Назначение
Печь прямого нагрева предназначена для нагрева нефтяных эмульсий и нефти для установок подготовки и стабилизации нефти суточным объемом 1500– 3000 т.
Использование ППН-3 особенно актуально на небольших месторождениях. По величине удельного расхода топлива, эффективности эксплуатации и металлоемкости печь превосходит лучшие образцы российских и зарубежных производителей.
Технические характеристики
| Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч) | 3,0 (2,6) |
| Нагреваемая среда | нефть, нефтяная эмульсия с содержанием сероводорода в попутном газе, % об., не более 0,1 |
| Номинальная производительность по продукту, т/ч | 34,7 (125) |
| Температура продукта на входе/выходе, °С | не менее +5 / не более +90 (для режимов подготовки) +250 (для режимов стабилизации) |
| Рабочее давление, МПа (кгс/см²) | 6,3 (63) |
| Перепад давления в аппарате, Мпа (кгс/см²) | 0,25 (2,5) |
| Топливо | природный или попутный нефтяной газ, осушенный и очищенный, с содержанием сероводорода не более 0,002% мас. Qнр = 25–60 МДж/нм³ |
| Расход топлива, Нм3/ч (Qнр = 35 МДж/м³) | 405 |
| КПД, % | 80 |
| Габаритные размеры (Д х Ш х В), м | 6,75 х 3,7 х 7,54 |
| Масса, т | 20 |
Устройство и принцип работы печи ППН-3 и ее составных частей
В основу конструкции данной печи положены технические решения, обеспечивающие высокую надежность работы, высокую экономичность, снижение удельной металлоемкости и габаритных размеров.
Отмеченные характеристики реализуются в конструкции печи за счет применения принципа рециркуляции дымовых газов с использованием оребренных труб. Это позволяет снизить тепловой поток на поверхности нагрева до 50 КВт/м2 при одновременном увеличении удельной площади поверхности нагрева продуктового змеевика более чем в 4 раза. При этом снижение температуры факела до 1000°С и обеспечение высокой интенсивности теплоотвода к нагреваемому продукту позволяют обеспечить условия нагрева, при которых температура стенки змеевика превышает температуру нагреваемого продукта не более чем 100–120°C, что дает возможность использовать печь и для нагрева нефти в процессах стабилизации.
Технологические блоки печи и система автоматизации печи на месте применения связываются между собой и с другими объектами подготовки нефти трубными коммуникациями, кабельными силовыми проводками, а также проводками контроля и автоматики. Камера теплообменная выполнена в виде металлического теплоизолированного корпуса, внутри которого размещены продуктовые змеевики из оребренных труб.
В теплообменной камере осуществляется процесс теплообмена между продуктами сгорания газового топлива, омывающими наружные поверхности труб змеевиков и нагреваемой средой, перемещающейся внутри. Теплообменная камера печи снабжена двумя дымовыми трубами с встроенными корпусами утилизаторов для подогрева топливного газа. В торцевых стенках корпуса камеры имеются отверстия для осмотра внутреннего объема в процессе работы, а передняя оснащена штуцером для подвода инертного газа, либо пара от системы пожаротушения. Потолочная часть корпуса камеры имеет два встроенных взрывных клапана.
В основании теплообменной камеры установлено топочное устройство таким образом, что его центральная ось совпадает с вертикальной осью камеры. В центральной части теплообменной камеры осесимметрично расположены продуктовые змеевики, состоящие из прямых участков труб с ленточным оребрением и соединяющих трубы отводов. Торцевые части камеры заканчиваются газосборочными каналами, в верхней части которых установлены две дымовые трубы прямоугольного сечения.
Блок основания печи представляет собой рамную конструкцию, на которую нижним основанием крепится теплообменная камера, а внутри смонтированы камера сгорания с запорной и регулирующей газовой арматурой и вентиляторный агрегат с воздуховодом и регулирующей заслонкой. Оборудование рамы основания защищено от преобладающего направления ветра щитовыми конструкциями, имеющими оконные проемы от затемнения
Система автоматизации печи ППН-3 оснащена микропроцессорной системой автоматизации с электрическими исполнительными механизмами, обеспечивающая заданный технологический режим работы печи, контроль до взрывоопасной концентрации газовоздушной среды и возгорания продукта в теплообменной камере печи, а так же подключение к системе автоматизации пожаротушения.
Система автоматизации выполнена по блочно-функциональному принципу и представляет собой комплекс устройств контроля, управления и сигнализации, размещаемых непосредственно на технологической части печи, а также в помещении аппаратурного блока. Аппаратурный блок – это утепленное помещение, внутри которого размещены: щит контроля и управления, стойка питания, отопители и освещение. Работа печи заключается в нагреве нефтяной эмульсии, проходящей по трубам змеевика за счет тепла, отдаваемого продуктами сгорания и поступающего в пространство теплообменной камеры.
Режим «мягкого» нагрева продукта в трубах достигается путем создания достаточно равномерного поля по всему внутреннему объему теплообменной камеры за счет интенсивной рециркуляции продуктов сгорания. Применение микропроцессорного управления технологическим процессом в печи позволяет поддерживать заданное соотношение топливного газа с воздухом, обеспечивая таким образом стехиометрическое сжигание топливной смеси.