Факел низкого давления и факел высокого давления

Содержание

Пенополиуретан,ППУ,Оборудование,Установки,Жидкая резина – Отличия установок низкого и высокого давления для пенополиуретана

Факел низкого давления и факел высокого давления

Отличия установок низкого и высокого давления для пенополиуретана

Давайте разберемся в различиях установок высокого и низкого давления.

Оба типа оборудования существуют на рынке с начала его существования и производятся во всех частях Мира. Но на рынке не утихают споры какое оборудование больше подходит для напыления и заливки пенополиуретана, а какое меньше. Многие продавцы оборудования часто пытаются играть на этих вопросах склоняя покупателя к своей продукции.

Мы являемся производителями оборудования и высокого и низкого давления и постараемся максимально доступно объяснить различия данного оборудования.

Различие оборудования – ТОЛЬКО в принципе смешивания компонентов

Принцип работы установки низкого давления:

Установка низкого давления или установка постоянного давления, отличается тем, что смешивание компонентов происходит в головке пистолета при помощи сжатого воздуха от компрессора.

В этом оборудовании задача насосов – равномерно в нужной пропорции доставить материал до пистолета-распылителя, за перемешивание компонентов уже отвечает воздух от компрессора.

Принцип работы установки высокого давления:

Установка высокого давления, отличается тем, что смешивание компонентов происходит в специальной смесительной камере пистолета БЕЗ помощи сжатого воздуха от компрессора, а при помощи давления от насосов. Требуемое давление в таком оборудовании 50-150 бар.

В этом оборудовании задача насосов – равномерно в нужной пропорции доставить материал до пистолета-распылителя И одновременно дать давление для перемешивания компонентов в специальной камере.

Критерии выбора

Основной критерий выбора установки низкого давления таков:

Люди не хотят заказывать напыления ППУ на стороне, а хотят сделать напыление самостоятельно и при этом оставить установку себе. Себестоимость напыления на установках низкого давления будет минимум в два раза ниже, нежели заказывать утепление ППУ у подрядчика, так как вы не платите за наценку подрядчика.

Основной критерий при покупки оборудования высокого давление таков:

Есть вариант получения больших заказов или компания имеет возможность сразу вложить порядка 1 млн. рублей в покупку такого оборудования.

Работа

При эксплуатации разница между типами установок будет видна. Например, установка высокого давления требует больше ответственности, так как система всегда работает под большим давлением, а это какая никакая, но опасность.

Помимо этого, эксплуатация оборудования требует бережного обращения и аккуратности, в нем много мелких и дорогих деталей (особенно в пистолете), их нужно держать в чистоте и порядке, не ковырять, не бить, не ронять и пр.

Установки требуют промывки специальными жидкостями, что так же отражается на себестоимости. Так же установки высокого давления капризны и требовательны к электроэнергии, требуется от 7 кВт.

Установки большие, и вам потребуется минимум газель или фургон для перевозки. Скорее всего для работы с таким оборудованием вам потребуется минимум 2 специалиста.

Но за это установки высокого давления дают более простую работу в момент непосредственного напыления, можно распылять компоненты ППУ небольшими порциями, пистолет реже забивается. Практически нет аэрозольного облака вокруг напыления, но все равно на расстоянии 20-30 метров нахождение людей без маски не рекомендуется.

Низкое давление в работе смотрится намного проще. Очень не прихотливое в эксплуатации, запчасти намного дешевле. Очень простое, разбирается и ремонтируется обычными инструментами, по сути «на коленки».

Так как конструкция и компоновка очень простая то выходит из строя намного реже, а запчасти стоят просто в десятки раз меньше нежели для высокого давления. Промывать специальными жидкостями не нужно, достаточно солярки или машинного масла. Промывка спецхимией требуется только раз в сезон.

Не требовательны к электросети, мощность максимум 3-3,5 кВт. Установки в большинстве своем компактные и помещаются даже в багажник Жигулей. Работать можно даже одному человеку.

Минусы конечно есть. Чаще забивается пистолет, но зато чистится на раз-два, конструкция очень простая. Образуется аэрозольное облако, поэтому на расстоянии 20-30 метров люди без респираторов не допускаются.

Производительность.

Производительность зависит в первую очередь не от цифр мощности насосов или типа установки, а от дополнительных действия которые нужно совершить при работе с ППУ – настройка оборудования, скорость нагрева компонентов, сложности объекта, работоспособности оператора и пр.

Производительность на обоих типах оборудовании будет примерно одинаковая.

Одно дело качество конкретного производителя и совсем другое качество отрасли.

Оборудование низкого давления:

Минусы –

Образуется аэрозольное облако вокруг места напыления

Чаще чистится пистолет

Плюсы +

Более дешевая, может позволить себе каждый

Более компактная, легко переносится и перевозится

Намного более простая конструкция и следовательно легкое техническое обслуживание

Меньше электроники

Меньше потребляет энергии

Оборудование высокого давления

Плюсы +

Реже нужно чистить пистолет

Образуется меньше аэрозольное облако вокруг места напыления

Минусы –

Намного дороже цена

Намного дороже техническое обслуживание

Более сложное техническая составляющая, требует «понимающего» персонала, так как ошибка может стоить дороже

Требовательна к энергии

Перевозится только газелью или аналогичным автомобилем.

Выбор оборудования зависит только от ваших целей.

Наша компания разрабатывает и выпускает оборудование как высокого, так и низкого давления, поэтому обращаясь к нашим менеджерам, вы можете быть уверены, что мы подберем вам самый подходящий вариант покупки.

Звоните!

Источник: http://fakelo.ru/index/otlichija_ustanovok_nizkogo_i_vysokogo_davlenija_dlja_penopoliuretana/0-25

Факелы. Факельные установки

Факел низкого давления и факел высокого давления

Габариты

Рабочие характеристики

* При подаче 180 кг/ч вспомогательного газа. Подача вспомогательного газа необходима для сжигания данного сброса.

Тепловое излучение

Максимальный сброс (Сброс 1 – ШФЛУ)

  • Солнечная радиация: 649 Вт/м²
  • Скорость ветра: 10 м/с
  • Высота факельной установки: 46 м

Оголовок факельный

Энергоэффективный факельный оголовок – бюджетное решение, выполняющее две главные функции:

  • Поддержание стабильного горения;
  • Минимизация внутреннего горения;
  • Уменьшение втягивания пламени.

Самый распространенный тип факела — «открытая труба». Данный факел состоит из отрезка трубы с фланцами и с источником воспламенения на выходе. Несмотря на то, что эти факелы используются очень часто, во многих случаях они не отвечают современным требованиям.

Не редко наблюдается тенденция отрыва пламени, ведущая к нестабильности при высокой скорости потока. Отрыв пламени может привести к его полному погасанию, вследствие чего произойдет выброс несгоревшего газа в атмосферу.

Кроме того, как правило, данные факелы имеют короткий срок службы. Оголовок не защищен от пламени, обжигающего его внутреннюю или внешнюю часть, таким образом, срок полезного использования укорачивается.

Факел экономичен и прост в работе как факел «открытая труба», при этом обеспечивает устойчивое горение и более длительный срок эксплуатации оголовка.

При эксплуатации «трубных» факелов часто приходится сталкиваться с проблемой неполного розжига (при высоких скоростях газа на выходе, а также ввиду ограниченной стабильности пламени).

Для решения данной проблемы производитель предлагает конструкцию оголовка со стабилизацией пламени (стабилизация достигается за счет создания зоны низкого давления у выходного отверстия). Зона низкого давления гарантирует как полный розжиг утилизируемого газа, так и стабильность пламени при высоких скоростях на выходе.

При порывах ветра с подветренной стороны факела создается зона низкого давления, ввиду чего пламя отбрасывает вниз, и газы сгорают на корпусе оголовка. Факельные оголовки диаметром более 200 мм оснащаются ветровым экраном из нержавеющей стали, расположенным вокруг верхней секции горелки.

Экран защищает оголовок, устраняя зону низкого давления и предотвращая наброс пламени непосредственно на корпус оголовка в условиях ветра. В результате применения подобной дополнительной защиты срок службы оголовка существенно увеличивается.

Энергоэффективный универсальный факельный оголовок

Производственные стандарты

Сварка:
Стандарт качества и метод сварки согласно ASME

Окраска Углеродистая сталь: Подготовка поверхности; 2 слоя высокотемпературный алюминий 1-2 MILS DFT

Нержавеющая сталь: Окраска не требуется

Штуцеры

Струйный затвор

Это устройство, работа которого зависит от скорости и основывается на явлении, при котором атмосферный воздух попадает в факельную систему, перемещаясь вдоль внутренних стенок факельного оголовка.

Оно представляет собой преграду конической формы, находящуюся внутри оголовка, что, во-первых, предотвращает попадание воздуха в факельный ствол путем перемещения по внутренней стенке, а во-вторых, перенаправляет воздух обратно вверх к центру факельного оголовка.

Далее диаметр затвора уменьшается, направляя продувочный газ к центру оголовка, выталкивая атмосферный воздух из факельного оголовка.

Ниже представлены данные стендовых испытаний, во время которых было исследовано необходимое количество продувочного газа в случае с использованием динамического затвора, а также в случае открытого факельного ствола. Факельные стволы тестировались больше 8 месяцев. Во время испытаний был произведен замер содержания кислорода на высоте 6 м ниже факельного оголовка.

Как показано выше, затвор значительно снижает скорость продувочного газа. При использовании затвора скорость продувочного газа составляет 0.

012 м/с, что является достаточным для поддержания допустимого уровня кислорода при любых погодных условиях. Без его использования минимальное количество продувочного газа составляет от 0.06 до 0.15 м/с.

Если необходима бескислородная среда и защита от потенциальных потерь продувочного газа, то рекомендуется использовать молекулярный затвор.

Ветрозащищенные запальные горелки

Каждая взрывозащищенная запальная горелка оснащена ручным розжигом «бегущий огонь» и автоматическим электрическим высоковольтным розжига. Для обнаружения пламени запальная горелка оборудована двумя термопарами типа К и одним электродом ионизации.

За счет использования резервного метода обнаружения пламени увеличивается срок работы каждой пилотной горелки.

Запальная горелка (ветрозащищенная) является единственной пилотной горелкой, которая отвечает (и превышает) требованиям самых жестких погодных условий (ветер и одновременное сжигание в факеле), требуемые API 537.

Пилотная горелка выдерживает самые суровые погодные условия при продолжительном использовании.

Горелка горит стабильно даже при скорости ветра более 260 км/ч в любом направлении и при дождевых осадках несколько десятков см в час.

Пилотная горелка обеспечивает исключительную топливную экономичность, гибкость требований к топливу и ультра-низкие эксплуатационные расходы.

Эффективность

  • Потребляет всего 2 м³/час природного газа
  • Превышает стандартные промышленные требования

Прочность

  • Конструкция из нержавеющей стали
  • Наличие ветрозащиты
  • Включает 2 интегрированных термопарокармана

Гибкость

  • Различные виды топлива без регулировки пилота, от пропана и природного газа до топливного газа НПЗ
  • Работает с большинством устройств мониторинга запальных горелок

Простота установки

  • Заменяемость большинства существующих запальных горелок
  • Работает с существующим методом розжига пламени
  • Нет необходимости в модификациях (как в большинстве других случаев)

Входные штуцеры (для одной горелки)

Материалы конструкции

Факельный ствол на растяжках

Общая высота 46 м

Штуцеры

Материалы конструкции

Система розжига

Факельная система оснащена ручным методом розжига «бегущий огонь» и автоматическим электрическим высоковольтным методом розжига.

Для обнаружения пламени запальная горелка оборудована двумя термопарами типа К и одним электродом ионизации.

За счет использования двух методов обнаружения пламени увеличивается срок эксплуатации каждой пилотной горелки. Ниже представлено более подробное описание каждой системы розжига.

Ручной розжиг «бегущий огонь»

Струйный смеситель Вентури подсоединен вместе с камерой розжига к запальной горелке с помощью трубы диаметра Г. Длина линии розжига может достигать 350 м.

Розжиг начинается с подачи воздуха и газа к смесителю Вентури. Подача воздуха и газа регулируется с помощью регуляторов и указателей давления. Камера розжига располагается сразу после зоны смешения воздуха и газа.

Запал камеры розжига воспламеняет смесь воздух- газ. Образовавшийся в результате этого огненый шар поступает через трубу розжига к оголовку запальной горелки.

В результате «бегущий огонь» зажигает газ, поступающий к запальной горелке.

Автоматический высоковольтный розжиг

Кабель розжига находится непосредственно в оголовке горелки. По мере насыщения электрода высоким потенциалом переменного тока высоковольтная дуга создает искру, которая зажигает топливно-воздушную смесь у оголовка горелки.

В режиме мониторинга пилотной горелки, электрод насыщен небольшим переменным напряжением, возникающим между электродом и землей. Мониторинг наличия переменного тока между электродом и землей осуществляется автоматической системой контроля.

Если пламя отсутствует, значит нет контакта между электродом и землей (т.е. открытый контур). Однако при наличии пламени в запальной горелке выходное отверстие горелки будет содержать облако ионизированных газов в горящем пламени.

Данные газы создают путь для потока тока между электродом и землей (т.е. закрытый контур).

Время обнаружения отсутствия пламени составляет несколько секунд, что намного быстрее, чем при использовании термопар. В случае погасания пламени система контроля моментально включает режим автоматического розжига запальной горелки.

Обвязка

Факельная система оборудована следующими дополнительными трубопроводами:

  • Линия подачи газа к запальным горелкам х 1 (Нержавеющая сталь SS304);
  • Линия FFG-розжига запальных горелок х 3 (Нержавеющая сталь SS304).

Источник: https://gas-burners.ru/fakelnye-sistemy/fakely-fakelnye-ustanovki/

Факельные системы: устройство, описание, функции, фото

Факел низкого давления и факел высокого давления

Нефте- и газоперерабатывающие предприятия в обязательном порядке обеспечиваются средствами предотвращения технологических утечек в открытый воздух.

Для этого применяются специальные устройства, подключаемые к предохранительным клапанам и производственным установкам.

Для сжигания излишек газов и паров используют факельные системы, которые соединяются с каналами технологического сброса отходов на энергетических предприятиях.

Устройство факельных установок

Оборудование данного типа входит в общую технологическую инфраструктуру, обслуживающую процессы добычи, хранения и транспортировки нефтегазовых смесей. Система включает в себя сеть трубопроводов, факельные стволы с оголовками, горелки, затворы, а также средства автоматизированного управления и контроля.

Кроме того, устройство факельной системы не обходится без аппаратов, обеспечивающих безопасное сжигание горючего. Количество точек горения зависит от проектных объемов, которые в принципе может обслуживать конкретная инфраструктура. Данный параметр тесно взаимосвязан с другими эксплуатационными свойствами объекта.

Например, если используется менее трех горелочных стволов, то в целях поддержания пламени конструкция установки должна включать и экран ветрозащиты.

К горелкам подводятся каналы поставки газовоздушной смеси, а к устройству зажигания – контур с запальной смесью. Для нормализации процесса сжигания в разное время года предусматриваются установки для регуляции отдельных температурно-влажностных режимов.

В холодное время, к примеру, для исключения вероятности промерзания в трубах поставки топливных смесей могут подключаться обогреватели трубопроводов. Предъявляются специальные требования и для газа.

Факельные системы стабильно работают только при условии предварительного осушения обслуживаемых смесей – во всяком случае, это касается эксплуатации в зимнее время.

Функции систем

К первостепенным задачам факелов такого типа можно отнести сжигание попутных газовых смесей с целью исключения их случайного выброса в атмосферу.

Это относится не только к газам как таковым, но и к разного рода технологическим парам, которые также представляют опасность для окружающей среды. При этом у разных факелов могут различаться конкретные задачи.

С точки зрения функциональной направленности можно выделить два базовых типа установок:

  • Общие. Наиболее распространенные факельные системы, которые используются на производственных объектах. Они включают в собственную инфраструктуру множество дополнительных технологических средств наподобие сепаратора, гидрозатвора, огнепреградителя и коллектора.
  • Отдельные. Такие системы находят свое место в составе действующей общей факельной инфраструктуры. Данная модель совмещения используется в случаях, когда основная система сжигания попутного газа не способна полностью обслуживать продукты сброса.

Также существует особая группа специальных систем. Ключевой особенностью факелов такого типа является возможность работы с технологическими смесями, которые не могут утилизироваться общими и отдельными факельными установками. К таким продуктам выброса можно отнести:

  • Продукты, разлагаемые при выделении тепла.
  • Вещества, вступающие в реакцию с другими продуктами выброса.
  • Высокотоксичные и агрессивные смеси.
  • Газовоздушные смеси, включающие механические примеси.

В зависимости от конструкционных условий на предприятии, может организовываться эксплуатация горизонтальных или вертикальных факельных установок. Конструкции первого типа преимущественно задействуются при осуществлении продува скважин, шлейфов и технологических линий.

Для таких систем характерно использование горелочных стволов, которые способны обеспечивать достаточную инжекцию воздуха, что дает возможность проведения бездымного сжигания.

На газовых скважинах согласно инструкции должны применяться горизонтальные горелочные установки простой конструкции, которые будут обеспечивать утилизацию продуктов с содержанием жидкостных пробок и механических включений.

При этом для поддержания безопасности факельных систем горизонтального типа должна поддерживаться умеренная плотность тепловых потоков на уровне до 1,4 кВт/м2. Для защиты персонала, обслуживающего работу таких систем, также могут применяться дополнительные средства минимизации теплового воздействия в виде защитных экранов.

Вертикальные установки комплектуются насосами и устройствами для вывода конденсата. Функциональную основу конструкции формирует оголовок, представляющий собой металлическое устройство для регуляции доставки газовой смеси. В некоторых моделях систем они также исключают прохождение пламени к стволу рабочей установки.

На окончании вертикального ствола размещаются горелки с ветрозащитным козырьком. Розжиг может устанавливаться как в структуре оголовка, так и в составе ствола. К горелкам в отдельном порядке подводятся запальные трубопроводы.

Техническое руководство по факельным системам требует, чтобы контроль пламени независимо от диспетчерского управления осуществлялся посредством ионизационных зондов, термопар, акустических или оптических датчиков.

Особенности закрытых факельных установок

Данная разновидность газовых факелов предназначена для сжигания технологических горючих смесей возле земной поверхности. Закрытые установки включают в себя камеру сжигания, поверхности которых обрабатываются защитной футеровкой.

В отличие от горелки, такое оборудование имеет более высокую производительность, но к нему же предъявляются и повышенные требования в плане обеспечения защитных свойств.

Как отмечается в руководстве по безопасности факельных систем, камеры закрытых установок должны ограждаться с целью предотвращения неконтролируемого доступа воздуха. Факел должен обеспечивать полную утилизацию поступающих газов при отсутствии видимого пламени.

Необходимый для поддержания горения воздушный поток вместе с обратным выходом дымовых газов организуется через естественную или принудительную тягу с возможностью контроля пропускной способности.

Горелочный узел для закрытых факельных систем подбирается с расчетом на обеспечение стабильного и устойчивого горения.

Требования к надежности в данном случае выше, чем в случае с обычными установками открытого типа. Согласно нормативам, должно быть исключено сгорание с импульсами и резонансными колебаниями пламени.

Это гарантируется за счет поступления равномерного потока с кислородом в камеру сжигания.

Требования к сооружениям эксплуатации факельных установок

Системы утилизации попутного газа размещаются с учетом розы ветров и технических возможностей установки трубопроводных линий с ограждениями и отводными каналами для горелок.

Независимо от типа установки, должны выдерживаться нормативные расстояния между факельными стволами, зданиями, инженерными сооружениями, складами и электрическими подстанциями.

Конкретные дистанции при непосредственном размещении горелок на территории предприятия рассчитываются на основе планируемой плотности тепловых потоков факельной системы. Правила также указывают на необходимость создания условий для проведения ремонта и технического обслуживания стволов во время работы соседних установок.

В этой связи рекомендуется размещение лестниц для персонала со стороны ствола, противоположной местоположению соседней горелки. Материалы изготовления сооружений, которые находятся в зоне активности тепловых потоков, должны иметь огнестойкую структуру или специальные термостойкие покрытия.

Требования к технологии сбросов в факельные установки

Организация работы газовых факелов в значительной степени определяется требованиями общего технологического процесса на предприятии. Тем не менее этап взаимодействия источников газов и горелок также регулируется нормативной документацией.

На этапе проектирования системы должны быть определены параметры сброса – в частности, показатели давления, температуры, плотности и объемов расхода. На основе произведенных расчетов разрабатывается схема сброса в факельную систему наиболее подходящего типа.

Источники сброса также должны иметь возможность поставки не целевых рабочих, а профилактических газов, к которым относятся инертные и продувочные смеси. И напротив, при сбросе не должны направляться составы, включающие ацетилен, водород, окиси углерода и быстрогорящие компоненты.

В состав технологической сжигающей установки могут включаться сепараторы, отвечающие за разделение твердых частиц и капельной жидкости в паровых и газовых смесях. Данные вещества и компоненты перерабатываются в отдельных факельных устройствах.

Правила эксплуатации факельных систем

Перед каждым запуском установки необходимо выполнять продув ствола инертными газовыми смесями с целью вывода кислорода.

Дальнейшее завоздушивание факельных каналов предотвращается регулирующей арматурой при погашенных горелках. Уровень содержания кислорода проверяется путем взятия проб с дальнейшим их анализом.

В процессе сжигания рекомендуется устанавливать скорость работы горелок на следующие режимы:

  • Для оголовка с газовым затвором – не меньше 0,05 м/с.
  • Если газовый затвор отсутствует – не меньше 0,9 м/с.
  • При подаче инертного газа – не меньше 0,7 м/с.

Также при эксплуатации факельных систем, не оснащенных затворами, продувочные смеси должны иметь плотность более 0,7 кг/м3.

Перед остановкой сброса технологического газа или нагретых паров рекомендуется заранее подключать каналы с направлением инертных смесей, что позволит исключить образование вакуума при конденсации или охлаждении.

Перед выполнением технического обслуживания или ремонтных работ от факельной установки отключается трубопроводы от сброса газовых смесей и розжига. Из каналов должны быть полностью удалены остатки сжигаемых газов, а также дымовые смеси.

Предварительно перед техническими работами стволы продуваются азотом и при необходимости пропариваются.

Средства управления факельным оборудованием

Розжиг производится так называемым бегущим огнем или электроискровой системой на дежурной горелке. Далее контроль горения осуществляется акустическими датчиками и термоэлектрическим преобразователем. Для управления также задействуется автономный блок розжига и контроля пламени, который должен находиться в отдельном шкафу с обогревом.

Режимы эксплуатации с подключением автоматики предполагают работу по заданным алгоритмам с передачей сигналов на операторский пульт. Для активации аварийных режимов или автоматического подключения операторского пульта устанавливаются определенные сигналы.

Например, руководство по факельным системам на случай отсутствия успешного розжига пламени после проведения 10 циклов указывает на необходимость автоматического запуска тревожной сигнализации. Если датчики обнаружения признаков пожара не срабатывают, то к работе подключается выносной диспетчерский пульт.

С его помощью уже персонал берет на себя функции управления через интерфейс для контроля розжига факельной установки.

Руководство по безопасности факельных систем

Нормативные требования устанавливают следующие правила обеспечения безопасности при эксплуатации газовых факелов и смежных с ними технологических систем:

  • При организации газовых сбросов из факельного ствола в атмосферу должны быть соблюдены допустимые коэффициенты содержания вредных веществ.
  • В целях предупреждения формирования взрывоопасной смеси, правила безопасной эксплуатации факельных систем предписывают регулярно производить очистку контуров сброса газовых смесей.
  • Запрещается направление в камеры сжигания веществ, которые могут спровоцировать взрыв. К таким веществам на нефтегазовых предприятиях, в частности, относят химические окислители и восстановители.
  • Территория расположения технологических установок, эксплуатирующих факельное оборудование, должна быть ограждена.
  • К обслуживанию газовых факелов должны допускаться только лица, имеющие соответствующую квалификацию и проверенные по вопросам промышленной безопасности.

Заключение

Технологии сжигания рабочих газов на современных предприятиях достигают достаточно высокого уровня в плане надежности и безопасности. Во многом это обуславливается применением инновационных средств контроля и управления сложными процессами сжигания горючих смесей.

К примеру, безопасная эксплуатация факельных систем на нынешнем уровне невозможна без применения элементов автоматизированного управления с подключением датчиков и промышленных контроллеров. При этом не исключается и ручной режим управления – как минимум он предусматривается в качестве опционального.

Операторские пульты все еще несут большую ответственность в процессах регуляции работы факельных установок, отслеживая их параметры и диагностические показатели. Вместе с этим совершенствуются и конструкции горелок со стволами, образующими факельную инфраструктуру.

Изготовители применяют все более надежные материалы с жаростойкими покрытиями и высокой механической стойкостью. Все это позволяет оптимизировать общие процессы работы нефтегазовых предприятий на должном уровне безопасности и защиты окружающей среды.

Источник: https://FB.ru/article/435584/fakelnyie-sistemyi-ustroystvo-opisanie-funktsii-foto

Принципиальная схема подготовки нефти на месторождении

Факел низкого давления и факел высокого давления

: 31.03.2012

На каждом нефтяном месторождении нефть, поступающая со скважин, проходит предварительную подготовку на дожимных насосных станциях (ДНС), либо установках подготовки нефти (УПН). Далее она транспортируется в центральный пункт подготовки нефти (ЦППН).

Дело в том, что в нефти содержится попутный нефтяной газ (ПНГ) и вода, которые необходимо извлечь с целью повышения её товарного качества. На данный момент попутный нефтяной газ извлекается из нефти путём её сепарации в один или несколько этапов (ступеней).

Количество ступеней сепарации зависит от физико-химических свойств нефти, а именно от её газосодержания (Гс). Из своей практики могу сказать, что в большинстве случаев на ДНС нефть подготавливается в две ступени сепарации. Да, встречались объекты, имеющие всего одну ступень сепарации, либо, ещё реже — три ступени.

Однако, как я говорил, в большинстве случаев на ДНС нефть разгазируется в две ступени. Давление на сепараторе 1 ступени (P1ст) всегда больше, чем на сепараторах 2 и последующих ступеней (PNст). К примеру, могут быть такие показатели: P1ст = 4 кгс/см2, P2ст = 0,1 кгс/см2.

Показатели давления зависят от многих факторов, которые учитываются при разработке месторождения и вносятся в Технологическую схему. Количество сепараторов зависит от объёма добываемой нефти.

Пластовая нефть со скважин поступает на ДНС при определённом давлении, которое уменьшается в процессе её подготовки (разгазирования и сброса воды). После подготовки на ДНС нефть «дожимается» насосами и под давлением транспортируется на ЦППН. На ЦППН приходит нефть с разных ДНС, фактически образуя смесь нефтей, которую также необходимо подготовить (разгазировать и удалить воду), только уже более тщательно — до товарной кондиции.

В большинстве случаев на объектах подготовки нефти присутствуют подогреватели пластовой жидкости (далее — печи). Печи подогревают нефть, в результате чего улучшаются её транспортные свойства (она становится менее вязкой) и из неё выделяется больше газа. Температура подогрева нефти в печах обычно составляет 40÷60 0С (в зависимости от свойств пластовой жидкости).

Кстати, бывают месторождения, где температура пластовой нефти может достигать свыше 100 0С. На моей практике было одно такое месторождение, где температура пластовой жидкости составляла 120 0С! При этом, нефть этого месторождения содержала большое количество парафинов — веществ, затрудняющих транспортировку нефти по трубопроводам.

В большинстве случаев печи в виде топлива используют попутный нефтяной газ (существуют также и те, которые на нефти работают, но я таких не встречал). Часть газа, выделяющегося из сепаратора нефти 1 ступени, направляется на печь. А печь, в свою очередь, подогревает нефть, выходящую из сепаратора 1 ступени.

Далее подогретая нефть направляется в сепаратор 2 ступени, где также происходит её разгазирование. Количество печей зависит от объёма добываемой нефти.

Для полноценной работы каждого объекта добычи нефти необходима электроэнергия. Электроэнергия поставляется либо из вне, либо вырабатывается на самом объекте. Для выработки электроэнергии на месторождении используются электростанции различных типов (в зависимости от мощности и вида топлива).

Это бывают газопоршневые (ГПЭС), газотурбинные (ГТЭС) и дизельгенераторные (ДГУ) электростанции. ГПЭС и ГТЭС работают на подготовленном попутном нефтяном газе 1 ступени сепарации. ДГУ работает на дизельном топливе — солярке. Выбор типа электростанции зависит от необходимой мощности электроэнергии.

Кстати, ГТЭС достаточно мощный тип электростанций и может обеспечивать электроэнергией несколько объектов добычи нефти. ГПЭС менее мощный тип электростанций, но также как и ГТЭС может дополнительно вырабатывать и тепловую энергию.

Что касается ДГУ, то этот тип электростанций используется на малых удалённых месторождениях, где строительство больших электростанций не целесообразно. Комплекс из нескольких ДГУ вполне обеспечивает электроэнергией небольшое месторождение.

Для обеспечения персонала теплом на объектах подготовки нефти обычно имеется котельная. В котельной установлено несколько котлов (например, 2 в работе и 1 резервный). В качестве топлива котлы используют попутный нефтяной газ 1 ступени.

Потребление газа котельной зависит от температуры окружающей среды, а летом котельная вообще не используется. Кстати, на некоторых месторождениях используются полностью автоматизированные системы котлов, т.е.

нет необходимости в котельщике — расход газа на котёл автоматически регулируется в соответствии с температурой окружающей среды.

Ну и обязательный атрибут любого объекта подготовки нефти — факельные линии (факела). Факел — это технологический объект, предназначенный для сжигания аварийных выбросов газа.

Однако, ввиду того, что выделяющийся из нефти попутный газ не полностью расходуется на собственные нужды (печи, котельные, электростанции), и если нет возможности поставить его на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), излишки его сжигаются в факелах. Причём количество сжигаемого газа на факелах в некоторых случаях весьма существенное.

На некоторых месторождениях доля неиспользуемого газа составляет 50÷70 %, а иногда и больше (удалённые месторождения). Объём сжигаемого газа зависит от газового фактора (Гф), т.е. количества выделяющегося газа из нефти. Ценный продукт сгорает в огромных объёмах просто потому, что иногда нет возможности его транспортировать для переработки.

Об этом я рассказывал в статье «Использование попутного нефтяного газа». Что касается факелов, то они бывают двух типов: факел высокого давления и факел низкого давления. На факел высокого давления сбрасываются излишки газа 1 ступени. На факеле низкого давления сгорает газ 2 и последующих ступеней.

Иногда (в очень редких случаях) может быть только один факел, куда сбрасывается смесь газов разных ступеней, но это скорее исключение, т.к. газ разных ступеней имеет разное давление и проблематично их объединять в один коллектор. Давление газа в факельной трубе высокого давления, к примеру, составляет 0,8 кгс/см2, а на факеле низкого давления — 0,08 кгс/см2.

Примечательно, что попутный нефтяной газ 1 ступени всегда менее плотный, чем газ 2 и последующих ступеней. Например, плотность газа 1 ступени может составлять 900 г/м3, а плотность газа 2 ступени — 1800 г/м3. Это связано с тем, что при сепарации нефти на 1 ступени из неё «быстрее» выделяются лёгкие компоненты газа, и только после подогрева нефти и её сепарации на 2 ступени происходит выделение более тяжёлых компонентов газа.

Резюмируя вышесказанное, хочу привести принципиальную схему подготовки нефти на месторождении (ДНС, УПН). Ведь информация, представленная в графическом виде, как известно, лучше воспринимается.

Возможно, схема представлена в сильно упрощённом варианте (без газосепараторов и установок предварительного сброса воды), однако моя цель была показать именно принцип работы подобных объектов. Схему подготовки нефти я составлял опираясь на личный опыт, т.е. изобразил именно то, что видел на большинстве месторождений. Если у вас возникли некоторые вопросы, я с удовольствием на них отвечу.

Источник: http://www.avfinfo.ru/engineering/e-05/

Факельная установка

Факел низкого давления и факел высокого давления

Описание

Факельные установки – это системы, которые используются на нефтегазодобывающих и перерабатывающих предприятиях для бездымного сжигания выбросов. В зависимости от объекта они могут работать постоянно, периодически или аварийно.

В результате многих технологических процессов образовываются отработанные газы, которые нельзя просто сбросить в атмосферу из-за большого содержания вредных для экологии химических веществ. Чтобы процесс утилизации проходил безопасно, используются факельные установки, в которых происходит полное сгорание.

Работа установок факельного сжигания выбросов

По трубопроводу подачи от технологических агрегатов, сосудов, аппаратов или емкостей выбросы поступают сначала в сепаратор ФС и конденсатосборник, в которых удаляются механические примеси, капельная жидкость и другие взвешенные частицы. Затем очищенный газ подается в ствол факела, на конце которого находится оголовок с горелками, в которых происходит розжиг.

Для беспрерывного розжига рекомендуется устанавливать дежурные горелки с подводящими топливный газ и воздух трубопроводами. Общее количество горелок рассчитывается исходя из радиуса оголовка, скорости и объема потока, а также из необходимости обеспечения непогасаемости пламени.

Типы факельных установок

Основными видами по своей конструкции и принципу действия являются:

  • факельные установки закрытого типа, в основном, изготавливаются горизонтальными или мобильными (транспортабельными на шасси) и применяются в населенных пунктах, рядом с жилыми объектами и обеспечивают полное отсутствие пламени, запаха, дыма, шума, теплового шлейфа и излучения, позволяя использовать образовавшуюся энергию в котлах или при нагреве холодных сжигаемых газов
  • факельные установки открытого типа предполагают прямое движение сгораемого продукта по вертикальному стволу длиной более 4 м

Каждый тип рассчитывается по индивидуальному заказу на основании требований и условий эксплуатации. Например, сепаратор и конденсатосборник могут оснащаться подогревателем или теплоизоляцией, чтобы не допустить попадания конденсата при низкой температуре атмосферного воздуха. Это может касаться и трубопроводов подачи топливного газа к дежурным горелкам.

Конструкция ствола зависит от высоты и диаметра и может быть самонесущим или монтироваться на растяжках. Для выбросов низкого и высокого давления необходимо устанавливать сдвоенный ствол для разграничения потоков.

Факельная установка Оголовок Ствол
самонесущий Ствол
на растяжках Сепаратор

Конструкция и схема* факельных установок

Состав* должен обеспечивать полноту сгорания и взрыво-, пожаро- и экологическую безопасность:

  • ствол
  • оголовок
  • трубопроводы подачи топливного и горючего газа низкого и/или высокого давления
  • основные и дежурные горелки
  • сепаратор для отделения механических примесей и капельной жидкости
  • насосы
  • устройство отвода конденсата
  • приборы подачи пара для тяжелых газов
  • затворы и краны
  • огнепреградители
  • приборы контроля и автоматизации розжига и поддержания пламени
  • дистанционные запальные устройства, устройства розжига
  • пробоотборное оборудование
  • средства сигнализации и пожаротушения
  • лестницы и площадки обслуживания с ограждениями
  • контрольно-измерительные приборы для регистрации данных о давлении, температуре
А1 – вход газа на сжигание, Б1 – вход топливного газа,
В1 – дренаж газового конденсата, Г1 – отбор газа

*точный состав и схема зависят от разработанного проекта, условий эксплуатации и должны отвечать требованиям “Руководства по безопасности факельных систем”

Характеристики факельных установок

№ Параметры Значения
1 Рабочая среда природный, нефтяной и другие горючие газы
2 Производительность, тыс. м3/сут.

61-8000
3 Давление, МПа
  • низкое – до 0,3 МПа
  • высокое – более 0,3 МПа
4 Температура среды, ºС от -30 до +300
5 Температура горения, ºС до 12000
6 Высота ствола, м 7-120
7 Диаметр ствола, мм 100-1400
8 Диаметр оголовка, мм 100-900
9 Количество горелок, шт. 1-5
10 Количество дежурных горелок, шт. 1-3
11 Срок службы, лет 15-30

Производство и монтаж факельных установок

Для изготовления применяются различные марки стали с учетом их устойчивости к повышению температуры при нагреве. Дополнительно при выборе стали учитывается химический состав сгораемых продуктов: материал должен выдерживать тепловые и химические нагрузки.

В зависимости от размера ствола, ветровых нагрузок, сейсмоактивности района и плотности потока рассчитываются толщина стенки и масса.

Оголовок принимает на себя максимальные температурные нагрузки, поэтому трубопроводы изготавливаются из стальных бесшовных труб.

Точная конструкция, геометрические размеры и состав факельной системы проектируются индивидуально в зависимости от производительности (максимального и минимального в единицу времени), скорости, давления, плотности, температуры, химического состава, условий работы, а также в соответствии с государственными нормами:

  • ГОСТ Р 53681-2009 “Детали факельных устройств для общих работ на нефтеперерабатывающих предприятиях. Общие технические требования”
  • ВНТП 3-85 “Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений”

Преимущества факельных установок нашего производства

Их использование обеспечит:

  • бездымное сгорание постоянных или периодических сбросов
  • низкую плотность газового потока
  • стабильное горение без пропуска пламени
  • предотвращение попадания воздуха через верх
  • стабильное и полное сжигание с автоматическим регулированием объема и давления
  • соответствие природоохранному законодательству

Расчет факельной установки осуществляется на основании условий эксплуатации и требований Заказчика. Для Вашего удобства Вы можете:

Являясь производителем, Завод также осуществляет и другие услуги по строительству нефтегазовых объектов:

  • разработку проектов нефтегазовых объектов
  • доставку
  • монтаж

Источник: https://sarrz.ru/produkciya/separatory_otstojniki/fakelnaja_ustanovka.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.