Печь прямого нагрева нефти ППН-3

Назначение

Печь предназначена для нагрева нефтяных эмульсий и нефти для установок подготовки и стабилизации нефти суточным объемом 1500–3000 т. Использование ППН-3 особенно актуально на небольших месторождениях. По величине удельного расхода топлива, эффективности эксплуатации и металлоемкости печь превосходит лучшие образцы российских и зарубежных производителей. Печь обеспечивает высокоэффективный «мягкий» режим нагрева нефтей различного состава за счет выравнивания средних значений теплонапряжений по поверхности нагрева.

Технические характеристики

Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкалл/ч)	3,0 (2,6)
Нагреваемая среда	нефть, нефтяная эмульсия с содержанием сероводорода в попутном газе не более 0,1 % мас
Номинальная производительность по продукту, кг/с (т/ч)	34,7 (125)
Температура продукта на входе / выходе, °С	не менее +5 / не более +90 (для режимов подготовки), +250 (для режимов стабилизации)
Рабочее давление, МПа (кгс/см³)	6,3 (63)
Перепад давления в аппарате, МПа (кгс/см³)	0,25 (2,5)
Топливо	природный или попутный нефтяной газ, осушенный и очищенный, с содержанием сероводорода не более 0,002% мас, Q_нр = 25-60 МДж/м³
Расход топлива, нм³/ч (Q_нр = 33,5 МДж/м³)	405
КПД, %	80
Габаритные размеры (д × ш × в), м	6,5 × 3,7 × 7,54
Масса, т	20

Устройство и работа печи прямого нагрева ППН-3 и ее составных частей

В основу конструкции данной печи положены технические решения, обеспечивающие высокую надежность работы, высокую экономичность, снижение удельной металлоемкости и габаритных размеров.

Отмеченные характеристики реализуются в конструкции печи за счет применения принципа рециркуляции дымовых газов с использованием оребренных труб. Это позволяет снизить тепловой поток на поверхности нагрева до 50 КВт/м2 при одновременном увеличении удельной площади поверхности нагрева продуктового змеевика более чем в 4 раза. При этом снижение температуры факела до 1000°С и обеспечение высокой интенсивности теплоотвода к нагреваемому продукту позволяют обеспечить условия нагрева, при которых температура стенки змеевика превышает температуру нагреваемого продукта не более чем 100–120°C, что дает возможность использовать печь и для нагрева нефти в процессах стабилизации.

Технологические блоки печи и система автоматизации печи на месте применения связываются между собой и с другими объектами подготовки нефти трубными коммуникациями, кабельными силовыми проводками, а также проводками контроля и автоматики. Камера теплообменная выполнена в виде металлического теплоизолированного корпуса, внутри которого размещены продуктовые змеевики из оребренных труб.

В теплообменной камере осуществляется процесс теплообмена между продуктами сгорания газового топлива, омывающими наружные поверхности труб змеевиков и нагреваемой средой, перемещающейся внутри. Теплообменная камера печи снабжена двумя дымовыми трубами с встроенными корпусами утилизаторов для подогрева топливного газа. В торцевых стенках корпуса камеры имеются отверстия для осмотра внутреннего объема в процессе работы, а передняя оснащена штуцером для подвода инертного газа, либо пара от системы пожаротушения. Потолочная часть корпуса камеры имеет два встроенных взрывных клапана. В основании теплообменной камеры установлено топочное устройство таким образом, что его центральная ось совпадает с вертикальной осью камеры.

В центральной части теплообменной камеры осесимметрично расположены продуктовые змеевики, состоящие из прямых участков труб с ленточным оребрением и соединяющих трубы отводов. Торцевые части камеры заканчиваются газосборочными каналами, в верхней части которых установлены две дымовые трубы прямоугольного сечения. Блок основания печи представляет собой рамную конструкцию, на которую нижним основанием крепится теплообменная камера, а внутри смонтированы камера сгорания с запорной и регулирующей газовой арматурой и вентиляторный агрегат с воздуховодом и регулирующей заслонкой. Оборудование рамы основания защищено от преобладающего направления ветра щитовыми конструкциями, имеющими оконные проемы от затемнения.

Система автоматизации печи ППН-3

В печи ППН-3 применена микропроцессорная система автоматизации с электрическими исполнительными механизмами, обеспечивающая:

заданный технологический режим работы печи;
контроль до взрывоопасной концентрации газовоздушной среды и возгорания продукта в теплообменной камере печи;
подключение к системе автоматизации пожаротушения.

Система автоматизации выполнена по блочно-функциональному принципу и представляет собой комплекс устройств контроля, управления и сигнализации, размещаемых непосредственно на технологической части печи, а также в помещении аппаратурного блока. Аппаратурный блок – это утепленное помещение, внутри которого размещены: щит контроля и управления, стойка питания, отопители и освещение. Работа печи заключается в нагреве нефтяной эмульсии, проходящей по трубам змеевика за счет тепла, отдаваемого продуктами сгорания и поступающего в пространство теплообменной камеры.

Режим «мягкого » нагрева продукта в трубах достигается путем создания достаточно равномерного поля по всему внутреннему объему теплообменной камеры за счет интенсивной рециркуляции продуктов сгорания. Применение микропроцессорного управления технологическим процессом в печи позволяет поддерживать заданное соотношение топливного газа с воздухом, обеспечивая таким образом стехиометрическое сжигание топливной смеси.