Подогреватель нефти с комбинированным нагревом

Назначение

Подогреватель нефти с комбинированным нагревом ПНК предназначен для нагрева нефти различной вязкости и нефтяной эмульсии в технологии подготовки нефти на промыслах, а также при ее транспорте. Возможность подогрева продукта в подогревателе до 110°С обеспечит применение ПНК при подготовке тяжелых нефтей, а также в технологиях стабилизации нефти и газового конденсата. Подогреватель предназначен для эксплуатации в районах с умеренным климатом (исполнение – «У»), категория размещения 1 по ГОСТ 15150.

Преимущества ПНК

В подогревателе реализованы принципы «мягкого» нагрева нефти в среде промежуточного теплоносителя (пресная вода) и в среде умеренных температур продуктов сгорания топлива, исключающих отложения кокса на стенках змеевика и нарушений в его работе.
Использование способов интенсификации теплообмена позволило резко сократить габариты и вес подогревателя по отношению к известным отечественным и зарубежным аналогам.
Принятые конструктивные решения обеспечивают высокую эффективность, экономичность, экологичность и безопасность работы подогревателя.
Коэффициент полезного действия составляет 87%.

Технические характеристики

Показатель	ПНК-0,73	ПНК-1,9	ПНК-3,5
Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч)	0,73(0,63)	1,9 (1,6)	3,5 (3,0)
Нагреваемая среда	нефть- вязкость при 20°С не более 50 cCт, содержание кислых газов: Н₂S не более 0,002 % мас СО2 не более 1,0 % мас
Рабочее давление в змеевике, МПа (кгс/см²)	6,3 (63)
Перепад давления в змеевике, МПа (кг/см²), не более	0,25(2,5)	0,3(3,0)	0,2(2,0)
Температура:
- продукта на входе/выходе в подогреватель, +°С	10/110
- нагрева промежуточного теплоносителя (пресная вода), +°С не более	95
Объем теплоносителя (пресная вода), м³	4,7	4,9	7,6
Топливо	природный или попутный газ, Qнр= 30-60 МДж/м³
Расход топлива(Qнр=35 МДж/нм³), нм³/ч	91,5	225,2	422,3
КПД, %	85
Питание приборов системы розжига, контроля, сигнализации, защиты и арматуры с электрическим приводом от сети переменного тока, В/Гц	220/50
Габаритные размеры (д х ш х в), м, не более	8,35 × 2,05 × 3,62	10,6 × 2,55 × 5,55	13,85 × 2,96 × 5,55
Масса, т, не более	4,6	11	22,5

Устройство и работа подогревателя нефти ПНК-1,9

Подогреватель состоит из следующих основных частей:

блока нагрева с горелочным устройством;
блока подготовки топлива;
блока вентагрегата;
системы автоматизации.

Нефть из промысловой сети поступает в продуктовый змеевик подогревателя, состоящий из двух частей, находящихся в среде промежуточного теплоносителя и в конвективной (холодной) секции топочного устройства, нагревается сначала от теплоносителя, после – от продуктов сгорания и далее выводится из подогревателя. Газ для питания горелок после очистки и редуцирования в блоке подготовки топлива подается на запальную и основную горелки, сжигается в топке подогревателя, отдавая тепло промежуточному теплоносителю и продуктовым змеевикам. Охлажденные продукты сгорания через дымовую трубу выводятся из топки подогревателя в атмосферу.

Блок нагрева предназначен для передачи тепла от продуктов сгорания топливного газа к нагреваемому продукту. Блок нагрева представляет собой емкость, установленную на раме-основании и заполненную промежуточным теплоносителем. В емкости размещены топка и продуктовый змеевик, обвязанный в два потока. К фланцу топки крепится основная и запальная горелки.

Топка представляет собой П-образную сварную конструкцию из трубы D=620 мм. Для интенсификации конвективного теплообмена в «горячей» ветви установлены кольца-турбулизаторы, в «холодной» ветви размещен продуктовый змеевик. К емкости топка крепится с помощью фланца.

Змеевик, расположенный в среде промежуточного теплоносителя, представляет собой шестисекционный пучок из труб диаметром 89x5 мм. Каждая секция выполнена в виде двухзаходной плоской спирали. Змеевик, размещенный в «холодной» ветви топочного устройства, представляет собой шестирядный пучок из труб диаметром 89x5 мм. Для интенсификации конвективного теплообмена от продуктов сгорания к нефти используется проволочная навивка на трубах.

Блок нагрева представляет собой моноблок, который может транспортироваться любым видом транспорта. В подогревателе использован блок подготовки топлива для размещения приборов очистки, редуцирования и контроля подачи топлива к горелочным устройствам и блок вентагрегата.

Система автоматизации предназначена для дистанционного розжига горелочных устройств, регулирования технологических параметров процесса нагрева нефти, рабочей и аварийной сигнализации, автоматической защиты подогревателя при отклонении от нормы контролируемых параметров.

В подогревателе реализованы принципы «мягкого» нагрева нефти в среде промежуточного теплоносителя (пресная вода, водно-гликолевые жидкости) и в среде умеренных температур продуктов сгорания топлива, исключающих отложения кокса на внутренних стенках змеевика и нарушений в его работе. Принятое решение сжигать топливный газ в топочном пространстве жаровой трубы под небольшим избыточным давлением позволило применить способы интенсификации теплообмена от продуктов сгорания к тепловоспринимающим стенкам топки (использование ко-лец-турбулизаторов) и продуктового змеевика (использование проволочной навивки) и за счет этого значительно сократить габариты и вес подогревателя.

Примененная в конструкции подогревателя горелка с аэродинамическим управлением ГСАУ-200 (разработчик Самарский государственный технический университет) позволяет оптимизировать тепловую работу изделия за счет:

увеличения лучистой составляющей теплоотдачи от дымовых газов к стенке топки вследствие смещения ядра горения факела;
увеличения конвективной составляющей теплоотдачи вследствие повышения осевой скорости и степени турбулизации потока;
возможности регулирования длины факела; с
нижения содержания оксидов азота в уходящих газах до 65-70 мг/м²;
снижения энергетических затрат на дутье в 2–32 раза;
увеличения межремонтного срока службы топок на 10-12 месяцев.

Принятые конструктивные решения обеспечивают высокую эффективность, экономичность, экологичность и безопасность работы подогревателя.