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 транспортировании.
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%.
Технические характеристики
| Показатель | ПНК0,73 | ПНК1,9 | ПНК3,5 |
| Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч) | 0,73 (0,65) | 1,9 (1,6) | 3,5 (3,0) |
| Нагреваемая среда | нефть – вязкость при 20°С, cCт, не более 50 содержание
кислых газов, % мас., не более Н2S = 0,002 СО2=1,0 |
||
| Рабочее давление в змеевике, МПа (кгс/см²) | 6,3 (63) | ||
| Перепад давления в змеевике, МПа (кгс/см²), не более | 0,25 (2,5) | 03 (3,0) | 0,2 (2,0) |
| Температура:
§ продукта на входе/выходе в подогреватель, +°С § нагрева промежуточного теплоносителя (пресная вода), +°С не более |
10/110 95 |
||
| Объем теплоносителя (пресная вода) | 4,7 | 4,9 | 7,6 |
| Топливо | природный или попутный газ, Qнр= 30–60 МДж/м³ | ||
| Расход топлива (Qнр=35 МДж/м³), нм³/ч | 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 х 2,05 х 3,62 | 10,6 х 2,55 х 5,55 | 13,85 х 2,96 х 5,55 |
| Масса, т, не более | 4,6 | 11 | 22,5 |
Устройство и принцип работы подогревателя нефти ПНК
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 рамеосновании 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 Побразную сварную конструкцию из трубы D=630 мм. Для интенсификации конвективного теплообмена в «горячей» ветви установлены кольцатурбулизаторы, 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 89×5 мм. Каждая секция выполнена в виде двухзаходной плоской спирали. Змеевик, размещенный в «холодной» ветви топочного устройства, представляет собой шестирядный пучок из труб диаметром 89×5 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, водногликолевые 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 колецтурбулизаторов) и продуктового змеевика (использование проволочной навивки) и за счет этого значительно сократить габариты и вес подогревателя.
Примененная в конструкции подогревателя горелка с аэродинамическим управлением ГСАУ300 (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;
- Снижения содержания оксидов азота в уходящих газах до 65–70 мг/м3;
- Снижения энергетических затрат на дутье в 2–3 раза;
- Увеличения межремонтного срока службы топок на 10–12 месяцев.
Принятые конструктивные решения обеспечивают высокую эффективность, экономичность, экологичность и без опасность работы подогревателя.