Подогреватель нефти с комбинированным нагревом

Назначение

 

Подогреватель нефти с комбинированным нагревом ПНК предназначен для нагрева нефти различной вязкости и нефтяной эмульсии в технологии подготовки нефти на промыслах, а также при ее транспорте. Возможность подогрева продукта в подогревателе до 110°С обеспечит применение ПНК при подготовке тяжелых нефтей, а также в технологиях стабилизации нефти и газового конденсата. Подогреватель предназначен для эксплуатации в районах с умеренным климатом (исполнение – «У»), категория размещения 1 по ГОСТ 15150.

 

Преимущества ПНК

 

  • В подогревателе реализованы прин­ципы «мягкого» нагрева нефти в сре­де промежуточного теплоносителя (пресная вода) и в среде умеренных температур продуктов сгорания топ­лива, исключающих отложения кокса на стенках змеевика и нарушений в его работе.
  • Использование способов интенсифи­кации теплообмена позволило резко сократить габариты и вес подогрева­теля по отношению к известным оте­чественным и зарубежным аналогам.
  • Принятые конструктивные решения обеспечивают высокую эффектив­ность, экономичность, экологичность и безопасность работы подогревателя.
  • Коэффициент полезного действия составляет 87%.

 

Показатель

ПНК-­0.73

ПНК-­1.9

ПНК-­3.5

Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч)

0,73(0,63)

1,9 (1,6)

3,5 (3,0)

Нагреваемая среда

нефть- вязкость при 20°С не более 50 cCт,
содержание кислых газов:
Н2S не более 0,002 % мас
СО2 не более 1,0 % мас

Рабочее давление в змеевике, МПа (кгс/см2)

6,3 (63)

Перепад давления в змеевике, МПа (кг/см2), не более

0,25(2,5)

0,3(3,0)

0,2(2,0)

Температура:

 

- продукта на входе/выходе в подогреватель, +°С

10/110

- нагрева промежуточного теплоносителя (пресная вода), +°С не более

95

Объем теплоносителя (пресная вода), м3

4,7

4,9

7,6

Топливо

природный или попутный газ, Qнр= 30-60 МДж/м³

Расход топлива(Qнр=35 МДж/нм3), нм3

91,5

225,2

422,3

КПД, %

85

Питание приборов системы розжига, контроля, сигнализации,
защиты и арматуры с электрическим приводом от сети
переменного тока, В/Гц

220/50

Габаритные размеры (д х ш х в), м, не более

8,35 × 2,05 × 3,62

10,6 × 2,55 × 5,55

13,85 × 2,96 × 5,55

Масса, т, не более

4,6

11

22,5

 

 

Устройство и работа подогревателя нефти ПНК-1.9

 

Подогреватель состоит из следующих основных частей:

 

  • блока нагрева с горелочным устройством;
  • блока подготовки топлива;
  • блока вентагрегата;
  • системы автоматизации.

Нефть из промысловой сети поступает в продуктовый змеевик подогревателя, состоящий из двух частей, нахо­дящихся в среде промежуточного теплоносителя и в конвективной (холодной) секции топочного устройства, на­гревается сначала от теплоносителя, после – от продуктов сгорания и далее выводится из подогревателя. Газ для питания горелок после очистки и редуцирования в блоке подготовки топлива подается на запальную и основную горелки, сжигается в топке подогревателя, отдавая тепло промежуточному теплоносителю и продуктовым змееви­кам. Охлажденные продукты сгорания через дымовую трубу выводятся из топки подогревателя в атмосферу. 

Блок нагрева предназначен для передачи тепла от продуктов сгорания топливного газа к нагреваемому продукту. Блок нагрева представляет собой емкость, установленную на раме-основании и заполненную промежуточным теплоносителем. В емкости размещены топка и продуктовый змеевик, обвязанный в два потока. К фланцу топки крепится основная и запальная горелки. 

Топка представляет собой П-образную сварную конструкцию из трубы D=620 мм. Для интенсификации конвектив­ного теплообмена в «горячей» ветви установлены кольца-турбулизаторы, в «холодной» ветви размещен продукто­вый змеевик. К емкости топка крепится с помощью фланца. 

Змеевик, расположенный в среде промежуточного теплоносителя, представляет собой шестисекционный пучок из труб диаметром 89x5 мм. Каждая секция выполнена в виде двухзаходной плоской спирали. Змеевик, размещенный в «холодной» ветви топочного устройства, представляет собой шестирядный пучок из труб диаметром 89x5 мм. Для интенсификации конвективного теплообмена от продуктов сгорания к нефти используется проволочная навивка на трубах. 

Блок нагрева представляет собой моноблок, который может транспортироваться любым видом транспорта. В по­догревателе использован блок подготовки топлива для размещения приборов очистки, редуцирования и контроля подачи топлива к горелочным устройствам и блок вентагрегата. 

Система автоматизации предназначена для дистанционного розжига горелочных устройств, регулирования тех­нологических параметров процесса нагрева нефти, рабочей и аварийной сигнализации, автоматической защиты подогревателя при отклонении от нормы контролируемых параметров. 

В подогревателе реализованы принципы «мягкого» нагрева нефти в среде промежуточного теплоносителя (пресная вода, водно-гликолевые жидкости) и в среде умеренных температур продуктов сгорания топлива, исключающих отложения кокса на внутренних стенках змеевика и нарушений в его работе. Принятое решение сжигать топливный газ в топочном пространстве жаровой трубы под небольшим избыточным давлением позволило применить способы интенсификации теплообмена от продуктов сгорания к тепловоспринимающим стенкам топки (использование ко-лец-турбулизаторов) и продуктового змеевика (использование проволочной навивки) и за счет этого значительно сократить габариты и вес подогревателя. 

Примененная в конструкции подогревателя горелка с аэродинамическим управлением ГСАУ-200 (разработчик Самарский государственный технический университет) позволяет оптимизировать тепловую работу изделия за счет:

 

  • увеличения лучистой составляющей теплоотдачи от дымовых газов к стенке топки вследствие смещения ядра горения факела;
  • увеличения конвективной составляющей теплоотдачи вследствие повышения осевой скорости и степени турбулизации потока;
  • возможности регулирования длины факела; с
  • нижения содержания оксидов азота в уходящих газах до 65-70 мг/м2;
  • снижения энергетических затрат на дутье в 2–32 раза;
  • увеличения межремонтного срока службы топок на 10-12 месяцев.

Принятые конструктивные решения обеспечивают высокую эффективность, экономичность, экологичность и безопасность работы подогревателя.