Технические характеристики АКПН

Автоматизированный комплекс подогрева нефти АКПН позволяет:

- Повысить качество ведения технологического режима и увеличить срок службы технологического оборудования;
- обеспечить технологический режим работы, предусмотренный регламентом работы УПН;
- повысить качество ведения технологического режима и увеличить срок службы технологического оборудования;

- повысить оперативность действий персонала и улучшить условия его труда;

- сократить потребление топлива и уменьшить объем вредных выбросов в атмосферу

Устройство и принцип работы АКПН

Теплообменная камера представляет собой объемную металлическую конструкцию, состоящую из сварного профильного проката, наружных и внутренних ограждающих обшивок, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Для повышения экономичности печи внутри теплообменной камеры размещены восемь секций змеевика, изготовленные из стальных бесшовных труб со спиральным оребрением. Змеевики расположены симметрично, слева и справа от продольной оси камеры.
Принцип работы теплообменной камеры: дымовые газы из камер сгорания через соплаконфузоры в виде плоских струй поступают во внутреннее пространство печи. Скорость струи у устьев сопел­конфузоров составляет 100–120 м/с, температура 1600–1700°С. Струи, имеющие высокую кинетическую энергию, инжектируют уже охлажденные дымовые газы из нижних боковых зон теплообменной камеры, создавая интенсивную рециркуляцию продуктов сгорания. Данный процесс при этом сопровождается развитым радиационно-конвективным теплообменом между рециркулирующими дымовыми газами и центральными секциями продуктового змеевика. Применение принципа рециркуляции позволяет за счет снижения температуры в центральной части печи до 800…900°С обеспечить выравнивание теплонапряженности по поверхности нагрева, применить оребренные трубы и тем самым повысить среднюю теплонапряженность поверхностей нагрева до 80 кВт/м².
Введение конвективной секции с дополнительными змеевиками является отличительной особенностью АКПН от печи ПТБ­-10. Данное нововведение направлено на повышение технико­-экономических показателей работы установки с 70% до 85%.
Далее частично охлажденные продукты сгорания направляются в конвективную секцию, образованную продольными перегородками и внутренней стенкой теплообменной камеры, где, омывая однорядные змеевики, охлаждаются и выводятся в атмосферу.
Одновременно с целью обеспечения возможности работы установки на резервном жидком топливе первые от оси ряды труб (слева и справа) выполнены без оребрения.
Блок основания печи предназначен для установки на нем теплообменной камеры, монтажа камер сгорания, сборочных единиц воздуховода, трубопроводов и арматуры подачи топливного газа к камерам сгорания и запальным горелкам.
Из центробежных вентиляторных агрегатов высокого давления воздух, необходимый для горения, по воздуховоду подается во ввод камеры сгорания и поступает в пространство, образованное внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью жаровой трубы. По этому пространству воздух спиралеобразно движется вниз к днищу камеры и смешивается с топливным газом, поступающим в камеру сгорания через перфорированный колпак. Вращение потока воздуха с большой скоростью обеспечивает его движение с высокой турбулентностью в нижней части камеры сгорания в зоне ввода топливного газа. В результате этого происходит интенсивное смешение воздуха с газом и обеспечивается высокая степень полноты сгорания топливной смеси.
Блоки жидкотопливных горелок размещаются со стороны торцевых стен теплообменной камеры и представляют собой укрытия с размещенными горелками. Укрытия необходимы для обеспечения требуемых условий эксплуатации горелок (температура окружающей среды не ниже –10°С) и исключения внешнего воздействия при нахождении их в резерве.
Печь снабжена двумя вентиляторными агрегатами, смонтированными для совместной работы в параллельном режиме при помощи воздуховодов и мягких вставок. Вентиляторный агрегат дооборудован кожухом воздухозаборным, виброизолятором и рамой для установки на бетонные фундаменты.

Система автоматизации АКПН

Установка снабжена микропроцессорной системой автоматизации, обеспечивает:
- автоматический розжиг на основном и резервном видах топлива (с предварительной продувкой газовой линии и вентиляцией топочного пространства);
- автоматический вывод на рабочий режим;
- автоматическое поддержание заданной температуры продукта на выходе;
- оптимизацию режима горения с коррекцией по содержанию О₂ в уходящих дымовых газах;
- диагностику состояния змеевиков (по температуре потоков нефти на выходе из змеевика);
- защиту, сигнализацию и блокировку работы печи при аварийных отклонениях основных параметров технологического процесса;
- контроль загазованности в застойных зонах, привязка к существующей системе пожаротушения;
- регулирует подачу воздуха на горение инвертором (частотно-регулируемым приводом) при работе на основном топливе.
Система автоматизации АКПН осуществляют контроль и регистрацию следующих параметров:
- температуры и давления в коллекторах входа и выхода нагреваемого продукта соответственно в установку и из нее;
- температуры потоков нефти на выходе из змеевика;
- давления топливного газа (жидкого топлива) после регулирующего клапана;
- расхода нагреваемого продукта и топлива;
- температуры уходящих дымовых газов;
- наличие пламени в камерах сгорания и горелках;
- контроль загазованности в теплообменной камере и коллекторе вентилятора перед розжигом установки. Промышленный контроллер обрабатывает сигналы от датчиков и выдает команды на открытие или закрытие исполнительных механизмов оборудования АКПН. Алгоритм работы системы автоматизации предусматривает автоматическое управление электрозадвижками на нефтяных трубопроводах в случае возникновения пожара и разгерметизации змеевиков..

УСТРОЙСТВО И РАБОТА УПН И ЕЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ:

УПН выполнена единым модулем горизонтальной компоновки и включает блоки: технологический, регулирования, подготовки топлива, а также средства автоматизации, которые повышают эффективность управления технологическими процессами и обеспечивают контроль их основных параметров.

Технологический блок состоит из секции нагрева и коалесценции, секции обессоливания, и секции окончательной коалесценции и отбора нефти. Внутренняя поверхность сосуда защищена от коррозии специальным антикоррозийным покрытием, обеспечивающим долговечную и надежную работоспособность установки.

Поступающий поток нефти движется в установке горизонтально, что является оптимальным вариантом применительно к обработке нефти. Подобный подход облегчает каплеобразование и отделение воды по всей длине установки.

Секция нагрева и коалесценции представляет собой либо одну жаровую трубу, расположенную горизонтально, либо две жаровых трубы, расположенных вертикально, в зависимости от объема установки. Жаровые трубы находятся в эмульсионной среде и имеют специально разработанную U-образную форму с расчетной поверхностью нагрева. К одному из концов жаровых труб присоединена горелка, оснащенная пламегасителем. Розжиг горелки производится кнопкой "Розжиг", при этом включается блок искрового розжига (БИР); после включения ВИР через 5...10 секунд открывается клапан-отсекатель на линии входа топливного газа к горелке с отображением наличия пламени на графическом дисплее шкафа управления. После появления пламени поступает команда на открытие регулирующего клапана на линии входа топливного газа к горелке. В качестве топлива используется попутный газ, который поступает из установки. Пройдя через регулирующий клапан и расходомер, газ направляется в газосепаратор, где отделяется свободная вода, и далее - в нагревательный змеевик, расположенный в секции нагрева. Нагрев газа предотвращает конденсирование жидкости в трубопроводе системы горения. Для предотвращения прогара жаровых труб на их стенках расположены термопары, которые предупреждают повышение температуры стенки выше нормы, автоматически закрывая клапан входа топливного газа к основной горелке.
Нефтяная эмульсия поступает через входной штуцер и дроссельный клапан, с помощью которого регулируется расход жидкости. Поток направляется вокруг жаровых труб в нижнюю секцию установки. Тепло передается через стенки жаровых труб и нагревает нефтяную эмульсию, а продукты сгорания выводятся вверх через другой конец жаровой трубы. Температура нагрева эмульсии контролируется специальным датчиком, сигнал с которого также подается на регулирующий клапан входа топливного газа. Нагревом достигаются две цели: разность плотностей нефти и воды увеличивается, а вязкость нефти уменьшается. Оба эти фактора в соответствии с формулой закона Стокса увеличивают скорость, с которой водные частицы, содержащиеся в нефти, оседают. Нефть, обладая более низкой плотностью, поднимается на поверхность водяной фазы. Уровень нефти, а также уровень раздела фаз "вода-нефть" автоматически регулируются и измеряются посредством датчиков уровня, подающих сигнал соответственно на входной клапан и на клапан сброса воды. В ходе процесса происходит так же отделение газа, который направляется непосредственно вверх в газовую секцию.
Пройдя секцию жаровых труб, нефть, очищенная от большей части воды, поступает в секцию коалесценции. Секция коалесценции состоит из нескольких коалесцентных блоков, каждый из которых представляет собой сетки с определенной расчетной площадью, выполненные из нержавеющей проволоки. Расчет этих блоков-секций, их количество и размеры зависят от рабочих условий рассматриваемой установки и физико-химической композиции обрабатываемой нефти. Отверстия сеток, через которые проходит нефть, повышают число Рейнольдса, что способствует слиянию мельчайших частиц воды в более крупные капли. На самих сетках также осаждаются мелкие частицы воды, сливающиеся в крупные капли и затем выпадающие из нефти. Применяемые коалесцентные сетки такого типа чрезвычайно практичны и эффективны в эксплуатации, препятствуют загрязнению нефти песком, осадками и асфальтенами. После коалесценции нефть переливается через разделительную перегородку в секцию обессоливания.
Секция обессоливания состоит из специальных желобов и водораспределительной системы, состоящей из коллектора подачи воды и отходящих от него трубок с распределительными насадками. Нефть стекает по желобам вниз; пресная вода, пройдя через нагревательный змеевик, расположенный в секции нагрева, подается в коллектор и через трубки с распределительными насадками впрыскивается в нефть и смешивается с ней. Уровень нефти и уровень раздела фаз "нефть-вода" в этой части установки измеряется и регулируется с помощью датчиков уровня, подающих сигнал на соответствующие клапаны. Поверхность раздела фаз "нефть-вода" располагается ниже распределительных труб, ведущих в заключительную секцию - секцию окончательной коалесценции и отбора нефти.
Нефть и остаточная часть обессоливающей воды поступают через распределительные трубы снизу вверх в секцию окончательной коалесценции и отбора нефтиблагодаря давлению в сосуде и насосам, откачивающим нефть. Нефть направляется вверх, проходя через специальный блок коалесценции, и далее через нефтеотборник на выход из сосуда. Блок коалесценции, имеющий специальную конструкцию, отделяет оставшуюся воду от нефти перед ее выходом. Уровень нефти регулируется и измеряется датчиком уровня. При повышении определенного уровня нефти в секции автоматически включаются насосы откачки нефти. Расход нефти на выходе измеряется расходомером. На выходной части установки предусмотрены пробоотборники для извлечения образцов жидкости с различных уровней с целью определения чистоты выходящих продуктов.
Система отчистки от песка и механических примесей. При подготовке нефти в сосуде осаждается значительное количество песка и других механических примесей. Система предусматривает ручную периодическую очистку от примесей без прекращения процесса. Вода под высоким давлением выпускается из ряда инжекционных насадок в трубах, расположенных по длине аппарата. Струя воды подсекает отложения песка и удерживает его в суспензии, которая при открытии дренажных клапанов поступает в специальные накопители песка, расположенные по длине сосуда в нижней его части, откуда идет на сброс из установки.

ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ПУТЕВОЙ ПП-1,6 / 1,6-1

Подогреватель путевой ПП-1,6 и его модификации предназначены для нагрева обезвоженной нефти, нефтяных эмульсий, воды, вязкой нефти и нефтепродуктов при транспортировке и на нефтяных промыслах, а также для нагрева нефтяных эмульсий на установках подготовки нефти.