Устьевые и путевые нагреватели

ВЕДЕНИЕ:

      Целью курсовой работы является  углубленное изучение и раскрытие  данной темы.

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.

Известны устьевые и путевые нагревательные печи для подогрева продукции скважин в устьях выкидных линий скважин или перед аппаратами обезвоживания и обессоливания. В частности, нагреватель нефти блочный БН-2М с пропускной способностью до 3 млн. тонн в год имеет основной технологический блок, включающий четыре последовательно соединенных подогревателя типа «труба в трубе»; причем печь трубчатая ПТБ-10-64 с водным теплоносителем, тепловой производительностью 10 млн. ккал/ч при допустимом рабочем давлении 64 атм. при массе в 57,1 т предназначена для подогрева обводненных нефтей с пропускной способностью до 9 млн.т/год; при этом установки оснащены приборами автоматического регулирования температуры и давления.

Подогреватели путевые:

-ППТ-0,2Г

-ППТ-0,2Ж

-ППТ-0,2ГЖ

-ПНПТ-0,63

-ПНПТ-1,6

-ПНПТ-3,87

-ПТ-25/100

-ПТ-16/150

-ПТ-6,3/200

-ПП-0,63А

-ПП-0,63АЖ

-ПП-0,63АМЖГ

-ПП-0,63АС

-ПП-1,6А

-ПП-1,6АЖ

-ПП-1,6АМЖГ

-ПБТ-1,6М

-ПНК-1,9

-ПП-4В

 

 

 

Нагреватели устьевые:

-УН-0,2М3(Ж)

-НУС-0,1

Курсовая работа выполнена на основе изучения литературных источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Устьевые и путевые нагреватели:

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 (рисунок 108), а для подогрева продукции скважин в нефтесборных коллекторах — путевые нагреватели ПП-0.4; ПП-0.63; ПП-1.6 и трубопроводные нагреватели типа ПТ.

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.

Рисунок 108 — 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.

Устьевой нагреватель 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;
• регулирование давления топливного газа перед горелкой и запальником;
• технологический контроль за температурой и давлением.

 

 

Технические, характеристики подогревателя ПТТ-0.2:
Пропускная способность по жидкости, т/сут	до 100
Вместимость сосуда, м3	1
Давление в сосуде рабочее, МПа	1.6
Температура нагрева жидкости, °С	70
Топливо	нефтяной газ
Расход газа, расчетный, м3/ч	25
Масса подогревателя без футеровки, кг	2550

 

 

Автоматизированные блочные газовые печи с водяным теплоносителем ПП-1,6; ПП-0,63 предназначены для подогрева обезвоженных нефтей, нефтяных эмульсий и воды, для различных технологических нужд. 

 

Технические характеристики блочных газовых печей

Таблица 32

№	Показатели	ПП-0,63	ПП-1,6
1	Производительность по жидкости при нагреве на 25 °С 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/см2)	6.4 (64)	6.4 (64)
4	Расход газа в нормальных условиях, м3/час	75	180
5	Топливо	попутный нефтяной газ
6	Масса, кг: сухого заполненного водой	13019 25920	39801 125201

 

 

Подогреватели трубопроводного типа ПТ-Р/Д, предназначены для подогрева воды, нефти, газа и их смесей.  

 

Техническая характеристика подогревателей ПТ-Р/Д

Таблица 33

Показатели	ПТ-25/100	ПТ-16/150	ПТ-6,4/200	ПТ 16/100МЖ
Тепловая производительность, МДж/ч	465	1860	3500	465
Пропускная способность до 40°С, тыс.м3/сут: нефти воды газа	0.57 0.24 490	2.30 0.96 2000	4.3 1.8 3600	0.48 0.2 410

 

 

Рекомендуется применять в системе внутрипромыслового сбора на участке «ГЗУ-ЦТН» для нагрева рабочего агента (газа) при газлифтной добыче нефти, а также для подогрева воды в системе поддержания пластового давления.

ПТ-Р/Д — универсальна, комплектна, относительно совершенна.

В шифре приняты следующие обозначения:

ПТ — подогреватель трубопроводный;

Р — допустимое рабочее давление подогреваемой среды;

Д — условный проход труб калорифера, мм.

В случае модернизации добавляется буква М.

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 м3/м3), 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».

Масса нагревателя БН-2М — 17.73 т.

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.

В шифре печи приняты следующие обозначения:

ПТБ — печь трубчатая блочная, первая цифра — тепловая производительность в млн.ккал/ч, вторая цифра — допустимое рабочее давление, атм., масса — 57,1 т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. НАГРЕВАТЕЛЬ УСТЬЕВОЙ С СЕПАРАЦИОННЫМ БЛОКОМ НУС-0,1: 

Общий вид НУС-0,1

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ:

Нагреватель устьевой с сепарационным блоком НУС-0,1 предназначен для нагрева нефти и нефтяной эмульсии на устьях скважин при их транспортировании в системах внутрипромыслового сбора.

 

ИСПОЛНЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ:

НУС -0,1 изготавливается в одном исполнении.

 

ОСОБЕННОСТИ «НУС-0,1»:

Условия эксплуатации должны соответствовать исполнению У по ГОСТ 15150-69. Категория размещения 1 по ГОСТ15150-69.

Устьевой нагреватель НУС-0,1 предназначен для нагрева нефти и нефтяной эмульсии на устьях скважин при их транспортировке в системах внутрипромыслового сбора. Устьевой нагреватель состоит из двух основных частей: блока нагрева и шкафа редуцирования топлива. На блоке нагревателя при сборке изделия размещаются: шкаф редуцирования, газоотделитель и дымовая труба. На месте эксплуатации блок нагрева, шкаф редуцирования топлива и газоотделитель обвязываются по продукту и топливному газу трубопроводами нефти и газа.  
- блок нагрева представляет трубчатую радиантно-конвективную печь, состоящую из совмещенной радиантно-конвективной камеры, где сжигается топливо, а тепло передается излучением и конвекцией продуктовому змеевику. В камере печи, представляющей собой сваренную из профильного проката конструкцию, и имеющей теплоизоляцию из ваты каолинового состава, размещены продуктовый змеевик и рассекатель газа. Продуктовый змеевик представляет собой пространственную спираль из стальных бесшовных труб. С целью интенсификации теплообмена и обеспечения «мягкого » нагрева продукта продуктовые трубы оснащены витой ленточной вставкой. Рассекатель газа выполняет роль вторичного излучателя, а также позволяет организовать равномерное и боле интенсивное омывание дымовыми газами труб продуктового змеевика и тем самым повысить конвективную составляющую теплопередачи. Внутри рассекателя размещен змеевик для подогрева топливного газа с целью исключения гидратообразований в топливной лини нагревателя. На передней торцевой стенке камеры нагревателя установлены два единичных элемента блочной инжекционной горелки типа, которые при сборке соединяются с общим газовым коллектором. В зависимости от необходимой тепловой мощности нагревателя, в работу могут быть включены как один элемент, так и оба единичных элемента горелки. На боковых стенках камеры размещены лючок под ручной запальник и штуцера под сигнализатор пламени и взрывной клапан. Две дымоотводящие трубы размещены симметрично по обе стороны в конце камеры и соединены с центральной дымовой трубой. В нижней части центральной трубы для повышения безопасности работы нагревателя установлен дополнительный взрывной клапан.  
- шкаф редуцирования топлива предназначен для размещения приборов редуцирования и контроля подачи топлива к горелочному устройству. Приборы смонтированы в шкафу, который устанавливается на блоке нагрева. Нагреватель оснащен системой автоматизации. Блок управления и сигнализации устанавливается непосредственно у нагревателя. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики устьевой нагреватель:

Полезная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч)		0,1(0,086)
Производительность по нагреваемому продукту, кг/с (т/сут), в пределах		0,12-1,16 (10-100)
Давление в продуктовом змеевике, МПа (кгс/см²)	- рабочее, не более	6,3 (63)
	- расчетное, не более	6,3 (63)
	- пробное гидравлическое	8,8 (88)
Перепад давления в змеевике, МПа (кгс/м²), не более		0,1 (1,0)
Температура, К(ºС)	- на входе продукта в нагреватель, в пределах	278-303 (5-30)
	- нагрева продукта, не более	363(90)
	- расчетная стенки газоотделителя, не более	373 (100)
	- расчетная стенки змеевика, не  более	523 (250)
	- средняя наиболее холодной  пятидневки, не ниже	233 (минус 40)
	- абсолютная минимальная окружающего  воздуха, не ниже
Нагреваемая среда		нефть, нефтяная эмульсия
Топливо		попутный нефтяной газ
Расход топливного газа, м³/ч, (при условии теплотворной способности 51,3 МДж/м³ (12250 ккал/м³)) не более		10
КПД, %, не менее		80
Габаритные размеры (длина х ширина х высота, в собранном виде),м		3,7x1,4x4,0
Масса, т		2

 

 

Устьевой нагреватель НУС-0,1 оснащается системой автоматизации, которая предназначена для контроля и регулирования технологических параметров процесса нагрева нефти, рабочей и аварийной сигнализации, автоматический защиты нагревателя при отклонении от нормы контролируемых параметров. Система автоматизации обеспечивает автоматическое регулирование давления топливного газа, подаваемого к газовой горелке, и температуры нагрева продукта. 

В состав системы входят следующие изделия: 
- блок управления и сигнализации; 
- датчик пламени ДПУ;  
- серийно выпускаемые исполнительные механизмы и приборы КИП.

Система автоматизации обеспечивает местный визуальный контроль следующих основных параметров технологического процесса: 
- давление нефти на входе и выходе из нагревателя;  
- давление топливного газа перед горелкой;  
- температуры нефти на входе и выходе из нагревателя.