Усовершенствование тепловой камеры деэмульсатора СП-1000 с внедрением многофорсуночной панельной горелки ББП-5-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Усовершенствование тепловой камеры деэмульсатора СП-1000 с внедрением многофорсуночной панельной горелки ББП-5-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
4 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Как отмечалось в предыдущих разделах подогреватель-деэмульсатор СП-1000 являет собой вертикальный цилиндровый резервуар, внутренняя полость которого разделена глухой перегородкой на два отсека. В первом отсеке отделяется основное количество газа, который приходит вместе с эмульсией к аппарату, а во втором отсеке подогревается нефтяная эмульсия, разделяется на нефть и воду, которые отдельно удаляются из аппарата. Газ, который выделился в результате нагрева нефтяной эмульсии во втором отсеке приходит в первый отсек и вместе с основным количеством газа выводится из аппарата.
Подогревание эмульсии осуществляется в тепловой камере путем сжигания газа в жаровой трубе и отведения через ее внутреннее пространство продуктов сгорания наружу. Тепловая энергия передается среде, которая нагревается, через стенки жаровой трубы.
Стандартная конструкция подогревателя-деэмульсатора СП-1000 включает в свой состав одну жаровую трубу оснащенную турбореактивной горелкой ПГТР-С- 100 (рис. 4.1). Такая горелка осуществляет свои функции за счет того, что топливный газ подается через переводник в полей ротор, откуда он попадает к реактивным трубкам и под давлением через газовые сопла приходит в проходную полость устье горелки. Под действием энергии струи стекающего газа турбина, вал и жестко насаженный на вал осевой вентилятор приводятся к вращательному движению. Направление вращения противоположно направлению истекания струй газа. Вентилятор засасывает воздух, который подается через направляющий аппарат к устье горелки, где перемешивается с газом. Поджог такой горелки осуществляется вручную при запуске деэмульсатора к работе.
Наличие турбогорелки позволяет динамически проводить разогревание среды в тепловой камере. Однако у стандартной конструкции наблюдаются и определенные недостатки, а именно:
– турбогорелка существенно снижает эффективность своей работы на режимах, при которых необходимо минимальное теплопроизводство системы подогревания. Это объясняется тем, что на режимах с производством минимально необходимого теплового потока к форсунке подается незначительное количество газа, что не позволяет эффективно раскручивать полей ротор горелки и засасывать необходимое количество воздуха;
– диапазон регулирования режимов работы турбогорелки является недостаточно эффективным из-за тревожимого принципа работы (особенно это проявляется на минимально возможных для горелки режимах);
– поджог турбогорелки осуществляется вручную, что не отвечает современным требованиям к подобному типу оборудования;
– базовая конструкция тепловой камеры имеет одну жаровую трубу (рис. 4.2), что не позволяет максимально эффективно передавать тепло углеводородному сырью, так как значительная часть энергии не успевает передаваться через стенки жаровой трубы и отводится к атмосфере, то есть КПД от сжигания газа является недостаточным;

Рисунок 4.1 - Схема турбореактивной газовой горелки ПГТР-С- 100:
1 – переводник; 2 - фланец торцевой; 3 - корпус; 4 - направляющая диафрагма; 5 - сопело; 6 - корпус подшипникового узла; 7 - крышка подшипникового узла; 8 - уплотнение кольцевое; 9 - кольцо стопорное; 10 - кольцо распорное; 11 - кольцевая вставка; 12 - вентилятор; 13 - полей ротор; 14 - наконечник; 15 - трубка реактивная

– наличие подшипниковых узлов у стандартной конструкции горелки тепловой камеры деэмульсатора снижает его надежность и требует регулярного проведения работ из обслуживания этих узлов;
– турбогорелка тепловой камеры является относительно шумными из-за наличия подвижных элементов.
Стандартную однотрубную конструкцию подогревателя-деэмульсатора СП-1000 приведено на рисунку 4.2.

Рисунок 4.2 - Подогреватель-деэмульсатор СП-1000 с тепловой камерой:
1 – корпус деэмульсатора; 2 - труба отведения продуктов сгорания; 3 - труба жаровая; 4 - турбореактивная газовая горелка ПГТР-С- 100
Для решения указанных выше недостатков в дипломном проекте предлагается вместо стандартной конструкции тепловой камеры деэмульсатора СП-1000 использовать двухтрубную конструкцию (рис. 4.3), которая оснащена двумя многосопловыми панельными горелками (рис. 4.4).

Рисунок 4.3 - Модернизирована тепловая камера деэмульсатора СП-1000:
1 – многосопловая панельная горелка ББП- 5; 2 - корпус деэмульсатора; 3 - труба отведения продуктов сгорания; 4 - труба жаровая
Как видно из рисунку 4.3 к конструкции тепловой камеры включено две жаровых трубы, которые оснащены менее мощными, в сравнении с турбореактивными, многосопловыми панельными горелками ББП- 5 (рис. 4.4).
Такая конструкция тепловой камеры позволяет получить следующие преимущества:
– за счет сдвоенного комплекта жаровых труб тепловая система имеет увеличенную площадь теплопередачи;


Рисунок 4.4 - Многосопловая панельная горелка ББП- 5:
1 – патрубок подачи горючей смеси; 2 - угольник прижимной; 3 - гайка прижимная; 4 – уплотнительное кольцо; 5 - сопело распыляющее; 6 - сопело инжекционное; 7 - спираль зажигающая; 8 - корпус; 9 - керамическая вставка; 10 - электрод в сборе; 11 - распределительное дуло; 12 - песок.

– применение двух менее производительных многосопловых панельных горелок ББП- 5 позволяет снизить скорость движения нагретого газа в жаровых трубах в два раза, что позволяет эффективнее передавать тепловую энергию водо-нефтяной эмульсии и снижает температуру выхлопных газов на выходе из подогревателя, который положительно влияет на безопасность эксплуатации оборудования (условно говоря - меньше тепла выходит наружу без выполнения полезной работы);
– панельные горелки имеют высший КПД чем турбогорелка;
– поджог горелок осуществляется дистанционно;
– растет надежность эксплуатации оборудования за счет исключения из конструкции горелок подвижных частей;
– при выходе из строя одного из горелок деэмульсатор хранит работоспособность, так как вторая горелка продолжает функционировать в режиме роста подачи газа к нему;
– в случае постепенного снижения производительности промысла по продукции, или же в летний период года, когда отсутствующая необходимость создания мощного потока тепловой энергии деэмульсатор можно эксплуатировать с включением одного из двух тепловых элементов;
– панельные многосопловые горелки значительно стабильнее за турбогорелка работают на режимах работы с минимальной теплообразовательной способностью;
– двухтрубная система будет иметь больший КПД.
Следовательно, можно сделать вывод о целесообразности предложенной модернизации.

ТЕМА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

23.07.01.01 Усовершенствование тепловой камеры деэмульсатора СП-1000 с внедрением панельной горелки ББП-5

СОДЕРЖАНИЕ
ВСТУПЛЕНИЕ

1 ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР
1.1 Общие сведения о системах сбора углеводородного сырья и технологических установках для подготовки нефти
1.2 Методы разрушения нефтяных эмульсий
1.2.1 Вертикальные деемульсатори
1.2.2 Горизонтальные деемульсатори
1.3 Обзор основных типов нагревателей
1.3.1 Нагреватели типа НН
1.3.2 Блочные нагреватели типа БН
1.4 Электрическое деэмульгирование

2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Расчет и выбор элементов технологического комплекса
2.1.2 Подбор подогревателя-деэмульсатора за пропускной способностью по жидкости
2.2 Описание конструкции подобранного оборудования
2.2.1 Компоновка технологического комплекса для подготовки углеводородного сырья
2.2.2 Конструкция деэмульсатора

3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ

5 РАСЧЕТЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
5.1 Расчет нагревательного элемента
5.2 Оценка эффективности модернизации горелки ББП-5 деэмульсатора типа СП
5.3 Расчеты деэмульсатора на прочность, жесткость и стойкость
5.3.1 Допустимое напряжение
5.3.2 Рабочий, расчетное и пробное давления
5.3.3 Коэффициент прочности сварных швов деэмульсатора
5.3.4 Уточняющий расчет основных конструктивных элементов деэмульсатора
5.4 Определение толщины стенки корпуса

6 РЕМОНТ
6.1 План-график планово-предупредительных ремонтов
6.2 Типичный процесс ремонта
6.3 Условия эксплуатации и анализ действующих нагрузок
6.4 Типичные виды и причины спрацювання и отказов элементов оборудования
6.5 Содержание технического обслуживания. Перечень и последовательность работ при ТО и текущем ремонте
6.6 Технология возобновления сработанных деталей деемульсатора
6.7 Поверхностное укрепление деталей
6.8 Определение допущений на обработку
6.9 Расчет режимов резания

7 ОРГАНИЗАЦИОННО ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
7.1 Комплекс работ по подготовке к проведению монтажных работ с оборудованием
7.2 Особенности проведения монтажа оборудования и порядок действий во время монтажа деемульсатора и вспомогательного оборудования
7.2.1 Особенности проведения монтажа деемульсатора
7.2.2 Организация работ из монтажа трубопроводов
7.3 Подготовка к запуску и запуск смонтированного оборудования
7.4 Расчет обслуживающего персонала, который выполняет монтажные работы

8 ОХРАНА ТРУДА
8.1 Характеристика небезопасности оборудования
8.2 Предохранительные приспособления предусмотренное в конструкции оборудование для безопасной его эксплуатации
8.3 Инженерные решения из техники безопасности
8.3.1 Расчет предохранительного клапана
8.3.2 Расчет молниеотвода
8.4 Техника безопасности и пожарная безопасность при эксплуатации и обслуживании оборудования

9 ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА
9.1 Анализ НС что могут случиться на объекте ведения хозяйства
9.2 Организация гражданской защиты на объекте хозяйственной деятельности

10 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
10.1 Основные нормативные и разрешительные документы в отрасли охраны окружающей среды
10.2 Характеристика и анализ возможных источников загрязнения
10.2.1 Загрязнители атмосферы и их источники в нефтяной и газовой промышленности
10.2.2 Происхождение и состав загрязнителей вод - объектов добычи, транспорта и сохранения нефти и газа
10.3 Мероприятия по охране окружающей среды предусмотрены в проекте
10.3.1 Мероприятия по обеспечению нормативного состояния окружающей среды и ее безопасности
10.3.2 Мероприятия относительно защиты земельных ресурсов
10.3.3 Мероприятия по охране водных ресурсов
10.3.4 Мероприятия относительно предупреждения загрязнения атмосферы

11 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
11.1 Критерии и показатели экономической эффективности
11.2 Расчет капитальных вложений потребителя по новой технике
11.3 Определение годового фонда работы дегазатора
11.3.1 Простои в машино-днях во всех видах технического обслуживания и ремонта, что приходятся на один машино-годину работы
11.3.2 Расчет годового фонда времени
11.4 Расчет годовых текущих расходов в процессе эксплуатации насосу
11.5 Определение экономии годовых эксплуатационных расходов потребителя, полученной от применения новой техники
11.6 Определение экономической эффективности внедрения новой техники на производстве

ВЫВОД
ЛИТЕРАТУРА
ДОПОЛНЕНИЯ

ЧЕРТЕЖ:
1 Технологический комплекс для сбора и подготовки углеводородного сырья Охтирського НГВУ. Схема принципиальна (А1)
2 Деэмульсатор вертикальный первой степени СП-1000. Вид общий (А1)
3.1 Горелка турбореактивная газовая ПГТР-С-100. Чертеж сборочный (А2)
3.2 Багатофорсуночная панельная горелка БПП-50. Сборочный чертеж (А2)
4 Деэмульсатор вертикальный первой степени СП-1000. Модернизация. Вид общий (А1)
5 Технологический процесс изготовления патрубка представления газовоздушной смеси (А1)
6.1 Гайка прижимная (А3)
6.2 Переводник резьбовой (А4)
6.3 Кольцо уплотняющее (А4)
6.4 Патрубок подачи газовоздушной смеси (А3)
6.5 Сопело инжекционное (А3)

ПРИМЕЧАНИЯ:
В наличии также спецификации, маршрутная карта, ведомость проекта