Установка комплексной подготовки газа УКПГ № 11 Шебелинского месторождения с модернизацией конструкции подогревателя разделителя сред Р-1000/64-Курсовая 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-Курсовая 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
"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.

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.