Промысловая подготовка нефти

На принципе вертикального движения жидкости (аналогичном отстойному отсеку ОГ-200С) сконструированы и производятся отстойники типа ОВД-200.

Отстойник нефтяной ОБН-3000/6 предназначен для разделения водонефтяной эмульсии, сброса выделившейся воды и получении кондиционной нефти. Устройство и работа отстойника. Отстойник выполнен в моноблоке и состоит из блока отстоя, площадки обслуживания, запорно-регулирующей арматуры и системы контроля и управления.

Блок отстоя представляет собой технологическую емкость диаметром 3400 мм (объем 200 м³), устанавливаемую при помощи трех опор на фундаменте. Для более полного использования объема емкости она оснащена распределительным устройством для ввода водонефтяной эмульсии, смонтированным по оси отстойника. Сборник воды (длинная перфорированная труба) расположен внизу емкости, а сборник нефти - поперек емкости в ее верхней части. На сборнике имеются два штуцера для выхода нефти, позволяющие вести технологический процесс в режимах полного и неполного заполнения. В емкости имеются люки-лазы, предохранительный клапан, дренажная система.

Обслуживание отстойника. Для пуска отстойника необходимо: открыть задвижки на линии отвода выделившейся воды и отстоявшейся нефти; открыть задвижку на линии ввода эмульсии; включить систему контроля и управления; отрегулировать задатчик прибора и перевести его на автоматический режим.

При работе отстойника оператор обязан: периодически контролировать ход технологического процесса по контрольно-измерительным приборам; периодически осматривать установку и средства автоматики; проверять работоспособность предохранительных клапанов 1 раз в смену.

Для остановки отстойника необходимо: отключить систему автоматического контроля и управления; задвижку на линии ввода сырой продукции; закрыть задвижки на линиях отвода выделившейся воды и отстоявшейся нефти.

Электродегидраторы для обезвоживания и обессоливания нефти

Наиболее эффективное оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти - электродегидраторы; в них разрушение эмульсий проводят в электрическом поле переменного тока. Электродегидратор любого типа состоит из корпуса, в котором размещены подвешенные на изоляторах электроды, устройств для ввода и распределения эмульсии и отвода отстоявшейся воды и нефти. Ток на электроды подается от индивидуального трансформатора высокого напряжения. В межэлектродном пространстве под влиянием электрического поля высокой напряженности капли укрупняются и под действием гравитационных сил осаждаются. Процессу разрушения пленки эмульгатора, обволакивающей капли воды, способствуют вводимые в эмульсию деэмульгаторы.

Взаимодействие между диспергированными в нефти каплями воды зависит от напряженности электрохимического поля и регулируется напряжением тока или расстоянием между электродами.

Важный узел электродегидратора - изоляторы. В одних конструкциях оба электрода отделены от корпуса подвесными изоляторами и через проходные изоляторы присоединены к разным фазам повышающего трансформатора. В других аппаратах имеются один высокопотенциальный и один заземленный электроды; в этом случае изоляторы предусмотрены только у высокопотенциального электрода.

Качество обработанной нефти в значительной мере зависит от организации движения потоков в электродегидраторе, определяемой устройством для ввода нефти и конструкцией корпуса. Существуют аппараты с горизонтальным, вертикальным восходящим и комбинированным потоком нефти.

На промыслах и нефтеперерабатывающих заводах эксплуатируются электродегидраторы различных конструкций - вертикальные, шаровые и горизонтальные.

На промыслах наибольшее распространение получили горизонтальные электродегидраторы типа ЭГ160 и 1ЭП60, на НПЗ-типа 2ЭГ160.

В последние годы созданы более крупные аппараты типа ЭГ200: ЭГ200-10 - для обработки легких и средних нефтей (плотностью до 890 кг/м³) и 1ЭГ200-2Р - для средних и тяжелых нефтей (плотностью до 910 кг/м³). От аппаратов 1ЭП60, кроме размеров корпуса, они отличаются конструкцией распределительного устройства и более совершенным электрооборудованием.

Конструкция электродегидратора 1ЭГ200-2Р обеспечивает возможность регулирования соотношения подачи сырья в межэлектродное и подэлектродное пространства в зависимости от свойств поступающей эмульсии, оптимизируя этим работу аппарата, поскольку более устойчивые эмульсии лучше разрушаются при подаче их непосредственно в межэлектродное пространство, а менее устойчивые-в подэлектродное пространство. Для промысловой подготовки высокосернистых нефтей с содержанием сероводорода и углекислого газа в продукции скважин до 6% ВНИИнефтемаш разработал блоки электродегидраторов из стали марки 20ЮЧ, стойкой к сероводородному коррозионному растрескиванию. Аппараты, изготовленные из этой стали, в отличие от других электродегидраторов не требуют внутреннего антикоррозийного покрытия. Из этой стали выполняют и технологические трубопроводы, входящие в комплект поставки блока вместе с запорной и регулирующей арматурой, средствами контроля и автоматизации, площадками обслуживания и лестницами.

Электродегидратор оборудован двумя электродами, подвешенными параллельно и имеющими форму решетчатых прямоугольных рам. Электроды через проходные изоляторы подсоединены к высоковольтным выводам двух трансформаторов ОМ -66/35. мощностью по 50 кВ-А, установленных в верхней части аппарата. Переключением выводов трансформатора на электрод можно подать напряжение 11, 16,5 или 22 кВ. Первичные обмотки трансформаторов подключаются к противофазе, поэтому напряжение между электродами удваивается (вследствие разных полярностей). Таким образом, напряжение между электродами может иметь значения 22, 33 и 44 кВ.

Для ограничения силы тока и защиты электрооборудования от короткого замыкания в цепь первичной обмотки трансформаторов включены реактивные катушки типа РОС-50/05. Их устанавливают на площадке рядом с трансформаторами. Благодаря большой индуктивности реактивных катушек при увеличении силы тока происходит перераспределение напряжений.

Работает аппарат следующим образом. Эмульсионная нефть через два отдельных распределительных устройства поступает под слой отделившейся воды. После перехода через границу раздела (межфазный, слой) поток эмульсионной нефти освобождается от основной массы пластовой воды и, двигаясь в вертикальном направлении, последовательно подвергается обработке в зоне низкой напряженности электрического поля, образующегося между уровнем отделившейся воды и нижним электродом, затем в зоне высокой напряженности, между электродами (верхним и нижним), расстояние между которыми может изменяться от 20 до 40 см.

Электрокоалесцеры

По мере истощения нефтяных месторождений возрастает доля устойчивых нефтяных эмульсий, трудно поддающихся разрушению в электродегидраторах традиционных конструкций. В связи с этим в последние годы разработаны электрокоалесцирующие устройства, обеспечивающие устойчивость электрического поля на высокообводненных устойчивых эмульсиях и их эффективное разрушение.

К электрокоалесцерам предъявляются следующие требования: работа при более высокой, чем в обычных электродегидраторах, напряженности электрического поля; создание условий, исключающих пробой между электродами.

Для обработки на промыслах высокообводненных (содержащих воды более 10%) эмульсий создан трехходовой электродегидратор, представляющий собой комбинацию электрокоалесце-ра с изолированными электродами и отстойника. Аппарат снабжен заземленным цилиндром, стержневым и колоколообразным электродами, отделенными от цилиндра, изоляторами.

В аппарате осуществляется двукратный резкий поворот эмульсий, в результате чего из нее выпадают крупные капли воды, осаждающиеся в нижней части емкости. Кольцевые зазоры между стержневым электродом и цилиндром, цилиндром и колоколообразным электродом, а также между последним и корпусом уменьшаются в направлении от стержневого электрода к корпусу. Это обеспечивает обработку эмульсии в разных по напряженности электрических полях при условии трехкратного протока ее через межэлектродные пространства с изменением направления движения потока при переходе из одной зоны в другую. В каждой последующей зоне эмульсия становится менее обводненной и по мере освобождения от крупных капель воды приобретает более равномерную мелкодисперсную структуру.

Из зоны электрообработки нефть по перепускной трубе поступает в отстойную зону аппарата, из которой удаляется через штуцер. Вода из нижней части емкости, обтекая перегородки, направляется к выпускному патрубку. Предусмотрена автоматическая регулировка вывода воды из аппарата.

Пропускная способность трехходового электродегидратора, совмещенного с отстойником в емкости объемом 200 м³, достигает 6000 т/сут.

Высокую надежность и эффективность показал в процессе опытно-промышленной эксплуатации электрокоалесцер ЭКУ-3 с ограниченной областью формирования токопроводящих цепочек, созданный Казанским педагогическим институтом, ВНИИ-нефтемашем и объединением «Татнефть».

Высокое напряжение от трансформатора через проходной изолятор подается на электрод, размещенный по оси цилиндрического заземленного корпуса, служащего вторым электродом.

Между электродами установлена перфорированная труба из диэлектрического материала. Диаметр отверстий перфорации в несколько раз меньше толщины стенки трубы. Перегородка разделяет входную и выходную полости аппарата.

Поток сырья поступает внутрь перфорированной трубы, где эмульсия обрабатывается электрическим полем большой напряженности вблизи высокопотенциального электрода. Затем эмульсия через отверстия, называемые областями ограниченного формирования цепочек, поступает на дообработку в зону с меньшим значением напряженности электрического поля вблизи заземленного корпуса. Разрушенная эмульсия с укрупненными каплями воды удаляется через нижний штуцер и направляется в отстойник или электродегидратор для отделения воды. Расчленение потока водонефтяной эмульсии на элементарные струйки при помощи отверстий в трубе способствует тому, что количество воды в каждом элементарном канале ограничивается, исключается втягивание капель воды из прилегающего объема, токопроводящая цепочка получается малого сечения и большого сопротивления; ток элементарного короткого замыкания через цепочку, прежде чем достигнуть критической величины, вызывает вскипание эмульсии и блокировку каналов парогазовыми пузырьками. В результате достигается самоблокировка тока в каждом отверстии и не возникает короткого замыкания между электродами.

Аппарат позволяет поддерживать высокую напряженность поля и обеспечивает эффективную коалесценцию капель пластовой воды на стадии обезвоживания нефти, а также эффективную коалесценцию капель пластовой и пресной воды на стадии обессоливания нефти. Применение такого аппарата также целесообразно для разрушения ловушечных эмульсий в промысловых и заводских условиях.

Пуск, обслуживание и остановка электродегидраторов. 1ЭГ-160 И ЭГ-200

Подготовка электродегидратора к заполнению

До включения электродегидратора в эксплуатацию необходимо убедиться в правильности наладки и работоспособности:

а) сигнализатора уровня напряжения, автоматически отключающего напряжение при исчезновении или резком снижении внешнего напряжения;

б) регулятора уровня, автоматически поддерживающего постоянный уровень раздела фаз и стабильность электрического режима в аппарате;

в)двух реле максимального тока, автоматически отключающих напряжение при возникновении перегрузки в любой фазе;

г) предохранительного клапана, срабатывающего при увеличении рабочего давления до расчетного (1 МПа);

д) манометров для контроля за рабочим давлением;

е) термометра для контроля за температурой;

ж) пробоотборных клапанов для визуального контроля за процессом обессоливания в электродегидраторе.

Необходимо проверить также систему сигнализации, положение контактора, наличие напряжения в цепях аварийных отключений электродегидратора.

Перед заполнением электродегидратора жидкостью проверяется и фиксируется межэлектродное расстояние. Для этого проводится специальный осмотр плоскостей электродов. Выступающие прутки и концы шпилек подвесных изоляторов должны быть обрезаны. Оставлять посторонние предметы и монтажный инструмент на электродах недопустимо. Затем проводится осмотр состояния проходных и подвесных изоляторов, а также всех токонесущих элементов.

Поверхности всех изоляторов тщательно очищаются спиртом (ацетоном), высушиваются, и покрываются сухим трансформаторным маслом.

Опрессовка электродегидратора и заполнение его нефтью

От правильного заполнения нового или вводимого после ремонта электродегидратора во многом зависит последующая работоспособность проходных и подвесных изоляторов аппарата. На поверхности изоляторов некоторое время сохраняются капли среды, которой он перед этим заполнялся. Это необходимо учитывать при опрессовке аппарата водой и последующем вытеснении его нефтью.

С целью предохранения поверхности изолятора от контакта с водой при опрессовке изоляторы покрывают сухим трансформаторным маслом. Лучшие результаты может обеспечить вазелиновое или силиконовое масло. Однако срок сохранности масляной пленки на поверхности изолятора ограничен, поэтому рекомендуется: время заполнения и выдержки электродегидратора с водой по возможности сократить; использовать для опрессовки холодную пресную воду; нагретая дренажная вода, содержащая моющие ПАВ, опасна для масляной пленки.

Вслед за опрессовкой необходимо заполнить электродегидратор нефтью. Не рекомендуется оставлять аппарат заполненным водой. В случае необходимости длительной выдержки аппарата с водой верхнюю часть (четверть) объема электродегидратора желательно заполнить обезвоженной или обессоленной нефтью, вытеснив воду нефтью через трубопровод выхода продукта с одновременным дренированием воды. Заполнение проводится постепенно, при открытом воздушнике на факел. Для исключения образования газовой подушки в штуцерах вводов высокого напряжения газ следует отвести через специальный штуцер и патрубок на выкидной коллектор нефти или в линию сброса предохранительных клапанов. Пуск злектродегидратора на поток недопустим до опробования и установления рабочих параметров электрической части. Через 30-60 мин после вытеснения всего воздуха из аппарата подают напряжение на один из трансформаторов. После того как установлена сила тока на нем, подают напряжение на второй трансформатор. После стабилизации тока начинают постепенно прикрывать задвижку на обводной линии (байпасе), увеличивая загрузку электродегид-ратора не более чем на 20-30 м³/ч за один прием и не более чем на 50 м³ в течение часа. Контроль за стабильностью электрического режима ведут по силе тока. При подаче напряжения уровень раздела фаз должен быть не выше 1 м от нижней образующей корпуса. Оптимальный уровень раздела фаз зависит от свойств эмульсии и определяется в процессе эксплуатации опытным путем.

При работе электродегидратора следует выбирать рабочее давление, исключающее образование газовой подушки. Изменение производительности следует осуществлять постепенно, а регулирование сброса дренажной воды - плавно.

Опробование электрической части электродегидратора

Перед подачей напряжения на электроды необходимо проверить сопротивление утечки каждого из электродов. Оно проверяется мегомметром с выводов проходных изоляторов относительно корпуса аппарата. Сопротивление 80-100 кОм считается хорошим. При сопротивлении утечки менее 20 кОм подавать

напряжение не рекомендуется, если сопротивление утечки понижено, рекомендуется дополнительный отстой нефти в аппарате

в течение 8-10 ч.

Опробование подачи напряжения на электроды необходимо начинать с минимальной величины (11 кВ).

Перед подачей напряжения проверяется подключение реактивной катушки. Она Должна быть подключена на отпайке

«длительная работа».

Электроды опробуются по одному. При этом сила тока на одном электроде не должна превышать 40-50 А. Следует иметь в виду, что при включении обоих электродов сила тока на каждом станет больше примерно в 2 раза.

Относительно высокая сила тока при первоначальном включении пары электродов может быть вызвана наличием остаточной воды в нефти, которой заполнен аппарат. В таком случае напряжение подают спустя 30-60 мин.

Если силы установившихся токов при включении обоих электродов не более 50-70 А, напряжение трансформаторов можно последовательно повысить до 16,5 или 22 кВ

электрода на 10-20 % больше силы тока верхнего электрода, а у электродегидратора с межэлектродным вводом эта разность меньше.

Включение электродегидратора на поток и его эксплуатация

При включенных электродах в электродегидратор подают обезвоженную нефть. При исправной системе контроля за токами производительность электродегидраторов доводится до рабочей. Сила тока при этом не должна превышать 70 А. После этого подается пресная вода (до 5 % от объема нефти).

Дренаж отстоявшейся воды необходимо проводить постоянно с тем, чтобы не создавать чрезмерно большой водяной подушки. Уровень воды в электродегидраторе с центральным вводом определяется чистотой сбрасываемой воды. Оптимальная высота слоя дренажной воды подбирается в процессе эксплуатации.

Дальнейшая эксплуатация электродегидраторов осуществляется по правилам для высоковольтных установок, сосудов, работающих под давлением, и согласно технологической карте установки. При увеличении силы токов на нижнем электроде до близких к максимальным (120 А) необходимо проверить уровень водяной подушки и понизить его до нижнего контрольного краника. Если уровень водяной подушки нормальный, а сила тока растет, это означает, что в аппарат поступает стойкая эмульсия. В этом случае необходимо выяснить и устранить причину образования и попадания в аппарат этой эмульсии (типичные варианты- температура промывочной воды низкая, мала дозировка реагента, большое количество механических примесей, большое содержание воды в сырье). Если обводненность сырья более 15 %, необходимо уменьшить количество промывочной жидкости. В случае если произошло отключение электродов из-за возрастания силы тока, необходимо попытаться осуществить повторное включение двумя электродами сразу же после отключения. Если повторное включение двумя электродами не удается, то надо включить электродегидратор в работу только одним верхним электродом. Если и в этом случае сила тока растет, то необходимо, не отключая электрической части, закрыть прием-выкид электродегидратора, т. е. перейти на схему работы, минуя электродегидраторы, и следить за силами токов на верхнем электроде. В остановленном аппарате сила тока должна постепенно уменьшаться. При уменьшении силы тока до 50-70А надо попытаться включить второй (нижний) электрод. Если при длительном пребывании нефти в аппарате сила тока не уменьшается, необходимо сдренировать аппарат и поставить на промывку (циркуляцию) обезвоженной нефтью.

Работа электродегидратора не допускается (должна быть прекращена):

а) если давление в электродегидраторе поднимается выше разрешенного, несмотря на соблюдение всех требований, указанных в инструкции;

б) при неисправности предохранительных клапанов, средств контроля и автоматики, предусмотренных проектом для электродегидраторов;

в) если в основных элементах сосуда обнаружены трещины, выпучины, значительные утончения стенок, пропуски или потения в сварных швах, течи во фланцевых соединениях, разрывы прокладок;

г) при возникновении пожара, непосредственно угрожающего электродегидратору;

д) при неисправности манометра и невозможности определения давления по другим приборам;

е) при неисправности или неполном комплексе крепежных деталей, крышек и люков;

ж) при неисправности указателя уровня жидкости;

з) при неисправности предохранительных устройств и в случаях, оговоренных технологической картой.

Трубчатые огневые подогреватели нефти

Для подогрева водонефтяных эмульсий и нефти в нефтяной промышленности широко используются трубчатые огневые подогреватели.

Трубчатые печи беспламенного горения

Трубчатая печь, как правило, состоит из радиантной части, в которой сгорает топливо и размещаются радиантные трубы, и конвекционной, в которую поступают продукты сгорания (дымовые газы) и где размещаются конвекционные трубы и трубы котла-утилизатора или пароперегревателя (если последние требуются по условиям технологического процесса и процесса регенерации теплоты).

В радиантной части печи трубы воспринимают теплоту, излучаемую факелом сгорания, или радиантную теплоту, охлаждая при этом дымовые газы примерно до 750-800 °С. В конвекционной части трубы воспринимают теплоту конвекцией (непосредственное соприкосновение горячих газов и труб) и частично радиацией.

Последовательность движения нефтяной эмульсии в печи следующая. Поток нефти поступает в конвекционную камеру, а затем в радиантную, где нагревается до заданной температуры, и отводится по специальному трубопроводу.

Применяют огневые подогреватели следующих основных типов: односкатные и двускатные однопоточные и многопоточные трубчатые печи.

Институтом ВНИИнефтемаш разработаны печи беспламенного горения с излучающими стенками топки. Новое в этих печах - теплоотдача радиантными трубами от стенок топки, целиком составленных из беспламенных панельных горелок (рис. 32), конструкция которых позволяет регулировать теплоотдачу излучающего экрана.

Пуск, остановка и эксплуатация печей типа ПБ

Пуск печи

Подготовительные работы. Перед пуском необходимо произвести внешний осмотр блока.

Между горелками должны быть поставлены асбестовые листы. Щели между огнеупорными призмами соседних горелок должны быть заделаны огнеупорной мастикой. Во избежание сгорания концов распределительных трубок горелок последние не должны выходить внутрь туннелей огнеупорных призм. Зазоры между трубами и отверстиями в огнеупорных призмах должны быть заделаны огнеупорной мастикой заподлицо с торцами трубок. В туннелях призм не должно быть строительной крошки, сора и т. п. Необходимо проверить манометры, убедиться, что отводы и манометры не забиты строительной крошкой, ржавчиной и т. д.

Все разъемные соединения должны быть плотно затянуты, а вентили-плотно закрыты.

Заполнение топливным газом обвязочных трубопроводов. При заполнении трубопроводов газом присутствие людей в печи запрещается.

Заполнение топливным газом обвязочных трубопроводов разрешается после опрессовки рабочего змеевика печи.

Средства пожаротушения должны быть полностью укомплектованы, смонтированы и находиться в состоянии готовности.

Проверить работу шиберов и полностью их открыть.

Плотно закрыть воздушные заслонки на горелках.

Убедиться что давление газа в подводящем трубопроводе находится в пределах, указанных в режимной карте.

Открыть полностью вентиль от заполняемого коллектора к продувочной свече.

Через дренажные вентили продувочной свечи спустить скопившийся в коллекторе конденсат, после чего дренажные вентили плотно закрыть.

Включить все манометры обвязки блока и плавно открыть задвижку на стояке заполняемого и подводящего газопровода.

Газопровод и коллектор продуть на свечу не менее 10 мин, после чего плотно закрыть задвижки на стояке заполняемого коллектора и отводе к продувочной свече.

В описанном порядке последовательно один за другим заполнить топливным газом все коллекторы обвязки печи.

Убедиться, что газ не поступает в топку, для чего проверить все вентили горелок на плотность закрытия. Вентили, пропускающие газ, легко обнаружить по характерному шипению. Розжиг панельных горелок должны вести два человека.

Тщательно продуть топку паром в течение 15 мин после появления пара из дымовой трубы.

Ввести зажженный растопочный факел и поместить перед одной из горелок. Убедиться через смотровое стекло, что он горит и находится вблизи панельной горелки.

Открыть вентиль подачи газа в разжигаемую горелку и убедиться через смотровое окно, что горелка зажжена.

Постепенно открывать воздушную заслонку до установленного опытным путем зазора между заслонкой и диффузором горелки (до появления светлого пламени).

От горящей горелки зажечь соседнюю с ней по ряду горелку открытием вентиля газа, затем воздушной заслонки.

По принципу «последующая от предыдущей» последовательно зажечь все горелки блока.

При розжиге горелок постоянно следить за давлением газа в коллекторах. При падении давления газа на коллекторах ни же 0,06 МПа или повышенная должен быть прекращен.

Эксплуатация блока. Систематически наблюдать за процессом горения. Из дымовой трубы должны выходить совершенно прозрачные продукты сгорания.

Следить за давлением газа и коллекторах, за температурой наружных стенок распределительных камер горелки. Резкое повышение температуры свидетельствует о том, что горение идет в распределительной камере. При этом следует отключить горелку и продуть сопло. При возникновении хлопков необходимо отключить горелку и прочистить сопло.

В процессе эксплуатации по цвету пламени необходимо провести корректировку установленного зазора между заслонкой и диффузором для каждой горелки.

Пламя горелки, подача воздуха к которой отрегулирована правильно, должно иметь вид коротких голубоватых язычков.

Недостаточное открытие воздушной заслонки (мало воздуха) характеризуется желтым пламенем, иногда с копотью.

Появление у нормально отрегулированной горелки длинного синего пламени свидетельствует о наличии в топливном газе большого количества углеводородного конденсата.

Остановка печи

Для остановки печи необходимо закрыть задвижку на стояках и газовой линии перед печью и выключить каждую горелку в следующем порядке:

плотно закрыть воздушную заслонку;

плотно закрыть газовый вентиль;

убедиться через смотровое окно, что доступ газа в горелку прекращен.

Оставшийся в газовых коллекторах печи газ необходимо выжечь в одной или двух горелках, после чего плотно закрыть вентили на этих горелках.

Циркуляцию нефти через печь продолжать до снижения температуры нефти до 40 °С, после чего закрыть задвижки на входе нефти в печь.

Аварийная остановка печи

Печь должна быть немедленно остановлена при: внезапном прекращении подачи электроэнергии, сырья, воды, пара; выходе из строя ретурбенда, вальцовки или пробки; прогаре труб, пропуске сварного шва на змеевике печи; разрушении кладки печи.

Аварийная остановка печи производится в следующем порядке: закрываются задвижки входа газа; подается пар в аварийную емкость; закрываются задвижки на входе и выходе нефти из печи; открывается линия сброса нефти со змеевика печи в аварийную емкость; в топку печи подается пар; после снижения давления в змеевике ниже давления пара по показанию манометра на паровой линии пар подается в змеевик; закрываются газовые вентили и воздушные заслонки на горелках, открываются вентили на свечи.

Печи Эмбанефтепроект» (Гурьевские печи)

Печи этой конструкции нашли широкое применение в составе термохимических установок подготовки нефти Гурьевские печи служат для подогрева нефти до 60-90 °С. На Установлено четыре горелки среднего давления типа ФГМ-95. В качестве топлива используется нефтяной или природный газ.

Подготовка печи к растопке

Перед пуском печи в работу необходимо: проверить внешним осмотром поверхность печи, запальник продувочную свечу, исправность, контрольно-измерительных приборов убедиться в отсутствии посторонних предметов в топке-: проверить исправность подлежащего включению газопровода и установленных на нем кранов и задвижек (краны должны быть закрыты, а продувочные свечи открыты); проверить плотность резьбовых, фланцевых и сварных соединений, а также герметичность кранов мыльным раствором; пользоваться открытым огнем запрещается; в течение 10 мин продуть подключаемый участок газопровода через продувочную свечу. Давление газа перед горелками ФГМ-95 должно быть в пределах от 0,05 до 0,1 МПа.

Пуск печи в работу

Открыть задвижки на линиях входа и выхода нефти из печи, установить нормальный расход нефти через змеевик, убедиться в герметичности змеевика и ретурбендов.

Перед зажиганием горелок провентилировать камеру сгорания, в течение 20 мин при полном открытии шибера дымохода. Разрежение в топке печи должно быть не менее 20-50 Па.

Зажечь переносной запальник.

Горящий запальник ввести через смотровое отверстие в топку, к выходному отверстию зажигаемой горелки. При этом воздушная заслонка должна быть закрыта.

Убедившись, что пламя переносного запальника горит устойчиво, плавно открыть рабочий кран перед горелкой и зажечь газ, выходящий из горелки.

После воспламенения газа на горелке начинают подавать воздух. Это осуществляется постепенным открытием воздушно-регулировочной заслонки.

Подачу газа и воздуха следует регулировать до получения устойчивого бездымного горения, факел горелки должен быть спокойным, прозрачным и иметь синеватую окраску в ядре, желтую- в конце факела. Увеличивая нагрузку на горелку, сначала необходимо увеличивать подачу газа, а потом воздуха. Если газ не загорелся, необходимо немедленно закрыть кран перед горелкой и устранить причину неисправности.

Повторное зажигание горелки разрешается только после устранения неисправности и повторного вентилирования топки.

Зажигание горелок производить последовательно.

При вводе запальника в топку и зажигании горелок следует стоять сбоку смотрового окна во избежание ожога от случайного выброса пламени.

Растопка печи должна производиться на малом горении с последующим плавным увеличением нагрузки на горелку. Повышать температуру нагрева нефти следует постепенно на 20-30 °С в час.

Контроль за работой печи

В процессе работы печи дежурный персонал обязан следить за:

а) режимом горения газа;

б) температурой нефти на выходе из печи;

в) давлением нефти в змеевике;

г) состоянием труб змеевика, при наличии отдулин в трубах работать запрещается;

д) состоянием ретурбендов - при наличии пропуска нефти через них работать запрещается;

е) разрежением в топке по тягомеру и поддерживать его на заданном уровне при помощи шибера;

ж) цветом дыма, из дымовой трубы в летнее время должны выходить совершенно прозрачные продукты сгорания, а в зимнее время-дым белого цвета.

Для нормальной работы печи необходимо поддерживать определенную температуру дымовых газов - она не должна превышать 500 °С. При более высокой температуре возможен пережог жаровых труб. В зимнее время, во избежание конденсации водяных паров, образования льда, ухудшения или полного прекращения тяги, температура дымовых газов должна быть не ниже 120 °С.

Температуру уходящих газов следует контролировать по показаниям термометров на дымовых трубах.

Если при работе печи погаснет одна из горелок, следует немедленно прекратить подачу газа в горелки, провентилировать топку и дымоходы, установить причину нарушений режима горения и снова разжечь горелки.

Исправность действия взрывных клапанов следует проверять 1 раз в смену.

Необходимо систематически следить за герметичностью газовой обвязки при помощи мыльной пены.

Нормальная остановка печи

Постепенно снизить подачу воздуха, а затем газа к горелкам

с таким расчетом, чтобы температура нефти на входе снижалась на 20-25°С.в час.

При достижении температуры нефти на выходе 30 °С отключить горелки. Закрыть на газопроводах рабочие и контрольные краны, открыть кран на продувочные свечи.

Закрыть задвижки по входу нефти. При снижении температуры нефти до 20 °С закрыть задвижки на выходе нефти. При необходимости нефть из змеевика сбросить в аварийную емкость.

Осмотреть состояние змеевика, ретурбендов, дымовых труб, камеры сгорания, газовой обвязки.

Аварийная остановка печи

Оператор обязан немедленно остановить печи и сообщить об этом начальнику установки или диспетчеру цеха в случае: падения давления газа у горелок ниже допустимого предела или полного прекращения поступления газа к горелкам; резкого повышения давления газа у горелок, что может быть при неисправности регулятора; самопроизвольного погасания горелок; пожара на установке; обнаружения течи в змеевике, ретурбеидах; прекращения циркуляции нефти в системе (отключение электроэнергии, насосов).

При аварийной остановке необходимо: немедленно закрыть задвижку на подводящем газопроводе; открыть задвижку сброса нефти в аварийную емкость; закрыть рабочие, контрольные задвижки печей и открыть кран на продувочные свечи.

Блок нагрева БН-5,4

Блок нагрева предназначен для нагрева нефтяных эмульсий в процессе деэмульсации нефти термохимическим способом. Кроме того, блок нагрева можно использовать для подогрева высоковязких парафинистых нефтей с целью их нормальной транспортировки по трубопроводам. Блок БН-5,4 состоит из четырех последовательно соединенных по нагреваемому продукту нагревательных элементов, дымоходы которых выведены в общую дымовую трубу. Каждый элемент представляет собой жаротрубный нагреватель типа «труба в трубе», который включает в себя корпус, жаровую трубу и блок газовых горелок БГ-2П. Со стороны горелочных блоков нагревательные элементы помещены в укрытие, в котором расположены узел регулирования топливного газа, приборы КИП и А.

Нефтяная эмульсия нагревается в межтрубном пространстве, образованном корпусом и жаровой трубой нагревательного элемента, по которой проходят продукты сгорания, образовавшиеся в результате сжигания топливного газа.

Любой из нагревательных элементов можно отключить без остановки всего блока, т. е. можно направить нефтяную эмульсию мимо любого из нагревательных элементов. Основным параметром, подлежащим регулированию, является температура нефтяной эмульсии на выходе из блока нагрева. Она регулируется датчиком температуры. Для регулирования давления газа перед горелками применяют редуктор давления газа.

При чрезмерном повышении или понижении давления в газовой линии, повышении температуры нефти и дымовых газов система питания горелок отключается клапаном-отсекателем.

Усовершенствованной модификацией БН-5,4 является блок нагрева БН-М, в котором обвязка нагревательных элементов выполнена параллельно, что позволило снизить гидравлическое сопротивление этого аппарата.

Обслуживание блочных нагревателей типа БН

Перед пуском блочных нагревателей необходимо проверить внешним осмотром и убедиться; в исправности топок, горелок, манометров, термометров, запорно-регулирующей арматуры, трубопроводов, газового оборудования. После этого открываются задвижки на линии входа и выхода нефти в блок нагрева.

Запускается сырьевой насос и насос для подачи реагента.

Розжиг горелок

Перед розжигом горелок необходимо убедиться, что запорный кран перед горелкой закрыт, а кран на продувочной свече открыт. За 10-15 мин до начала розжига полностью открывается воздушная заслонка, чтобы топки и газоходы провентилировались.

После этого продувается, газопровод, подводящий газ к горелкам, через продувочную: свечу в течение 3-5 мин. После продувки кран на продувочной свече закрывается.

Разжигается запальник и вводится в запальное отверстие.

После этого медленно открывается рабочий кран горелки и зажигается горелка.

Запальник вынимается и тушится.

Обслуживание блоков нагрева по время работы

Обслуживание блоков нагрева сводится к наблюдению за технологическим процессом по контрольно-измерительным приборам, к контролю за состоянием оборудования, насосов, за подачей реагента.

Особое внимание во время работы блоков следует обратить на: а)поддержание нормального рабочего давления в нефте-

блоках; б) поддержание температуры нагрева сырой нефти; в)давление топливного газа в соответствии с режимом горения и расходом; г)нормальную работу газовых горелок, обеспечивающих полноту сгорания газа и устойчивость процесса горения.

Во время работы горелки необходимо контролировать нагрев корпуса горелки, который не должен превышать 90 °С.

нефть эмульсия обессоливание

Остановка блоков нагрева

При остановке постепенно в течение 10-15 мин снижается расход топливного газа.

При снижении температуры нефти на выходе из блоков до 30°С прекращается подача газа к горелкам, закрываются рабочая и контрольная газовые задвижки, открывается кран на продувочную свечу. Топка проветривается.

Прекращается подача нефти остановкой насосов и закрываются задвижки на входе и выходе блока.

Аварийная остановка

Блоки нагрева аварийно останавливаются:

а) в случае сильного пропуска во фланцевых соединениях

нефтепроводов, пропуска нефти через корпус;

б) при превышении давления по нефти выше разрешенного,

когда давление продолжает расти, несмотря на принятые меры;

в) в случае прекращения расхода нефти через блочный нагреватель;

г) при накаливании докрасна элементов горелки;

д) если падение давления газа у горелок ниже допускаемого, при полном прекращении подачи газа, а также при повреждении газопроводов и газовой арматуры;

е) при возникновении вблизи пожара, угрожающего блоку

нагрева.

При аварийной остановке блока необходимо: перекрыть задвижку на газопроводе к блочному нагревателю, а затем у каждой горелки; плавно уменьшить подачу эмульсионной нефти и остановить насос; закрыть задвижки на входе и выходе нефти из блока.

Печь трубная блочная ПТБ-10

Блочная трубчатая печь ПТБ-10 предназначена для нагрева нефтяных эмульсий и нефти при их промысловой подготовке и транспортировании.

Блочная трубчатая печь ПТБ-10 представляет собой комплекс, состоящий из двух основных блоков: печи трубчатой ПТ-10 и блока управления и сигнализации БУС-10.

Трубчатая печь ПТБ-10 поставляется и транспортируется к месту ее монтажа в разобранном виде. В комплект поставки входят два крупногабаритных блока: камера теплообменная и блок основания печи, а также соединяющие их элементы трубопроводов нефти, воздуха, отопления, монтажные детали прокладки, крепежные и другие изделия.

Теплообменная камера, или собственно печь устроена следующим образом. Корпус теплообменной камеры образован каркасом и двумя коробами. Каркас теплообменной камеры представляет собой пространственную металлическую сварную конструкцию из профильного проката, имеющую с внутренней стороны две металлические стенки, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Короба снабжены гляделками для осмотра внутренней части камеры при работе печи. Наружная стенка выполнена из обычной листовой углеродистой стали, внутренняя стенка (обшивка)-из жаростойкой стали. Внутренняя обшивка служит для защиты теплоизоляционного материала от разрушения. В качестве теплоизоляционного материала использована вата каолинового состава выдерживающая рабочую температуру до 1100°С.

В верхней части теплообменной камеры расположены два откидывающихся предохранительных взрывных клапана.

Внутри теплообменной камеры расположены четыре змеевика, состоящие из стальных бесшовных труб диаметром 159 мм со спиральным оребрением и двойников (калачей). Змеевики расположены парами, симметрично, слева и справа от продольной осп теплообменной камеры. Змеевиковые трубы по концам и в середине опираются на трубные доски из жаростойкой стали.

На нижней стенке (полу) теплообменной камеры установлены четыре сопла-конфузора для ввода продуктов сгорания в камеру и направляющие аппараты для улучшения инжекции рециркулируемых дымовых газов. Для выхода дымовых газов из камеры в нижней части боковых стенок каркаса предусмотрены дымоходы, к фланцам которых крепятся дымовые трубы.

Принцип работы теплообменной камеры заключается в том, что от горячих продуктов сгорания теплота через стенки труб змеевиков передается подогреваемой среде.

Рабочий процесс в теплообменной камере проходит следующим образом. Раскаленные продукты из камер сгорания через четыре сопла-конфузора в виде плоских струй поступают во внутреннее пространство теплообменной камеры.. Скорость струй у устья сопел-конфузоров составляет 100-120 м/с, температура струй достигает 1600-1700°С. Струи инжектируют уже охлажденные дымовые газы обменной камеры, создавая интенсивную рециркуляцию продуктов сгорания, смешиваются с ними и охлаждаются.

Таким образом, трубы змеевика омываются охлажденными продуктами сгорания с температурой 700-900 °С.

Блок основания печи представляет собой конструкцию, предназначенную для установки на нем теплообменной камеры, монтажа камер сгорания, горелок, трубопроводов топливного газа, дутьевых вентиляторов, воздуховодов, приборов контроля и регулирования.

Рама-основание блока представляет собой пространственную металлическую конструкцию, сваренную из профильного проката. На верхние блоки правой части рамы-основания устанавливается теплообменная камера и крепится к ним болтами.

В пролетах правой части основания на кронштейнах установлены четыре камеры сгорания, к которым крепятся горелки. Здесь же располагаются воздуховоды и трубопроводы подачи топливного газа к основным и запальным горелкам.

Левая часть рамы основания служит для размещения утепленного укрытия, состоящего из отдельных стеновых панелей и панелей крыши, в котором размещаются узел регулирования топливного газа, регулятор соотношения «газ - воздух», щит манометров. На раме-основании блока размещены два вентилятора ВВД № 11.

Камера сгорания является источником-генератором тепловой энергии для технологического процесса подогрева за счет высокоскоростного потока продуктов сгорания с высокой температурой.

открыть вентили, установленные на импульсных трубах, и уравнительный вентиль дифференциального манометра, затем вентили на трубах его плюсовой: и минусовой камер;

закрыть уравнительный вентиль дифференциального манометра;

проверить наличие циркуляции нефти через змеевики печи по показаниям вторичного прибора (дифференциального манометра), установленного на пульте управления;

продуть на свечу трубопровод подачи газа к основным и запальным горелкам камер сгорания;

открыть заслонки на воздуховодах перед камерами сгорания и зафиксировать их в открытом положении; степень открытия заслонок должна быть различной с таким расчетом, чтобы расход воздуха и его давление перед каждой камерой сгорания были одинаковыми;

открыть задвижку и вентили на коллекторах подачи газа к основным и запальным горелкам;

подать напряжение на блоки управления электродвигателями вентиляторов и включить поочередно в работу электродвигатели дутьевых вентиляторов; после включения в работу вентиляторов розжиг запальных и основных горелок осуществляется автоматически;

после розжига визуально через гляделки камер сгорания необходимо визуально убедиться в наличии пламени запальных и основных горелок.

Остановка

Для остановки трубчатой печи необходимо:

понизить точку настройки регулятора температуры с тем, чтобы снизилась температура нагрева среды в змеевиках печи;

понизить точку настройки регулятора давления газа с тем, чтобы понизить скорость горения топливного газа до минимума;

по показаниям термометра убедиться в постепенном снижении температуры нагрева нефти;

уменьшить расход подогреваемой нефтяной эмульсии, прикрывая задвижку на трубопроводе ввода ее в печь;

закрыть полностью вентили на коллекторе подачи газа к горелкам камер сгорания и вентили на трубопроводах подачи газа к запальным горелкам;

остановить вентиляторы;

закрыть задвижку на трубопроводе топливного газа;

открыть вентили и сбросить остатки газа из газопровода на продувочную свечу;

закрыть задвижку на трубопроводе ввода нефти в печь;

после снижения температуры нефти закрыть задвижку на трубопроводе вывода ее из печи;

отключить от сети питания блоки управления электродвигаелями и пульт управления.

Аварийная остановка

Работа блочной трубчатой печи должна быть немедленно прекращена и следующих случаях:

а) если давление в змеевиках печи поднимется выше разрешенного, несмотря на соблюдение всех требований и принятие мер, указанных в инструкции по безопасному обслуживанию;

б) при неисправности взрывных предохранительных клапанов;

в) при неисправности манометров и невозможности определить давление по другим приборам;

г) если в змеевиках, коллекторах, трубопроводах будут обнаружены течи, потения в сварных швах, фланцевых, резьбовых соединениях;

д) при неполном комплекте крепежных деталей фланцевых соединений;

е) при неисправности в системе защиты и блокировки печи;

ж) в случае пожара, непосредственно угрожающего печи;

з) в других случаях, предусмотренных в инструкции по без опасному обслуживанию печи.

При аварийной остановке печи необходимо:

перекрыть задвижку на трубопроводе подачи газа к печи и вентили к горелкам каждой камеры сгорания;

открыть вентили на продувочную свечу;

остановить двигатели привода вентиляторов:

уменьшить подачу нефти к змеевикам постепенным перекрытием задвижки на трубопроводе подачи нефти в печь;

после охлаждения змеевиков полностью закрыть задвижки на трубопроводах ввода и вывода нефти из печи.

Теплообменные аппараты

Теплообменные аппараты делятся на следующие группы:

1) погружные холодильники;

2) теплообменники типа «труба в трубе»;

3) кожухотрубчатые теплообменники;

4) аппараты воздушного охлаждения;

5) теплообменники непосредственного смешения.

Погружные теплообменники представляют собой заполненные водой металлические ящики, в которых расположен один или несколько змеевиков. По змеевикам движутся охлаждаемые пары или жидкость. Эти аппараты занимают много места, имеют низкий коэффициент теплопередачи. Погружные теплообменники применяются в качестве конденсаторов паров ректификационных колонн и концевых холодильников, на установках, запроектированных и построенных в начале 50-х годов. В частности, такие аппараты в настоящее время есть в составе установок комплексной подготовки нефти в объединении «Башнефть». Впоследствии эти аппараты будут полностью заменены более совершенными конструкциями.

Теплообменники типа «труба в трубе» легко разбираются для чистки и используются при любой разности температур теплообменивающихся сред. Эти аппараты конструктивно предельно просты и состоят из двух труб большего и меньшего диаметра, расположенных концентрически.

Такие теплообменники широко применяются в практике благодаря следующим преимуществам перед другими устройствами:

позволяют осуществить полный противоток;

допускают работу при больших скоростях движения по

токов, что обеспечивает более высокие коэффициенты теплопередач;

устойчивы при работе с агрессивными и загрязненными

рабочими средами.

Теплообменники типа «труба в. трубе» применяются обычно в составе установок подготовки нефти небольшой мощности - до 3 млн. т нефти в год.

Наибольшее распространение получили кожухотрубчатые теплообменники. Существуют кожухотрубчатые теплообменники жесткотрубного типа и с плавающей головкой.

Теплообменники кожухотрубчатые жесткого типа, выполняемые в вертикальном и горизонтальном, одноходовом или многоходовом вариантах. Особенность таких теплообменников - приваренные к корпусу аппарата трубные

решетки. Трубки развальцовывают в решетках. Во избежание температурных напряжений в корпусе и трубках область применения этих теплообменников ограничивается разностью температур между средами в 50^СС. К числу недостатков следует также отнести невозможность чистки наружной поверхности

трубок, т. е. теплообменники жесткого типа можно использовать

лишь в средах, которые не загрязняют стен трубок.

Теплообменники кожухотрубчатые жесткого типа с линзовым компенсатором, отличающиеся от предыдущих тем, что на корпусе монтируется линзовый компенсатор (иногда два и три в зависимости от температурных удлинений).

Линзовые компенсаторы устанавливают при высоких термических напряжениях трубок. Теплообменники с линзовым компенсатором ограничены по давлению.

3. Основными теплообменными аппаратами в установках подготовки нефти являются теплообменники с плавающей головкой. Они используются для подогрева сырой нефти за счет теплоты отходящей подготовленной нефти, а также в качестве водяных конденсаторов-холодильников и подогревателей нефти перед ректификационными колоннами на установках стабилизации нефти. Благо даря, подвижной решетке (иначе она называется плавающей головкой) в корпусе исключены температурные напряжения. Кроме того, трубную решетку вместе с пучком в, любое время можно извлечь из корпуса или заменить при износе. Возможна также замена отдельных трубок пучка.

На установках подготовки нефти применяются теплообменники с плавающей головкой, имеющие поверхность теплообмена 300-900 м² и длину трубок 6 и 9 м. Коэффициент теплопередачи в этих аппаратах равен 400-600 кВт/(м^2*ч* °С).

Для охлаждения нефти и конденсации паров легких углеводородов используется сырая нефть, поступающая с промыслов, а также вода. Качество воды при этом, как правило, невысокое, в ней содержатся посторонние примеси, она достаточно минерализована. Поэтому в трубках теплообменников отлагаются накипь и органические осадки, трубки подвержены коррозии. Эти недостатки полностью устраняются при использовании аппаратов воздушного охлаждения. Строящиеся и проектируемые в настоящее время установки стабилизации нефти оснащаются в основном конденсаторами и холодильниками воздушного охлаждения.

Компрессоры

При однотрубных системах сбора нефти и газа отделение таза осуществляется на ЦПС. Во многих случаях на ЦПС строит установки по сепарации и подготовке нефти на одной площадке с установкой подготовки газа. При этом основные компрессорные мощности обычно располагаются на установках подготовки газа. На прием этих компрессоров под собственным давлением 0,3-0,5 МПа поступает газ первой ступени сепарации. Газы второй и третьей ступеней при давлениях соответственно 0,2-0,3 МПа и 0,1-0,2 МПа при близком расположении установки подготовки газа можно также под собственным давлением транспортировать на прием компрессоров установки подготовки газа. Если давления второй и третьей ступеней сепарации недостаточно для транспортирования газа до компрессорной станции установки подготовки газа, то строят компрессорную линию непосредственно у пункта сепарации, и газы второй и третьей ступеней при помощи компрессоров можно закачивать и газопровод первой ступени сепарации или по самостоятельному газопроводу транспортировать до установки подготовки газа.