Файл: Романов Б.А. Котельные установки предприятий нефтяной и газовой промышленности.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 128
Скачиваний: 1
Передвижная парогеиераторная установка УПГ-9/120 состоит из следующих основных узлов: насоса, бака, теплообменника ис ходной воды, блока хнмводоочистки с насосами и реагентным хо зяйством. бака и насосов химически очищенной воды, деаэратора высокого давления, теплообменника для охлаждения деаэрирован ной воды, бустериого и питательного насосов, парогенератора с
системой |
подачи |
|
воздуха и |
|
||
топлива, |
влагомера, |
дрос |
Продукты |
|||
сельного устройства, систе |
|
|||||
мы КИП, защиты и авто |
|
|||||
матического регулирования. |
|
|||||
Все оборудование |
парогеие- |
|
||||
раторной |
установки |
монти |
|
|||
руется на двух специальных |
|
|||||
рамах —• базовых шасси. |
|
|||||
Парогенератор |
установ |
|
||||
ки УПГ-9/120 представляет |
|
|||||
собой |
агрегат |
пролетного |
|
|||
типа, |
является |
|
однониточ |
|
||
ным |
по |
навивке |
|
поверхно |
Рис. 27. Принципиальная схема парогене |
|
стей |
нагрева. |
Основными |
ратора УПГ-9/120 |
|||
узлами |
агрегата |
являются |
|
трубная система с блоком обдувочных труб, корпус с рамой, фрон товой щит с горелочным устройством, выходной газовый короб.
Воздух через паровой калорифер двумя патрубками подается в кольцевое пространство между обшивками. По нижней половине кольцевого сечения воздух проходит по направлению от фронто вого щита к выходному газовому коробу. В перепускных окнах обшивки корпуса воздух поворачивается на 180° и по верхней по
ловине |
кольцевого сечения |
проходит в обратном направлении: |
|
Воздух |
при этом нагревается |
на |
40—60° С, охлаждая обшивку. |
Затем |
по перепускному коробу он подается в сборный воздушный |
||
короб на фронтовом щите и далее в горелочное устройство. |
|||
Дымовые гаэы из топки (при |
г1= 1120° С) входят в конвектив |
||
ные поверхности нагрева и затем |
(при ^«400°С) поступают в вы |
ходной газовый короб.
Питательная вода подается во фронтовой змеевик 1 (рис. 27), затем поступает в цилиндрический спиральный змеевик 2, экрани рующий топочную камеру, а из него в задний экран топки 3. Далее пароводяная смесь направляется по внутреннему соединительному трубопроводу конвективного пакета 4. Затем по внешнему пере пускному трубопроводу пароводяная смесь поступает в змеевик второго конвективного пакета 5, далее поток идет по внутреннему соединительному трубопроводу в настенный змеевик 6, откуда со степенью сухости 0,8 по трубопроводу направляется в сепаратор влагомера. После измерительной паровой шайбы и водяного мери тельного сосуда пар и вода вновь смешиваются и пароводяная смесь направляется в скважины.
3 Зак. 636 |
65 |
Трубная система котельного агрегата состоит из экранной си стемы топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева и блока обдувочных труб.
Экранная система топочной камеры состоит из цилиндриче ского, фронтового и заднего плоских змеевиков. Один конец плос кого фронтового змеевика переходит в цилиндрический змеевик топочной камеры, а другой выводится через обшивку. Наружный конец заднего экрана соединен с цилиндрическим змеевиком ка
меры, а внутренний конец с
I ,Продукты внутренним |
концом |
первого |
||||
сгорания |
ряда первого конвективного |
|||||
|
пакета. |
|
Топочная |
трубная |
||
|
система |
образована |
из труб |
|||
|
наружным диаметром 60 мм. |
|||||
|
Трубы |
фронтового плоского |
||||
|
змеевика |
п |
цилиндрической |
|||
|
навивки |
на |
длине |
0,5 м |
||
|
имеют шипы и покрыты ог |
|||||
|
неупорной массой. |
поверх |
||||
|
Конвективные |
|||||
|
ности состоят из двух оди |
|||||
Рис. 28. Принципиальная схема парогене |
наковых блоков, каждый из |
|||||
которых |
включает |
в |
себя |
|||
ратора фирмы «Такума» |
настенный змеевик |
с |
па |
|||
|
кетом |
плоских спиральных |
змеевиков (17 штук), последовательно соединенных друг с другом. Все конвективные поверхности навиты из труб наружным диа метром 60 мм. Центральная часть спиральных змеевиков на диа метре 600—700 мм свободна от витков. В этой полости устанав ливается извлекаемый блок обдувочных труб.
Блок обдувочных труб состоит пз шести трубных змеевиков, последовательно соединенных друг с другом. Каждый такой эле мент состоит из наружной и внутренней труб, вставленных концентрнчно одна в другую, соответственно диаметрами 76 и 56 мм. В кольцевом зазоре между ними циркулирует охлаждающая вода. Во внутреннюю трубу подается обдувочный агент.
К стенкам наружной и внутренней труб приварены две груп пы сопловых элементов из 17 сопел.
В парогенераторных установках ППГУ-4/120 и УПГ-9/120 мо жет использоваться в качестве топлива сырая нефть или попут ный газ.
Принципиальная .схема и трубная система парогенератора фир
мы «Такума» приведены на рпс. 28 и 29. |
|
|
|||
Питательная вода |
при температуре 150— 170° С и давленіи! |
||||
18 МПа питательными |
насосами |
подается |
в блок |
обдувочных |
|
труб 2 парогенератора |
1 (рис. |
28). |
Далее |
вода и |
пароводяная |
смесь направляются в |
первый |
пакет конвективных |
поверхностей |
66
нагрева 3. Отсюда влажный насыщенный пар поступает в радиа ционные поверхности нагрева 4 и на скважину.
Циркуляционный контур котла «Такума» выполнен для всех типов однониточным и одноходовым по движению продуктов сго рания.
Парогенератор «Такума» имеет, цилиндрическую форму и со стоит из следующих основных элементов: фронтового щита, топоч ной экранной системы, конвективных поверхностей нагрева, выход-
ВыхоЗ
Рис. 29. Трубная система топочной камеры (о) и конвективной части (б) парогенератора «Такума»
ного газового короба, корпуса п опорной рамы. На фронтовом щите установлено комбинированное горелочное устройство с за щитно-запальным комплексом для раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива. Здесь же располагаются вентилятор и щит управления парогенератором с необходимыми контрольноизмерительными приборами и средствами автоматизации и защи ты. Футеровка фронтового щита экранирована плоским спираль ным змеевиком.
К экранной системе топочной камеры относится также цилин дрический змеевик, смежные витки которого вплотную касаются друг друга. Наружные диаметры труб экранной системы парогене раторов VS-90 F II VS-45F соответственно составляют 60,3 и
50,8 мм. Размеры топочной камеры выбираются из условия завер шения всех топочных процессов в камере и получения температу ры на выходе из топки, обеспечивающей отсутствие шлакования
3* G7
и заноса конвективных поверхностей нагрева. Кроме того, при вы бранной длине камеры отсутствует затягивание факела в конвек тивные поверхности.
Конвективные поверхности нагрева примыкают непосредственно к топочной камере и состоят из настенного конвективного змееви ка, являющегося продолжением топочного и образованного также навивкой трубы, смежные витки которой касаются друг друга, из нескольких пакетов и блока обдувочных труб. Пакеты плоских спи ральных змеевиков расположены в настенном змеевике. В цен тральной части этих пакетов расположен блок обдувочных труб, последовательно включенных в циркуляционный контур. Конструк ция конвективных пакетов позволяет персоналу проникнуть внутрь конвективного газохода и проводить требуемые операции. Наруж ный диаметр труб, применяемых в конвективной части, для агрегатов VS-90F и VS-45F такой же, как и в радиационной части.
Трубная система парогенератора размещена в корпусе, состоя щем из внутренней и внешней металлических обшивок, концентрично расположенных относительно друг друга. Внутренняя полость между указанными обшивками заполнена теплоизо ляцией.
К последнему конвективному пакету примыкает выходной га зовый короб, изнутри покрытый теплоизоляцией. Внутри короба смонтированы направляющие лопатки, предназначенные для улуч шения омывания конвективных поверхностей.
В качестве основного топлива парогенераторов фирмы «Такума» VS-90F и VS-45F используется сырая нефть и резервный при родный или попутный газ.
Парогенераторы оборудованы системой автоматики и защиты. Отключается подача топлива в следующих случаях: при падении расхода питательной воды ниже 50%; при повышении температуры пара на выходе из парогенератора сверх установленного значения; при погасании факела; при остановке вентилятора; при низком давлении нефти; при низкой температуре топлива; при низком уровне воды в деаэраторе; при низком давлении воздуха в системе регулирования; при чрезмерном повышении или снижении давле ния пара в парогенераторе.
Система автоматики и регулирования парогенераторов фирмы «Такума» является пневматической, для чего в системе регулиро вания предусмотрена установка подкачивающего компрессора.
Парогенератор KSK представляет собой прямоточный котель ный агрегат. Он состоит из топочной камеры 1 и конвективной ча сти 2 (рис. 30). Поверхности нагрева выполнены из стальных змеевиков с горизонтальной навивкой. Корпус парогенератора KSK, в отличие от ранее рассмотренных, имеет в поперечном се чении квадратную, а не круглую форму. Дымовые газы из топоч ной камеры проходят конвективную часть котла и удаляются из установки через выхлопную трубу. Питательная вода из деаэрато
68
ра поступает в змеевики конвективной части поверхности нагрева парогенератора, а затем проходит радиационную часть. По отно шению к движению дымовых газов, питательная вода и пароводя ная смесь в парогенераторе KSK движутся противоточио. Уста новка работает на сырой нефти или мазуте.
Рис. 30. Парогенератор KSK
Водогрейные котлы
Получение горячей воды для отопления и горячего водоснаб жения производится в чугунных и стальных котлах.
Важнейшими эксплуатационными показателями работы водо грейных котлов являются: тепловая мощность, тепловое напряже ние площади поверхности нагрева и к. п.д.
Тепловая мощность или теплопроизводительность водогрейного котла есть тепловой поток, полезно воспринимаемый водой, в кВт (или ккал/ч).
Тепловое напряжение площади поверхности нагрева опреде ляется полезным тепловым потоком, приходящимся на 1 м2 пло щади поверхности нагрева котла; для определения этого показа
69
теля следует тепловую мощность котла разделить иа его площадь поверхности нагрева.
К. п. д. водогрейного котла показывает долю теплоты сгора ния топлива, полезно использованную в котле.
Стальные водогрейные котлы большой производительности, предназначенные для сжигания газа н мазута, выпускаются не скольких типов. Среди них наиболее известными являются котлы
ОВД-7,5, ТВГМ п ПТВМ (табл. 10). |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 10 |
Краткие характеристики стальных водогрейных котлов |
||||||
|
Номинальная |
Рабочее |
Расчетный |
|
|
|
Тип котла |
тепловая мощ избыточное |
|
Топливо |
|||
ность МВт |
давле пне, |
расход поды, |
|
|||
|
(Гкал/ч) |
МПа |
ма/ч 1 |
|
|
|
ОВД-7,5 |
8,7 |
(7,5) |
1,5 |
/94 |
Природный газ |
|
ТВГМ-30 |
35 |
(30) |
2,0 |
750/375 |
Газ, |
мазут |
ПТВМ-30 |
35 |
(30) |
2,0 |
750/375 |
Мазут |
|
ПТВМ-50 |
58 |
(50) |
2,0 |
1200/620 |
Газ, |
мазут |
ПТВМ-100 |
116 (100) |
2,5 |
2170/1335 |
» |
» |
|
ПТВМ-180 |
210 |
(180) |
2,5 |
3860/ |
» |
» |
от |
‘) |
В числителе—расчетный расход поды при гшковом режиме (подогреве поды |
101 |
до 150 С), в знаменателе—при основном режиме (подогрев поды от 70 |
|
до |
150 |
С). |
Основным элементом нагревательной установки для получения горячей воды при закачке ее в нефтеносные пласты с целью уве личения извлечения нефти является котел ПТВМ.
К. п.д. стальных водогрейных котлов равен 85—90%, тепловое напряжение площади поверхности нагрева — 35—46,5 кВт.
На рис. 31 изображен стальной водогрейный котел ПТВМ-50-1. Топочная камера его полностью экранирована фронтовым 1, боко выми 6 и задними 3 экранами. Котел оснащен двенадцатью горел ками 4 с индивидуальными дутьевыми вентиляторами. Горелки размещены по шесть с противоположных боковых сторон топки. Продукты сгорания из топки проходят конвективные поверхности нагрева 2, дымовую трубу 5 и выходят в атмосферу. Конвективные
поверхности нагрева, дымовая труба высотой 40 |
м |
и диаметром |
2,5 м располагаются над топкой. |
60 |
мм, верхние |
Топочные экраны состоят из труб диаметром |
||
и нижние концы которых ввариваются в коллекторы. |
|
Конвективная поверхность нагрева состоит из отдельных змее виков, образованных.трубами диаметром 28 мм, согнутых в виде
70
буквы П, концы которых вварены в вертикальные трубы коллек тора диаметром 83 мм. Для направления движения воды по тру бам змеевика в вертикальных коллекторах в середине установлены перегородки. Эти змеевики в конвективном пучке располагаются
Рис. 31. Стальном водогреГшый котел ПТВМ-50-1 для работы на газе и мазуте
параллельно друг другу, причем у смежных змеевиков коллекторы располагаются у одного с левой стороны, а у другого — с правой.
Облегченная обмуровка котла крепится прямо на трубах экра нов и на коллекторах змеевиков конвективного пучка. Нижняя часть котла с дутьевыми вентиляторами, водоподводящими п отво дящими трубами располагается в здании, а верхняя часть — на от крытом воздухе.
71