Установка комплексной подготовки газа УКПГ № 11 Шебелинского месторождения с модернизацией конструкции подогревателя разделителя сред Р-1000/64-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Установка комплексной подготовки газа УКПГ No 11 Шебелинского месторождения с модернизацией конструкции подогревателя разделителя сред Р-1000/64-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
Учитывая приведенные выше конструктивные особенности базового разделителя сред Г – 1000/64, и принципы его функционирования, в дипломном проекте предлагается провести разработку современной многофункциональной системы тепловой подготовки сырья, которая функционирует на его базе.
Базовая конструкция разделителя сред Г – 1000/64 с системой тепловой подготовки сырья приведена на рисунке 4.1 [20].


Рисунок 4.1 – Конструкция базового разделителя сред Г – 1000/64 с системой тепловой подготовки сырья:
1 – патрубок подвода газоконденсатного продукции; 2 – тарелки; 3 – патрубок; 4 − трубопровод отвода газа; 5 − люк-лаз; 6 – опора; 7 – патрубки для отвода конденсата; 8 – патрубки отвода воды; 9, 10 − дренажные патрубки; 11 – патрубки сброса избыточного давления; 12 – теплообменник; 13 – подогреватель универсальный ПГУ; 14 – насосный блок; 15 – трубопровод подачи разогретого теплоносителя; 16 – трубопровод возврата теплоносителя
Такая система работает следующим образом. В разделители происходит процесс разделения углеводородного сырья на газ, воду и конденсат. Жидкая составляющая попадает к внутренней камеры разделителя где происходит ее стабилизация и разделение на воду и конденсат.
Разделитель сред Г – 1000/64 работает в постоянном режиме. При этом, температура окружающей среды изменяется от -30...-35 ° С зимой до +40...45oС летом, что влияет на качество проведения разделения фракций.
Следует отметить, что для нормального течения процесса в разделители сред Г – 1000/64 необходимо поддерживать внутреннюю температуру на уровне не ниже + 45 oС, при этом температуры флюида, поступающего из скважин не всегда хватает для поддержания такого уровня. А зимой условия становятся еще хуже.
Разделитель может работать и в таких условиях, когда температура среды на входе больше + 45 oС, а окружающая среда имеет температуру также близкую к этому уровню, что приводит к необходимости принудительного отвода тепловой энергии из внутренней полости разделителя.
С целью поддержания надлежащей температуры в разделители зимой применяется система тепловой подготовки сырья, состав которой приведен на рисунке 4.1.
Ее основу составляет теплообменник 12, которым циркулирует разогретый теплоноситель, который разогревается в подогревателе универсальном типа ПГУ 13 и нагнетается насосным блоком 14 линией 15. После передачи тепла через поверхность теплообменника, теплоноситель возвращается к нагревателю линией 16.
Такая система применяется длительное время за которое она выявила определенные недостатки, а именно:
– площадь наружной поверхности теплообменника в разделители в ряде случаев является недостаточной для эффективной передачи тепловой энергии сырье, так как скорость движения среды во внутренней полости разделителя является интенсивной, температура воздуха наружу – до - 30 oС и ниже, а через ограниченную площадь теплопередачи передается недостаточное количество тепловой энергии;
– система базовой конструкции не предусматривает обеспечение режима отвода тепловой энергии из разделителя, а потому довольно трудно приспособиться к меняющимся условиям работы оборудования летом;
– трубопроводный змеевик имеет конструкцию, которая требует применения специальных станков и приспособлений для оказания трубе надлежащей формы, при этом в местах наличия изгибов трубы возникают концентраторы напряжений, на которых активно распространяется коррозия.
Особенно актуальной является проблема недостаточной площади теплообмена теплообменника системы тепловой подготовки среды.
Это приводит к тому, что зимой, когда для поддержания процесса сепарации, стабилизации и разделения воды и конденсата, или для запуска после простоя необходимо проводить дополнительный нагрев внутренней среды в разделители, площади теплопередачи не хватает, чтобы передавать с необходимой скоростью тепловую энергию, а это негативно влияет на эффективность работы оборудования.
Поэтому, в дипломном проекте предложена следующая новая система регулирования температурного режима работы разделителя сред Г – 1000/64 (рис. 4.2).
Предложенная система работает следующим образом. Нагнетательный насос 12 (рис. 4.2) прокачивает по трубопроводу масло до подогревателя П2Г-4 (поз. 10); нагретый среда направляется к модернизированного теплообменника в разделители. Там тепловая энергия отдается окружающей среде и масло направляется к масляного фильтра 13 и далее – вновь к насосу 12.
Нагреватель работает на газовом топливе, которое берется из потока газа, который направляется через штуцер отбора газа 2 и редуктор газовый 16. Редуктор газовый 16 предназначен для снижения давления газа от уровня как в разделители до уровня, который необходим для нормальной работы подогревателя.
Для очистки потока газа применяется фильтр газовый 9. В нем происходит очистка потока от сопутствующих частиц и высоковязких составляющих.

Рисунок 4.2 – Система регулирования температурного режима работы разделителя сред Г – 1000/64:
1 – разделитель; 2 – штуцер отбора газа; 3-8 – задвижка; 9 – фильтр газовый; 10 – подогреватель масла П2Г-4; 11 – аппарат охлаждения теплоносителя; 12 – нагнетательный насос масляный; 13 – фильтр масляный; 14 – блок трансформаторный; 15 – станция управления; 16 – редуктор газовый; 17 – распределитель
Возможна работа системы в режиме теплоотвода. При этом смазка сначала направляется к теплообменнику в разделители 1. Там оно забирает тепловую энергию из среды в десятичный и отводит его направляясь к аппарату охлаждения теплоносителя 11. В этом аппарате происходит охлаждение масла. После этого оно направляется в фильтр 13, а потом снова к насосу 12.
Управление системой осуществляется станцией управления 15, которая питается от трансформаторного блока 14. Трансформаторный блок 14 преобразует напряжение 380 В В напряжение 12 В, которое необходимо для работы системы управления.
Распределитель 17 меняет направления движения потока жидкости.
Задвижки 3-8 предназначены для регулирования режимов работы системы путем отсечения потоков на одних направлениях и направления их другими, и наоборот.
Теплообменник разделителя стандартной конструкции приведен на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Теплообменник стандартной конструкции:
1 – присоединительный фланец; 2 – труба теплообменника

Модернизированный теплообменник с увеличенной площадью теплопередачи приведенный на рисунке 4.4.
Как видим, при равных габаритах такой теплообменник имеет две тепловые секции с большой площадью теплопередачи.
Такие секции передают (в случае необходимости – отводят) тепловую энергию по всей своей поверхности, площадь которой превышает площадь специально загнутых труб, как у аналога.
При этом, изготовление подобных радиаторов технологически является более простым процессом, чем изгибание труб на специальных трубозгинальних станках и приспособлениях.


Рисунок 4.4 – Теплообменник усовершенствованной конструкции:
1 – радиатор с проходными отверстиями; 2 – патрубок входной; 3 – патрубок выходной; 4 – патрубок втравлювання воздуха; 5 – радиатор боковой; 6, 7 − патрубки

Современные методы сварки стыков листов радиаторов такого теплообменника в слое защитных газов позволят защитить сварочные швы от разрушающего действия химически активных веществ, содержащихся в среде, которое сепарируется.
То есть, считаю, что предложенная конструкция будет иметь следующие преимущества перед аналогичной:
− большую площадь теплопередачи, что даст возможность эффективнее нагревать или охлаждать среду, которое сепарируется. Это даст возможность быстрее и точнее регулировать температурный баланс работы разделителя сред;
− упрощенную технологию изготовления, что удешевит и упростит работы по его изготовлению;
− позволит использовать разделитель как в условиях экваториального климата, так и в условиях с аномально низкими температурами.

"УКПГ No11 Шебелинского месторождения с модернизацией конструкции подогревателя разделителя сред Г-1000/64".
На (чертеже No1,2) изображен (2А1) Технологическую схему установки комплексной подготовки газа (УКПГ) No11 Шебелинского месторождения. Позиция 22, на этой схеме разделитель сред Г-1000/64, что модернизируется в моем дипломном проекте, сборочный чертеж разделителя изображено на следующем сборочном чертеже.
(чертеже 3) сборочный чертеж разделителя сред Г-1000/64, базовой конструкции (до модернизации). Поз. 10, на чертеже это змеевик, который является составной частью системы тепловой подготовки сырья.
Такая система применяется длительное время за которое она выявила определенные недостатки, а именно:
– площадь наружной поверхности теплообменника в разделители в ряде случаев является недостаточной для эффективной передачи тепловой энергии сырье, так как скорость движения среды во внутренней полости разделителя является интенсивной, температура воздуха наружу – до - 30 oС и ниже, а через ограниченную площадь теплопередачи передается недостаточное количество тепловой энергии;
– система базовой конструкции не предусматривает обеспечение режима отвода тепловой энергии из разделителя, а потому довольно трудно приспособиться к меняющимся условиям работы оборудования летом;
– трубопроводный змеевик имеет конструкцию, которая требует применения специальных станков и приспособлений для оказания трубе надлежащей формы, при этом в местах наличия изгибов трубы возникают концентраторы напряжений, на которых активно распространяется коррозия.
Особенно актуальной является проблема недостаточной площади теплообмена теплообменника системы тепловой подготовки среды.
Это приводит к тому, что зимой, когда для поддержания процесса сепарации, стабилизации и разделения воды и конденсата, или для запуска после простоя необходимо проводить дополнительный нагрев внутренней среды в разделители, площади теплопередачи не хватает, чтобы передавать с необходимой скоростью тепловую энергию, а это негативно влияет на эффективность работы оборудования.
(чертеже No4) сборочный чертеж модернизированного разделитель сред Г-1000/64. Поз. 10, на чертеже теплообменник (вместо змеевика), который изображен на следующем сборочном чертеже.
(на чертеже No5) сборочный чертеж модернизированного теплообменника разделителя сред Г-1000/64.
Как видим, при равных габаритах такой теплообменник имеет две тепловые секции с большой площадью теплопередачи.
Такие секции передают (в случае необходимости – отводят) тепловую энергию по всей своей поверхности, площадь которой превышает площадь специально загнутых труб, как у аналога.
При этом, изготовление подобных радиаторов технологически является более простым процессом, чем изгибание труб на специальных трубозгинальних станках и приспособлениях.
Современные методы сварки стыков листов радиаторов такого теплообменника в слое защитных газов позволят защитить сварочные швы от разрушающего действия химически активных веществ, содержащихся в среде, которое сепарируется.
Предложенная конструкция будет иметь следующие преимущества перед аналогичной:
− большую площадь теплопередачи, что даст возможность эффективнее нагревать или охлаждать среду, которое сепарируется. Это даст возможность быстрее и точнее регулировать температурный баланс работы разделителя сред;
− упрощенную технологию изготовления, что удешевит и упростит работы по его изготовлению;
− позволит использовать разделитель как в условиях экваториального климата, так и в условиях с аномально низкими температурами.
(на чертеже No6) это сборочные чертежи модернизированного радиатора теплообменника (А2), деталировка (2А3) (фланец модернизированного теплообменника), крышка (с разделительной).
(чертеже No 7) включает перечень операций, и инструмент необходимый для изготовления детали (фланца модернизированного теплообменника).
Дипломный проект включает в себя разделы: Эксплуатация и ремонт оборудования; Организационно – технические мероприятия по монтажу оборудования; Охрана труда и безопасность в чрезвычайных ситуациях; Охрана окружающей среды.
Целесообразность внедрения предлагаемой модернизации подтверждено экономическими расчетами (годовой экономический эффект составит более 928 тысяч гривен) достигается за счет увеличения межремонтного цикла разделителя.