содержание      ..     28      29      30      31     ..

Глава 6 ПОДОГРЕВ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА НЕФТЕБАЗАХ (1973 год)

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Многие нефтепродукты при охлаждении теряют текучесть, а некоторые даже переходят в твердое состояние. Значительное возрастание вязкости нефтепродуктов при охлаждении объясняется содержанием высокомолекулярных тяжелых углеводородов.

Затвердевание парафинистых нефтепродуктов происходит в результате кристаллизации парафина.

Подогрев существенно изменяет физико-техническую характеристику нефтепродуктов. В результате подогрева нефтепродукт расширяется, уменьшаются силы внутреннего трения и увеличивается подвижность его.

При подогреве парафинистых нефтей и нефтепродуктов расплавляется парафин; сетка, образованная кристалликами парафина, разрушается, и продукт становится подвижным. Восстановление текучести нефтей и нефтепродуктов является необходимым условием для производства операции налива, слива и перекачки.

Однако значение подогрева не ограничивается этим — он необходим при выполнении следующих операций: деэмульсации нефтей; освобождении нефтей и нефтепродуктов от механических примесей; подготовке нефтетоплива к сжиганию под котлами, в печах и в двигателях внутреннего сгорания; смешении нефтепродуктов; регенерации отработанных масел; зачистке емкостей от отложений и др.

В подогревательных устройствах могут быть применены следующие теплоносители.

Водяной пар — наиболее распространенный, доступный вид теплоносителя. Он обладает сравнительно большим теплосодержанием и высоким коэффициентом теплоотдачи.

Подогрев паром наиболее прост; кроме того, пар легко транспортируется к объекту и не пожароопасен. Подогрев паром происходит примерно при постоянной температуре, поэтому регулирование процесса чрезвычайно простое.

Для повышения эффективности потребления тепловой: энергии пар должен использоваться по следующему циклу: из котла он поступает в паровые насосы, где производит механическую работу; выхлопной пар используется в теплообменных устройствах, откуда конденсат после очистки от нефтепродуктов подается обратно в паровой котел.

Следующим по степени распространенности теплоносителем является электрическая энергия.

В зависимости от местонахождения источника тепла различают внешний подогрев, когда теплоноситель расположен снаружи нефтепровода, и внутренний подогрев, когда тепло передается нефтепродукту теплоносителем, расположенным внутри нефтепровода.

Рассмотрим принципиальные схемы путевого подогрева.

На рис. 6.1, а представлена схема, по которой теплоноситель транспортируется по трубопроводу, уложенному параллельно нефтепроводу. Оба трубопровода заключены в общий теплоизолирующий кожух. По этой схеме преимущественно подогреваются наземные трубопроводы.

На рис. 6.1, б показана схема, предусматривающая укладку нефтепровода внутри теплопровода. Теплопроводами могут быть трубопроводы, перекачивающие пар, горячую воду или горячие газы. К этому же способу относится подогрев гибкими электронагревательными лентами, которые обматывают вокруг нефтепровода. Выпускаемые промышленностью электронагревательные ленты (рис. 6.2) рассчитаны на напряжение 220 В и имеют мощность 0,3—1,5 кВт при длине 3—60 м.

Рис. 6.1. Схемы путевого подогрева нефтепроводов.

Рис. 6.2. Внешний электрообогрев гибкими лентами.
1 — штепсельный разъем; 2 - термптизирующее покрытие; 3 — термостойкая ткань; 4 — токонесущие провода; б — нагревательные провода; 6 — концевая
заглушка.

Подогрев нефтепродуктов при транспортировке в железнодорожных цистернах



Переносные паровые змеевики. На рис. 6.3 изображена типовая конструкция переносного парового подогревателя площадью нагрева

11,8 м2. Этот подогреватель состоит из центральной и двух боковых секций спирально изогнутых паровых труб. Для уменьшения веса и габаритных размеров в боковых секциях применяют оребренные дюралюминиевые трубы. Секции подогревателя соединены между собой параллельно. Вследствие ограниченных габаритов люка цистерны максимальная поверхность нагрева эксплуатируемых нагревателей составляет 23,1 м2.

Малая поверхность нагрева и низкая эффективность теплообмена при передаче тепла от трубок подогревателя к нефтепродукту при естественной конвекции обусловливают большую продолжительность подогрева. При этом в цистернах после слива остается значительное количество нефтепродукта. В подогревателях используется водяной пар давлением 0,4—0,5 МПа.

Стационарные паровые подогреватели применяются двух типов:

1) трубчатый подогреватель, смонтированный в нижней части железнодорожной цистерны, которая снаружи покрыта теплоизоляцией, состоящей из асбестита с трепелом. Поверхность нагрева подогревателя в цистернах емкостью 34—50 м3, вес около 1100 кг. Помимо внутреннего трубчатого подогревателя сливной прибор цистерны снабжен наружной паровой рубашкой, через которую осуществляется ввод пара в подогреватель;

2) стационарный подогреватель, состоящий из паровой рубашки вокруг котла цистерны и сливного патрубка.

Переносные электрические подогреватели (рис. 6.4, а, б) имеют каркас из стальных прутьев, на которые надеты фарфоровые цилиндры со специальной винтовой нарезкой. В пазы нарезки уложен металлический проводник, обладающий высоким удельным омическим сопротивлением. Прутья с фарфоровыми цилиндриками укреплены в торцевых панелях, к которым выведены концы нагревательных обмоток. Замыкая медной пластинкой три контакта в длину, получают соединения обмоток па звезду; замыкая контакты попарно и поперек, получают соединение на треугольник.

Рис. 6.5. Схема установки циркуляционного разогрева. 

В настоящее время применяют круглые и плоские раскладывающиеся электрические подогреватели. Раскладывающиеся электрические подогреватели состоят из двух шарнирно соединенных секций, которые раскрываются по мере нагрева нефтепродукта, тем самым увеличивая зону конвективного нагрева, что выгодно отличает их от круглых электрических подогревателей.

Для безопасной эксплуатации электрических подогревателей заземляют все металлические части эстакад, аппаратуру, железнодорожные цистерны и рельсы. Тупик, на котором производится подогрев, отъединяют от общих путей изолированными стыками. Вся сеть подводящих проводов должна удовлетворять правилам безопасности электрических сооружений.

Электроиндукционный нагрев. Сущность этого метода подогрева заключается в том. что вокруг цистерны при помощи обмотки, по которой пропускают переменный ток, создают переменное электромагнитное поле. При этом в стенках цистерны индукцируется электрическая энергия, которая превращается в тепловую. Тепло от стенок передается нагреваемому нефтепродукту.

Циркуляционный подогрев основан па принципе передачи тепла от горячего нефтепродукта холодному путем интенсивного перемешивания их.

Перед сливом нефтепродукта из цистерны 5 (рис. 6.5) на ее сливном патрубке 7 укрепляют паровую рубашку 8. К сливному патрубку цистерны посредством

Подогрев нефтепродуктов при водных перевозках

Рис. 6.6. Схема паровых подогревателей в танкере. 

Такой подогрев осуществляется посредством паровых змеевиков, уложенных по дну танков па высоте 100—150 мм от обшивки. Для подвода к змеевикам пара и отвода из пах конденсата по палубе танкера под переходным мостиком рокладывают две магистрали (рис. 6.6) — паровую 2 и конденсатную 9. От обеих магистралей к каждой группе танков отходят отростки с клапанными коробками (распределительной 3 п сборной 6). к которым присоединены змеевики подогревателя 5. Входные и выходные отростки снабжены клапанами 4 в. 8, которые при необходимости позволяют отключать данную секцию танков от общей системы. Па паровой и конденсатных линиях установлены разобщительные клапаны 10.

Свежий пар поступает в систему из котла через редукционный клапан 7, в котором давление сжижается до 0,4 МПа. Отработанный пар и конденсат через контрольную цистерну 11 поступают в питательную систему котла. Назначение контрольной цистерны — предотвращение попадания нефти в конденсат. Для этой же цели предназначен контрольный кран Г. который открывают при впуске пара в змеевик. Система подогрева работает в период нахождения танкера в пути. 

Подогрев нефтепродуктов при хранении

Трубчатые подогреватели в резервуарах применяют двух типов — змеевиковые и секционные. Такие подогреватели представляют собой систему из тонкостенных сварных труб, уложенных на дне резервуара в виде змейки или в виде Отдельных секции (рис. 6.7). Теплоноситель, проходя по системе труб, отдает тепло через стенки, не соприкасаясь с нефтепродуктом. Трубчатыми подогревателями разогревают все нефтепродукты — это наиболее распространенный метод подогрева в емкостях.

Рис. 6.7. Секционный паровой подогреватель в резервуаре. 

Таблица 6.1
Размеры подогревательных элементов

Секционные подогреватели комплектуются из отдельных стандартных элементов; каждый из них состоит из четырех параллельных труб, концы которых
вварены в коллекторы диаметром 108 мм и длиной 450 мм. Секции между собой соединяются при помощи муфт. Подогревательные элементы (ПЭ) стандартизированы, основные размеры их приведены в табл. 6.1.

Местные подогреватели.

При откачке нефтепродукта из резервуара мелкими партиями процесс подогрева разбивают па два периода: предварительный и эксплуатационный. В предварительный период всю массу нефтепродукта нагревают до температуры, обеспечивающей ему достаточную подвижность для подтекания к приемо-раздаточной трубе, а в эксплуатационный период до необходимой температуры нагревают лишь то количество нефтепродукта, которое требуется выкачать. Предварительный подогрев осуществляется общими подогревателями, а эксплуатационный подогрев — местными подогревателями, расположенными у приемо-раздаточных труб резервуара. На рис. 6.8 представлены различные конструкции местных подогревателей.

Шахтный подогреватель (рис. 6.8, а) состоит из кожуха, защищенного тепловой изоляцией, внутрь которого входит конец приемной трубы, вокруг которой расположен змеевиковый подогреватель. Нефтепродукт, откачиваемый из резервуара, проходит через окна внизу кожуха и затем через подогреватель, в котором он нагревается до необходимой температуры.

Наиболее мощные местные подогреватели — секционные коробчатой конструкции (рис. 6.8, б), которые состоят из трех параллельных ветвей, расположенных па различной высоте внутри кожуха. Каждая ветвь имеет четыре параллельные секции. Коэффициент полезного действия таких подогревателей близок к единице.

Кроме описанных способов в резервуарах можно применять электроподогрев и циркуляционный подогрев.

Рис. 6.5. Местные подогреватели, а — шахтный; 6 — секционный. 

содержание      ..     28      29      30      31     ..