности горелок.
Технические характеристики путевого подогревателя ПП-1,6
|
Параметр |
З начение |
|
|
0,3…1,2 (3,0…12,0) 0,07…0,15 (0,7…1,5) |
||
|
Плотность, кг/м³, не более Вязкость, м²/c (сСт) |
4,0…6,2 (40…62) |
|
|
11700х4800х7400 |
||
|
Показатели надежности: Средний ресурс до капитального ремонта, лет Средний срок службы, лет |
||
|
Параметр |
Значение |
|
|
природный или нефтяной попутный газ, жидкое топливо (нефть, мазут, дизтопливо) |
||
|
Характеристика газового топлива: Природный, попутный нефтяной газ, с параметрами: Теплота сгорания, МДж/нм, в пределах Давление на входе в блок подготовки топлива, МПа (кгс/см 2), в пределах Давление перед горелкой, МПа (кгс/см 2), в пределах Расход топливного газа, м 3 /ч, не более |
0,3…1,2 (3,0…12,0) 0,07…0,15 (0,7…1,5) |
Характеристика газового топлива: Природный, попутный нефтяной газ, с параметрами: Теплота сгорания, МДж/нм, в пределах Давление на входе в блок подготовки топлива, МПа (кгс/см 2), в пределах Давление перед горелкой, МПа (кгс/см 2), в пределах Расход топливного газа, м 3 /ч, не более |
|
Характеристики топливной нефти: Теплота сгорания, МДж/м³, в пределах Плотность, кг/м³, не более Вязкость, м²/c (сСт) Сероводород H 2 S, % мол., не более Двуокись углерода СО 2 , % мол., не более Температура эксплуатационная, К (ºC), не более Давление на входе в подогреватель, МПа (кгс/см²), в пределах Давление перед горелкой, МПа (кгс/см²), не более Расход топливной нефти, кг/ч, в пределах |
4,0…6,2 (40…62) |
|
|
Коэффициент полезного действия, %, не менее |
||
|
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), не более |
11700х4800х7400 |
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), не более |
|
Масса подогревателя без промежуточного теплоносителя, кг, не более |
||
Путевой подогреватель ПП-1,6 поставляется с системой автоматизации САУ.ПП-1,6, которая изготавливается на базе различных контроллеров (Direct Logic, Siemens, Alen Bradley, Schneider и другие) и может размещаться как в блоке аппаратурном БАО, так и поставляться в уличном климатозащищенном исполнении.
Данные системы автоматизации предназначены для удаленного управления розжигом, автоматической защитой с отсечкой подачи топлива и поступления звукового и визуального сигнала на пульт управления оператора. Система расшифровывает и запоминает первопричины при недопустимых отклонениях технологических параметров от заданных норм, исчезновении напряжения питания и обрыве линий связи с датчиками, контролирующими предельные параметры, выдача извещающего сигнала об остановке или работе печи в диспетчерскую (на верхний уровень), а также связь с машиной верхнего уровня по интерфейсу RS-485, с использованием стандартных промышленных протоколов, что позволяет легко интегрировать подогреватель в АСУ ТП участка, а также организовать удалённый мониторинг и управление его параметрами.
Топливо
В зависимости от комплектации подогревателя ПП-1,6 он имеет возможность работы на газообразном топливе – природный и попутный нефтяной газ, либо комбинированном виде топлива - ПП-1,6АЖ (газ/нефть или дизельной топливо).
При использовании в качестве топлива нефти, необходимо применять блок подготовки жидкого топлива БПЖТ (см. блок подготовки жидкого топлива БПЖТ).
Технические характеристики установки
|
Основные технические данные |
Величина параметров |
|||
|
Давление в продуктовом змеевике, МПа (кгс/см2) |
||||
|
расчетное |
||||
|
Температура, |
на входе продукта в нагреватель, не менее |
|||
|
нагрева продукта, не более |
||||
|
нагрева промежуточного теплоносителя |
386 (95) |
|||
|
абсолютная минимальная окружающего воздуха, не ниже |
||||
|
наименование |
нефть, нефтяная эмульсия, пластовая вода с содержанием кислых газов: |
|||
|
характеристика |
Взрывоопасная |
|||
|
Класс взрывоопасной зоны по ГОСТ Р 51330.9-99 |
||||
|
Прибавка для компенсации коррозии, мм |
||||
|
Производительность по нефтяной эмульсии при нагреве на 25 0С, обводненностью 30%, т/сут |
||||
|
Полезная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч), не более |
||||
|
КПД подогревателя, не менее |
||||
|
Расчетный срок службы, лет |
||||
|
Топливо - природный или попутный нефтяной газ с параметрами: |
||||
|
теплота сгорания, МДж/нм3, в пределах |
||||
|
Давление перед горелкой, кПа, в пределах |
||||
|
Расход топливного газа, м3/ч, не более: |
||||
|
на одну горелку |
||||
|
Промтеплоноситель |
пресная вода*** |
|||
|
Перепад давления в двух змеевиках, МПа (Кгс/ см 2), не более |
||||
|
Количество блоков подогревателя, шт, всего в том числе: |
||||
|
коллектор газовый |
||||
|
блок вентиляторного агрегата |
||||
|
Система управления САУ.ПП-1,6 |
||||
|
Потребляемая мощность САУ.ПП-1,6 в системе с подключенными электромагнитными клапанами, не более |
||||
|
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более |
||||
|
14200х3136х3450 |
||||
|
подогреватель в рабочем состоянии |
18500х4780х7440 |
|||
|
Масса подогревателя, кг, не более |
||||
|
заполненного водой |
||||
Примечание:
*Приведенные параметры обеспечиваются для подогреваемых сред с вязкостью при температуре 200С, не более 100х10*-6 м*2/с (100 сСт).
** В качестве промтеплоносителя возможно применение водных растворов этиленгликоля, ДЭГа.
***Возможно исполнение змеевика нагрева продукта Ду100 и Ду150.
Компания «Нефтегаз – Развитие» производит, осуществляет поставку и пусконаладку подогревателей нефти ПП-0.63 по ТУ 28.29.60 -004-24407019-2017 . Продукция изготавливается под любые требования и производственные нужды заказчика, отвечающие установленным нормам и правилам эксплуатации. Подогреватели нефти ПП-0.63 работают в различных климатических условиях. Возможны варианты производства как в блочном варианте, так и в открытом, на раме, на санях
Путевые подогреватели нефти ПП с промежуточным теплоносителем предназначены для нагрева сырой нефти, нефтяной эмульсии, природного и попутного нефтяного газа на предприятиях добычи и переработки нефтепродуктов.
Для нагрева промежуточного теплоносителя может использоваться дизельное топливо, нефть, природный или попутный нефтяной газ. В зависимости от вида топлива подогреватель ПП комплектуется газовой или жидкостной горелкой. Либо используется комбинированный вариант.
Компания Нефтегаз-Развитие изготавливает следующие модификации подогревателей типа ПП-1,6:
- Путевые подогреватели ПП-1,6Г на газовом топливе
- Нефтяные путевые подогреватели ПП-1,6Ж на жидком топливе
- Путевые подогреватели ПП-1,6ГЖ для двух видов топлива
- Мобильные нефтяные путевые подогреватели ПП-1,6 на шасси
Технические характеристики путевого подогревателя нефти ПП-1.6
|
Параметр |
Значение |
|
|
ПП-1,6Г (Ж, ГЖ) |
||
|
Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч) |
||
|
Производительность по нагревательному продукту, т/сут: Нефтяная эмульсия, обводненностью 30% масс, при t =25°С |
||
|
Температура продукта, °С: При входе в подогреватель, не менее Нагрева продукта на выходе Нагрева промежуточного теплоносителя, не более |
||
|
КПД, %, не более |
||
|
Тип промежуточного теплоносителя |
Пресная вода, раствор этиленгликоля, иные негорючие теплоносители |
|
|
Давление в продуктовом змеевике, МПа (кгс/см2 ): Рабочее, не более Расчетное Пробное гидравлическое |
||
|
Параметры нагреваемой среды: Наименование Плотность при 20°С, кг /м3 , не более Вязкость при 20°С, сСт |
нефть, нефтяная эмульсия |
|
|
Параметры топлива (природный или попутный нефтяной газ): Теплота сгорания, МДж/м3 , в пределах Давление на входе в блок подготовки топлива, МПа (кгс/см2 ) в пределах Номинальное давление перед горелкой, МПа (кгс/см2 ) Расход топливного газа, м3 /ч, не более: б) на одну горелку |
||
|
Параметры топлива (Дизтопливо, нефть): Теплота сгорания низшая, кКал/кг Давление перед форсункой, МПа (кгс/см2 ), не более Расход топливной нефти, кг/ч, в пределах |
||
|
Масса, кг, не более: Без промежуточного теплоносителя |
||
|
Срок службы, лет, не менее |
||
|
Средний ресурс до капитального до капитального ремонта, лет |
Состав путевого подогревателя
- Цилиндрическая емкость, которая заполняется теплоносителем (водой, антифризом или др.)
- В верхней части емкости: многорядный змеевик для подогрева топлива
- В нижней части емкости: топочное устройство с горелкой
- Газовый пункт для подачи газа к горелке
- Дымовая труба
- Блок подготовки жидкого топлива БПЖТ(при соответствующей комплектации)
- Шкаф управления автоматической работы подогревателя
- Система КИПиА
- Теплоизоляция(при необходимости)
Работа нефтяных подогревателей ППТ полностью автоматизирована: автоматически осуществляется розжиг горелки и регулируется процесс нагрева нефтепродукта. Для безопасной эксплуатации подогреватель ППТ комплектуется контрольно-измерительными приборами, предохранительной и запорной арматурой, а также системой аварийной и пожарной сигнализации.
Сертификат соответствия № РОСС RU. АВ28. Н05762. Разрешение Ростехнадзора РРС 414)0196
Путевой подогреватель ПП-1,6(АМ) (автоматизированная блочная газовая печь с водяным теплоносителем) предназначен для подогрева обезвоженных нефтяных эмульсий, вязких нефтей при транспортировании по трубопроводам, а также воды для различных технологических целей.
Основные технические данные
|
Полезная топливная мощность, МВт (Гкал/ч), не более |
|
|
Производительность по нагреваемому продукту, кг/с (т/сут): .Нефтяная эмульсия, обводненностью 30% масс, при t=25°C |
|
|
Давление в продуктовом змеевике, Мпа (кга/см2): Рабочее, не более Расчетное Пробное гидравлическое |
6,3 (63) 6,3(63) 8,2 (82) |
|
Перепад давления в змеевике, МПа (кгс/смг), не более |
|
|
Температура, К (°С): На входе продукта в подогреватель, в пределах.Нагрева продукта, не болев.Нагрева промежуточного теплоносителя, не более.Средняя самой холодной пятидневки, не ниже.Абсолютная минимальная окружающего воздуха, не ниже |
278…232 (5…50) 343 (70) |
|
Промежуточный теплоноситель |
Пресная вода |
|
Нагреваемая среда - нефть, нефтяная эмульсия, пластовая вода, с содержанием, % моль, не более: .Сероводород (H2S) Двуокись углерода (СО2) |
|
|
Топливо - природный, попутный нефтяной газ, с параметрами: Теплота сгорания, МДж/нм, в пределах Давление на входе в блок подготовки топлива, МПа (кгс/см2). в пределах Давление перед горелкой, МПа (кгс/см*), в пределах Расход топливного газа, мЗ/ч, не более |
35…60 0,002 0,3…1,2 (3,0…12,0) 0,07…0,15 (0,7…1,5) 180 |
|
Коэффициент полезного действия, %, не менее |
|
|
Габаритные размеры (длинвьширинахвысота), не более |
|
|
Масса подогревателя без промежуточного теплоносителя, кг, не более |
|
|
Показатели надежности: .Средний срок службы, лег |
Примечание:
* При условии теплотворной способности топливного газа 40,3 МДж/м (9625 ккакл/м).
* * При низких температурах окружающего воздуха возможен подогрев воздуха поступающего на горение электронагревателями мощностью 10 кВт. Подогреватель состоит из следующих основных частей: блок нагрева, блок подготовки топлива, блок вентагрегата, система автоматизации.
*** По заказу может быть изготовлен подогреватель для работы на топливном газе с содержанием HjS до 5%.
В состав подогревателя входят следующие основные части: сосуд, два змеевика, сани, две топки, два горел очных устройства, площадка и лестница, две трубы домовые.
Стандартно оснащается системой автоматизации БЧК-4Х (с двухпозиционным регулированием), которая предназначена для дистанционного управления розжигом, автоматической защиты с отсечкой топлива, выдачей звукового сигнала, расшифровкой и запоминанием первопричины при недопустимых отклонениях технологических параметров от заданных норм, исчезновении напряжения питания и обрыве линий связи с датчиками, контролирующими предельные параметры, выдача извещающего сигнала об остановке или работе печи в диспетчерскую (на высший уровень), а также связь с машиной верхнего уровня по интерфейсу RS-232/485, с использованием стандартных промышленных протоколов.
При сборе высокопарафинистых, вязких нефтей, а также нефтей, имеющую высокую температуру застывания, с целью обеспечения текучести нефти, необходимо подогревать продукцию скважин, от устья скважин вплоть до ЦПС и подготовки нефти и газа.
Для подогрева продукции скважин в выкидных линиях применяют устьевые нагреватели УН-0,2 и ПТТ-2, а для подогрева продукции скважин в нефтесборных коллекторах - путевые нагреватели ПП-0,4; ПП-0,63; ПП-1,6 и трубопроводные нагреватели типа ПТ.
Устройство и принцип работы нефтяных подогревателей
Рассмотрим схему устройства и функциональные особенности устройств подогрева нефти на примере наиболее распространённых их типов.
Автоматизированные блочные газовые печи с водяным теплоносителем ПП0,63; ПП-1,6, ПП-4 предназначены для подогрева обезвоженных нефтей, нефтяных эмульсий и воды, для различных технологических нужд.
Состоит подогреватель из следующих основных частей: - блок нагрева (предназначен для передачи тепла от продуктов сгорания нагреваемому продукту); - блок подготовки топлива (БПЖТ); - система автоматики и безопасности. Нефть из промысловой сети через задвижку поступает в продуктовый змеевик подогревателя (блок нагрева), нагревается от промежуточного теплоносителя (вода) после чего выводится из подогревателя. Топливо сжигается в топке подогревателя, отдавая тепло промежуточному теплоносителю, охлажденные продукты сгорания при помощи дымовой трубы выводятся из топки подогревателя в атмосферу.
Подогреватель путевой ПП-1,6 выпускается в двух исполнениях, отличающихся по виду используемого топлива: ПП-1,6А (газовый) в качестве топлива использует природный или попутный нефтяной газ; ПП-1,6АЖ (жидкостный) использует нефть из топливной системы либо из промысловой сети, которая подвергается предварительной очистке и редуцированию при помощи блока подготовки жидкого топлива БПЖТ. Для обеспечения безопасных условий работы подогреватель ПП-1,6 оснащается системой контроля и автоматики СА-ПНГ-И(АБ-2Г-3), которая позволяет проводить дистанционный розжиг форсунок, регулирует параметры процесса нагрева нефти, осуществляет функции рабочей и аварийной сигнализации и автоматической защиты при отклонении технологических параметров.
Технические характеристики
| № | Показатели | ПП-0,63 | ПП-1,6 |
| 1 | Производительность по жидкости при нагревена 25ºС и обводненности 30%, т/сут | 1150 | 2350 |
| 2 | Теплопроизводительность топочного устройства,МВт (Гкал/час) | 0,73 (0,69) | 1,86 (1,6) |
| 3 | Давление в змеевике, МПа (кгс/см 2) | 6,4 (64) | 6,4 (64) |
| 4 | Расход газа в нормальных условиях, м 3 /час | 75 | 180 |
| 5 | Топливо | попутный нефтяной газ | |
| 6 | Масса, кг:сухого/заполненного водой | 13019/25920 | 39801/125201 |
Подогреватель нефти ПТТ-0,2
состоит из наклонного цилиндрического сосуда 8 с батареей тепловых трубок 5, газовым сепаратором 6, патрубками ввода нефти 7, топки 1 с газовой инжекционной двухсопловой горелкой 2 и дымовой трубкой 3 с кожухом 4 для защиты обслуживающего персонала от ожогов. 
Подогреватель нефти типа ПТТ-0,2
Поступающая в сосуд подогревателя нефтегазовая смесь нагревается тепловыми трубами и выходит из подогревателя. Часть газа, выделившегося из нефти, очищаясь в сепараторе, поступает через узел регулирования на горелку. За счет сжигания газа в топке происходит нагрев топочных концов тепловых труб. Тепловая труба представляет собой толстостенную цельнотянутую стальную трубу, заполненную на 1/3 своего внутреннего объема дистиллированной водой и герметически заваренную с обоих концов. Во избежание замораживания труб во время возможной остановки печи в них добавлено некоторое количество этилового спирта. Трубы в подогревателе расположены с наклоном в сторону топки, равным 100 мм на 1 м трубы, и приварены к одному из днищ сосуда таким образом, что один конец длиной 2 м находится внутри сосуда, а другой - длиной 1 м в топке.
Подогреватель нефти ПТТ-0,2 оснащен приборами контроля и автоматического регулирования, поставляемыми комплектно с нагревателем: ртутным техническим термометром АН3-1°-110-220, манометрами ОБМ1-100, регулятором температуры РТ-П25-2 и регулятором давления РД-32М. Комплекс приборов обеспечивает регулирование температуры жидкости в сосуде, давления топливного газа перед горелкой и запальником, а также технологический контроль за температурой и давлением.
Технические характеристики подогревателя ПТТ-0,2
Подогреватели трубопроводного типа ПТ-Р/Д предназначены для подогрева воды, нефти, газа и их смесей.
Техническая характеристика подогревателей ПТ-Р/Д
Принцип работы: подготовленная в инжекционных горелках газовоздушная смесь поступает на пламераспределитель. Полученный при сгорании газа тепловой поток, проходя через конвективную камеру, омывает оребрённую поверхность труб калорифера, нагревая продукт, проходящий по трубам. В верхней части конвективной камеры отходящие газы подогревают сепаратор и змеевик топливного газа.
Источником топливного газа может быть сама нагреваемая среда, а если она не горюча или имеет низкий свободный газовый фактор (менее 40 м 3 /т), то необходимо подключаться к внешнему источнику питания.
Нефтяные нагреватели НН - для подогрева нефтяных эмульсий перед блоками глубокого обезвоживания и обессоливания установок подготовки нефти. Рекомендуется применять для подготовки средних, тяжелых нефтей.
Нагреватель нефти блочный БН-2М предназначен для подогрева обводненных нефтей перед аппаратами глубокого обезвоживания и обессоливания. Допускается на установках подготовки нефти с пропускной способностью до 3 млн. т в год. Основной технологический блок этого нагревателя включает в себя четыре последовательно соединенных подогревателя типа, «труба в трубе».
Печь трубчатая ПТБ-10-64 предназначена для подогрева обводнённых нефтей перед аппаратами глубокого обезвоживания и обессоливания с УПН пропускной способностью 3,6 и 9 млн. т в год.
