Наливные устройства причального типа

В результате, появились наливные устройства в открытом море беспричального типа для самых разнообразных погодных условий и глубин моря.

При этом, если нефть не отвечает требованиям нормативных документов, её доставляют на береговые терминалы для дальнейшей подготовки сравнительно небольшими так называемыми челночными танкерами. Челночный танкерный флот так же используется при доставке полностью подготовленной нефти потребителям на небольшие расстояния. Супертанкеры в основном используются при транспортировке полностью подготовленной нефти на большие расстояния.

Всё многообразие беспричальных наливных устройств сведено

в таблицу 11.

Наибольшее распространение (более 300 устройств) получили точечные причалы одноякорного типа со стояком или многоякорного на растяжках; причём, последние преобладают.

Основа последнего – буй с диаметром до 17 м, который фиксируется 4, 6 или 8 цепями, закрепленными на сваях или анкерах (якорях).

Сверху буя находится поворотная (360^о) платформа. На платформе находятся швартовые крепления, сигнальные огни, грузоподъёмное оборудование и главное – вертлюг для связи платформы с буем.

Подводный трубопровод соединён с буем несколькими гибкими шлангами, снабженными у дна поплавками для придания шлангам нужного изгиба. В настоящее время шланги заменяют на гибкий трубопровод из секций, соединенных карданными узлами. Жидкость перекачивается на танкер по нескольким плавучим шлангам.

В системе со стояком плавучий буй фиксируется якорной цепью к жесткому стальному стояку, закреплённому в основании на дне. Жидкость из подводного трубопровода по гибким шлангам, закрепленным на стояке, а затем через вертлюг по плавающим шлангам подаётся на танкер.

Чтобы сократить время наполнения танкера, нефть надо предварительно накопить в хранилище. Разместить на платформе такое хранилище невозможно. Поэтому, чаще всего, в качестве хранилища используют переоборудованный танкер, расположенный примерно в 100 м от платформы.

Выносной точечный причал с анкерным креплением CALM:

Это самый малый по размеру и самый простой по устройству выносной точечный причал.

Он представляет собой круглый плавучий буй, который удерживается на точке 4 – 8 тяжелыми якорными цепями. На нём имеется свободно вращающийся круг, к которому и швартуются танкера одним синтетическим канатом, прикрепленным к кругу и свободно плавающим в море (конец надо вылавливать).

Подача нефти осуществляется через свободно плавающие в море шланги, прикрепленные к кругу (шланги надо вылавливать). Нефтепровод проложен по дну и соединён с буем гибким шлангом через поворотный шарнир.

Буй применим на глубинах от 30 до 200 м. При меньших глубинах нагрузки от волн начинают превышать допустимые пределы. При больших глубинах вес цепей становится таким, что требуется увеличивать размеры буя, не говоря уже о стремительно возрастающих трудностях для водолазов. Срок службы буя до 20 лет, швартова и шлангов до 10 лет. Буй достаточно сложно обслуживать, ибо вертолётной площадки на нём нет, а катер может подойти, если только высота волн не превышает 2,5 м. Буй не предназначен для постоянной швартовки, при плохой погоде танкер отходит и выжидает.

БИЛЕТ №13

2. Незамерзающие акватории ( SALM )

Выносной одноопорный причал с анкерным креплением SALM.

Это узкий цилиндрический буй на 90 % погруженный в воду. Через шарнир он соединен с натяжным райзером любой конструкции (от тяжелой цепи до трубы). Райзер через шарнир соединен с гравитационным основанием. Причал не предназначен для постоянной швартовки. У основания буя (под водой) – вертлюг, а от него погружные загрузочные шланги, которые надо вылавливать из моря. Клапана тоже находятся под водой. Соединительные шланги жестко прикреплены к райзеру. Швартовка осуществляется к надводной части буя. Буй применим на глубинах 35 – 200 м; если же райзер сделать составным (на шарнирах) глубину можно увеличить до 500 м. Обслуживание только с катера. SALM в 3 – 5 раз дороже чем CALM.

3. Классификация и конструкция трубчатых печей. Типоразмеры трубчатых печей. Путевые подогреватели. Тепловой расчет печей. КПД печи

Печи работают следующим образом. Мазут пли газ сжигается в горелках, расположенных в камере радиации. Газы сгорания из камеры радиации поступают в камеру конвекции, затем направляются в газосборник и по дымовой трубе уходят в атмосферу. Тягу регулируют шибером, установленным в газосборнике. Продукт одним пли несколькими потоками поступает в верхние трубы конвективного змеевика, проходит трубы настенных экранов камеры радиации и нагретый до необходимой температуры выходит из печи.

Трубчатые печи предназначены для огневого, высокотемпературного нагрева нефти, продуктов ее переработки, газов и являются одними из основных аппаратов установок нефтеперерабатывающих заводов. Проектными организациями СССР разработана практическая классификация трубчатых печей, по которой они делятся на следующие типы.

1. Узкокамерные трубчатые печи с верхним отводом дымовых газов с горизонтальным расположением труб — тип Г: ^;

а) с вертикальным свободным факелом и подовыми горелками;

б) однокамерные с настильным факелом—ГН1;

в) двухкамерные с настильным факелом — ГН2;

г) беспламенного горения двухкамерные — ГБ2;

д) беспламенного горения с резервным жидким топливом - ГР2;

е) с дифференциальным подводом воздуха по высоте факела —ГД2.

2. Узкокамерные трубчатые печи с нижним отводом дымовых газов и горизонтальным расположением труб—тип Б: I

а) беспламенного горения (одно- и двухкамерные)—ББ1, ББ2;

б) беспламенного горения с резервным жидким топливом (одно- и двухкамерные) — БР1, БР2;

в) с вертикальным свободным пламенем и подовыми горелками—БС1, БС2; |

г) с настильным пламенем (одно- и двухкамерные) — БН1, БН2..

3. Цилиндрические трубчатые печи с вертикальным и горизонтальным расположением труб — тип Ц:

а) с вертикальным свободным факелом, однокамерные — ЦС1

б) с вертикальным настильным факелом и дифференцированным подводом воздуха (трех- и четырехкамерные) — ЦДЗ, ЦД4

в) с горизонтальными трубами—ЦГ1.

4. Секционные и многокамерные трубчатые печи — тип Б, В, Р

а) с вертикальными трубами со свободным факелом, подовы­ми горелками, верхним отводом дымовых газов, трехкамерные — ВСЗ;

б) с горизонтальным расположением факела, нижним отводом дымовых газов, трехкамерные — БГЗ;

в) с вертикальными трубами и горизонтальным факелом, об­щей конвекцией на все секции, трехкамерные — РСЗ.

На рис. 37 даны схемы трубчатых печей ряда типов. При про­ектировании технологической установки НПЗ обычно осуществля­ется привязка типовой трубчатой печи, выбор которой определя­ется тепловой мощностью, назначением и технологическими пара­метрами.

Для установок атмосферной перегонки нефти (АТ) приемлемы­ми могут быть вертикально-факельные трубчатые печи как наи­более простые по конструкции. Для технологических установок, в которых к режиму нагрева сырья предъявляют особые требо­вания, как, например, установка ВТ вакуумной перегонки мазута, где не допускается перегрев сырья выше 415—420 °С, наиболее приемлемы цилиндрические трубчатые печи с дифференцирован­ным подводом воздуха типа ЦД. Однако с целью использования на установках АВТ однотипных печей как для АТ, так и для ВТ применяют вертикально-факельные печи.

Основные показатели работы трубчатой печи: полезная тепло­вая нагрузка печи, теплонапряженность поверхности нагрева, про­изводительность по сырью, коэффициент полезного действия, тем­пература газов на перевале, в топке, на выходе из печи и др.

Полезная тепловая нагрузка печи (Qпол, Вт или кДж/ч), или тепловая мощность установки прямой перегонки нефти складыва­ется из тепла, затраченного на нагрев и испарение нефти и на пе­регрев водяного пара (при наличии в печи пароперегревателя)

Тепло, необходимое для нагрева нефти (Qнагр)

Тепло, необходимое для испарения нефти (Qисп)

Тепло, необходимое для перегрева водяного пара (Qпер. в. п)

где G—производительность печи (по сырью), кг/ч; е—массовая доля отгонки сырья, доли единицы;I^ж_t1 I^ж_t2 — энтальпия жидкости при температурах входа и выхода ее из печи, кДж/кг; I^п_t2—энтальпия паров при температуре выхода из их печи, кДж/кг;G в.п—масса перегреваемого водяного пара, кг/ч; х— влаж­ность насыщенного водяного пара, доли единицы; l—теплота испарения воды, кДж/кг; С—теплоемкость кДж/(кг-К); tз—температура перегретого водяного пара, °С; t₄—температура насыщенного водяного пара, °С.

Рис. 87. Типы трубчатых печей:

/—трубчатые печи типа Г: а—с вертикальным свободным факелом и подовыми горелка-

ми—ГС1; б—однокамерная с настильным пламенем—ГН1; в—двухкамерная с настиль-

ным факелом — ГН2; г — беспламенного горения двухкамерные — ГБ2; д — беспламенного

горения с резервным жидким топливом—ГР2; е—с дифференцированным подводом возду-

ха по высоте факела — ГД2; 1 — горелки; 2 — трубы радиантной камеры; 3 — трубы кон-

векционной камеры; 4—горелки резервного жидкого топлива; 5—штуцер для подачи воз-

духа. // — трубчатые печи типа Б: а, б — беспламенного горения (однокамерная и двухка-

мерная)—ББ1, ББ2; в, г — беспламенного горения с резервным жидким топливом — БР1.

БР2; д, е—с вертикальным свободным пламенем и подовыми горелками—БС1, БС2; ас,

з—с настильным пламенем—БН1, БН2; ///—трубчатые печи типа Ц: а—с вертикаль-

ным свободным факелом; однокамерная—ЦС1 (план); б, в — с вертикальным настильным

факелом и дифференцированным подводом воздуха—ЦДЗ, ЦД4 (план); г—с горизонталь-

ными трубами ЦП; /V—трубчатые печи типа В, Б, Р (секционные и многокамерные):

а—с вертикальными трубами со свободным факелом, подовыми горелками, верхним от-

водом дымовых газов, трехкамерные—ВСЗ (план); б—с горизонтальным расположением

факела, нижним отводом дымовых газов — БГЗ; е—с вертикальными трубами и горизон-

тальным факелом, общей конвекцией на все секции—РСЗ (план); /—горелки; 2—трубы

радиантной камеры; 3 — трубы конвекционной камеры; 4 — боров-газоход; 5 — дымовая труба.

Пример 1. Определить тепловую нагрузку печи вакуумной установки производительностью 50000 кг/ч мазута (и У ==0,930). В печи мазут нагревается от 226 до 430 °С; при этом 40% его переходит в паровую фазу. В печи имеется пароперегреватель, где перегревается 650 кг/ч водяного пара со 120 до 400 °С. Отгон имеет плотность (1\1 ===0,91, а остаток—0,95. Влажность водяного пара 2%.

Решение. По формуле (83) находят полезную тепловую нагрузку печи. Энтальпию мазута и продуктов отгона в парах и жидкости находят по Приложениям 20 и 21. Мазут при 226 °С находится в жидком состоянии, а при 430 °С часть его (40%) переходит в пары—отгон. Энтальпия мазута по формулам (48) и (49)

Тепло, затрачиваемое на нагрев и испарение мазута

Тепло, затрачиваемое на перегрев водяного пара

Полезная тепловая нагрузка печи

Коэффициент полезного действия трубчатой печи — доля тепла, полезно использованного в печи на нагрев нефтепродукта. При полном сгорании топлива к. п. д. печи зависит от ее конструкции, от потерь тепла с уходящими дымовыми газами и через кладку печи, от коэффициента избытка воздуха. Коэффициент полезного действия трубчатых печей обычно колеблется в пределах 0,60— 0,80 и определяется по формуле

Где η—к. п. д. печи; Q^н_р—теплота сгорания топлива, кДж/кг; q_пот—потери тепла в окружающую среду через кладку печи, кДж/кг топлива; q_ух.г — потери тепла с уходящими дымовыми газами, кДж/кг топлива; q _н.сг — потери тепла от неполноты сгорания топлива, кДж/кг (практически 0,5—1%).

Тепловые потери в окружающую среду через кладку печи составляют 4—8% от рабочей теплоты сгорания топлива. Потери тепла с дымовыми газами, уходящими из печи в дымовую трубу, зависят от коэффициента избытка воздуха и температуры этих газов. Желательно иметь минимальную температуру уходящих дымовых газов, однако это вызывает увеличение конвекционной поверхности и потерю напора в трубах печи. Обычно температуру уходящих дымовых газов принимают на 150—200 °С выше температуры поступающего в печь сырья, т. е.

где t_ух — температура уходящих дымовых газов, ⁰С; t_с — температура посту-

пающего в печь сырья, °С.

БИЛЕТ №14

2. Незамерзающие акватории ( ALC)

Шарнирно закрепленная на дне колонна ALC, она же шарнирно закрепленная башня ALT, она же шарнирно закрепленная платформа ALP.

Это одиночная стальная колонна с камерами плавучести, которая снизу с помощью тяжелого универсального шарнира соединена со свайным основанием. Верх колонны намного выше уровня моря. Он имеет жилые палубы для ремонтников, поворотное (на 360^о) устройство для швартовки со свободно плавающим в море концом, кран, вертолетную площадку, стрелу для грузовых шлангов. Колонна покачивается на волнах и при швартовке может недопустимо наклониться. Чтобы этого не случилось на верху колонны устанавливается минимум оборудования и используются челночные танкеры минимальных размеров. Колонна применима на глубинах 90 – 120 м. При меньших глубинах колебания колонны могут войти в резонанс с волнами. При больших глубинах увеличивается масса колонны, а это вновь ведет к усилению колебаний. ALC, ALT или ALP примернов 13 раз дороже чем CALM.

Дата добавления: 2015-07-19