Печь трубчатая блочная ПТБ-5-40А (ЭЖ)

Трубчатая печь прямого нагрева осуществляет нагрев нефти и нефтяных эмульсий при промысловой подготовке и последующей транспортировке по трубопроводам.

Состав изделия

Печь трубчатая блочная ПТБ-5-40Э состоит из следующих основных частей:

камера теплообменная
блок основания печи
блок вентиляторного агрегата БВА
система автоматизации САУ-ПТБ-5-40Э на базе Direct Logic, Siemens или Modicon с приборами КИПиА согласно схеме С2.
Блок аппаратурный (при необходимости)

Чертеж печи ПТБ-5-4Э

Устройство и работа

Технологические блоки печи и система автоматизации печи на месте применения связываются между собой и с другими объектами подготовки нефти трубными коммуникациями, кабельными силовыми проводками, а также проводками контроля и автоматики.

Камера теплообменная выполнена в виде металлического теплоизолированного корпуса, внутри которого размещены продуктовые змеевики из оребренных труб.

В теплообменной камере осуществляется процесс теплообмена между продуктами сгорания газового топлива, омывающими наружные поверхности труб змеевиков и нагреваемой средой, перемещающейся внутри.

Снаружи теплообменной камеры, на потолочной части крепятся дымовые трубы, площадка со стремянкой для обслуживания трех взрывных предохранительных клапанов. В торцевых стенках корпуса камеры имеются штуцера для подвода инертного газа от системы пожаротушения и штуцер, обвязанный трубопроводом и приборами контроля довзрывоопасной концентрации воздушной среды. Кроме того, для осмотра внутреннего объема теплообменной камеры в процессе работы на торцевой стенке со стороны стремянки имеются две гляделки со встроенными термостойкими стеклами.

Теплообменная камера своим нижним основанием монтируется на блоке основания печи, представляющим собой стальную сварную пространственную конструкцию. В пределах блока основания печи размещены две камеры сгорания (реакторы горения) для сжигания топлива, трубопроводы подачи топлива к камерам сгорания и их запальным устройствам, воздуховод принудительной подачи воздуха на горение, соединяющийся с блоком вентиляторного агрегата.

Система автоматизации выполнена по блочно-функциональному принципу и представляет собой комплекс устройств контроля, управления и сигнализации (нижний уровень), размещаемых непосредственно на технологической части печи, а также в помещении аппаратурного блока. Аппаратурный блок – это утепленное помещение, внутри которого размещены щит контроля и управления, стойка питания, отопителя и освещение.

Печь работает следующим образом:

Продукт, подлежащий нагреву, поступает в патрубок входа, и далее входит в теплообменную камеру. Продуктовый змеевик печи является двухпоточным. Нефть при своем движении по секциям змеевиков нагревается за счет тепла, отдаваемого продуктами сгорания газового топлива, сжигаемого в двух камерах сгорания и поступающего в пространство теплообменной камеры.

Следует отметить, что в теплообменной камере, кроме продуктового змеевика, размещены змеевики подогрева топливного газа, в которых газ в зимний период эксплуатации нагревается до температуры 65 0С.

Технические характеристики

Параметр	Значение
Тепловая мощность, МВт, в пределах	3,5-7,3
Производительность по нефтяной эмульсии, кг/с (т/ч), в пределах	34,7-69,5 (125-250)
Температура нефтяной эмульсии на входе в печь, К (°С), не менее	278 (5)
Температура нефтяной эмульсии на выходе из печи, К (°С), не более	363 (90)
Давление в продуктовом змеевике, МПа (кгс/см2), не более	4,0 (40)
Вид топлива	природный или нефтяной попутный газ, жидкое топливо (нефть, мазут, дизтопливо)
Давление топливного газа, МПа (кгс/см2), в пределах: - на входе в печь (после ГРП) - перед камерой сгорания	0,1-0,3 (1,0-3,0) 0,005-0,05 (0,05-0,5)
Расход топливного газа, нм3/ч	720
Расход воздуха, нм3/ч	12000
Количество камер сгорания, шт.	2
Давление воздуха в камере сгорания, Па (мм. рт. ст.)	3000 (300)
Давление газа перед запальной горелкой, МПа (кгс/см2)	0,06-0,18 (0,6-1,8)
Расход газа на запальную горелку, нм3/с (нм3/ч)	0,00043 (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) 940
Нагреваемая среда – нефть, нефтяная эмульсия, пластовая вода, газ с содержанием, % моль, не более: - сероводород H2S - двуокись углерода CO2	0,01 1,0
Количество камер сгорания, шт.	2
Коэффициент полезного действия, %, не ниже	80
Тягодутьевое устройство	Вентилятор В-Ц6-28-10
Мощность электродвигателя вентилятора, кВт	45
Масса, кг, не более: - печи в том числе: - камера теплообменная - блок основания печи - блок вентиляторного агрегата	29 800 18 600 4 400 1 500
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: - печи - камера теплообменная - блок основания печи - блок вентиляторного агрегата	9750х3520х8000 7025х3260х3765 6690х3250х2705 2000х1600х1800
Показатели надежности: - средний ресурс до капитального ремонта, лет - средний срок службы, лет	3,5 10,0

Система автоматизации

Печь оснащена устройствами, приборами, исполнительными механизмами, обеспечивающими дистанционное управление, контроль и регулирование параметров процесса нагрева продукта и режима работы печи, защитой оборудования печи и аварийной сигнализацией при отклонении параметров режима работы от заданных значений. Вышеупомянутые устройства, приборы размещаются как непосредственно на самой печи, так и в аппаратурном блоке (БАО) системы автоматизации.

При работе печи контролируются следующие параметры, характеризующие режим ее работы (см. схему С2):

давление топливного газа, подаваемого от ГРП
давление запального и топливного газа перед камерами сгорания
давление воздуха, подаваемого вентиляторами в воздуховод датчиком давления и напоромером
давление холодного продукта
давление подогретого продукта, выходящего из змеевиков печи
температура топливного газа в коллекторе
температура холодного продукта при помощи технического стеклянного термометра
температура подогретого продукта при помощи технического стеклянного термометра;
температура воздуха в воздуховоде при помощи термопреобразовател
температура уходящих дымовых газов при помощи термопреобразователей
расход топливного газа
напор и давление воздуха, подаваемого на горение при помощи напорного устройства
наличие пламени запальных горелок и камер сгорания
довзрывоопасная концентрация газа в теплообменной камере и воздуховоде

Системой автоматизации печи предусмотрено поддержание температуры нагрева продукта и соотношения «газ-воздух» на заданном уровне.

Системой автоматизации печи предусмотрена автоматическая защита и блокировка в следующих случаях:

отклонение давления топливного газа за установленные сгорания;
понижение давления воздуха, подаваемого к камерам сгорания;
срыв или погасание пламени в камерах сгорания;
превышение допустимой температуры нагрева продукта;
превышение допустимой температуры уходящих дымовых газов;
превышение допускаемого давления нагреваемого продукта;
неисправность датчика пламени;
в случае обнаружения опасной концентрации газа датчиками газосигнализатора в теплообменной камере;
исчезновение напряжения в цепях управления.

Системой автоматизации печи предусмотрена рабочая и аварийная сигнализация:

о наличии электропитания;
о работе вентиляторов;
об окончании продувки теплообменной камеры;
о наличии пламени запальных горелок и камер сгорания;
об отклонении технологических параметров работы печи за установленные пределы.

Схема установки