Глава 9.0. Огневые нагреватели объектов промысловой подготовки нефти
9.1. Трубчатые печи типа птб
Печь трубчатая блочная ПТБ-10-64 предназначена для подогрева обводненных нефтей перед аппаратами глубокого обезвоживания и обессоливания. Допускается применение для нагрева нефтяных эмульсий с повышенной коррозионной активностью и склонностью к отложению солей и механических примесей на установках подготовки нефти пропускной способностью 3; 6 и 9 млн. т/год. ПТБ – печь трубная блочная: первое число – номинальная тепловая производительность, второе – допустимое рабочее давление.
9.2. Устройство трубчатой печи
Печь (рис.9.1) состоит из теплообменной камеры I, блока основания II и блока управления и сигнализации типа «Сатурн» III. Теплообменная камера представляет собой систему из четырех одинаковых змеевиков, выполненных из оребренных труб, служащих для передачи теплоты нагреваемой среде. Внутри камера обшита листами из нержавеющей стали, теплоизолирована. Наружная обшивка выполнена из листовой стали в виде герметичного короба.
Рис. 9.1. Печь ПТБ 10-64
1- воздуходувки; 2 - камеры сгорания; 3 – коллектор газа к основным форсункам; 4 – дымовые трубы; 5 – коллектор газа к запальным форсункам; 6 – смотровые люки; 7 - трубопровод выхода эмульсии; 8 – трубопровод входа эмульсии; 9 - дымоотводящие устройства; 10 - взрывные окна
Тепловая камера оборудована взрывными клапанами 10 и смотровыми люками 6. В нижней части боковых стенок тепловой камеры располагаются дымоотводящие устройства 9, к фланцам которых снаружи крепятся дымовые трубы 4. В нижней стенке теплообменной камеры предусмотрены люки для крепления камер сгорания 2 и соответствующие устройства для направления дымовых газов из камеры сгорания в теплообменную камеру.
Тепловая камера оборудована взрывными клапанами 10 и смотровыми люками 6. В нижней части боковых стенок тепловой камеры располагаются дымоотводящие устройства 9, к фланцам которых снаружи крепятся дымовые трубы 4. В нижней стенке теплообменной камеры предусмотрены люки для крепления камер сгорания 2 и соответствующие устройства для направления дымовых газов из камеры сгорания в теплообменную камеру.
Таблица 9.1.
Технические характеристики печи ПТБ-10-64
ПОКАЗАТЕЛЬ |
ПТБ-10-64, ПТБ-10А |
Тепловая мощность,МВт(Гкал/ч) |
11,6(10) |
Производительность по нефтяной эмульсии, кг/с(т/ч), в пределах |
115,7(416,6) |
Темперетура на входе ,°С |
+5 и более |
Температура на выходе ,К(°С), не более |
(90) |
Топливо |
природный газ или попутный газ |
Рабочее давление в змеевике, МПа(кгс/см2), не более |
6,3(63) |
КПД не менее, % |
80 |
Расход топливного газа, м3/ч |
1600 |
Габаритные размеры (длина x ширина x высота, в собранном виде),м |
14,1x5,1x10,4 |
Масса, т |
47 |
Блок основания представляет собой конструкцию, предназначенную для установки теплообменной камеры с трубопроводной обвязкой и камерами сгорания 2. Там же расположены вентиляторы 1, коллектор газа к основным горелкам 3 и коллектор газа к запальным горелкам 5, трубопроводы входа 8 и выхода эмульсии 7. Приборы, осуществляющие контроль и регулирование технологического процесса, находятся в блоке основания в утепленном укрытии.
Блок управления и сигнализации поставляется в утепленном укрытии и служит для автоматического и ручного розжига газовых горелок, сигнализации об отклонении давления и температуры нагрева нефти от заданных.
Печь ПТБ-10-64 работает следующим образом. Воздух от вентиляторов по воздуховоду подается в тангенциальный вход камеры сгорания и поступает в кольцевые пространства, образованные внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью жаровой трубы.
По кольцевому пространству воздух спиралеобразно движется вниз к днищу камеры, где смешивается с топливным газом, поступающим в камеру через тройник. Далее топливная смесь поступает во внутреннее пространство камеры, в котором происходит ее сгорание.
Продукты сгорания топлива из четырех камер сгорания через сопла конфузоры в виде плоских струй поступают во внутреннее пространство теплообменной камеры. Скорость струй у устьев сопел-конфузоров составляет 100 - 120 м/с, а температура — 1600 - 1700°С. Струи инжектируют уже охлажденные дымовые газы из нижних боковых зон теплообменной камеры, создавая интенсивную рециркуляцию продуктов сгорания, смешиваются с ними и охлаждаются. Кратность рециркуляции продуктов сгорания в теплообменной камере составляет 2,5 - 3. Таким образом, трубы змеевиков омываются охлажденными продуктами сгорания с температурой 700 - 900°С, в результате чего передача теплоты нагреваемой среде происходит более равномерно, без местных перегревов труб змеевиков.
Таблица 9.2.
Тепловая мощность печи
Тепловая мощность, МВт. |
Давление газа после регулирующего клапана, МПа. |
Температура уходящих газов (дымовых), оС. |
1,5 – 2,5 |
0,010 – 0,015 |
120 – 150 |
2,5 – 3,5 |
0,015 – 0,020 |
250 – 300 |
3,5 – 6,0 |
0,020 – 0,025 |
350 – 400 |
6,0 – 8,5 |
0,030 – 0,040 |
450 – 500 |
8,5 – 11,6 |
0,040 – 0,050 |
500 – 600 |
В связи с вводом в начале 90-х годов дополнений и изменений в нормативные документы, касающиеся требований безопасной эксплуатации нагревательного оборудования, было принято решение о модернизации трубчатой печи ПТБ-10-64. После модернизации печи присвоено обозначение ПТБ-10А.