Производство нефтегазового и
энергетического оборудования

г.Екатеринбург,
ул.Генеральская, 3, оф. 435

Печь трубчатая блочная ПТБ-10А(ЭЖ), ПТБ-10-64(ЭЖ)

ПТБ-10А

Печи предназначены для нагрева нефтяных эмульсий и нефти с содержанием серы до 1% по массе и сероводорода в попутном газе до 0,1% по объёму при их промысловой подготовке и транспортировке.

Печь ПТБ-10А имеет возможность работать как на газовом так и на жидком топливе, а также на комбинированном топливе (нефть товарная, диз.топливо/газ).

Печь трубчатая состоит из следующих составных частей:

  • блок основания печи с блоком подготовки топлива с площадкой обслуживания и стремянкой;
  • блок теплообменной камеры с трубами дымовыми и блоками взрывных клапанов с оребренными змеевиками;
  • два блока вентиляторного агрегата;
  • система автоматизации САУ.ПТБ-10А на базе Siemens S7-1200;
  • приборы КИПиА согласно схеме С2;
  • Газорегуляторный пункт блочного исполнении ГРПБ;
  • Блок аппаратурный одномодульный БАО с обогревом, вентиляцией, освещением;

Схема печи ПТБ-10А и блока БАО

Схема ПТБ-10А (ЭЖ)

аппаратурный блок

Принцип работы печи

Камера теплообменная выполнена в виде металлического теплоизолированного корпуса, внутри которого размещены два двухрядных продуктовых змеевика 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 имеет в нижней части боковых стенок четыре окна для присоединения блоков взрывных клапанов. Блок взрывных клапанов имеет фланец для присоединения дымовой трубы. В двух блоках взрывных клапанов имеются змеевики для нагрева топливного газа. В торцевой стенке корпуса камеры имеются штуцер для подвода инертного газа от системы пожаротушения и штуцер, обвязанный трубопроводом и приборами контроля до взрывоопасной концентрации воздушной среды. Кроме того, для осмотра внутреннего объема теплообменной камеры в процессе работы на торцевой стенке имеется гляделка с встроенным термостойким стеклом.

Теплообменная камера своим нижним основанием монтируется на блоке основания печи, представляющей собой стальную сварную пространственную конструкцию. В пределах блока основания печи размещены четыре камеры сгорания для сжигания топлива, трубопроводы подачи топлива к камерам сгорания и их запальным устройствам, воздуховод принудительной подачи воздуха на горение.

Печь работает следующим образом:

Продукт, подлежащий нагреву, поступает в коллектор входной, где измеряется его температура и давление, далее распределяясь по четырем трубопроводам, входит в печь. Нефть при своем движении по секциям змеевиков нагревается за счет тепла, отдаваемого продуктами сгорания топлива.

Топливный газ поступает на печь через змеевик подогрев или минуя его, в зависимости от температуры окружающей среды. Переключение потока газа в данном случае осуществляется запорными устройствами.

Применение в печи регулирующей арматурой позволяет поддерживать заданное соотношение топливо-воздух, обеспечивая таким образом стехиометрическое сжигание топливной смеси.

Технические характеристики

Параметр

Значение

Полезная тепловая мощность печи, МВт (Гкал/ч)

11,6 (10)

Производительность по нагреваемому продукту, кг/с (т/ч), не более:

- нефтяная эмульсия, обводненностью (10…25)% масс, при t=20ºС

 

115,7 (416,6)

Температура, К(0С)

-  на входе продукта в печь, в пределах

-  нагрева продукта, не более

-  средняя самой холодной пятидневки, не ниже

-  абсолютная минимальная окружающего воздуха, не ниже

 

278…323 (5…50)

363 (90)

233 (минус 40)

223 (минус 50)

Давление в продуктовом змеевике, МПа (кгс/см2)

-  рабочее, не более

-  расчетное

-  пробное гидравлическое

 

6,3 (63)

6,3 (63)

8,2 (82)

 Нагреваемая среда

нефть, 
нефтяная эмульсия

 Параметры нефти и нефтяной эмульсии:

-  содержание кислых газов, массовая доля %, не более:

  а) сероводород Н2S, % мол., не более

  б) двуокись углерода СО2, % мол., не более

 

 

0,01

1,0

Вид топлива

природный или нефтяной попутный газ, жидкое топливо (нефть, мазут, дизтопливо)

Характеристика топливного газа:

-  теплота сгорания, МДж/м3 (кКал/нм), в пределах

-  содержание сероводорода, объемная доля, %, не более

Расход топливного газа, м3/с (м3/ч)

 

35…60 (8365…14340)

0,02

0,44(1600)

Давление топливного газа, МПа (кгс/см2),  в пределах:

- на входе в печь (после ГРП)

- перед камерой сгорания

- перед запальной горелкой

 

0,15-0,3 (1,5-3)

0,005-0,05 (0,05-0,5)

0,05-0,15 (0,5-1,5)

Характеристики топливной нефти:

- теплота сгорания, МДж/м³, в пределах

- плотность, кг/м³, не более                               

- вязкость, м²/c (сСт)                                        

- сероводород H2S, % мол., не более                      

- двуокись углерода СО2, % мол., не более               

- температура эксплуатационная, К (ºC), не более  

- давление на входе в подогреватель, МПа (кгс/см²), в пределах  

- давление перед горелкой, МПа (кгс/см²), не более 

- расход топливной нефти, кг/ч, в пределах

 

40-42

887

20 10 (20)

0,01

1,0

323 (50)

4,0…6,2 (40…62)

3,5 (35)

1600

Нагреваемая среда – нефть, нефтяная эмульсия, пластовая вода, газ с содержанием, % моль, не более:

- сероводород H2S

- двуокись углерода CO2

 

 0,01

1,0

Расход воздуха, нм3

24000

Коэффициент полезного действия, %, не ниже

80

Тягодутьевое устройство

Вентилятор В-Ц6-28-10

Мощность электродвигателя вентилятора, кВт

75

Коэффициент полезного действия, не ниже %

70

Масса печи в нерабочем состоянии, кг, не более:

в том числе:

- камера теплообменная

- блок основания печи

- блок вентиляторного агрегата

47000

 

28543

9050

4500

Габаритные размеры (длина х ширина х высота), 
мм, не более:

- печь

- камера теплообменная

- блок основания печи

- блок вентиляторного агрегата

 

 

15590х5370х10350

10190х3250х3580

11640х3150х2712

2400х1320х2025

Показатели надежности:

- средний ресурс до капитального ремонта, лет

- средний срок службы, лет

 

3,5

10,0

Система автоматизации (СА)

Система автоматизации САУ-ПТБ-10А представляет собой комплекс средств управления, контроля, сигнализации и защиты, размещаемых непосредственно на печи и в близи нее.

СА предусматривается дистанционное ручное и автоматическое управление:

  • электродвигателем вентилятора;
  • электромагнитными клапанами;
  • электрическими исполнительными устройствами;
  • аварийным звуковым устройством.

СА обеспечивает автоматический пуск по заданной программе розжига с контролем всех требуемых параметров. При выходе параметров работы печи за пределы допустимых значений происходит блокировка пуска (в процессе розжига происходит прерывание программы розжига) с выдачей аварийной звуковой и световой сигнализацией и аварийная остановка печи.

Розжиг осуществляется одновременной подачей газа на запальную горелку и искры на БИР (блок искрового розжига). Пламя запальной горелки контролируется прибором контроля пламени.По истечении времени контроля открывается клапан основной горелки и подается на неё топливный газ. По истечении определенного интервала времени (время разогрева) печь выходит на расчетный режим работы.

При работе печи измеряются и контролируются следующие параметры, характеризующие режим её работы:

  • расход топлива
  • расход нагреваемого продукта счетчиком нефти
  • избыточное давление топлива
  • статический напор воздуха
  • динамический напор воздуха
  • температура топлива перед горелкой
  • температура воздуха
  • температура нефтепродукта на входах впечь
  • температура нефтепродукта на выходах из печи
  • температура нефтепродукта на выходе потока№1
  • температура нефтепродукта на выходе потока №2
  • температура нефтепродукта на выходе потока №3
  • температура нефтепродукта на выходе потока №4
  • температура газов в дымовой трубе
  • температура среды из теплообменной камеры
  • положение регулятор расхода топлива
  • давление нагреваемого продукта
  • концентрация газов в теплообменной камере, в помещении подготовки топлива, на площадке печи, перед вентилятором
  • довзрывоопасная концентрация газа в теплообменной камере и воздуховоде
  • наличие пламени запальных горелок и камер сгорания;
  • исправность сети электропитания.

СА печи предусмотрено автоматическое поддержание температуры нагреваемого продукта и соотношения «топливо-воздух» на заданном значении. СА предусмотрена автоматическая защита и блокировка программы пуска при выходе значений измеряемых и контролируемых параметров за допустимые пределы. При этом происходит аварийный останов печи с закрытием всех клапанов на линиях горелок. Также срабатывает аварийная звуковая и световая сигнализация. На табло шкафа управления СА выдается сообщение с расшифровкой причины аварийного останова.

Предусмотрен контроль следующих технологических параметров на АРМ оператора и в блоке аппаратурном:

  • давление топливного газа в блоке подготовки топлива после узла очистки газа;
  • давление топливного газа в общем коллекторе к горелкам;
  • давление воздуха, подаваемого вентиляторами в воздуховод;
  • давление подогретого продукта;
  • показатель процентного открытия регулятора давления газа, с возможностью дистанционного управления.
  • температура топливного газа после узла очистки газа;
  • температура холодного продукта;
  • температура подогретого продукта по потокам змеевика;
  • температура подогретого продукта в общем коллекторе;
  • температура уходящих дымовых газов;
  • температура воздуха в воздуховоде;
  • расход топливного газа;
  • расход жидкости через печь;
  • наличие пламени запальных горелок и камер сгорания;
  • наличие до взрывоопасных концентраций газа, в том числе в теплообменных камерах.

Печь в целом, блоки печи и сборочные единицы, демонтируемые на время транспортирования, маркируются на предприятии – изготовителе согласно требованиям технических условий ТУ 3667-007-02934646-2016.

Технологические блоки печи и система автоматизации печи на месте эксплуатации связываются между собой и с другими объектами подготовки нефти трубными коммуникациями, кабельным и силовыми проводками, а также проводками контроля и автоматики, согласно проекту привязки.

Схема ПТБ 10-64 (ЭЖ)