Реферат 2
Введение 9
1 Разделение эмульсии нагревом 10
1.1 Виды аппаратов типа heater-treater 13
2 Нефтегазоводоразделитель НГВРП-1-115-ПС 17
2.1 Устройство и характеристики 17
2.2 Горелки 20
2.2 Принцип работы аппарата 20
3 Аппараты heater-treater за рубежом 25
4 Проблемы при эксплуатации нефтегазоводоразделителей 27
5 Инфракрасные горелочные устройства 33
5.1 Обзор существующих конструкций 34
5.2 Патент RU2110015C1 39
5.3 Патент RU2462661 41
5.4 Методика изготовления пористого керамического материала 43
5.5 Опыт применения инфракрасных горелок в аппаратах heater-treater.... 45
6 Патентно - информационный обзор 49
6.1 Патент RU71559 49
6.2 Патент RU159315 51
6.3 Патент US3727382 54
6.4 Патент US4926842 57
6.5 Патент US5042582 61
6.6 Патент US0319844 64
7 Техническое предложение 66
8 Расчетная часть 67
8.1 Расчёт геометрических параметров горелки 67
8.2 Тепловой баланс 71
8.3 Температура горения 75
8.4 Тепловое расширение 76
8.5 Прочностной расчет 78
9 Технологическая часть 81
9.1 Анализ функционального назначения детали 81
9.2 Разработка технологического маршрута изготовления детали,
определение основных операций и основных переходов 82
10 Безопасность и экологичность 88
10.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных
факторов при проведении работ 88
10.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению
безопасности работ 92
10.3 Санитарные требования к помещению и размещению используемого
оборудования 93
10.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 94
10.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 95
10.6 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях. 96
10.7 Экологичность проекта 97
11 Экономическая часть 98
11.1 Определение капитальных вложений 99
11.1.1 Затраты на изготовление деталей 99
11.1.2 Затраты на транспортировку 102
11.1.3 Затраты на монтаж 103
11.1.4 Затраты на ликвидацию 104
11.2 Амортизационные отчисления 105
11.3 Расходы на содержание и текущий ремонт оборудования 105
11.4 Расчет платы на негативное воздействие на окружающую среду 106
11.5 Расчет экономического эффекта 109
Заключение 111
Список использованных источников 113
Приложение А 118
На сегодняшний день нефть и газ являются незаменимым ресурсом на рынке топлива. Более 70% топливно-энергетического комплекса России приходится на нефть и газ, помимо этого из нефти изготавливается широкий ряд продукции - от топливных смесей до медикаментов и косметики. Этим обуславливается активное развитие технологий в различных областях нефтегазового дела - от геологоразведки до переработки нефти и газа, а для подготовки квалифицированных кадров данной отрасли формируется всё больше учебных заведений на уровне среднего и высшего образования.
Одним из важнейших этапов нефтяного производства является подготовка нефти к переработке после её извлечения из скважин. Переработка состоит в очистке и разделении газоводонефтяных эмульсий на нефть, газ и воду. Для этих целей в настоящее время на многих месторождениях используют различные подогреватели, в которых эмульсия путём нагрева преобразует свои свойства для облегчения разделения, и сепараторы, служащие непосредственно для разделения сред на отдельные фазы. Однако такие устройства, как правило, представляют собой большие установки, которые обычно транспортируются, устанавливаются, и соединяются по отдельности. Это приводит к значительным затратам на доставку, размещение и соединение таких устройств на удаленном от скважины участке. Нередко такие системы могут быть несовместимы друг с другом. Поскольку производственные участки зачастую находятся на значительном расстоянии от ближайших поставщиков, установка и соединение установок сопровождаются приостановкой технологического процесса.
Кроме того, некоторые элементы системы подготовки нефти могут иметь аналогичные между собой функции, а создание тех же функций, которые уже предусмотрены для других устройств, приводит к значительным потерям энергии и неэффективности каждого компонента. Это не только
отражает неправильное проектирование системы, но и значительно увеличивает общую стоимость участков подготовки нефти, включающую не только затраты на настройку и подключение оборудования, а также на дублирование аналогичных компонентов для каждого отдельного устройства.
Таким образом, существует потребность в устройствах, способах и системах, которые могут заменить несколько автономных блоков на участках подготовки одним объединенным, экономически эффективным блоком, способным значительно сократить время, необходимое для транспортировки и монтажа, а также позволяющим обеспечить экономию финансовых средств и более быструю окупаемость инвестиций для нефтяных компаний...
В ходе написания выпускной квалификационной работы были выполнены следующие задачи:
- рассмотрен механизм разделения газоводонефтяных эмульсий посредством нагрева, его преимущества и недостатки;
- произведён анализ применяемых видов конструкций сепараторов с подогревом;
- приведено описание рассматриваемого устройства НГВРП, его характеристики и принцип работы, в частности рассмотрены применяемые в аппарате горелки;
- изучены выпускаемые зарубежные аналоги рассматриваемого в рамках проекта аппарата;
- выявлены основные проблемы, возникающие при эксплуатации нефтегазоводоразделителей;
- рассмотрены различные виды инфракрасных горелочных устройств, методы получения керамических материалов, а также результаты применения беспламенных горелок в подогревателях за рубежом;
- приведены описания существующих патентов на нефтегазоводоразделители, изучены их конструкции и преимущества;
- разработана усовершенствованная конструкция горелки нефтегазоводоразделителя с прямым подогревом НГВРП-1-115-ПС, позволяющая увеличить срок службы жаровой трубы за счет её равномерного нагрева по всей длине инфракрасным излучением, образующимся при сгорании топливной смеси на поверхности пористого керамического насадка, полученного методом высокотемпературного синтеза (СВС) керамики (оксид алюминия Al2O3 + оксид циркония ZrO2) и металлической сетки - матрицы. Также предложенная горелка за счёт более полного сгорания топлива позволяет уменьшить объем продуктов сгорания и обеспечить экологичность работы аппарата. Дополнительно разработанная конструкция горелки оснащена быстроразъемным соединением, обеспечивающим удобство разборки и сборки горелки при техническом обслуживании рабочим персоналом;
- путем расчета определены основные геометрические параметры деталей предлагаемой беспламенной горелки;
- рассчитан тепловой баланс в жаровой трубе, который позволил определить температуру сгорания топливной смеси и величину зазоров, возникающих вследствие температурного расширения материалов с разными коэффициентами теплового расширения при высоких температурах, в результате чего получено незначительное отклонение диаметральных размеров стальной и керамической детали, не влияющее на нормальную работу горелки;..
