Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 [ 90 ] 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

грев в резервуаре до температуры перекачки по трубопроводу нецелесообразен из-за больших потерь тепла от стенок резервуара в окружающую среду и увеличения потерь легких фракций за счет усиленного испарения при подогреве. В качестве теплоносителя применяется обычно водяной пар. Для снижения 1ютерь теплоты резервуары можно оборудовать тепловой изоляцией.

Подогрев до температуры перекачки производится в паровых или огневых подогревателях. Наибольшее распространение получили многоходовые теплообменники с плавающей головкой. Нефть в них проходит по трубам, а пар пропускают через затрубное пространство. Такое распределение потоков повышает коэффициент теплопередачи и уменьшает габариты теплообменника. (Обычно на станции устанавливают несколько теплообменников, которые можно включать последовательно и параллельно.

При подогреве нефти в теплообменниках наряду с контролем температуры нефти необходимо вести тщательпьи"! контроль за чистотой выходящего из подогревателей конденсата. Попадание в него нефти свидетельствует о неисправности теплообменника и следует немедленно прекратить подачу в теплообменник нефтн. На горячих нефтепроводах широко применяют и огневые подогреватели (впервые в СССР - на нефтепроводе Узень-Гурьев-Куйбышев). Они представляют собой печи, топливом для которых может быть газ, перекачиваемый продукт или нефть. Рассмотрим принципиальную схему радиантно-конвекционной печи для подогрева нефти (рис. 8.4). Все пространство печи, смонтированной в металлическом каркасе /, разделено на две зоны: радиантную / и конвекционную . Радиантная зона в свою очередь разделена на две части стенкой 2 из огнеупорного кирпича, размещенной вдоль оси печи. В нижней части печи установлено по шесть форсунок 5 с во.здушным распылением топлива. Топливом на нефтепроводе Узень-Гурьев -Куйбышев является транспортируемая нефть. Однако форсунки являются газомазутными, что позволяет сжигать сих помощью и газообразное топливо. Воздух к форсункам подается по воздуховоду 6. Для предотвращения разрушения печи от «хлопка», возникающего при возобновлении подачи топлива после кратковременного перерыва, в печи имеются хлопушки 3, у которых при ударной волне вылетают крышки 15. В радиантной зоне печи на кронштейнах 4 уложены трубы И змеевика, по которому течет нефть. Нагрев нефти в этой зоне осуществляется в основном за счет лучистой энергии факела. Продукты сгорания проходят затем в конвективную зону, где передача теплоты текущей по трубам нефти осуществляется за счет конвекции. Из конвективной зоны печи продукты сгорания через дымовую трубу 8 выбрасываются в атмосферу. Регулирование разрежения (тяги) в печи осуществляется с помощью шибера 7. Змеевиковые трубы в конвективной камере закреплены в средней 9 и торцовой 10 трубных решетках. Стены печи покрыты изнутри огнеупорной обмуровкой 13, а снаружи тепловой изоляцией 12. Для обслуживания печи, высота которой без дымовой трубы достигает 10,5 м, установлена лестница 14. Для наблюдения за состоянием конвективных труб и их очистки при накоплении на них сажи, сущест-

Рис. 8.4. Принципиальная схема радиантно-конвекционной печи

венно снижающей коэффициент теплопередачи, предусмотрены люки с крышками 16.

Система приборов контроля и автоматики позволяет оператору следить за ходом процесса ггадогрева нефти и обеспечивает автоматическую защиту печи при нарушении заданного технологического режима. Присутствие обслуживающего персонала во время работы печи обязательно. Пропускная способность одной печи составляет 600 м/ч, при этом нефть нагревается от 30 до 65 °С Максимальное рабочее давление нефти на входе в змеевик не должно превышать 6,5 МПа. Мощность печи составляет 10 500 кВт, а к. п. д. достигает 0,77, что свидетельствует о высокой тепловой эффективности печи.

Подогрев нефти на насосно-тепловых и тепловых станциях накладывает ограничения на конструкцию и эксплуатационную гибкость горячих трубопроводов. Так, из-за ограничения температуры подогрева нефти условиями нормальной работы теплообменных аппаратов в ряде случаев расчетное расстояние между тепловыми станциями может оказаться небольшим, что вынуждает увеличивать их число и соответственно приводит к повышению капитальных затрат. Длительная остановка перекачки может привести к застыванию нефти в трубопроводе, и в этом случае возобновление перекачки связано с

Рис. 8.5. Схема системы для подогрева трубопровода с помощью скин-эффекта

большими затратами. Указанные недостатки могут быть устранены применением путевого подогрева горячего нефтепровода. Для коротких трубопроводов получил распространение путевой подогрев с помощью трубопроводов-спутников, представляющих собой трубопроводы малого диаметра, уложенные параллельно нефтепроводу и прилегающие к нему (на нефтепровод и горячий водопровод накладывается общее для них теплоизоляционное покрытие); по ним перекачивается горячая вода.

Перспективным является электроподогрев трубопровода с использованием скин-эффекта. Как известно, ири пропуске переменного тока по стальной трубе он не распределяется равномерно по поперечному сечению стенки трубы, а концентрируется из-за скин-эффекта ближе к внутренней поверхности трубы. Глубина концентрации тока зависит от частоты последнего. Однако благодаря высокой электроиро-водности стали в ней даже при промышленных частотах переменного тока в высокой степени проявляется скин-эффект. Так, при частоте 50 Гц глубина скин-эффекта (основной показатель интенсивности этого явления, показывающий, какой толщиной металла, измеряемой от его поверхности, ограничена зона прохождения тока) составляет для стали всего 1 мм.

Система для подогрева трубопровода с помощью скин-эффекта включает нефтепровод / (рис. 8.5), к которому вплотную прилегает нагревательная труба 2 диаметром от 6 до 40 мм; внутри трубы проходит медный кабель 3 с поперечным сечением проводников от 8 до 60 мм. Кабель имеет теплостойкую изоляцию. Источник переменного тока промышленной частоты присоединен с одной стороны к внутреннему кабелю и с другой - ко второму кабелю 4, конец которого присоединен к нагревательной трубе. Второй конец внутреннего кабеля присоединен к противоположному от источника тока концу нагревательной трубы. Поскольку электрический ток кон1дентрируется в очень малой по площади поперечного сечения зоне трубы, сопротивление трубы возрастает и выделяется больнюе количество теплоты. Обычно 80-90 % общего количества теплоты, выделяемой в контуре, генерируется в нагревательной трубе, а остальное - во внутреннем кабеле. Нефтепровод и нагревательная труба покрыты общей теплоизоляцией. Нагревательный трубопровод приварен к нефтепроводу