Технологический расчет и подбор стандартного оборудования для установок системы сбора и подготовки скважинной продукции (864752), страница 6
Текст из файла (страница 6)
При этомна жидкость, находящееся в межлопастных каналах во вращении,действует центробежная сила, и жидкость приобретает ускорение ипокидает колесо с большой скоростью, то есть со значительнойкинетической энергией. Покинув колесо, жидкость попадает в отвод,который представляет собой криволинейный постепенно расширяющийсяканал. Двигаясь по такому каналу поток жидкости, постепенно тормозитсяи теряет свою кинетическую энергию. Данный процесс в соответствии сзаконом сохранения энергии сопровождается увеличением энергии30потенциальной, мерой которой для случая потока жидкости являетсядавление или напор. За счет созданного в отводе напора или давления ипроисходит дальнейшее движение жидкости по нагнетательномутрубопроводу.Все рассмотренное и составляет принцип действия центробежныхнасосов, который кратко сводится к приданию потоку жидкостикинетической энергии и последующему преобразованию ее в энергиюпотенциальную, то есть в давление или напор.1.4.
Теплообменное оборудование1.4.1. Общие сведения о теплообменных аппаратах и ихклассификация [4-7]Теплообменники (англ. heat exchangers) - аппараты для передачитепла от среды с более высокой температурой к среде с более низкой.Теплообменникиширокоприменяютсявнефтяной,нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и других отрасляхпромышленности.
Теплообменники по своей массе составляют до 30 %общей массы металла всего технологического оборудования.В зависимости от способа передачи тепла различаютсятеплообменники смешения и поверхностные.Втеплообменникахсмешенияпередачатепламеждутеплообменивающимися средами происходит путем их непосредственногоконтакта. Такой способ передачи тепла позволяет значительно сократитьрасход металла на изготовление аппаратов. Однако их можно применятьтолько в тех случаях, когда допустимо смешение потоков (например,подвод тепла с помощью горячей струи в низ ректификационных колонн,барометрический конденсатор вакуумной колонны).В поверхностных теплообменниках передача тепла междутеплообменивающимися средами осуществляется с использованиемповерхности теплообмена. Они делятся на рекуперативные ирегенеративные.
В первых передача тепла осуществляется черезповерхность теплообмена. К рекуперативным теплообменникам можноотнести кожухотрубчатые, типа «труба в трубе», аппараты воздушногоохлаждения (АВО), погружные, оросительные, пластинчатые, спиральные.В регенеративных теплообменниках горячая и холодная среды омываютпопеременно одну и ту же поверхность, аккумулирующую тепло.Внефтегазоперерабатывающейпромышленностиширокоиспользуются поверхностные рекуперативные теплообменники кожухотрубчатые, типа «труба в трубе», АВО.По конструктивному исполнению кожухотрубчатые теплообменникиподразделяются на следующие типы: с неподвижными трубными31решетками, с плавающей головкой (рисунок 14 а), с температурнымкомпенсатором на корпусе, с U-образными трубами (рисунок 14 б).
Впервых существенное различие между температурами труб и кожухаприводит к возникновению температурных усилий и напряжений, чтоможет вызвать нарушение плотности соединения труб с трубной решеткой.Поэтому такие теплообменники применяют при разнице температуртеплообменивающихся сред не более 50 °С. В теплообменниках сплавающей головкой подвижная трубная решетка позволяет трубномупучку свободно перемещаться независимо от корпуса. В таких аппаратахтрубные пучки могут быть сравнительно легко удалены из корпуса, чтооблегчает их ремонт, чистку и замену. Кожухотрубчатые теплообменникис U-образными трубками имеют одну трубную решетку, в которуюввальцованы оба конца U-образных трубок, что обеспечивает свободноеудлинение трубок при изменении их температуры. Преимуществотеплообменников с U-образными трубками - отсутствие разъемногосоединения внутри кожуха, что позволяет успешно применять их приповышенных давлениях.
Недостатком таких аппаратов является трудностьчистки внутренней и наружной поверхностей труб, вследствие которойонииспользуютсяпреимущественнодлячистыхпродуктов.Теплообменники типа «труба в трубе» можно разделить на два основныхвида - однопоточные (неразборные и разборные) и многопоточные(разборные). Неразборные теплообменники типа «труба в трубе»применяют, если среды не дают отложений, вызывающих необходимостьмеханической чистки поверхности теплообменных труб. Разборныетеплообменники (рисунок 15) позволяют чистить трубы механически.Разборные многопоточные теплообменники типа «труба в трубе» (рисунок15 б) в отличие от однопоточных предназначены для сравнительнобольших расходов рабочих сред (в случае жидких сред от 10 до 200 т/ч втрубном пространстве и от 10 до 300 т/ч в кольцевом пространстве).
Втеплообменниках разборной конструкции внутренние трубы в рядеслучаев с наружной стороны выполняют с оребрением, что позволяет в 4-5раз увеличить поверхность теплообмена. Отношение поверхностиоребренной трубы к наружной поверхности гладкой трубы по основаниюребер называется коэффициентом оребрения.В аппаратах воздушного охлаждения (рисунок 16) в качествехладагента используется атмосферный воздух, обтекающий в поперечномнаправлении параллельные ряды оребренных теплообменных труб, покоторым движется охлаждаемый продукт. Движение воздухаосуществляется путем нагнетания или отсоса его вентиляторомпропеллерного типа с диаметром колеса от 0,8 до 7 м, а зимой, в рядеслучаев, в результате естественной циркуляции.
Применение в АВОоребренных труб обусловлено необходимостью компенсировать низкий32коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха (для стандартизированныхАВО коэффициент оребрения лежит в пределах 5,8 - 22,6). В конструкцияхаппаратов воздушного охлаждения предусматриваются меры длярегулирования режима работы в связи с сезонным и суточным изменениемтемпературы воздуха.
Работу аппаратов воздушного охлаждения можнорегулировать следующим образом: изменением частоты вращения колесавентилятора; изменением угла наклона лопастей вентилятора;жалюзийными устройствами, дросселирующими поток воздуха;отключением части или всех вентиляторов (в зимнее время года);рециркуляцией части воздуха и дренированием в атмосферу; увлажнениемвоздуха (в жаркое летнее время) за счет впрыска химически очищеннойводы. Применение жалюзийных устройств, рециркуляция и дренированиевоздуха не обеспечивают экономию электроэнергии и менее выгодны, чемдругие способы.При выборе теплообменников необходимо учитывать тепловуюнагрузку аппарата, температуру и давление, при которых реализуетсяпроцесс, агрегатное состояние и физико-химические свойстватеплоносителей, их химическую агрессивность, условия теплоотдачи,возможность загрязнения рабочих поверхностей аппарата, простотуустройства и изготовления, компактность аппарата, расход металла наединицу переданного тепла и другие технико-экономические показатели[4].33а — с плавающей головкой: 1 — крышка распределительной камеры; 2 —распределительная камера; 3 — неподвижная трубная решетка; 4 — кожух; 5 —теплообменная труба; 6 — поперечная перегородка; 7 — подвижная трубная решетка; 8— крышка кожуха; 9 — крышка плавающей головки; 10 — опора; 11 — катковая опоратрубчатого пучка;б — с U - образными трубками: 1 — распределительная камера; 2 — трубнаярешетка; 3 — кожух; 4 — теплообменная труба; 5 — поперечная перегородка; 6 —крышка кожуха; 7 — опора; 8 — катковая опора трубчатого пучкаРисунок 14 - Кожухотрубчатые теплообменники34а — разборный однопоточный: 1 — теплообменная труба; 2 — кожуховая труба;3 — опора; 4 — решетка кожуховых труб; 5 — поворотная камера; 6 — двойник; 7 —решетка теплообменных труб;б — разборный многопоточный: 1 — первая распределительная камера; 2 —решетка теплообменных труб; 3 — вторая распределительная камера; 4 — решеткакожуховых труб; 5 — опора; 6 — теплообменная труба; 7 — кожуховая труба; 8 —поворотная камера; 9 — двойникРисунок 15 - Теплообменные аппараты типа «труба в трубе»а - зигзагообразный;б - шатровый;1 - трубная секция; 2 - жалюзи; 3 - механизм дистанционного поворота жалюзей спневматическим приводом; 4 - коллектор впрыска химически очищенной воды; 5 диффузор; 6 - колесо вентилятора; 7 - металлическая несущая конструкция; 8 - стяжка;9 - тихоходный электродвигательРисунок 16 - Аппараты воздушного охлаждения351.4.2.
ПечиПечь трубчатая блочная ПТБ-10-64 (рис. 17) предназначена дляподогреваобводненныхнефтейпередаппаратамиглубокогообезвоживания и обессоливания. Допускается применение для нагреванефтяных эмульсий с повышенной коррозионной активностью исклонностью к отложению солей и механических примесей на установкахподготовки нефти пропускной способностью 3; 6 и 9 млн. т/год.В шифре остановки приняты следующие обозначения:- ПТБ — печь трубчатая блочная;- первое число — номинальная тепловая производительность,- второе — допустимое рабочее давление.Рис 17.
Печь ПТБ-10-64Устройство и принцип работыПечь состоит из теплообменной камеры I, блока основания II и блокауправления и сигнализации типа «Сатурн» III. Теплообменная камерапредставляет собой систему из четырех одинаковых змеевиков,выполненных из оребренных труб, служащих для передачи теплотынагреваемой среде.
Внутри камера обшита листами из нержавеющей стали,теплоизолирована. Наружная обшивка выполнена из листовой стали в видегерметичного короба. Тепловая камера оборудована взрывными клапанами10 н смотровыми люками 6. В нижней части боковых стенок тепловой36камеры располагаются дымоотводящие устройства 9, к фланцам которыхснаружи крепятся дымовые трубы 4. В нижней стенке теплообменнойкамеры предусмотрены люки для крепления камер сгорания 2 исоответствующие устройства для направления дымовых газов из камерысгорания в теплообменную камеру.Блок основания представляет собой конструкцию, предназначеннуюдля установки теплообменной камеры с трубопроводной обвязкой икамерами сгорания 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
