Оборудование для малотоннажных нефтеперерабатывающих установок

В связи с возросшей потребнос тью в малотоннажных установках пе реработки нефти и газового конден сата ОАО «Белэнергомаш» освоен выпуск установок производительно стью от 10 до 100 тыс. т в год по сырью и уже изготовлено девять ком плектов оборудования.

При создании малотоннажных установок приходится разрабатывать и изготовлять нестандартное обору дование, так как стандартные типо размеры основного технологическо го оборудования крупнотоннажных комплексов (теплообменные аппараты воздушного охлаждения, нефтя ные насосы, трубчатые печи и др.) не рассчитаны для работы при низ кой производительности.

Одним из основных аппаратов установки переработки нефти является трубчатая нагревательная печь, от эффективности работы которой зависит не только поддержание регламентных режимов, но и длитель ность межремонтных пробегов уста новки. При проектировании трубча тых печей малотоннажных установок следует учитывать отсутствие водяно го пара, что обусловливает необхо димость применения особых горелок и изготовления змеевиков, конструк ция которых обеспечивает эвакуацию сырья самотеком.

На первых установках УМТН-50 и УПН-10, изготовленных ОАО «Белэнергомаш», применялись печи ко робчатого типа с горизонтальным факелом. Радиантный змеевик в виде прямоугольной спирали размещался соосно с факелом горелки ГКВТ (комбинированной с воздушным рас пылом). Печи теплоизолировали «мягкими» футеровочными материа лами.

Такие печи отличались полной заводской готовностью к эксплуата ции; габаритными размерами, позво ляющими транспортировать их по железной дороге; технологичностью изготовления из гнутых труб. Одна ко при пуске и эксплуатации этих печей в составе установок выявлены существенные недостатки их конст рукции и работы: неполадки в работе единственной горелки требовали пол ной остановки печи и установки в целом; конструкция радиантной камеры с горизонтальным факелом не обеспечивала равномерности нагре ва змеевика (наблюдалось «зализыва ние» пламенем горелки верхних труб); запас тепловой мощности печи ограничен; при переработке недостаточ но обезвоженной нефти перепад дав лений в змеевике значительно повы­шался из-за нарушения скоростного режима при испарении воды; конст рукция не позволяла полностью опорожнить змеевик от воды после гид роиспытания и от сырья при останов ке, что чревато возникновением аварийных ситуаций (в холодное время года оставшаяся вода может разорвать змеевик, а сырье — застыть).

При проектировании и изготовлении последующих конструкций установок УПН-10 печи были частично модифицированы: изменена форма змеевика, увеличен диаметр его радиантных труб, что позволило обес печить самотечное опорожнение змеев ика, однако осталась опасность «зализывания» труб пламенем горелки.

Среди известных конструкций печей для малотоннажных установок наиболее пригодны цилиндрические печи типа ЦС со свободным верти кальным факелом и вертикальными радиантными трубами, однако и им присущи некоторые недостатки: не­ возможность самотечного опорожне ния змеевика, высокое гидравлическое сопротивление и низкая технологичность сборки змеевика, нерав номерный нагрев труб при работе двух горелок.

С учетом изложенных требований была разработана принципиально новая печь для модернизированной малотоннажной установки УПН-50 (см. рисунок).

При разработке печи удалось сов местить преимущества цилиндричес ких печей и печей со спиральным змеевиком. Вертикальное расположе ние факелов регулируемой длины двух горелок позволяет обеспечить равномерный нагрев труб спирально го радиантного змеевика, а установка двух горелок типа ГКВР повыша ет надежность работы и запас тепло вой мощности печи.

Нагреваемый продукт движется сверху вниз, обеспечивая самотечное опорожнение змеевиков печи. В вер­хней части печи установлен конвективный змеевик с шахматным распо­ложением горизонтальных труб диа метром 76 мм. При работе печи на газовом топливе возможно применение сребренных труб. В радиантной . камере размещен спиральный змее­вик, изготовленный из гнутых труб диаметром 152 мм.

Прямоугольное сечение печи выб­ рано с учетом размещения радиант ного змеевика оптимальной формы для работы с использованием двух горелок и удобства транспортирования печи (в собранном виде) по желез ной дороге. Радиантный змеевик ус тановлен в жаропрочном каркасе и

фиксируется в рабочем состоянии на опорах пода печи, при транспортировании — на опорах боковой стенки. Печь теплоизолирована "мягкими" футеровочными материалами. Разные диаметры труб конвективного и радиантного змеевиков выбраны с целью поддержания требуемого скоростного режима нагреваемой среды.

Конструкция печи позволяет легко демонтировать змеевики. Дымовая труба с шибером устанавливается непосредственно на конвективную камеру печи. Печь комплектуется двумя комбинированными горелками воздушного распыла жидкого топли­ва с регулируемой формой факела, одним или двумя вентиляторами высокого давления, системой паротушения и паровой завесы, системой автоматического розжига и контроля гашения пламени, КИПиА для контроля режима, арматурными блоками регулирования и подготовки печного топлива, обеспечивающими надежную и безопасную работу печи.

Использование ГКВР, работающих на жидком топливе, позволяет отказаться от применения водяного пара, подаваемого на распыл. В случае аварийного отключения вентиля­торов горелки предусмотрена возможность работы горелок на газообразном топливе, но с понижением теплопроизводительности (при условии обеспечения достаточной самотяги в печи).

Печь монтируется на фундаментных опорах, при этом имеется нормальный доступ к горелкам.

Для конденсации бензиновых фракций и охлаждения продуктов, получаемых на установках УПН-10 и УПН-50, ОАО "Белэнергомаш" разработаны и изготовляются аппараты воздушного охлаждения специальной конструкции — с секционным набором теплообменной поверхности. Для конденсации и охлаждения значительных потоков применяются секции коллекторного типа, а для охлаждения малых потоков — змеевикового типа. Каждая секция содержит горизонтальный ряд сребренных труб диаметром 25 или 38 мм. Площадь сребренной поверхности секций коллекторного и змеевикового типов соответственно 19 и 29 м2. На аппаратах устанавливают один два осевых вентилятора диаметром 800 мм с электродвигателем мощностью 3 кВт. Вентиляторы, расположенные ниже секций и между ними, крепятся к специ­альному воздухораспределительному коробу. При нижнем расположении вентиляторов допускается установка не более 12 секций, при среднем — по 10 секций сверху и снизу. При необходимости одновременного охлаждения нескольких потоков с обеспечением оптимальных скоростных режимов охлаждаемых сред структуру аппарата формируют соответствующим набором и соединением секций требуемого типа.