Энергоаудит

Услуги

Отзывы и клиенты

Свидетельство СРО

Энергетический паспорт

Стоимость

Контакты

Энергосбережения при подготовке нефти

Знергоаудит, заказать проведение энергетического аудита промышленного предприятия или компании

Резерв снижения удельных расходов топлива на объектах промысловой подготовки нефти

 

А. И. Антипов

 

Для осуществления технологических процессов на объектах промысловой подготовки нефти расходуется значительное количество топливно-энергетических ресурсов. Удельные расходы их не остаются постоянными и меняются в зависимости от ряда объективных причин, к которым относятся [1, 2] влияние сезонности, естественный износ применяемого оборудования, изменение степени загрузки технологических установок или отдельных блоков, узлов, аппаратов, изменение технологических условий работы.

Эти причины приводят к изменению тепловых балансов и, следовательно, удельных расходов топлива, как в целом по установке или блоку, так и по отдельным процессам. Поэтому режимы работы технологического оборудования объектов могут в значительной мере отличаться от расчетных и соответствующим образом влиять на общие и удельные расходы топлива.

Возрастающие цены на топливо влекут за собой необходимость анализа эффективности его использования и соответствующего обоснования статей расхода. Так, применительно к объектам подготовки нефти расходы топлива должны определяться с объективным учетом многих факторов, в том числе особенностей применяемого технологического оборудования (тип, степень износа, ремонтопригодность), качество сырой нефти и товарной продукции, технологические условия.

Кроме того, необходим учет возможностей ремонтных баз предприятий, так как многие технико-экономические показатели теплотехнического оборудования, например, генераторов тепла, уже в начальной стадии эксплуатации не могут достигать паспортных значений, устанавливаемых заводами-изготовителями.

Рассмотрим техническое состояние генераторов тепла названных объектов, на многих из которых проектом были заложены трубчатые печи типа ПБ конструкции ВНИИНефтемаш, оснащенные панельными горелками беспламенного горения типа ГПБш [3,4].

Большинство из этих печей находятся в эксплуатации несколько десятилетий. Перерывы в эксплуатации имеют место только при выводе их на ремонт или в резерв. Одна из их отличительных особенностей - небольшие топочные объемы при относительно высоких объёмных тепловых напряжениях, что должно компенсироваться интенсивным тепловыделением с поверхностей торцевых частей керамических туннелей нескольких сотен инжекционных горелок. Ниже приводятся наиболее важные теплотехнические характеристики рассматриваемых печей.

 

Таблица 1.

 

№ п.п Наименование Размерность Числовые значения параметров

Проектные Достигнутые

1 2 3 4 5

1 Теплонапряженность рабочих поверхностей нагрева кВт /м2 38,7- 103 (6,7... .35,4) -103

 

2. Температура нагреваемой нефти при входе в продуктовый змеевик °С 70. ..200 70.... 200

3. Коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания топлива при выходе из конвективных поверхностей нагрева - 1,1 1,3. ...2,0*

4. Тепловой к.п.д. печи % 80 62. ..76

5. Потери тепла с уходящими продуктами сгорания топлива % 17 22. ..34

6. То же от охлаждения наружных поверхностей % 3 5. ..8

7. Расход условного топлива на 1Гкал (4, 19-1 06 кДж) полезной теплопроизводительности кг 178,6 188. ..208

Из приведенных данных следует, что номинальные значения полезных тепловых мощностей и коэффициентов полезного действия печей на объектах промысловой подготовки нефти не были достигнуты. Для достижения номинальных удельных расходов топлива имеется ряд препятствий. Так, проектом предусматривается получение больших тепловых напряжений рабочих поверхностей нагрева за счет лучистого теплообмена [4]. Как показала практика, эксплуатацию панельных горелок беспламенного горения в условиях объектов подготовки нефти в подавляющем большинстве случаев затрудняют: влияние ветрового напора и высоты расположения горелок на инжекцию; многочисленность точек обслуживания горелок; сложность регулирования качественных характеристик топочных процессов; перекосы в распределении тепловых потоков в связи с изменением интенсивности и направления ветра.

Для замены названных горелок на другие необходимо решение ряда задач, основными из которых являются: обеспечение больших объемных теплонапряжений в топочном пространстве небольших размеров; обеспечение равномерного распределения тепловых потоков по поверхностям радиационных трубных экранов, как по горизонтали, так и по вертикали; сокращение количества горелок с одновременным увеличением срока их эксплуатации и повышением ремонтопригодности.

Одним из рациональных путей модернизации топочной части является замена панельных горелок ГПБш акустическими горелками типа АГГ конструкции Самарского технического университета [5]. Работа в данном направлении проводится на ряде действующих объектов.

Использование горелок АГГ позволяет значительно снизить долю балластного воздуха в продуктах сгорания топлива и снизить образование оксидов азота.

Одной из основных причин низкого к.п.д. печей ПБ является недостаточная плотность топок и неорганизованное проникновение лишнего воздуха. Количество неорганизованного воздуха, поступившего в топку, оценивается величиной возрастания коэффициента избытка воздуха а в газовом тракте. Основная масса балластного воздуха проникает через ретурбендные камеры и смесители неработающих горелок. Например, в печах ПБ-20 балласт, поступающий через 1 м2 неплотностей при нормальной величине разрежения, равной 4 мм в.ст., превышает массу воздуха, необходимую для поддержания коэффициента его избытка свыше допустимых значений.

Предельно допускаемую величину суммарного сечения неплотностей можно определить из отношения:

 

где ω - площадь неплотностей, м2; DМ - масса воздуха, достаточная для возрастания коэффициента его расхода в топке до допускаемых значений, кг/ч; DМв - масса воздуха, поступающего в топку через 1 м2 неплотностей, кг/(м2-ч).

В наиболее распространенной печи типа ПБ-20 при полезной нагрузке 18,6-103 кВт и при использовании в качестве топлива попутного нефтяного газа допускаемая величина неплотностей составляет 0,426 м2. Фактически она значительно больше. Например, при 10 неработающих горелках и среднем зазоре в отверстиях трубных решеток, равном 15мм, площадь неплотностей составляет 0,66 м2. При этом количество неорганизованного воздуха, поступающего в топку, составляет 15,4-103 кг/ч, что приводит к возрастанию коэффициента расхода воздуха до α=1,9.

При соблюдении идентичных температурных условий в топках и газоходах печей ПБ-9 и ΠБ-16 коэффициенты полезного действия будут ниже, так как через равные площади неплотностей в торцевых частях будет поступать приблизительно одинаковое количество неорганизованного воздуха. Вследствие идентичности размеров по профилю (ширина и высота одинаковы) будет справедливо условие:

 

где Q20 - теплопроизводительность печи ПБ-20; Qx - то же печи другой марки; DМ20 - масса балластного воздуха, поступающего в печь ПБ-20 при коэффициенте его избытка α20; DМх- тоже в печи другой марки, необходимая для поддержания условия α20= αχ; ω но20 - площадь неплотностей торцевых частей печи ПБ-20, приводящая к присосу воздуха в количестве DМ20; ω нох- тоже печи другой марки.

В печах с меньшими номинальными тепловыми мощностями допускаемые размеры неплотностей должны быть меньше. Например, в печи типа ПБ-9 при полезной тепловой нагрузке 8-106 ккал/ч допускаемая величина зазора между трубами продуктового змеевика и трубными решетками должна быть не более 1,8мм.

Снижение коэффициента избытка воздуха в топках вследствие уменьшения неплотностей позволит существенно сократить дефицит тяги, нормализовать топочные процессы, увеличить срок службы трубного змеевика, подвесной обмуровки, а также металлических элементов её крепления, увеличить к.п.д. печи, то есть снизить расход топлива на выработку полезной теплоты за счет уменьшения потерь с уходящими дымовыми газами и химической неполноты сгорания топлива.

При средней величине полезной тепловой нагрузки только одной печи 13,96-103 кВт (12 Гкал/час) и продолжительности нахождения в работе в течение 10 месяцев в году достигаемая экономия может составить свыше 1,3 тыс. кг условного топлива.

 

Список литературы

1. Антипов А.И. Определение тепло- и топливопотребления при подготовке нефти: Сб. тр. института "ТатНИПИнефть" "Вопросы интенсификации процессов добычи и совершенствования технологии подготовки нефти". Альметьевск. 1973.

2.      Методика расчета норм расхода котельно-печного топлива на подготовку нефти и транспорт нефти и попутного газа. РД 39-1-516-81. Краснодар. 1981.

3.      Саттаров У.Г., Антипов А.И., Пасечников П.С. Сравнение основных технико-

экономических показателей генераторов тепла установок промысловой подготовки нефти. Сб. тр. Тат. НТО НГП и МИНХ и ГП им. И.М. Губкина. "Научные исследования и эффективность производства". Альметьевск. 1978.

4.      Трубчатые печи. Тр. ГИПРОнефтемаш, вып. 5 (15)/ под. ред. Ц.А. Бахшияна. М.:Химия. 1969.205с.

5.      Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия. 1987. 304 с.

 

место
среди энергоаудиторских компаний России согласно рейтингу РБК

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ

8 (495) 973-32-67

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Работаем по всей России

111024, г. Москва, ул. Авиамоторная, д.10, корп.2. Тел./факс: 8 (495) 973-32-67, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Copyright © 2018. Межрегиональная Энергосберегающая Компания.