Технические статьи

ГлавнаяТехнические статьиФланцыНефть и газ → Фланцы теплообменного оборудования нефтяной промышленности

Фланцы теплообменного оборудования нефтяной промышленности

Трубчатый нержавеющий теплообменный аппарат с фланцами.

Трубчатый нержавеющий теплообменный аппарат с фланцами.

Теплообменники играют большую роль в добыче, промысловой подготовке и переработке нефти. Для обеспечения надёжности соединений как в старых, так и в новейших типах теплообменных аппаратов применяются фланцевые соединения.

Дата публикации: 6 сентября 2011

Автор: Дроздов М.В., ООО «Инженерный Союз»

Разместите статью о трубопроводах в данном каталоге
Ваша информация на каталоге технических статей

Надежно только то, что крепко закручено
Архимед.

В российской энергетике действуют около 30 крупных нефтеперерабатывающих заводов (мощность от 1 млн. т в год), мини-НПЗ и заводы по производству масел. Протяженность магистральных нефтепроводов составляет около 50 тыс. км и нефтепродуктопроводов – около 20 тыс. км.

Одним из приоритетных направлений развития российского топливно-энергетического комплекса является увеличение глубины и качества переработки российских энергоресурсов.

Среди основных стратегических направлений развития переработки нефти Министерство энергетики России определяет:

  1. ввод новых мощностей глубокой переработки сырья,
  2. модернизацию действующих сырьевых и перерабатывающих производств,
  3. увеличение глубины переработки сырья,
  4. снижение энергоёмкости производства,
  5. повышение его экологичности.

В начало

Теплообменное оборудование в нефтяной промышленности

При подготовке нефти к транспортировке она проходит стадии обессоливания, обезвоживания и сепарации. Эти технологические процессы происходят при помощи теплообменников.

На порядок больше, чем на промысле, теплообменные аппараты используются в первичной переработке нефти:

  • при дистилляции,
  • висбрекинге,
  • риформинге,
  • гидроочистке нефти и нефтепродуктов.

В конструкции корпусов и присоединительных патрубков теплообменных аппаратов широко применяются фланцы сосудов и аппаратов.

Фланцевое соединение обеспечивает одновременно высокую герметичность и разборность, что позволяет делать столь необходимую ревизию теплообменных аппаратов.

Рассмотрим вопрос о реализации государственной стратегии развития отрасли на примере теплообменного оборудования.

В начало

Модернизация добывающих и перерабатывающих производств

Частым явлением на нефтяных промыслах остаются морально устаревшие печи для подогрева нефти, которые необходимо по возможности заменять на более прогрессивные теплообменные аппараты.

Кожухотрубный теплообменник с фланцами корпуса (стальные фланцы аппаратов) и присоединительными фланцами патрубков

Рисунок 1. Кожухотрубный теплообменник для
подогрева сырой нефти снабжён фланцами.

Подавляющее большинство российских нефтедобывающих комплексов (более 80%) используют только кожухотрубные теплообменные аппараты (рисунок 1).

Кожухотрубные теплообменники отличаются наиболее широким диапазоном физических параметров эксплуатации. Но недостатки таких теплообменников достаточно велики: теплообмен осуществляется неэффективно, масса и размеры таких аппаратов могут быть очень большими, что на порядок увеличивает стоимость как производства, так и монтажа и обслуживания.

Такие теплообменники наиболее часто применяются для подготовки сырой нефти к транспортировке на промысле.

Физические условия некоторых этапов технологического процесса могут позволять применение только кожухотрубных теплообменных аппаратов. Для увеличения теплопередачи, снижения загрязнений и потерь давления кожухотрубные теплообменники оснащаются витыми трубками овального поперечного сечения.

В конструкции корпуса и присоединительных элементов этих аппаратов, как устаревших, так и модернизированных, используются стальные фланцы.

В начало

Увеличение глубины переработки сырья

Пластинчатые теплообменный аппарат объекта нефтепереработки с присоединительными фланцами продуктопроводов.

Рисунок 2. Пластинчатый теплообменный
аппарат, примонтированный к
продуктопроводам при помощи фланцев.

Увеличению глубины и качества переработки нефти способствует внедрение на нефтеперерабатывающие производства прогрессивных типов теплообменников, позволяющих более чётко реализовывать, кроме всего прочего, проектные физические параметры технологических процессов переработки.

Самые последние методы нагрева и охлаждения веществ позволяют изменять температуру среды равномерно и точно, с относительно невысокими градиентами температур во внутреннем пространстве аппаратуры.

В начало

Снижение энергоёмкости производства

Теплообменник на установке по перегонке нефти позволяет нагревать сырьё за счёт теплоты от продуктов, имеющих высокую температуру.

Многие технологические процессы нефтеперерабатывающей отрасли приводят к внутреннему загрязнению трубопроводного оборудования, что влияет на результативность работы предприятия и его экономическую рентабельность. Отложения на внутренних поверхностях приводят к таким энергозатратам, как увеличение количества сжигаемого топлива и мощности насосного оборудования.

Спиральный теплообменный аппарат с фланцами корпуса и патрубков

Рисунок 3. Спиральный
теплообменник высокого давления.

Спиральный теплообменник (рисунок 3) обладает, как следует из его названия, обладает двумя концентрическими каналами спиральной формы для каждой жидкости. Изогнутая форма каналов обеспечивает оптимальные условия теплопередачи и гидродинамики потока для большого разнообразия жидкостей. Преимуществом спирального теплообменника является относительно малые габаритные размеры, самоочищение в результате турбуленции потоков и возможность обрабатывать загрязнённые жидкости, экономическая выгодность технического обслуживания, высокая эффективность передачи тепла.

Правильный подход к выбору и проектировке теплообменного оборудования позволяет значительно сократить энергозатраты и повысить технико-экономические характеристики продуктов переработки.

Повышение экологичности нефтепереработки

Разрушение теплообменного аппарата вблизи фланцев

Рисунок 4. Разрушение патрубка с присоединительным
фланцем на теплообменном аппарате

Повреждения и разгерметизация теплообменного оборудования частую вызываются разрушением фланцев присоединительных патрубков. Например, 1 января 2004 года на газоперерабатывающем заводе в южно-австралийском городе Мумба в результате разгерметизации вводного патрубка теплообменного аппарата произошёл выброс и взрыв продуктов переработки (рис. 4). Ущерб от аварии составил тогда 5 млн. долларов. Как выяснилось в результате экспертизы, причиной разгерметизации стало охрупчение металла патрубка вблизи присоединительного фланца.

Использование нового теплообменного оборудования позволит улучшить и экологическую обстановку, ведь с экономией энергии и уменьшением количества сжигаемого топлива снижаются и выбросы углекислого газа в атмосферу.

Чистоту окружающей среды позволяет соблюдать выполнение следующих условий:

  • более тщательные проектные расчёты разработчиков теплообменных аппаратов с уделением особого внимания параметрам фланцевых соединений;
  • только регламентная эксплуатация в условиях, предусмотренных конструкцией;
  • регулярные ревизии с очисткой внутренних поверхностей аппаратов от твёрдых и высоковязких отложений;
  • регулярные проверки герметичности фланцевых соединений: целостности фланцев и фланцевых прокладок.

В начало

Надёжность соединения фланцев – надёжность во всём

Нержавеющие фланцы трубчатого теплообменного аппарата. Фланцы коррозионно-стойкие.

Рисунок 5. Трубчатый теплообменный аппарат из нержавеющей стали

Детали фланцевых соединений теплообменного оборудования, сосудов и резервуаров должны изготавливаться в строгом соответствии с требованием государственных, отраслевых, а зачастую, и международных стандартов.

Большим опытом в производстве фланцев, фланцевых заглушек, стальных уплотнительных элементов и крепёжных деталей фланцевых соединений обладает ООО «Инженерный Союз». Изготовленные в Омске высококачественные фланцы и комплектующие фланцевых соединений для нефтеперерабатывающего оборудования были поставлены в большинство регионов России и стран СНГ.

Вложение средств в комплектацию оборудования надёжными соединительными элементами определяет стабильную работу и экономическую рентабельность нефтепереработки.

Уважаемые коллеги! Поздравляем вас с Днём работников нефтяной, газовой и топливной промышленности!

С уважением,
ООО «Инженерный Союз»

В начало

Список литературы

  1. Чичиндаев А. В. Оптимизация компактных пластинчато-ребристых теплообменников... – Издательство НГТУ, 2003. – 399 c. – ISBN 5-7782-0361-6.
  2. Справочник по теплообменникам : В 2-х т. Т. 2. Пер. с англ. / Под ред. О. Г. Мартыненко и др... – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 352 c.
  3. Бродов Ю.М. Теплообменники энергетических установок.. – Екатеринбург, изд-во "Сократ", 2003. – 965 c.
  4. Теплообменные аппараты из профильных листов / Антуфьев В.М. и др... – Л.: Энергия, 1972. – 128 c.
  5. Балалайка Б.N. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности.. – М. : Машгиз, 1962. – 353 c.
  6. Бородин Ю. В. Промышленная экология : учебное пособие / Ю. В. Бородин, М. Э. Гусельников.. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 120 c.
  7. Воробьев Н.И Техника безопасности при монтаже, ремонте, пуске и наладке оборудования химической и нефтехимической промышленности.. – М. : Высшая школа, 1974. – 266 c.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

Rambler's Top100