Паропромысловая установка
Введение
Нефть - является неотъемлемым продуктом жизнедеятельности практически всех транспортных средств и механизмов, так как служит не только топливом, но и смазочным материалом для них. Однако на сегодняшний день все больше мы встречаемся с трудно извлекаемыми запасами нефти. Среди множества задач решаемых при добыче нефтяных залежей, является проблема присутствия в нефти парафиновых смесей. Их содержание в нефти колеблется от 20 до 28%. Они хорошо растворяются в сырой нефти при температуре 40 градусов и более. Температура внутри пласта в как правило превышает отметку 40 градусов, и поэтому парафины в нефтяном пласте образуют гомогенный раствор.
При извлечении нефти, понижается давление и уменьшается температура, ее растворяющая способность по отношению к парафинам уменьшается. Это приводит к пресыщению нефти парафином и происходит кристаллизация. Решение этой задачи призван осуществлять АДПМ - агрегат депарафинизации скважин модернизированный, ППУ паропромысловые установки.
При разработке данного проекта руководствуемся компетенцией ПК-1, целью которой является - освоение готовности к участию в составе коллектива исполнителей к разработке проектно-конструкторской документации по созданию и модернизации системы средств эксплуатации ТТМ и оборудования.
1. Обзор конструкции ППУ
В зависимости от конструктивного исполнения установок по подогреву воды и производству пара, различают такие виды специализированного оборудования:
1. Автономное оборудование на платформе грузового автомобильного транспорта. Необходимое оборудование устанавливается на платформе, которая в свою очередь монтируется на шасси машин УРАЛ, КАМАЗ и им подобных. Этим обеспечивается полная автономность парогенераторных установок и возможность самостоятельно передвижения к месту использования.
2. Паровое оборудование на прицепах. Это более универсальные устройства, которые монтируются на грузовом прицепе. Такое конструктивное исполнение позволяет избежать привязки к конкретному транспортному средству. Паропромысловая установка доставляется к месту использования тягачом, после чего оставляется там до тех пор, пока в ней не отпадет необходимость.
3. Стационарные парогненераторые установки. Эти модели используются в случае, когда нет необходимости в частой перевозке оборудования с места на место. Блок ППУА доставляется к месту использования на платформе, после чего устанавливается на основании с помощью крана. Преимущество такого решения - низкая стоимость.
1.1 ППУ на платформе грузового автомобильного транспорта
Паровая промысловая установка ППУА 1600/100М на шасси Урал 4320-60
Рисунок 1. Габаритный чертеж
парогенераторный установка транспортный
Установка ППУА-1600/100М предназначена для депарафинирования призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслового оборудования насыщенным паром высокого давления, а также обогрева и мойки техники
Технические характеристики установки ППУА-1600/100М
Основные характеристики:
Базовое шасси - 5557-1112-40
Вместимость топливных баков, куб.м - 0,5
Вместимость цистерны, куб.м - 3,6
Время, необходимое для получения пара, мин. - 20
Двигатель - ЯМЗ-236-НЕ2-3
Колесная формула - 6x6
Нагреваемая среда - Вода
Полная масса, кг - 16450
Привод всех механизмов установки - От ДОМ автомобиля
Производительность на пару, кг/ч - 1600 +10%
Топливо для парового котла - Дизельное
Управление установкой - Из кабины водителя автомобиля
Габаритные размеры, мм, не более:
Высота - 3450
Длина - 8200
Ширина - 2500
Макс. температура пара (не более), °С:
Режим - 1 310
Режим - 2 164
Рабочее давление пара, МПа (кгс/кв.см):
Режим - 1 9,81 (100)
Режим - 2 0,60 (6)
Расход топлива котлом (не более), кг/ч:
Режим - 1 100
Режим - 2 35
1.2 Передвижная паровая установка на прицепе
Передвижная паровая установка на прицепе серии unisteam™-mp
Рисунок 2. Передвижная ППУ
Таблица 1. Технические характеристики парогенераторной установки ППУ 1600/100 серии UNISTEAM-MP
парогенераторный установка транспортный
1.3 Стационарные парогенераторные установки
Стационарная парогенераторная установка СППУ 1600/100 санный вариант, возможна установка на шасси тракторного прицепа.
Стационарная парогенераторная установка СППУ 1600/100 предназначена для удаления насыщенным паром гидратопарафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах при добыче нефти на промыслах.
Дополнительные направления использования установки:
· в автотранспортной отрасли - для очистки транспорта и разогрева автоцистерн в холодное время года
· в дорожно-строительной отрасли - для очистки спецтехники от битума, разогрева битума и асфальта
· в составе установок по очистке емкостей и резервуаров для разогрева моющих растворов
· в железнодорожной отрасли - для очистки ж/д транспорта и отогрева сыпучих грузов в холодное время года
· в строительной отрасли - для разогрева бетона и обработки спецтранспорта в холодное время года
· в коммунальном хозяйстве - в качестве котельной для отопления жилых и производственных помещений, поселков вахтовиков, геологов, нефтяников, для ликвидации аварийных ситуаций в коммунальном хозяйстве городов, на промышленных объектах и в других технологических процессах.
Оборудование установки размещено на монтажной платформе и закрыто металлическим кузовом, предохраняющим оборудование от атмосферных осадков и пыли. На монтажной платформе расположены паровой котел с горелочным устройством, вентилятор высокого давления, водяной насос для подачи питательной воды из цистерны в паровой котел, топливный насос для подачи топлива к форсункам горелочного устройства, емкости для питательной воды, топлива. Установка оборудована автоматикой безопасности, предохраняющей от аварийной ситуации при повышении установленных значений давления и температуры пара, погасании факела в топке котла, снижении напора воздуха в воздуховоде, снижении уровня воды в цистерне ниже допустимого, снижении расхода питательной воды. Установка представляет собой автономную передвижную котельную, предназначенную для выработки пара в полевых условиях. Наружный и внутренний змеевики и кожух котла крепятся к основанию, т.е. имеют общую базу. При общей базе и цилиндрической форме парового котла обеспечивается равномерный нагрев и свободное тепловое расширение элементов котла.
Основные комплектующие изделия:
· Платформа
· Насос питательный трехплунжерный(Copper Pumps PL-60, 1.1 ПТ-25, 2.3 ПТ-25)
· Насос топливный шестеренный НШ-10Д-ЗА
· Паровой котел
· Вентилятор высокого давления
· Автоматика безопасности
· Контрольно-измерительные приборы.
ПРИВОД МЕХАНИЗМОВ УСТАНОВКИ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:
· коробку дополнительного отбора мощности для установки на шасси Урал
· вал карданный
· редуктор
· клиноременные передачи к вентилятору и насосам.
КУЗОВ ИМЕЕТ:
· две двери, расположенные с обеих сторон кузова
· люк для выхода отработанных газов парового котла.
ЦИСТЕРНА для воды представляет собой сварную емкость объемом 4,2/5 м3. Цистерна установлена на ложементы платформы и закреплена шпильками. Цистерна снабжена заливной горловиной с дыхательным клапаном на крышке горловины и спускным клапаном (вентилем). Внутри цистерны расположены труба забора и труба подогрева воды. Концы труб ВЫВЕДЕНЫ через переднее днище. На переднем днище установлены указатель уровня воды, датчик минимального уровня воды и датчик температуры воды.
ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА, состоящая из топливного насоса, топливного бака, и системы трубопроводов с запорнорегулирующей арматурой и контрольно-измерительными приборами, обеспечивает подачу необходимого количества топлива к горелке котла.
ТОПЛИВНЫЙ БАК оборудован заливной горловиной с фильтром, датчиком указателя уровня и сливным вентилем. Штурвал вентиля управления подачей топлива к горелке расположен в кабине водителя. Для предохранения насоса и горелки от повреждений механическими примесями в топливную систему включены фильтры.
ОБВЯЗКА УСТАНОВКИ представляет систему трубопроводов, связывающих между собой цистерну, насос, котел и паропроводов с запорнорегулирующей и предохранительной арматурой.
Включает в себя трубопроводы:
· подвода питательной воды к котлу
· продувки котла и спуска воды при остановке котла
· удаления воздуха из котла при заполнении его водой
· отвода воды в цистерну при растопке и остановке.
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ:
1. Универсальность установки - может быть смонтирована на открытой площадке, в фургоне на санях, в контейнере или в других вариантах, по техническому заданию.
2. Получение пара от момента запуска в течение 5 минут.
3. Увеличена зона обслуживания для оператора ППУА.
4. Минимальное количество приборов безопасности, обеспечивающие безопасную и надежную работу установки при низких температурах, так как автоматика при низких температурах не надежна.
5. Компактное расположение приборов на пульте управления позволяет производить запуск установки одной рукой.
6. Увеличен заправочный объем воды и топлива.
В СТАНДАРТНУЮ КОМПЛЕКТАЦИЮ АВТОМОБИЛЯ ВКЛЮЧЕНЫ СЛЕДУЮЩИЕ ОПЦИИ:
· шланг ПАР-2 - 20 метров с БРС (ниппель-гайка-штуцер)
· пика (1.5м) с БРС (ниппель-гайка-штуцер)
· запорный узел - 1 шт
· колено - 5 шт. (ниппель - гайка - штуцер)
· магистральный трубопровод состоящий из пяти колен (1 колено - 4м) с БРС (ниппель-гайка-штуцер)
· фургон утеплён пенопластом, толщина листа 40 мм. при укладке магистральных труб в пенал (раму), предусмотрена в передней части глухая заглушка, в задней части в виде лючка. (Для исключения налипания и застывание снега, что препятствует извлечению магистральных труб из пенала (рамы).
Стационарная паропромысловая установка СППУ 1600/100 используется для выработки пара для обогрева и очищения спецтехники, депарафинизации нефтяных скважин, отопления жилых и производственных помещений, трубопроводов в коммунальном хозяйстве и
вентиляционных коммуникаций при температурах окружающей среды до - 500С.
Фургонное исполнение установки защищает оборудование от внешних факторов, что обеспечивает стабильность и надежность при ее эксплуатации. Фургон обшит теплоизоляционным материалом. СППУ предназначена для нагревания воды и преобразования ее в пар, подаваемый на выходе под высоким или низким давлением, в зависимости от характера проводимых работ.
Максимальная производительность парового котла 2000 кг/ч под максимальным давлением 100 кгс/см2, температура пара при этом не превышает 310 градусов.
СППУ не имеет возможности обеспечивать оборудование электроэнергией от базового шасси, поэтому электропитание производится от любого доступного внешнего источника тока с напряжением 380В. СППУ позволяет менять режим работы без остановки системы, что положительно сказывается на уровне выброса вредных веществ в атмосферу.
Пульт управления ППУ
Информативный и понятный пульт с которого осуществляется управление установкой. Контрольно-измерительные приборы, размещенные в установке, позволяют контролировать ее работу и следить за всеми основными параметрами.
На пульте управления размещены приборы, показывающие:
· температуру пара;
· уровень топлива;
· давление топлива;
· время наработки;
· наличие/отсутствие факела;
· контрольная нить накала.
Дополнительно на пульте управления размещены переключатели, кнопки и сигнальные световые индикаторы. В технологических линиях установлены приборы контроля и датчики:
· температуры пара на выходе из котла;
· давления пара на выходе из котла;
· давления топлива на входе в котел;
· температуры воды в цистерне;
· поступления воздуха в котел.
Привод агрегатов
Электрический -применяется на стационарных парогенераторных установках.
Электронная система контроля
Электронная система контроля параметров ДСБ-070-М1. Комплект обеспечивает нормальный режим работы установки и ее защиту при аварийных ситуациях. Защита осуществляется путем отсечки дизтоплива, подаваемого к форсункам, при одновременном включении звукового сигнала в аварийных ситуациях.
Рисунок 3. Стационарная ППУ
2. Конструкция и эксплуатация узлов, агрегатов установленных на ППУ-1600/100М и их назначение
Передвижная парогенераторная установка ППУ-1600/100М (рис. 4) на шасси «Урал-4320-1912-60» предназначена для удаления насыщенным паром низкого и высокого давления гидратопарафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах при добыче нефти на промыслах, а также обогрева и мойки автотранспортной техники, разогрева промышленного, коммунального, бытового, водяного и газового оборудования. Управление работой установки - дистанционное, осуществляется из кабины водителя [1].