Вплив накипу на витрату палива парогенераторними установками нафтогазового технологічного транспорту

Abstract

У статті розглядається питання впливу накипу на нагрівальних елементах пересувних парогенераторних установок (ППУ), які широко використовують у нафтогазовій промисловості для депарафінізації свердловин, трубопроводів, нафтогазового та іншого обладнання насиченою парою високого і низького тиску, а також для інших побутових та промислових потреб.

Оскільки експлуатація парогенераторних установок відбувається у польових умовах на далекій відстані від основних баз їх дислокації (зберігання і обліку), що призводить до вимушеного споживання фізично та хімічно непідготовленої живильної води. Зазвичай це підземні природні джерельні води, води з рік, озер, ставків та ін. Робота парогенераторних установок на непідготовленій воді призводить до утворення накипу, який спричиняє перевитрати палива і вихід з експлуатації котла парогенератора через прогорання змійовика. Однак, навіть під час роботи на підготовленій живильній воді на стінках змійовика утворюється накип, який знижує ефективність його роботи і вимагає періодичного знімання за допомогою кислотної обробки через 48 – 72 години роботи установок.

Експлуатаційники, часто самі створюють умови до утворення товстих шарів накипу та значних перевитрат палива на отримання необхідної кількості пари, в порівнянні з нормативними даними регламентованими інструкціями з технічної експлуатації установок.

У статті проведений аналіз впливу товщини шару накипу на теплові втрати котла ППУ та на вплив шару накипу на перевитрату палива пересувною парогенераторною установкою. Отримано математичну залежність перевитрати палива від товщини шару накипу. Було показано, що виникнення накипу спричиняє не тільки економічні але і екологічні проблеми.

З метою усунення негативного впливу накипу на роботу ППУ було запропоновано конструкцію очисного елементу.

Застосування запропонованого пристрою дозволить зекономити до 10,5 % палива (приблизно 121,5 кг/год.). Враховуючи роздрібну вартість дизельного палива 27 грн./л можливо отримати економію 3280,5 грн. за годину роботи однієї парогенераторної установки.

Таким чином, розглянута у статті проблема є досить актуальною для підприємств нафтогазової галузі.

The paper considers the problem of the impact of the furring on the heating elements of mobile steam generating installation (SGI), widely used in oil and gas industry for the dewaxing of wells, pipe-lines, oil and gas as well as other equipment by the saturated steam of high and low pressure, and for other domestic and industrial needs.

As steam-generating installations operate in field conditions at large distance from the main bases of their location (storage and registration), this leads to the forced consumption of physically and chemically untreated raw water. As a rule, this is subsurface natural water, water from rivers, lakes, pond, etc. Operation of steam-generating installations on the untreated water results in formation of the scale , which causes excess fuel consumption and failure of the steam generator boiler as a result of the coil burnout. However, even in the course of operation on the treated feed water the scale is formed on the walls of the coil, it decreases the operation efficiency and requires periodic descaling by means of acid treatment after 48 – 72 hours of operation.

Operators often create the conditions for the creation of the thick layers of the scale and excess fuel consumption for the obtaining of the needed amount of steam, as compared with the data, specified by the regulatory documents on the installations operation.

The paper contains the analysis of the impact of the scale layer thickness on thermal losses of the steam-generating installation boiler and the impact of the fur layer on the excess fuel consumption of the mobile steam-generating installation. Mathematical dependence of the excess fuel consumption on scale layer thickness is obtained. It was shown that the emergence of the scale causes not only economic but also ecological problems.

In order to eliminate the negative impact of the scale on steam-generating installation operation the construction of the cleaning element was suggested.

Application of the suggested device will enable to save up to 10.5 % of the fuel (approximately 121.5 kg/hr.). Taking into account the retail cost of the diesel fuel 27 UAH./l it is possible to achieve savings of 3280.5 UAH/ hour of the operation of one steam-generating installation.

Thus, problem, considered in the paper is rather important for the enterprises of oil and gas industry.

В статье рассмотрена проблема влияния обводки на нагревательные элементы мобильной парогенераторной установки (ПГУ), широко используемой в нефтегазовой промышленности для депарафинизации скважин, трубопроводов, нефти и газа, а также другого оборудования Насыщенный пар высокого и низкого давления, а также для других бытовых и промышленных нужд.

Поскольку парогенераторные установки работают в полевых условиях на большом расстоянии от основных баз их расположения (хранение и учет), это приводит к принудительному потреблению неочищенной физически и химически необработанной воды. Как правило, это подземные природные воды, вода из рек, озер, прудов и т. Д. Эксплуатация парогенераторных установок на неочищенной воде приводит к образованию накипи, что приводит к избыточному расходу топлива и выходу из строя парогенератора котла, так как результат выгорания катушки. Однако даже в процессе работы на очищенной питательной воде на стенках змеевика образуется накипь, что снижает эффективность работы и требует периодического удаления накипи с помощью кислотной обработки после 48 - 72 часов работы.

Операторы часто создают условия для создания толстых слоев окалины и избыточного расхода топлива для получения необходимого количества пара, по сравнению с данными, указанными в нормативных документах по эксплуатации установок.

В статье дан анализ влияния толщины окалины на тепловые потери парогенераторной установки котла и влияние мехового слоя на избыточный расход топлива мобильной парогенераторной установки. Получена математическая зависимость избыточного расхода топлива от толщины слоя окалины. Было показано, что появление шкалы вызывает не только экономические, но и экологические проблемы.

Чтобы устранить негативное влияние накипи на работу парогенераторной установки, была предложена конструкция чистящего элемента.

Применение предложенного устройства позволит сэкономить до 10,5% топлива (примерно 121,5 кг / час). С учетом розничной стоимости дизельного топлива 27 грн. / Л можно добиться экономии 3280,5 грн / час от эксплуатации одной парогенераторной установки.

Таким образом, рассматриваемая в статье проблема является весьма актуальной для предприятий нефтегазовой отрасли.