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

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

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/нм³), 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/ч	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

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)

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/нм³), 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/ч

24000

Коэффициент полезного действия, %, не ниже

Тягодутьевое устройство

Вентилятор В-Ц6-28-10

Мощность электродвигателя вентилятора, кВт

Коэффициент полезного действия, не ниже %

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.