Басқару объектісінің температура бойынша екпін қисығын алу
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 43 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 43 бет
Таңдаулыға:
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 8
1 НЕГІЗГІ БӨЛІМ 9
1.1 Тұтқырлығы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі
тәсілдері 9
1.2 Еріткіштермен қосып айдау 9
1.3 Тұтқырлы майлар мен мұнай өнімдерін гидротасымалдау 11
1.4 Термоөңделген мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау 1514
1.5 Мұнайларды қоспалармен айдау 6115
1.6 Алдын-ала қыздырылған мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау 17
1.7 Пештің конструкциясы мен жұмысының сипаттамасы 20
1.8 Автоматтандырылған жүйелердің қызметі мен функциялары 24
1.9 БТП-10М-Э мұнай қыздыру пешінің автоматтандыру жүйесі 25
1.10 Техникалық құралдар кешенінің құрылымы 30
2 ТЕХНИКА-ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ 36
2.1 Басқару объектісінің температура бойынша екпін қисығын алу 36
2.2 Реттегіш параметрлерін анықтау 36
3 ЕҢБЕКТІ ЖӘНЕ ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ БӨЛІМІ 40
3.1 Мұнай өндірісіндегі қауіпсіздік техникасы бойынша айрықша шарттар
40
3.2 Электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету 40
3.3 Жеке қорғау құралдарымен қамтамасыз ету 41
3.4 Өртке қарсы шаралар 41
4 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 43
4.1 БТП -10М-Э мұнай қыздыру пешін автоматтандыру жүйесін енгізу үшін
техникалық-экономикалық негіздеме 43
4.2 Басқару жүйесін құруға кететін капиталды шығындар 43
4.3 Автоматтандыру жүйесін енгізудің экономикалық тиімділігін есептеу
47
ҚОРЫТЫНДЫ 49
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 650
КІРІСПЕ
Қазіргі уақытта мұнай өңдеуде, мұнайхимияда және химияда техникалық
прогресстің негізгі жолдары-технологиялық қондырғылардың қуатын көбейту мен
экономикалық тиімділігін көтеру, мақсатты өнімнің өзіндік құнын төмендету
және тауарлы өнімнің сапасын жақсарту болып табылады. Алынатын өнімдердің
сапасы мен саны және барлық қондырғылардың технико-экономикалық
көрсеткіштері құбырлы пештің жылулық және технологиялық режимдеріне
байланысты болады, бұл берілген жұмыстағы шешілетін мәселелердің
практикалық құндылығы мен актуалдығын көрсетеді.
Мұнай өңдеу, мұнайхимиялық және химиялық өндірістегі технологиялық
қондырғыларының көбісінің негізгі аппараттарының бірі болып табылатын
құбырлы пешті автоматтандыру деңгейі, технологиялық қондырғылардың басқа
аппараттары үшін жасалған автоматтандыру деңгейінен едәуір төмен.
Құбырлы пештердің автоматты басқару жүйелеріне жоғары талаптар қойылу
керек, себебі олардың жылулық және технологиялық режимдері технологиялық
қондырғының жұмысына ықпалын тигізеді, мақсатты өнімнің сапасы мен санына
әсер етеді.
Технологиялық үрдістің жоғары технико-экономикалық көрсеткіштерін
қамтамасыз ететін шешуші фактор болып – оның жүрісінің оптималды шарттарын
ұстану табылады. Алынатын өнімнің сапасын сипаттайтын параметрлерді
оптималды деңгейде тура ұстап тұруын қамтамасыз ету, тек үрдісті тиімділігі
жоғары автоматты басқару жүйелері арқылы мүмкін болады. Осыған байланысты
технологиялық үрдістерді автоматтандыру мәселелері өте актуалды болып
табылады. Әсіресе, автоматты бақылау мен күрделі өзіндік байланыстары,
кіріс, режимді және шығыс параметрларінің көп саны мәнді кешігулер мен
көптеген уақыт тұрақтылары бар үрдістерді басқару маңызды. Бұндай
үрдістерге құбырлы пештерде болатын технологиялық үрдістер жатады.
Қазіргі уақытта құбырлы пеш шығысындағы шикізаттың температурасы үрдіс
күйін бағалаудың жалғыз критериясы болып табылады. Ол ылғи берілген мәнде
ұсталып тұрады.
Құбырлы пештердің автоматтандыру жүйесінің жеткіліксіз деңгейі,
автоматиканың көзқарасы бойынша, олар теория жүзінде де, эксперимент
жүзінде де өте аз зерттелінген.
Типі мен міндетіне байланыссыз құбырлы пештерді реттеудің автоматты
жүйелері құбырлы пештің шығысындағы шикізаттың оптималды температурасын
ұстпа тұру және жағу үрдісінің оптималды басқаруын жүзеге асыру керек.
Құбырлы пештердің басқарылуына тек осындай кешенді түрде келгенде ғана,
олардың жұмысының талап етілетін технологиялық және жылулық режимдері
қамтамасыз етіле алады.
Дипломдық жұмыста мұнай қыздыру пештерінің автоматтандыру жүйесі БТП-
10М-Э пешінің мысалында қарастырылған. Тұтқырлығы жоғары және тез қатып
қалатын мұнай мен мұнай өнімдерінің негізгі айдау тәсілдеріне анализ
берілген. Пеш жұмысының режимдерінің автоматты реттеу жүйесі мен оның
бақаруын оптималдауы сипатталғын.
Мұнай қыздыру пештерінің автоматтандыру жүйелерін енгізу – басқарудың
сапасы мен сенімділігінің жоғарылауымен, жоғалулардың төмендеуімен,
өнімділіктің жоғарылауымен және т.с.с анықталған автоматтандырылатын
өндірістің тиімділігін жоғарытылуына рұқсат етеді.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Тұтқырлығы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың
негізгі тәсілдері
Қазіргі уақытта қалыпты температурада тұтқырлығы жоғары болатын немесе
көп мөлшерлі парафинді болатын және соның нәтижесінде төмен температурада
қатып қалатын едәуір көлемді мұнайларды өндіреді. Мұндай мұнайларды
құбырлармен қалыпты тәсілмен айдау қиынға түседі. Тұтқырлығы жоғары және
қатуы жоғары мұнайларды құбырлармен тасымалдау үшін келесі тәсілдер
қолданады: тұтқырлы және қатуы жоғары мұнайлар мен мұнай өнімдерін
тұтқырлығы аз өніммен араластырады; гидротасымалдау – сумен араластыру және
айдау; қатуы жоғары парафинді мұнайларды термоөңдеу; мұнайларды газбен
қанықтыру; мұнайларды құбырға айдау алдында вобро және баро дайындау;
прсадок-депрессаторды қосу; барлық мұнайды немесе оның бөлігін
деструкциялау; түйіршіктер мен контейнерлерде айдау; алдын-ала қыздырылған
мұнай мен мұнай өнімдерін айдау.
Айдау тәсілін таңдау технико-экономикалық есеппен негізделу керек.
1.2 Еріткіштермен қосып айдау
Тасымалданатын тұтқырлы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерінің
реологиялық қасиеттерін (тұтқырлықты төмендету, жылжу және қату
температурасының кернеулері) жақсарту жолдарын, оларды еріткіштермен
араластыру арқылы алуға болады. Еріткіштер ретінде: тұтқырлығы аз
мұнайларды, газды конденсаторды, керосиндерді, бензиндерді, үстірт-активті
заттар (ҮАЗ) бар сұйықтықтарды, сұйық мұнай газдарын қолданады. Ерітуді кең
пайдаланады. Оның жақсы перспективалары бар, және келесі шарттармен
түсіндіріледі.
Бір көппласталы немесе жақын орналасқан кен орындарында өндірілетін
әртүрлі физико-химиялық қасиеттері бар мұнайларды айдау қажеттілігі;
парафиндер, шайлар, тұздар, күкірттер, сулар және т.б. мөлшері бойынша
белгілі сапалы өнімді тұтынушыларға жеткізу талаптары (қайта өңдеу мен
экспортқа шығару шарттары).
Белгілі құбырлы жүйелердің, іске қосымша қуаттары енгізбейді,
өткізгіштік қасиетін жоғарлату мәселелері.
Алдын-ала қыздырып айдаудың тиімсізділігінен, қатып қалған топырақты
аймақтардағы қоршаған ортаны сақтаудың орындылығы.
Оны тек мұнай шикізатына келтірілетін технологиялық талаптарды
бұзбаған жағдайда ғана еріткіштермен араластыруға болады. Еріткіштің
парафинді мұнайлардың реологиялық қасиеттеріне әсері келесі түрде жүзеге
асады: қоспадағы парафиннің концентрациясы төмендейді, ал бұл өз кезегінде
тұтқырлықтың төмендеуіне әкеледі; еріткіште асфальтеношайырлы заттар болған
жағдайда, олар депрессатор ретінде істейді де, парафин кристалдарының
көбеюіне әсер етіп, тұтқырлық пен қату температурасын төмендетеді.
Тұтқырлықты немесе жоғары парафинді мұнайлардың әрбір сорты үшін еріткіштер
мөлшерін әртүрлі концентрациялы қоспалардың тұтқырлығы мен қату
температурасы бойынша жүргізілетін зертханалық зерттеулер негізінде анықтау
керек. Еріткіштің табылған тиімді концентрациясын тасымалдау кезінде қатаң
сақтау керек.
Мұнай мен мұнай өнімдерін резервуарларда немесе құбырларда
араластыруға болады. Араластыру технологиясы келесідей: басты станцияда
(немесе араластыру аймағында) тұтқырлы немесе жоғары парафинді мұнайы бар
резервуарға қажетті мөлшерде еріткішті айдайды және арнайы сораптармен
тұйық сақина арқылы айдаумен қоспаны берілген нормаға дейін келтіреді.
Белгілі қоспа мөлшерін дайындағаннан кейін оны магистральға жібереді, ал
басқа резервуарларда келесі партияны дайындайды. Құрылғылар саны,
резервуарлар және сорапты станцияларды байланыстыру жүйесі араластырылатын
мұнай көлеміне байланысты.
Құбырдағы компоненттерді араластыру, негізгі сұйықтың ағынына керекті
мөлшерде еріткішті қосқан кезде, арнайы мөлшерлегіш сораптар көмегімен
жасалады. Копоненттерді араластыру қарқындылығын жоғарылату үшін құбырда
арнайы конструкциялы араластырғышты (әр типті турбулизаторларды)
орналастырады.
Тұтқырлы мұнайларды бензиндармен, керосиндермен, дизельді отынмен,
әдетте, ерітпейді, себебі өндіріске еріткішті параллельді құбырмен жіберу
керек, ал оны құру мен пайдалану қосымша шығындарды талап етеді. Сондықтан,
сондай еріткіші бар тұтқырлы мұнайды тасымалдау, басқа тәсілдерге
қарағанда, әлдеқайда қымбатқа түседі. Мұнай өнімдеріне де (мазуттарға,
гудрондарға және т.б.) мұндай еріткіштер тиімсіз, өйткені ақырғы пункттарда
оспаларды айыру үшін қондырғыларды құру қажет болады. Ллойдминстер-Хардисти
(Канада) және Арлан-Салаваттың (Башкирия) кейбір құбырларында тұқырлы
мұнайларды еріту үшін газды конденсаттарды қолданады. Ллойдминстер-Хардисти
құбыры бойынша 14 бөлігіне жуығы конденсатпен ерітілген, өте тұтқырлы
мұнайды (V50 = 2,9x10-4 м2с) айдайды. Бұдан басқа, қысқы уақытта қоспаны
айдау алдында 3300К-ға дейін қыздырады. Ллойдминстер кен орнына Хардистиден
конденсаты жіберу үшін арнайы құбыр салынса да, тұтқырлы мұнайды
тасымалдаудың мұндай тәсілі басқа тәсілдерден экономикалық жағынан тиімді
болып шықты.
Қоспадағы әр компонент мөлшерін ақырға өнімге қойылған талаптар
негізінде құрастырылған араластыру рецепіне сәйкес етіп анықтайды. Мысалы,
экспортқа шығарылатын мұнайдың құрамындағы күкірт мөлшері 1% -тен аспау
керек. Бұдан басқа, барлық жағдайларда экономикалық жағынан ең тиімді
араластыру рецепін сақтау қажет және де бұл жағдайда халық шаруашылығының
мүдессіне ең қолайлы жағынан көрсетілуі керек – пайда, рентабельділік,
айдауға кететін шығындардың аз болуы және т.б. Мұнай мен мұнай өнімдерін
тиімді араластыруы бойынша келтірілген есептердің барлық кешендерін ЕЭМ-да
арнайы жасалған алгоритмдер көмегімен шығаруға болады.
Қоспаны тасымалдау үшін құбырдың гидравикалық есептелуі кәдімгі мұнай
құбырының есептелуінен ажыратылмайды.
Мұнай ерітудің бірден-бір тәсілі – ол сұйықтатылған мұнайдың газдарын
қолдану болып табылады. Тәсілдің мәні келесідей: мұнай өндірістерінен
мұнайды бөлудің бірінші сатысынан кейін, қалған мұнай газдарымен қоса қайта
өңдеу аймақтарына тасымалдайды. Ол жерде мұнай, газ өңдейтін зауыттар
немесе мұнайхимиялық комбинаттар орналасқан. Сонымен қатар, соңғы бөлу мен
мұнай тауарлы есепке алу, және де оны будың серпімділігі бойынша қажетті
нормасына жеткізу, өндіру аймақтарынан немесе өндіретін станциялардан мұнай
мен газды өңдейтін аймақтарға тасымалдайды, яғни әлде қайда жақсы
жабдықталған және қоныстанған аймақтарға тасымалдайды. Газбен қаныққан
қоспаларды, жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз ететін қысымы бар сораптан
сорапқа айдау схемасы бойынша айдайды. Сонымен қатар, газбен қаныққан
мұнай, гомогенді қозғалатын жән қаныққан буда қысымы атмосфералықтан көп
болатын мұнай мен газ қоспасы болып табылады.
Газбен қаныққан мұнайларды айдау технологиясы олардың тасымалдану
қасиеттерін тұқырлық пен тығыздықтың төмендеуі арқылы жақсартуын, мұнай
өндіру аймақтарына мұнай газдарының жоғалуын төмендетіп, оның пайдаға асыру
коэфициентін жоғарлатуын, мұнай өндірілетін аймақтардың газдануын
төмендетуін, мұнай құбырлары жүйесінің тиелуін жоғарлатуын, кең
ассортиментті мұнай химиялық өнімдерін алу үшін қымбат шикізат болып
табылатын мұнай газдарының ауыр көмірсутектер фракциясын өңдеуге тартуын
қамтамасыз етеді. Энергетикалық эквиваленті бойынша мұнай құбырының
өткізгіштік қасиеті газ құбырының өткізгіштік қасиетінен бірнеше есе жоғары
болғандығын ескерсек, мұнайды газбен қаныққан күйінде бірлесіп айдау
тәсілінің артықшылығы айқын көрінеді.
Қаныққан булардың, тұтқырлық және тығыздықтық қысымдарының газбен
қаныққан мұнай компоненттерімен байланысы аса күрделі болады, және
көбінесе, эксперимент түрінде немесе эмпирикалық формулалар арқылы
анықталады, сондықтан газбен қаныққан мұнайларды айдау үшін құбырлардың
гидравикалық есебін арнайы әдіспен жүргізеді.
1.3 Тұтқырлы майлар мен мұнай өнімдерін гидротасымалдау
Тұтқырлы немесе парафинді қатуы жоғары мұнайларды немесе мұнай
өнімдерін сумен бірлесіп айдау – құбырлы тасымалдаудың тиімді тәсілдернің
бірі болып табылады. Тұтқырлы мұнайларды гидротасымалдаудың бірнеше
варианттары бар.
Олардың біріншісі келесідей: құбырға тұтқырлы мұнай өнімі мен суды,
мұнай өнімі су сақинасының ішінде қозғалатындай етіп, бір уақытта айдайды.
Мұнай су сақинасының ішінде қалқып шықпау үшін ағынды спиральды құбырлар
арқылы айналдырады. Мұнай құбырлардың ішкі бетінде зауытта жасалған
бұранданың ширатылма жолы немесе қажетті пішіні мен берілген адамы бар
пісірілген металды сым болады. Спиральды ширатылма жол қозғалып жатқан
ағынды айналдырады, соның нәтижесінде ауыр суды құбыр қабырғаларына
лақтыратын центрге бағытталған күштер пайда болады. Мұнай өнімімен
салыстырғанда судың тұтқырлығы аз болғандықтан, нәтижесінде үйкеліске
кететін жоғалулар болады, және мұнайдың жалғыз өзін айдаумен салыстырғанда,
берілген қысымда мұнайдың (мұнай өнімдерінің) көп мөлшерін айдауға болады.
Мұндай тәсілмен тығыздығы судікінен аз болатын мұнайды (мұнай өнімдерін)
айдауға болады. Құбырдың ақырғы пунктінде су мен мұнайды айыруды кез-
келген белгілі тәсілмен (химиялық, термиялық, термохимиялық, тұнба, т.б.)
жүргізеді.
Сақинада судың турбулентті қозғалысы кезінде турбулентті соғуының
арқасында айырудың шегінде эмульсионды қабат пайда болады. Біраз уақыттан
кейін су сақинасы толығымен жойылады, сондықтан оны мезгіл-мезгіл қалпына
келтіріп отыру керек, ал бұл мұнайдың сулануын жоғарлатады, олай болса
балластылы суды айдауға кететін өндірістік емес шығындарды да жоғарлатады.
Мұнда, пайда болатын эмульсияның тұтқырлығы таза мұнайдың тұтқырлығынан не
кіші (гидрофобты), не үлкен (гидрофильді) бола алатынын ескеру қажет.
Гидротасымалдаудың бұл тәсілі құбырлардың ішкі бетіне бұранданың
ширатылма жолын жасау күрделілігінен кең таратылмады.
Құбырда ағынның айналуы болған кезде, су мен мұнай өнімінің
тығыздықтарының әр түрлілігінен, су құбырдың төменгі бөлігіне жеткілікті
тез ағады. Нәтижесінде құбырдың төменгі бөлігімен қозғалатын айырылған
судың және сол судың үстімен сырғанайтын мұнайдың ағыны пайда болады. Су
мен мұнай қозғалыстарының жылдамдықтарына байланысты олардың арасындағы
айыру шегі жазық немесе қисық сызықты болуы мүмкін. Сонымен бірге, ағын
қозғалысының жылдамдығы жоғарлаған сайын, сегментті су сақинасының
қалыңдығы кішірейді.
Сонымен, гидротасымалдаудың екінші варианты, құбырда мұнай мен су
арасындағы нақты айыру шегі болатын, ағынды жасауға негізделген. Бұл
жағдайда төселетін судың ламинарлы және турбулентті режимдерін және
тұтқырлы мұнайдың күрделі ағынын қарастырады. Құбырдың өткізгіштік қасиеті
өседі және суық тұтқырлы мұнайдың өзін ғана айдаған кезде өткізгіштік
қасиетін максимум 1,5 есе асып кете алады, бұл біріншіден, тұтқырлы
мұнаймен суланған құбырдың периметрінің кішіреюімен, екіншіден, төселетін
судың эффектісімен түсіндіріледі. Бірақ, бұл тәсіл де іске асырылмады,
себебі су мен мұнайдың арасындағы нақты айыру шегі тек қана ламинарлы
режимде болады. Құбырда компоненттердің ламинарлық ағыны мұнайдың да, судың
да өте аз берілуіне әкеп соғады. Ағынның 0,07 мс және одан да көп
жылдамдығы кезінде төселетін су қабатының турбулизайиясы басталады, және де
ол құбырда эмульсияның пайда болуына әкеп соғады.
Бұдан гидротасымалдаудың үшінші варианты шығады – мұнай мен судың
қоспасының пайда болуы және оның кейінгі айдалуы. Мұнай – су қоспаларының
қасиеттері неньютондық сұйықтықтардың қасиеттеріне тән болады. Эмульсияның
тұтқырлығының төмендеуін, сонымен бірге, үйкеліске жойылуының азаюын “судың
ішіндегі мұнай” (СМ) типтегі эмульсия пайда болған жағдайда алуға болады.
Мұндай мұнай – сулы қоспа судағы мұнайдың әр түрлі өлшемдері қатып
бөлшектерінің салмағы (мұнда су – тұтас фаза болады) болып табылады.
Мұнайдың әр бөлшегі су пленкасымен қоршалған, сондықтан олар құбырдың ішкі
бетімен және бірімен-бірі жұғыспайды. Нәтижесінде құбырдың барлық ішкі
бетінде мұнай – сулы қоспа сырғанайтын су сақинасы болып табылады.
Бұл құбылыс сырғанау эффектісі деп аталады. СМ типті эмульсияның
пайда болу және сақталу (өмір сүру мерзімі) шарттарын жақсарту үшін мұнай –
сулы қоспаға әртүрлі, көбінесе анион типті, ҮАЗ-дарды қосады. Бұл суда
ерітілген заттар құбырдың ішкі бетін сумен сулануын жақсартады, ал ол өз
кезегінде айдау кезіндегі үйкеліске кететін энергияны едәуір төмендетеді.
СМ эмульсиясының тұрақтылығы ағындағы ҮАЗ-дың, температураның, ағын
қозғалысы тәртібінің, су мен мұнай қатынасының сипаттамалары мен
концентрациясына байланысты болады. Мұнайлар сумен қосылып (ҮАЗ-сыз) “кері”
деп аталған “мұнай ішіндегі су” типті жеткілікті берік эмульсиялар түзеді.
Бұл эмульсияларда тұтас фазамен әртүрлу пішінді су бөлшектері қосылған
мұнай бар. олардың тұтқырлығы таза мұнайдың тұтқырлығын едәуір асады.
Айдау жылдамдығының, ағын температурасының, қысымының күрт өзгеруі
кезінде фазалар инверсиялы болады. СМ эмульсиясының МС эмульсиясына
айналады, және ол құбырдың “қатып қалуына” әкеп соғады.
Қоспадағы судың көлемі эмульсияның тұрақтылығын азайтады, ал
тасымалданатын судың көлемі эмульсияның тұрақтылығын жақсартады, бірақ
берілген гидротасымалдау түрінің экономикалық көрсеткіштерін төмендетеді.
Судың минималды мөлшері көлемі бойынша тасымалданатын қоспаның бүкіл
мөлшерінің 30%-ін құру керектігі эксперимент түрінде анықталған.
Гидротасымалдаудың тиімділігін жақсарту үшін суда еритін ҮАЗ-дарды
қолданған жақсырақ болады. Белгілі шарттарда дөрекі шашыралған
(грубодиспергированный) ағындарда гравитациялық қатпарлану болуы мүмкін, ал
оның жылжуы су мен мұнай өнімдері тығыздықтарының айырымы үлкен болған
сайын қарқындылай түседі. Гидротасымалдау кезінде айдауды тоқтатуға
болмайды, себебі олар ағынның қарқынды қатпарлануымен қосақталып жүреді.
Құбырдағы жетілген турбулентті режим кезінде эмульсиялар жақсы
сақталады. Басты станцияларда оларды арнайы араластырғыштарда немесе
центрден тепкіш сораптарда 300 К температура шамасында дайындайды. Айдау
кезіндегі фазалар инверсиясының алдын алу үшін температуралық режимді, ҮАЗ-
ның берілген концентрациясын және қоспадағы судың проценттік құрамын қатал
түрде ұстау қажет.
Жоғары парафинді мұнайдың (33% парафин) гидротасымалдаудың Танджунг-
Баликпалан (Индонезия) магистральді гидромұнай құбырында пайдаланады.
Берілген құбырда жақсы дайындалған гидроқоспалардың (30% су) айдауын 5
тәулікке дейін тоқтата-тоқтата айдауға болатындығы эксперимент жүзінде
анықталған. Айдауды қайтадан бастағанда жібергіш қысым жіберілген мәндерді
аспады. Соңғы пунктінде мұнайды термиялы сусыздандырады да, ҮАЗ-ның
регеренциясы немесе нейрализациясы болады.
1.4 Термоөңделген мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау
Шайыр мен асфальтендері бар жоғы парафинді мұнайларды құбырмен
тасымалдау үшін дайындаудың тәсілдерінің бірі – термиялық өңдеу болып
табылады. Оның мәні – мұнайды белгілі температураға дейін қыздырып, кейін
оны берілген қарқынмен суытуы.
Жоғары парафинді мұнайларды (мұнай өнімдерін) табиғи суытқанда
парафиннің бөлініп шығатын кристалдары бірімен-бірі қосыла отырып,
жеткілікті берік құрылымдық торды құрайды, және оның ұяшықтарында мұнайдың
сұйық фазасы орналасқан. Мұнайда парафин мен асфальто шайырлы заттар көп
болған сайын, тор соғұрлым берік болып, ν тұтқырлық, Т3 қату температурасы
мен τ0 жылжуының статикалық кернеуі көп болады. Парафин кристалдарының
өлшемі оның балқу температурасы мен суу қарқынына байланысты. Баяу балқитын
парафиндер мен церезиндер майда дисперсиялы құрылымды (майда шашырайтын),
ал балқу температурасы төмен парафин кенет көрсетілген пластиналық немесе
ленталық құрылымды түзеді.
Суытудың берілген қарқынында біріншіден, адсорбыланған шайыр мен
асфальтендер қабатымен жабылатын баяу балқитын парафиндер кристалдана
бастайды, және қалған парафиннің кейінгі кристалдануы бар кристалдардың
қабырғалары мен шеттерінде болады. Нәтижесінде парафинді-шайырлы заттардың
жеткілікті үлкен друздар түріндегі және бірімен-бірі қосылмайтын
агломераттарды түзеді. Сондықтан мұнай жылжымалы болып қалады және оның
тұтқырлығы, қату температурасы мен жылжудың статикалық кернеуі бастапқы
мұнай үшін қарағанда елеулі аз болады.
Термоөңдеудің эффектісіне жету үшін мұнайды қыздыру температурасы мен
суыту жылдамдығын мұқият таңдау қажет. Әрбір мұнай үшін олардың мәндері
термоөңдеуден кейін ең жақсы реологиялық параметрлер ала-алатындай болу
керек. Термоөңдеу кезінде мұнайдың температурасы оптималдық температурадан
асып кетсе, жақсы әсер бермейді, керісінше реолоиялық параметрлердің
нашарлауына әкеп соғады. Жоғары парафинді мұнайлардың реологиялық
параметрлерінің шамасына термиялық жайт (предыстория), яғни берілген
мұнайды қанша уақыт және қалай қыздырып суытқаны әсер етеді. Мұнайдың
қыздыру температурасы мен суыту қарқындылығының мәндерін осыған байланысты
ұсынады. Берілген суыту қарқындылығы статикалық та, динамикалық та
жағдайларда қамтамасыз етіле алады. Динамикалық шарттарда белгілі қарқынды
қамтамасыз ету аса қиын, сондықтан суыту көбінесе статикалық жағдайда
арнайы тоңазытқыштарда өткізеді.
Термоөңделген мұнайлардың жылу физикалық параметрлері (Т3, ν, τ0)
уақыт өткен сайын нашарлап, мұнайдың термоөңдеуге дейінгі болған алғашқы
шамаларына жетеді. Әртүрлі мұнайлар үшін қасиеттерінің қалпына келу уақыты
әртүрлі болады. Мысалы, термоөңделген өзексуат мұнайының қасиеттері үш
тәулікке жетер – жетпес уақытта қалпына келсе, маңғышлақ мұнайының
қасиеттері 45 тәулікте қалпына келеді. Термоөңделген мұнайдың параметрлері
бастапқа мәндеріне дейін қалпына келу мерзімін білу қажет, себебі құбыр мен
айдау ұзақтығы едәуір үлкен болып кетуі мүмкін. Осыған байланысты маңғышлақ
мұнайының термоөңдеуін іске асыруға болады, себебі 20-40 тәулік ішінде
мұнайды 2000-5000 км аралыққа дейін айдауға болады, ал өзексуат мұнайларын
термоөңдеуге ұшыратпаған дұрыс. Соңғы жағдайда құбырдың “қатып қалу” қаупі
бар.
Егер өңдірілетін мұнай өз параметрлері бойынша термоөңдеу талаптарына
сәйкес келмесе, онда термоөңделген мұнайды берілген қашықтыққа айдауға
арналған магистральді құбыр, тұтқырлығы аз мұнайды айдауға арналған
құбырдан тек басты станцияларда термоөңдеу пунктарының бар болуымен ғана
ажыратылады. Гидравликалық есепті, сорапты станцияларын орналастыруын
кәдімгі құбырға жасаған сияқты орындайды.
Термоөңделген мұнайдың қасиеттері келесі термиялық әсер етулерде де
өзгереді. Термоөңделген мұнайларды тасымалдау кезінде не сораптардың сору
қасиеттерін жақсарту үшін, не ағызу-құю операцияларын үдету үшін және т.б.
үшін көбінесе оларды қайта қыздыру қажеттілігі туындайды. Термоөңделген
мұнайларды парафинді балқыту температурасына төмен температураға дейін
қайта қыздырылуы оның реологиялық қасиеттерін күрт нашарлатады. Осыдан,
термоөңделген мұнайды шамалы ғана жылытуды ұсынуға болмайтындығы шығады.
Мұндай мұнайды термоөңдеудің оптималды температурасына дейін қайта
қыздырған дұрыс, себебі суығаннан кейін реологиялық параметрлер қажетті
деңгейде сақталады. Іске асыру процесінде термоөңделген мұнайдың
температурасының 5-6 К-ге дейін жоғарлауы немесе 20К-ге төмендеуі қату
температурасын, тиімді тұтқырлықты және жылжудың бастапқы кернеуін
өзгертпейді.
Берілген тәсіл бойынша Индиядағы Нахоркатья – Барауни магистральді
мұнай құбырын пайдаланады. Нахоркатья кен орнындағы 11,5% парафині бар және
қату температурасы 305К болатын мұнайды термоөңдеуге ұшыратып, 1158 км
қашықтыққа айдайды. Құбырда төрт аралық сорапты станциялар салынған.
1.5 Мұнайларды қоспалармен айдау
Тұтқырлы және жоғары парафинді мұнайлар мен мұнай өнімдерінің
реологиялық қасиеттерін депрессорлы қоспаларды (депресаторларды) пайдалану
арқылы жақсартуға болады. Депрессорлы қоспалар есебінде ЕСА, ДН-1,
“Паранин”, А3 және т.б. типті қоспаларды пайдаланады. Олардың жұмыс істеу
механизмі аяғына дейін анықталмаған, бірақ шамамен келесідей: температура
төмендеген кезде тығыздық флуктуациясының пайда болуы арқасында қоспалар
парафин микрокристалдарының шашырамдылығын жоғарылатады (парафин
кристалдарының өлшемдері төрт-тоғыз есе кішірейеді), және олар парафин
кристалдануы кезінде ұрықтар болып табылады. Қоспа парафин кристалының
өлшемін макромолекуланың өзіндік өлшемінің шамасында шектейді де,
парафиннің бөлек кристалдарының торына бітіп кетуінен сақтап қалады.
Нәтижесінде парафинді мұнайлардың реологиялық сипаттамаларын жақсартады.
Көптеген қоспалар күрделі эфирлер, акрилді және метакрилді қышқылдар
мен жоғары қаныққан спирттер негізіндегі сополимерлер болып табылады.
Депрессорлы қоспаларды пайдалану көптеген көмекші капиталды шығындарды
керек етпейді, және қоспалар өндірісін кеңінен меңгерген кезде жоғары
парафинді мұнайларды айдаудың басқа тәсілдерімен салыстырғанда,
экономикалық жағынан тиімді болуы мүмкін. Депрессаторларды пайдалану
айдауға кететін энергошығындарды ғана төмендетпей, сонымен қатар, капиталды
шығындарды да азайтады, себебі оларды пайдаланған кезде сорапты және жылу
станцияларының саны қысқарады. Бұл айдатылатын мұнайдың тиімді тұтқырлығы
төмендейді де, құбыр трассасының ұзындығы бойымен мұнайды қыздыруды керек
етпейтіндігін түсіндірледі.
Жоғары парафинді мұнайларды тасымалдауға арналған құбырларды пайдалану
эксперименті мен тәжірибе, массасы бойынша 0,02-0,2 % мөлшерінде “Парамин”
типті тімді қоспаларды қосу, қоршаған ортаның температурасына жақын
температуралар кезінде, қатуы жоғары парафинді мұнайларды ағымына Ньютондық
сипаттама беретіндігі анықталды. Қоспаларды енгізудің төменгі шегі мұнай
тұтқырлығын төмендетпейді, бірақ құбырлар мен жабдықтардың парафинделуінен
сақтайды.
Қоспаларда енгізу алдында мұнайды парафиннің толық балқуы мен мұнайда
таза парафин ерітіндісі пайда болғанға дейін қыздыру керек (мұнайларды
қыздыру температурасы 320-350К болу керек). Егер қоспаны парафиннің
кристалдану температурасынан төмен температурада енгізсе, онда эффект өте
төмен болады. Бірақ мұнайдың парафиндер балқуының температурасына дейінгі
келесі қыздыруы депрессатор тиімділігін қайтадан көтереді.
Қоспалар жұмысына мұнайдың араластыру қарқынымен суу темпі елеулі әсер
етеді. Қарқынды араластырудың әсері – ол парафин кристалдарын депрессатор
молекулаларымен толық қоршау болып табылады. Бұл жағдайда қоспаның әсері
емес, термоөңдеу эффектісі үлкен роль ойнайтындығы айқын, себебі олардың
әсерін бөлу мүмкін емес.
Айдау тоқтап қалған кездерде мұнайда депрессатормен бірге әлсіз
беріктікпен сипатталатын құрылымдық тор пайда болады және ол айдаудың
жаңаруын жеңілдетеді. Сонымен, модельдегі тәжірибе мен эксперименттер
(Батыс Еуропадағы Финнарт-Гринжемаут құбыры) 277К-нен жоғары температура
кезінде депрессатормен өңделген мұнайды айдаудың тоқтауы уақыт бойынша
шектелмеген. Депрессатормен өңделген мұнайы бар Финнарт-Гринжемаут мұнай
құбыры 13 тәулік бойы тұрды, одан кейін айдау қайтадан жеңіл жасалған, және
мұнай құбыры есепті жіберілуге жеткілікті тез шықты.
Депрессаторды пайдалану шарттарының маңыздыларының бірі – ол ұзақ
уақыт ішінде олардың мұнайға әсерінің тұрақтылығы болып табылады.
Депрессаторлардың көбісі осы талапқа сай келеді.
Жоғары парафинді мұнайды депрессорлы қоспамен бірге айдау, айдалатын
мұнайдың барлық көлемін өңдеуді қарастырады, ал бұл қоспалардың көп
мөлшерін және барлық мұнайды қыздыру мен араластыруға кететін едәуір
шығындарды талап етеді. Қоспалар бағасы әлі де жоғары, және олардың
қолданылуы ыстық айдау тәсілімен салыстырғанда тиімсіз. Осыған байланысты
мұнайға депрессорлы қоспаны тек сақиналы қабырғаға жақын қабатқа енгізуді
ұсынды. Бұл мұнайды айдауға кететін энергошығындарды төмендетуін қамтамасыз
етеді. Сақиналы құбырға жақын қабат депрессатор қосылған мұнайдан тұрады,
сондықтан ағын ядросы тығыздықтар тепе-теңдігіне байланысты қалқып
шықпайды.
Сақиналы қабатпен айдау технологиясы шамамен келесідей болады: жоғары
парафинді мұнайды қыздырудың керекті температурасымен құбырға ендіреді,
содан кейін сорапты станциядан белгілі бір қашықтықта, қатысты
температурада, сақина түрінде қоспаны құбырдың ішкі қабырғасының жанына
енгізеді. Бұл жағдайда депрессатордың шығыны, осы барлық айдалатын мұнайға
енгізумен салыстырғанда, шамамен 10 есе қысқарады.
Депрессаторлар әлі де өте қымбат, сондықтан оларды максималды бола
алатын техникалық немесе технико-экономикалық әсер алу үшін пайдалану
қажет.
1 Алдын-ала қыздырылған мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау
Қазіргі уақытта тұтқырлы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерінің
құбырмен тасымалдауының ең тараған тәсілі – оларды қыздырып айдау. Тұтқырлы
және жоғары парафинді мұнайларды қыздырып айдаудың бірнеше варианттары бар.
Қысқа мұнай базалы құбырлар үшін құбырдың қыздыруының әртүрлі
тәсілдерін кеңінен қолданады. Егер қатып қалатын мұнай өнімі үшін бу және
құбыр желілері бір бағытта өтсе, онда айдауды жол бойы қыздырып
ұйымдастыруға болады. Құбырларды бір-бірінің қасынан өткізіп немесе бу
құбырын мұнай құбырының ішіне орналастырып және оларды жылу изоляциясымен
бүркесек, жол бойы бумен жылытатын жүйені аламыз. Мұнай бұл жүйе бойынша
әртүрлі режимдерде және жылдың әр кезеңінде айдала алады. Бірақ
магистральді құбырлар үшін бұл тәсілді оның күрделілігінен, қымбаттылығынан
және техникалық жүзеге аспайтындығынан қолданбайды.
Тұтқырлы мұнайларды қыздыру үшін кеңінен электроқыздыруды; индукционды
қыздыруды; құбырдың тікелей электроқыздыруын; кабельдер немесе жылыту
ленталар арқылы қыздыруды қолданады. Жылу тасымалдағыштармен (ыстық су, бу)
салыстырғанда электроқыздырудың ПӘК-і, қуатты кеңінен реттеу, құрастыру
жеңілділігі, тұтастығы әлде қайда болады.
Индукциялық электроқыздырудың құны жоғары болғандықтан оны құбырды
қыздыру үшін іс жүзінде онша қолданбайды. Құбырды тікелей электроқыздыру
үшін құбырдың жекелеген бөлігіне кернеуі 50В-тан көп болмайтын айнымалы
тоқты қосу қажет. Бұл тәсілдің қолданылуы шектелген, себебі қыздырылатын
бөлік барлық жағынан электрлі қорғалған болу керек. Осыдан, оны тоқтың көп
шығыны кететіндіктен жер асты құбырлар үшін қолдану тиімсіз екендігі
шығады.
Ең кең тараған қыздыру элементтері – негізінен құбырдың сыртқы бетіне
құрастырылатын кабельдер мен ленталар түрінде болады. Олардың энерготұтынуы
– құбырдың 1м-ге 100Вт құрайды. қыздырылатын кабельдердің кемшілігі –
құбырдың перимтрі бойынша қыздырудың біркелкі болмауы, ол кабельде жоғары
температураны ұстап тұруда қажет етеді. Қыздырылатын кабельдің тұтынатын
қуаты 4000кВт-қа жетеді, ал қыздыру ұзындығы 13км жуық болады. Магистральді
құбырдағы мұнайды үзіліссіз қыздыру үшін бұл тәсілді қолданбайды.
Қысқа құбырларды қыздыру үшін электро қыздырылатын ленталар кеңінен
тараған, және оларды құбырдың сыртқы жағынан, қыздырудың берілген қуатын
қамтамасыз ететін қадаммен орайды.
Құбырдағы мұнайды электроқыздырудың барлық тәсілдерін апаттық жағдайда
немесе қатып қалған мұнайды қыздыра айдауды жаңалау үшін айдаудың жоспарлы
тоқтаулар кезінде пайдалануға болады.
Алдын-ала қыздырылған мұнайлар үшін құбырды құрылымдық схемасы.
Қазіргі уақытта тұтқырлы және қатуы жоғары мұнайлар мен мұнай өнімдерін
құбырлы тасымалдаудың ең кең тараған тәсілі – алдын-ала қыздырылған
сұйықтарды айдау (ыстық айдау) болып табылады. Бұл жағдайда мұнайды немесе
мұнай өнімдерін құбырдың басты пункттеріндегі пештерде (жылу
алмастырғыщтарды) қыздырып, сораптармен магистральға өндіреді.
Құбыр бойымен әрбір 20-30км сайын аралық қыздыру пункттерін
орналастырады, ал 70-150км сайын аралық сорапты станциялар құрастырады, сол
станцияларда да мұнайды қыздыратын құрылғыдлар бар, ол жерде мұнайды
қыздырады да, қайтадан құбырға айдайды. Мұнай өндірістен құбыр бойынша
басты қопарғыш станциялардағы резервуарлы паркіне беріледі. Жылу жоғалуын
қысқарту үшін резервуарларда көбінесе жылу бүркегіш болады. Оларды міндетті
түрде қыздырғыштармен жабдықтайды және солар арқылы мұнайды тіректі
сораптармен сорып алуға болатын температураны сақтап тұрады. Сораптар
мұнайды қыздырғыштар арқылы өткізеді. Қыздырғыштарды, әдетте, тіректі және
жұмыс сораптары арасында орналастырады, ал өз кезегінде жылу
алмастырғыштарды жеңіл етіп жасауды рұқсат етеді, себебі тіректі
сораптармен берілетін қысым онша көп емес. Қыздырғыштар арқылы
температураны берілген мәнге дейін жоғарылата, барлық айдалатын мұнайды
немесе оның бөлігін, есепті температурадан жоғары температураға дейін
қыздырып, ал жылу алмастырғыштың шығысында оны, қыздырудың берілген
температурасын алу үшін, салқын ағынмен араластырып өткізуге болады. Жылу
алмастырғыш аппараттардан кейін мұнай сорап станцияларының негізгі
сораптарына жіберіледі де, солар арқылы магистральға айдалады. Құбыр арқылы
мұнайдың қозғалуы кезінде ол суып қалады және де оның тұтқырлығы
жоғарылайды. Суық мұнайды айдауға кететін мұнайдың көп шығындарының алдын
алу үшін оны аралық жылу станцияларында қыздырады. Егер мұнайды үлкен
қашықтыққа тасымалдаса, онда жылдамдықтан басқа жылу станциясымен
қосарланған аралық сорапты станцияларын да құрастырады. Аралық жылу
станциялары мұнай өндіретін зауыттың шикізат паркінде орналасқан.
Қопарылатын мұнайдың тұтқырлығы көбейген сайын сораптың арыны мен ПӘК-
і азаяды, ал қолданылатын қуаты өседі, сондықтан центрден тепкіш сорапты
жылу ауыстырғыш аппарттан кейін орнатқан жақсы. Бұрақ мұндай орналастыру
бірқатар жағдайларда гидравикалық кедергінің көптігінен (сорғыш желілер мен
жылуалмастырғыш аппараттар) мүмкін емес. Жұмыстық сорапқа тірек
жетпегендіктен ол кавтациялы режимде жұмыс істей бастайды. Сондықтан кейбір
мұнай құбырларында тіректік және жұмысшы сораптар жылу алмастырғыш
аппараттардың алдында орнатылады. Бұл жағдайда сораптар тұтқырлығы жоғары
мұнайды айдайды, ал сораптар судың бетінде оның жұмысы кезінде сорап үшін
көрсететін паспорттық берумен арынды қамтамасыз етпейді. Тұтқырлы
сұйықтықпен жұмыс істеу кезінде сораптың нақты сипаттамасын алу үшін қайта
санақ үшін арнайы әдістер қолданылады.
Сораптар үшін күштік жетек ретінде бу және газ турбиналары, сұйық
немесе газ тәрізді отынмен жұмыс істейтін ішкі жану қозғалғыштары, электр
қозғалтқыштары қызмет етеді. Ең кең тарағандары редакторсыз тікелей негізгі
және тіректі сораптармен жалғайтын электр қозғалтқыштары болады.
Резервуарларда мұнайды (мұнай өнімдерді) 313-333 К температураға дейін
қыздырады, оның сорап арқылы берілген берісі мен таратып шығаруын
қамтамасыз етеді. Резервуарларда сұйықтықтың жоғарыда келтірілген
температурасының қызуы қарқынды буланудан болған мұнайдың жеңіл, өте бағалы
фракциясының және жылудың өте көп жоғалуынан мақсатқа сай болмайды.
Сондықтан резервуардан кейін қотару температурасына дейін мұнайды арнайы
жылу алмастырғыштарда қыздырады.
Резервуарларда мұнайдың қыздыруын стационарлы ирек түтікті не секциялы
қыздырғыштар көмегімен іске асырады. Бұл қыздырғыштар резервуардың түбінің
үстінде конденсатты жою мақсатымен жылу тасығыш жүрісі бойынша құрастырады
және мұнайдың барлық массасын қыздыруды қамтамасыз етеді. Қыздырғыштар үшін
жылу тасығыш ретінде су буын, ыстық су және ыстық мұнайды қолданады.
Резервуардан қоршаған ортаға жылудың көп кетуін бүйір қабырғалар және
жатырларды жылулық изоляциялау арқылы болдырмауға болады, бұл өте тиімді,
өйткені эксплуатациялық шығындар тез қысқарады.
Магистральді “ыстық” құбырларда бу және оттық қыздырғыштар
қолданылады. Бұл қыздырғыштардың ішінде мұнай үшін ең кең тараған қалқып
тұратын басы бар көп жүрісті жылу алмастырғыштар. Бұлар эксплуатация
кезінде өте ыңғайлы, компактілі және қарастырумен жөндеуге мүмкіндік
береді. Жылуберіліс коэффициентін көтеру және жылуалмастырғыштардың
габариттері мен массасын төмендету үшін мұнайды құбырлар арқылы жібереді
де, ал буды құбыр артындағы кеңістіктен жібереді.
Берілген конструкцияның жылу алмастырғыш аппараттарын технологиялық
схемаға қосуы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ оларды жиі параллельді түрде
қосады, ал бұл қосу түрі мұнайды қыздыру температурасын кең шектерде
реттеуге мүмкіндік береді. Жылу станцияларында технологиялық режимді
бұзбайтындай жылу алмастырғыштарды тазалау және жөндеу жұмыстарды өткізе
алатындай бірнеше резервті жылуалмастырғыш аппараттарды орнатады.
Қыздырғыштарды пайдалану кезінде жылуалмастырғыштардың технологиялық
режимдерін және күйін үнемі бақылап тұру қажет.
От қыздырғышы үшін газ не қотарылатын мұнай өнімі отын болып табылады.
Пештің жұмысын шығысында мұнайдың берілген қыздыру температурасы болатындай
етіп реттейді. Жылу станцияларында қажетті жылу қуатын тәуелді есептеуге
сәйкес негізгі және резервті оттық қыздырғыштар орнатылады.
Оттық қыздырғыштар булыға қарағанда экономикалық тиімділеу, бірақ олар
отқа қауіпті, жоғары мамандандырылған қызмет көрсету персоналын қажет етеді
және жылу режимінің өзгеруіне өте сезімтал. Көп ағынды оттық қыздырғыштарды
эксплуатациялау кезінде радиантты құбырларды суыту шарты бірдей болу үшін
әрбір бұтақта бірдей шығындар ұстап тұру қажет. Осы талаптарды орындамау
құбырлардың жануына және оттық қыздырғыштардың жануымен атылуына әкеп соғуы
мүмкін. Барлық қыздыру пештері өздерін қалыпты пайдалануды қамтамасыз
ететін бақылағыш өлшеу приборлармен және автоматты жүйелермен жабдықталған.
1.7 Пештің конструкциясы мен жұмысының сипаттамасы
Құрылымы құбырлы және орталық радиантты блоктан және екі конвективті
камерадан тұрады, радиантты блоктың екі жағынан да симметриялы орналасқан.
1.1-сурет БТП - 10 пешінің конструкциясы
Радиантты блок 4 ағынды горизонталь иреленген құбырдан тұрады, әрбір
ағын үш құбырдан тұрады. Әрбір ағындағы бірінші қатардағы құбырлар, тек
қана радиантты және екінші қатардағы иреленген құбырлардан қоршаумен
бөлініп тұрады. Радиантты блок өсі бойымен 9 оттық қондырылады. Радиантты
блоктың жанындағы құбырлармен қоршау арасындағы жанатын өнім шықпайтын
ағынмен өтеді және түтін арқылы конвективті камераның астына түседі. Әрбір
конвективті блоктағы түтін газдары жоғарғы газ өткізгіштер арқылы түтін
құбырларына түседі. Радиантты блоктың үстіндегі рамаға қондырылатын түтін
құбыры, бұрылатын қақпақпен орнатылған.
Жануға жіберетін ауа ауақыздырғыштарында қыздырылып, желдеткіштер
арқылы ауа коллекторына беріледі, ал одан әрбір оттыққа беріледі.
Мұнай 4 ағынмен радиантты камераға келеді, содан кейін қабырғалық
экран камерасына түседі, әрі қарай иреленген құбыр арқылы оңға және екі рет
солға лақтыру арқылы конвекция камерасына келіп түседі, конвективті
иреленген құбырмен өтіп, 4 ағынмен құбырдан шығады. Пештің соңында екі
резервті инжекционды оттықтар ГП - 2,5И бар, тек қана сұйық жанармаймен
жанады.
2-сурет БТП - 10 құбырлық пешінің технологиялық процесс сұлбасы
1.2-кесте ПТБ-10 техникалық сипаттамасы
Параметрлері Өлшемдері Мәндері
1 2 3
Шикізат шығыны нм3сағ 600
Үлес салмағы кгм3 830,8-899,5
Шикі зат температурасы оС 30
Пешке кірісінде 60
Пештен шығысында
Шикі зат қысымы МПа,
Пешке кірісінде (кгссм2) 5,5(55)
Пештен шығысында 5,2-5,3(52-53)
Гидравликалық сынау 9,6(96)
Пайдалы жылу қуаты - Шикі зат Гкалсағ 10
Сыртқы жылыту құбырлар саны штм2
Конвективті иреленген құбыр 24 72,2
(ø152х8;
L=6200мм)
Радиантты әрлеу иреленген құбыры 30133,8
(ø152х8;
L=9200мм)
Радиантты иреленген құбыр 26119,6
(ø152х8;
L=9200мм)
Ауа қыздырғыш 71х2=142
Сыртқы жылытудың жылу қуаты ккалм2*сағ
Конвективті иреленген газ 4603
Ауа қыздырғыш 4582
Радиантты әрлеу иреленген құбыры 26 120
Радиантты иреленген құбыр 46 584
Пеш кірісіндегі шикізат жылдамдығы мс 3,2
Жанғыш өнімдердің жану есептелуі 60
Конвективті иреленген газ 0С 85
Радиантты әрлеу иреленген құбыры 150
1.2 кестенің жалғасы
Радиантты иреленген құбыры 9151,1
Жану өнімінің температурасы және артық
ауа қоэффиценті
қабырғалық камера кірісінде 4751,1
ауа қыздырғыш адында 3351,15
конвективті иреленген құбыр алдында 2201,2
КПД пешінен шығысында 0,85
Жанармай
Негізгі – газ
жылу шығару қабілеті (QpН) ккалм3 9232
жанармай шығыны резервті - мазут нм3сағ 1026
(мұнай)
Газды оттықтардың саны шт. 9
бір оттықтың қуаты МВт 1,98
газдың оттықтар алдындағы қысымы Па 600-1100
- оттықтар алдындағы ауаның қысымы Па 400-900
- оттықтар алдындағы ауаның 0С 100
температурасы
1.8 Автоматтандырылған жүйелердің қызметі мен функциялары
Құбырлы пештердің технологиялық режимі шикізаттың шығыс
температурасымен сипатталады және оның шамасы операторлардың интуициясының
негізінде анықталады. Құбырлы пештің жұмыс режимін басқарған кезде
шикізаттың шығыс температурасы бойынша пештің шығысындағы қысым тұрақты
болады деп қабылданады. Бірақ, зерттеулерге қарасақ, пештің ирек түтінін
пайдалану режимі мен күйіне байланысты құбырдағы қысым құлауы өзгеріп
отырады.
Жобаны орындау – пештер жұмысының технологиялық циклінің барлық
станцияларының автоматтандырылуын, жану үрдісінің оптималдануын, апат және
өрт кезінде пештер жұмысының автоматты түрде блокадалануын қамтамасыз
етеді. Бұдан басқа, автоматтандырудың жобаланатын жүйесі (ары қарай “жүйе”)
ескірген техникалық құралдарды алмастыру және газды отынға ауысуы үшін
арналған.
Жүйеде қолданылатын мұнай мен отын шығынын өлшеу коммерциялы болып
табылмайды. Осыған байланысты шығын датчиктері 1-ден кем емес дәлдік класын
қамтамасыз етеді.
Жүйеде реттелетін органдарының шекті күйлерінің, бекітулі құрылғылар
мен өлшенетін айнымалылардың шекті шамаларының сигнализациясы
қарастырылған. Пешті қолымен қосу режимінің күрделілігінен, жүйеде,
технологиялық талаптарды сақтай отырып, пешті жартылай автоматты және
автоматты түрде қосу қарастырылған.
Блокадалау мен қорғаудың барлық түрлері котроллер арқылы жүзеге
асырылады.
Пешті апаттық тоқтату кнопкалары қарастырылған, солардың реакциясымен
контроллер сәйкес бағдарлама бойынша пешті тоқтатады.
РД-мен сәйкес, жүйеде, блокадалау мен қорғау жүйесінде қатысатын
датчиктерден түскен сигналдардың далалық шинадан тыс бөлек байланыс
каналдары бойынша контроллерге қосылуы қарастырылған.
Әр пешке оператордың бөлек панелі қарастырылған. Пилотты оттыққа оттың
жоқтығы туралы сигнал түскен кезде пилотты газдың сызығындағы отсекті
клапаның қоректенетін кернеуінің өшірілуі қарастырылған.
Отын сызықтарындағы қысымның жіберілетіннен төмендегені туралы сигнал
түскен кезде оттықтардың жануын блокадалау қарастырылған.
Қысылған ауаның қысымы жіберілетіннен төмендегені туралы сигнал түскен
кезде оттықтардың жануын блокадалау қарастырылған. Түтін шығатын құбырдың
шибері жабық болғанда және желдеткіштер өшіп қалған кезде (ауа
коллекторында қысым болмай қалғанда) оттықтардың жануын блокадалау
қарастырылған.
Пештің негізгі оттықтарына кететін отын шығынын автоматты реттеген
кезде оттықтың шығысындағы түтін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 8
1 НЕГІЗГІ БӨЛІМ 9
1.1 Тұтқырлығы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі
тәсілдері 9
1.2 Еріткіштермен қосып айдау 9
1.3 Тұтқырлы майлар мен мұнай өнімдерін гидротасымалдау 11
1.4 Термоөңделген мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау 1514
1.5 Мұнайларды қоспалармен айдау 6115
1.6 Алдын-ала қыздырылған мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау 17
1.7 Пештің конструкциясы мен жұмысының сипаттамасы 20
1.8 Автоматтандырылған жүйелердің қызметі мен функциялары 24
1.9 БТП-10М-Э мұнай қыздыру пешінің автоматтандыру жүйесі 25
1.10 Техникалық құралдар кешенінің құрылымы 30
2 ТЕХНИКА-ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ 36
2.1 Басқару объектісінің температура бойынша екпін қисығын алу 36
2.2 Реттегіш параметрлерін анықтау 36
3 ЕҢБЕКТІ ЖӘНЕ ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ БӨЛІМІ 40
3.1 Мұнай өндірісіндегі қауіпсіздік техникасы бойынша айрықша шарттар
40
3.2 Электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету 40
3.3 Жеке қорғау құралдарымен қамтамасыз ету 41
3.4 Өртке қарсы шаралар 41
4 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 43
4.1 БТП -10М-Э мұнай қыздыру пешін автоматтандыру жүйесін енгізу үшін
техникалық-экономикалық негіздеме 43
4.2 Басқару жүйесін құруға кететін капиталды шығындар 43
4.3 Автоматтандыру жүйесін енгізудің экономикалық тиімділігін есептеу
47
ҚОРЫТЫНДЫ 49
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 650
КІРІСПЕ
Қазіргі уақытта мұнай өңдеуде, мұнайхимияда және химияда техникалық
прогресстің негізгі жолдары-технологиялық қондырғылардың қуатын көбейту мен
экономикалық тиімділігін көтеру, мақсатты өнімнің өзіндік құнын төмендету
және тауарлы өнімнің сапасын жақсарту болып табылады. Алынатын өнімдердің
сапасы мен саны және барлық қондырғылардың технико-экономикалық
көрсеткіштері құбырлы пештің жылулық және технологиялық режимдеріне
байланысты болады, бұл берілген жұмыстағы шешілетін мәселелердің
практикалық құндылығы мен актуалдығын көрсетеді.
Мұнай өңдеу, мұнайхимиялық және химиялық өндірістегі технологиялық
қондырғыларының көбісінің негізгі аппараттарының бірі болып табылатын
құбырлы пешті автоматтандыру деңгейі, технологиялық қондырғылардың басқа
аппараттары үшін жасалған автоматтандыру деңгейінен едәуір төмен.
Құбырлы пештердің автоматты басқару жүйелеріне жоғары талаптар қойылу
керек, себебі олардың жылулық және технологиялық режимдері технологиялық
қондырғының жұмысына ықпалын тигізеді, мақсатты өнімнің сапасы мен санына
әсер етеді.
Технологиялық үрдістің жоғары технико-экономикалық көрсеткіштерін
қамтамасыз ететін шешуші фактор болып – оның жүрісінің оптималды шарттарын
ұстану табылады. Алынатын өнімнің сапасын сипаттайтын параметрлерді
оптималды деңгейде тура ұстап тұруын қамтамасыз ету, тек үрдісті тиімділігі
жоғары автоматты басқару жүйелері арқылы мүмкін болады. Осыған байланысты
технологиялық үрдістерді автоматтандыру мәселелері өте актуалды болып
табылады. Әсіресе, автоматты бақылау мен күрделі өзіндік байланыстары,
кіріс, режимді және шығыс параметрларінің көп саны мәнді кешігулер мен
көптеген уақыт тұрақтылары бар үрдістерді басқару маңызды. Бұндай
үрдістерге құбырлы пештерде болатын технологиялық үрдістер жатады.
Қазіргі уақытта құбырлы пеш шығысындағы шикізаттың температурасы үрдіс
күйін бағалаудың жалғыз критериясы болып табылады. Ол ылғи берілген мәнде
ұсталып тұрады.
Құбырлы пештердің автоматтандыру жүйесінің жеткіліксіз деңгейі,
автоматиканың көзқарасы бойынша, олар теория жүзінде де, эксперимент
жүзінде де өте аз зерттелінген.
Типі мен міндетіне байланыссыз құбырлы пештерді реттеудің автоматты
жүйелері құбырлы пештің шығысындағы шикізаттың оптималды температурасын
ұстпа тұру және жағу үрдісінің оптималды басқаруын жүзеге асыру керек.
Құбырлы пештердің басқарылуына тек осындай кешенді түрде келгенде ғана,
олардың жұмысының талап етілетін технологиялық және жылулық режимдері
қамтамасыз етіле алады.
Дипломдық жұмыста мұнай қыздыру пештерінің автоматтандыру жүйесі БТП-
10М-Э пешінің мысалында қарастырылған. Тұтқырлығы жоғары және тез қатып
қалатын мұнай мен мұнай өнімдерінің негізгі айдау тәсілдеріне анализ
берілген. Пеш жұмысының режимдерінің автоматты реттеу жүйесі мен оның
бақаруын оптималдауы сипатталғын.
Мұнай қыздыру пештерінің автоматтандыру жүйелерін енгізу – басқарудың
сапасы мен сенімділігінің жоғарылауымен, жоғалулардың төмендеуімен,
өнімділіктің жоғарылауымен және т.с.с анықталған автоматтандырылатын
өндірістің тиімділігін жоғарытылуына рұқсат етеді.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Тұтқырлығы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың
негізгі тәсілдері
Қазіргі уақытта қалыпты температурада тұтқырлығы жоғары болатын немесе
көп мөлшерлі парафинді болатын және соның нәтижесінде төмен температурада
қатып қалатын едәуір көлемді мұнайларды өндіреді. Мұндай мұнайларды
құбырлармен қалыпты тәсілмен айдау қиынға түседі. Тұтқырлығы жоғары және
қатуы жоғары мұнайларды құбырлармен тасымалдау үшін келесі тәсілдер
қолданады: тұтқырлы және қатуы жоғары мұнайлар мен мұнай өнімдерін
тұтқырлығы аз өніммен араластырады; гидротасымалдау – сумен араластыру және
айдау; қатуы жоғары парафинді мұнайларды термоөңдеу; мұнайларды газбен
қанықтыру; мұнайларды құбырға айдау алдында вобро және баро дайындау;
прсадок-депрессаторды қосу; барлық мұнайды немесе оның бөлігін
деструкциялау; түйіршіктер мен контейнерлерде айдау; алдын-ала қыздырылған
мұнай мен мұнай өнімдерін айдау.
Айдау тәсілін таңдау технико-экономикалық есеппен негізделу керек.
1.2 Еріткіштермен қосып айдау
Тасымалданатын тұтқырлы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерінің
реологиялық қасиеттерін (тұтқырлықты төмендету, жылжу және қату
температурасының кернеулері) жақсарту жолдарын, оларды еріткіштермен
араластыру арқылы алуға болады. Еріткіштер ретінде: тұтқырлығы аз
мұнайларды, газды конденсаторды, керосиндерді, бензиндерді, үстірт-активті
заттар (ҮАЗ) бар сұйықтықтарды, сұйық мұнай газдарын қолданады. Ерітуді кең
пайдаланады. Оның жақсы перспективалары бар, және келесі шарттармен
түсіндіріледі.
Бір көппласталы немесе жақын орналасқан кен орындарында өндірілетін
әртүрлі физико-химиялық қасиеттері бар мұнайларды айдау қажеттілігі;
парафиндер, шайлар, тұздар, күкірттер, сулар және т.б. мөлшері бойынша
белгілі сапалы өнімді тұтынушыларға жеткізу талаптары (қайта өңдеу мен
экспортқа шығару шарттары).
Белгілі құбырлы жүйелердің, іске қосымша қуаттары енгізбейді,
өткізгіштік қасиетін жоғарлату мәселелері.
Алдын-ала қыздырып айдаудың тиімсізділігінен, қатып қалған топырақты
аймақтардағы қоршаған ортаны сақтаудың орындылығы.
Оны тек мұнай шикізатына келтірілетін технологиялық талаптарды
бұзбаған жағдайда ғана еріткіштермен араластыруға болады. Еріткіштің
парафинді мұнайлардың реологиялық қасиеттеріне әсері келесі түрде жүзеге
асады: қоспадағы парафиннің концентрациясы төмендейді, ал бұл өз кезегінде
тұтқырлықтың төмендеуіне әкеледі; еріткіште асфальтеношайырлы заттар болған
жағдайда, олар депрессатор ретінде істейді де, парафин кристалдарының
көбеюіне әсер етіп, тұтқырлық пен қату температурасын төмендетеді.
Тұтқырлықты немесе жоғары парафинді мұнайлардың әрбір сорты үшін еріткіштер
мөлшерін әртүрлі концентрациялы қоспалардың тұтқырлығы мен қату
температурасы бойынша жүргізілетін зертханалық зерттеулер негізінде анықтау
керек. Еріткіштің табылған тиімді концентрациясын тасымалдау кезінде қатаң
сақтау керек.
Мұнай мен мұнай өнімдерін резервуарларда немесе құбырларда
араластыруға болады. Араластыру технологиясы келесідей: басты станцияда
(немесе араластыру аймағында) тұтқырлы немесе жоғары парафинді мұнайы бар
резервуарға қажетті мөлшерде еріткішті айдайды және арнайы сораптармен
тұйық сақина арқылы айдаумен қоспаны берілген нормаға дейін келтіреді.
Белгілі қоспа мөлшерін дайындағаннан кейін оны магистральға жібереді, ал
басқа резервуарларда келесі партияны дайындайды. Құрылғылар саны,
резервуарлар және сорапты станцияларды байланыстыру жүйесі араластырылатын
мұнай көлеміне байланысты.
Құбырдағы компоненттерді араластыру, негізгі сұйықтың ағынына керекті
мөлшерде еріткішті қосқан кезде, арнайы мөлшерлегіш сораптар көмегімен
жасалады. Копоненттерді араластыру қарқындылығын жоғарылату үшін құбырда
арнайы конструкциялы араластырғышты (әр типті турбулизаторларды)
орналастырады.
Тұтқырлы мұнайларды бензиндармен, керосиндермен, дизельді отынмен,
әдетте, ерітпейді, себебі өндіріске еріткішті параллельді құбырмен жіберу
керек, ал оны құру мен пайдалану қосымша шығындарды талап етеді. Сондықтан,
сондай еріткіші бар тұтқырлы мұнайды тасымалдау, басқа тәсілдерге
қарағанда, әлдеқайда қымбатқа түседі. Мұнай өнімдеріне де (мазуттарға,
гудрондарға және т.б.) мұндай еріткіштер тиімсіз, өйткені ақырғы пункттарда
оспаларды айыру үшін қондырғыларды құру қажет болады. Ллойдминстер-Хардисти
(Канада) және Арлан-Салаваттың (Башкирия) кейбір құбырларында тұқырлы
мұнайларды еріту үшін газды конденсаттарды қолданады. Ллойдминстер-Хардисти
құбыры бойынша 14 бөлігіне жуығы конденсатпен ерітілген, өте тұтқырлы
мұнайды (V50 = 2,9x10-4 м2с) айдайды. Бұдан басқа, қысқы уақытта қоспаны
айдау алдында 3300К-ға дейін қыздырады. Ллойдминстер кен орнына Хардистиден
конденсаты жіберу үшін арнайы құбыр салынса да, тұтқырлы мұнайды
тасымалдаудың мұндай тәсілі басқа тәсілдерден экономикалық жағынан тиімді
болып шықты.
Қоспадағы әр компонент мөлшерін ақырға өнімге қойылған талаптар
негізінде құрастырылған араластыру рецепіне сәйкес етіп анықтайды. Мысалы,
экспортқа шығарылатын мұнайдың құрамындағы күкірт мөлшері 1% -тен аспау
керек. Бұдан басқа, барлық жағдайларда экономикалық жағынан ең тиімді
араластыру рецепін сақтау қажет және де бұл жағдайда халық шаруашылығының
мүдессіне ең қолайлы жағынан көрсетілуі керек – пайда, рентабельділік,
айдауға кететін шығындардың аз болуы және т.б. Мұнай мен мұнай өнімдерін
тиімді араластыруы бойынша келтірілген есептердің барлық кешендерін ЕЭМ-да
арнайы жасалған алгоритмдер көмегімен шығаруға болады.
Қоспаны тасымалдау үшін құбырдың гидравикалық есептелуі кәдімгі мұнай
құбырының есептелуінен ажыратылмайды.
Мұнай ерітудің бірден-бір тәсілі – ол сұйықтатылған мұнайдың газдарын
қолдану болып табылады. Тәсілдің мәні келесідей: мұнай өндірістерінен
мұнайды бөлудің бірінші сатысынан кейін, қалған мұнай газдарымен қоса қайта
өңдеу аймақтарына тасымалдайды. Ол жерде мұнай, газ өңдейтін зауыттар
немесе мұнайхимиялық комбинаттар орналасқан. Сонымен қатар, соңғы бөлу мен
мұнай тауарлы есепке алу, және де оны будың серпімділігі бойынша қажетті
нормасына жеткізу, өндіру аймақтарынан немесе өндіретін станциялардан мұнай
мен газды өңдейтін аймақтарға тасымалдайды, яғни әлде қайда жақсы
жабдықталған және қоныстанған аймақтарға тасымалдайды. Газбен қаныққан
қоспаларды, жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз ететін қысымы бар сораптан
сорапқа айдау схемасы бойынша айдайды. Сонымен қатар, газбен қаныққан
мұнай, гомогенді қозғалатын жән қаныққан буда қысымы атмосфералықтан көп
болатын мұнай мен газ қоспасы болып табылады.
Газбен қаныққан мұнайларды айдау технологиясы олардың тасымалдану
қасиеттерін тұқырлық пен тығыздықтың төмендеуі арқылы жақсартуын, мұнай
өндіру аймақтарына мұнай газдарының жоғалуын төмендетіп, оның пайдаға асыру
коэфициентін жоғарлатуын, мұнай өндірілетін аймақтардың газдануын
төмендетуін, мұнай құбырлары жүйесінің тиелуін жоғарлатуын, кең
ассортиментті мұнай химиялық өнімдерін алу үшін қымбат шикізат болып
табылатын мұнай газдарының ауыр көмірсутектер фракциясын өңдеуге тартуын
қамтамасыз етеді. Энергетикалық эквиваленті бойынша мұнай құбырының
өткізгіштік қасиеті газ құбырының өткізгіштік қасиетінен бірнеше есе жоғары
болғандығын ескерсек, мұнайды газбен қаныққан күйінде бірлесіп айдау
тәсілінің артықшылығы айқын көрінеді.
Қаныққан булардың, тұтқырлық және тығыздықтық қысымдарының газбен
қаныққан мұнай компоненттерімен байланысы аса күрделі болады, және
көбінесе, эксперимент түрінде немесе эмпирикалық формулалар арқылы
анықталады, сондықтан газбен қаныққан мұнайларды айдау үшін құбырлардың
гидравикалық есебін арнайы әдіспен жүргізеді.
1.3 Тұтқырлы майлар мен мұнай өнімдерін гидротасымалдау
Тұтқырлы немесе парафинді қатуы жоғары мұнайларды немесе мұнай
өнімдерін сумен бірлесіп айдау – құбырлы тасымалдаудың тиімді тәсілдернің
бірі болып табылады. Тұтқырлы мұнайларды гидротасымалдаудың бірнеше
варианттары бар.
Олардың біріншісі келесідей: құбырға тұтқырлы мұнай өнімі мен суды,
мұнай өнімі су сақинасының ішінде қозғалатындай етіп, бір уақытта айдайды.
Мұнай су сақинасының ішінде қалқып шықпау үшін ағынды спиральды құбырлар
арқылы айналдырады. Мұнай құбырлардың ішкі бетінде зауытта жасалған
бұранданың ширатылма жолы немесе қажетті пішіні мен берілген адамы бар
пісірілген металды сым болады. Спиральды ширатылма жол қозғалып жатқан
ағынды айналдырады, соның нәтижесінде ауыр суды құбыр қабырғаларына
лақтыратын центрге бағытталған күштер пайда болады. Мұнай өнімімен
салыстырғанда судың тұтқырлығы аз болғандықтан, нәтижесінде үйкеліске
кететін жоғалулар болады, және мұнайдың жалғыз өзін айдаумен салыстырғанда,
берілген қысымда мұнайдың (мұнай өнімдерінің) көп мөлшерін айдауға болады.
Мұндай тәсілмен тығыздығы судікінен аз болатын мұнайды (мұнай өнімдерін)
айдауға болады. Құбырдың ақырғы пунктінде су мен мұнайды айыруды кез-
келген белгілі тәсілмен (химиялық, термиялық, термохимиялық, тұнба, т.б.)
жүргізеді.
Сақинада судың турбулентті қозғалысы кезінде турбулентті соғуының
арқасында айырудың шегінде эмульсионды қабат пайда болады. Біраз уақыттан
кейін су сақинасы толығымен жойылады, сондықтан оны мезгіл-мезгіл қалпына
келтіріп отыру керек, ал бұл мұнайдың сулануын жоғарлатады, олай болса
балластылы суды айдауға кететін өндірістік емес шығындарды да жоғарлатады.
Мұнда, пайда болатын эмульсияның тұтқырлығы таза мұнайдың тұтқырлығынан не
кіші (гидрофобты), не үлкен (гидрофильді) бола алатынын ескеру қажет.
Гидротасымалдаудың бұл тәсілі құбырлардың ішкі бетіне бұранданың
ширатылма жолын жасау күрделілігінен кең таратылмады.
Құбырда ағынның айналуы болған кезде, су мен мұнай өнімінің
тығыздықтарының әр түрлілігінен, су құбырдың төменгі бөлігіне жеткілікті
тез ағады. Нәтижесінде құбырдың төменгі бөлігімен қозғалатын айырылған
судың және сол судың үстімен сырғанайтын мұнайдың ағыны пайда болады. Су
мен мұнай қозғалыстарының жылдамдықтарына байланысты олардың арасындағы
айыру шегі жазық немесе қисық сызықты болуы мүмкін. Сонымен бірге, ағын
қозғалысының жылдамдығы жоғарлаған сайын, сегментті су сақинасының
қалыңдығы кішірейді.
Сонымен, гидротасымалдаудың екінші варианты, құбырда мұнай мен су
арасындағы нақты айыру шегі болатын, ағынды жасауға негізделген. Бұл
жағдайда төселетін судың ламинарлы және турбулентті режимдерін және
тұтқырлы мұнайдың күрделі ағынын қарастырады. Құбырдың өткізгіштік қасиеті
өседі және суық тұтқырлы мұнайдың өзін ғана айдаған кезде өткізгіштік
қасиетін максимум 1,5 есе асып кете алады, бұл біріншіден, тұтқырлы
мұнаймен суланған құбырдың периметрінің кішіреюімен, екіншіден, төселетін
судың эффектісімен түсіндіріледі. Бірақ, бұл тәсіл де іске асырылмады,
себебі су мен мұнайдың арасындағы нақты айыру шегі тек қана ламинарлы
режимде болады. Құбырда компоненттердің ламинарлық ағыны мұнайдың да, судың
да өте аз берілуіне әкеп соғады. Ағынның 0,07 мс және одан да көп
жылдамдығы кезінде төселетін су қабатының турбулизайиясы басталады, және де
ол құбырда эмульсияның пайда болуына әкеп соғады.
Бұдан гидротасымалдаудың үшінші варианты шығады – мұнай мен судың
қоспасының пайда болуы және оның кейінгі айдалуы. Мұнай – су қоспаларының
қасиеттері неньютондық сұйықтықтардың қасиеттеріне тән болады. Эмульсияның
тұтқырлығының төмендеуін, сонымен бірге, үйкеліске жойылуының азаюын “судың
ішіндегі мұнай” (СМ) типтегі эмульсия пайда болған жағдайда алуға болады.
Мұндай мұнай – сулы қоспа судағы мұнайдың әр түрлі өлшемдері қатып
бөлшектерінің салмағы (мұнда су – тұтас фаза болады) болып табылады.
Мұнайдың әр бөлшегі су пленкасымен қоршалған, сондықтан олар құбырдың ішкі
бетімен және бірімен-бірі жұғыспайды. Нәтижесінде құбырдың барлық ішкі
бетінде мұнай – сулы қоспа сырғанайтын су сақинасы болып табылады.
Бұл құбылыс сырғанау эффектісі деп аталады. СМ типті эмульсияның
пайда болу және сақталу (өмір сүру мерзімі) шарттарын жақсарту үшін мұнай –
сулы қоспаға әртүрлі, көбінесе анион типті, ҮАЗ-дарды қосады. Бұл суда
ерітілген заттар құбырдың ішкі бетін сумен сулануын жақсартады, ал ол өз
кезегінде айдау кезіндегі үйкеліске кететін энергияны едәуір төмендетеді.
СМ эмульсиясының тұрақтылығы ағындағы ҮАЗ-дың, температураның, ағын
қозғалысы тәртібінің, су мен мұнай қатынасының сипаттамалары мен
концентрациясына байланысты болады. Мұнайлар сумен қосылып (ҮАЗ-сыз) “кері”
деп аталған “мұнай ішіндегі су” типті жеткілікті берік эмульсиялар түзеді.
Бұл эмульсияларда тұтас фазамен әртүрлу пішінді су бөлшектері қосылған
мұнай бар. олардың тұтқырлығы таза мұнайдың тұтқырлығын едәуір асады.
Айдау жылдамдығының, ағын температурасының, қысымының күрт өзгеруі
кезінде фазалар инверсиялы болады. СМ эмульсиясының МС эмульсиясына
айналады, және ол құбырдың “қатып қалуына” әкеп соғады.
Қоспадағы судың көлемі эмульсияның тұрақтылығын азайтады, ал
тасымалданатын судың көлемі эмульсияның тұрақтылығын жақсартады, бірақ
берілген гидротасымалдау түрінің экономикалық көрсеткіштерін төмендетеді.
Судың минималды мөлшері көлемі бойынша тасымалданатын қоспаның бүкіл
мөлшерінің 30%-ін құру керектігі эксперимент түрінде анықталған.
Гидротасымалдаудың тиімділігін жақсарту үшін суда еритін ҮАЗ-дарды
қолданған жақсырақ болады. Белгілі шарттарда дөрекі шашыралған
(грубодиспергированный) ағындарда гравитациялық қатпарлану болуы мүмкін, ал
оның жылжуы су мен мұнай өнімдері тығыздықтарының айырымы үлкен болған
сайын қарқындылай түседі. Гидротасымалдау кезінде айдауды тоқтатуға
болмайды, себебі олар ағынның қарқынды қатпарлануымен қосақталып жүреді.
Құбырдағы жетілген турбулентті режим кезінде эмульсиялар жақсы
сақталады. Басты станцияларда оларды арнайы араластырғыштарда немесе
центрден тепкіш сораптарда 300 К температура шамасында дайындайды. Айдау
кезіндегі фазалар инверсиясының алдын алу үшін температуралық режимді, ҮАЗ-
ның берілген концентрациясын және қоспадағы судың проценттік құрамын қатал
түрде ұстау қажет.
Жоғары парафинді мұнайдың (33% парафин) гидротасымалдаудың Танджунг-
Баликпалан (Индонезия) магистральді гидромұнай құбырында пайдаланады.
Берілген құбырда жақсы дайындалған гидроқоспалардың (30% су) айдауын 5
тәулікке дейін тоқтата-тоқтата айдауға болатындығы эксперимент жүзінде
анықталған. Айдауды қайтадан бастағанда жібергіш қысым жіберілген мәндерді
аспады. Соңғы пунктінде мұнайды термиялы сусыздандырады да, ҮАЗ-ның
регеренциясы немесе нейрализациясы болады.
1.4 Термоөңделген мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау
Шайыр мен асфальтендері бар жоғы парафинді мұнайларды құбырмен
тасымалдау үшін дайындаудың тәсілдерінің бірі – термиялық өңдеу болып
табылады. Оның мәні – мұнайды белгілі температураға дейін қыздырып, кейін
оны берілген қарқынмен суытуы.
Жоғары парафинді мұнайларды (мұнай өнімдерін) табиғи суытқанда
парафиннің бөлініп шығатын кристалдары бірімен-бірі қосыла отырып,
жеткілікті берік құрылымдық торды құрайды, және оның ұяшықтарында мұнайдың
сұйық фазасы орналасқан. Мұнайда парафин мен асфальто шайырлы заттар көп
болған сайын, тор соғұрлым берік болып, ν тұтқырлық, Т3 қату температурасы
мен τ0 жылжуының статикалық кернеуі көп болады. Парафин кристалдарының
өлшемі оның балқу температурасы мен суу қарқынына байланысты. Баяу балқитын
парафиндер мен церезиндер майда дисперсиялы құрылымды (майда шашырайтын),
ал балқу температурасы төмен парафин кенет көрсетілген пластиналық немесе
ленталық құрылымды түзеді.
Суытудың берілген қарқынында біріншіден, адсорбыланған шайыр мен
асфальтендер қабатымен жабылатын баяу балқитын парафиндер кристалдана
бастайды, және қалған парафиннің кейінгі кристалдануы бар кристалдардың
қабырғалары мен шеттерінде болады. Нәтижесінде парафинді-шайырлы заттардың
жеткілікті үлкен друздар түріндегі және бірімен-бірі қосылмайтын
агломераттарды түзеді. Сондықтан мұнай жылжымалы болып қалады және оның
тұтқырлығы, қату температурасы мен жылжудың статикалық кернеуі бастапқы
мұнай үшін қарағанда елеулі аз болады.
Термоөңдеудің эффектісіне жету үшін мұнайды қыздыру температурасы мен
суыту жылдамдығын мұқият таңдау қажет. Әрбір мұнай үшін олардың мәндері
термоөңдеуден кейін ең жақсы реологиялық параметрлер ала-алатындай болу
керек. Термоөңдеу кезінде мұнайдың температурасы оптималдық температурадан
асып кетсе, жақсы әсер бермейді, керісінше реолоиялық параметрлердің
нашарлауына әкеп соғады. Жоғары парафинді мұнайлардың реологиялық
параметрлерінің шамасына термиялық жайт (предыстория), яғни берілген
мұнайды қанша уақыт және қалай қыздырып суытқаны әсер етеді. Мұнайдың
қыздыру температурасы мен суыту қарқындылығының мәндерін осыған байланысты
ұсынады. Берілген суыту қарқындылығы статикалық та, динамикалық та
жағдайларда қамтамасыз етіле алады. Динамикалық шарттарда белгілі қарқынды
қамтамасыз ету аса қиын, сондықтан суыту көбінесе статикалық жағдайда
арнайы тоңазытқыштарда өткізеді.
Термоөңделген мұнайлардың жылу физикалық параметрлері (Т3, ν, τ0)
уақыт өткен сайын нашарлап, мұнайдың термоөңдеуге дейінгі болған алғашқы
шамаларына жетеді. Әртүрлі мұнайлар үшін қасиеттерінің қалпына келу уақыты
әртүрлі болады. Мысалы, термоөңделген өзексуат мұнайының қасиеттері үш
тәулікке жетер – жетпес уақытта қалпына келсе, маңғышлақ мұнайының
қасиеттері 45 тәулікте қалпына келеді. Термоөңделген мұнайдың параметрлері
бастапқа мәндеріне дейін қалпына келу мерзімін білу қажет, себебі құбыр мен
айдау ұзақтығы едәуір үлкен болып кетуі мүмкін. Осыған байланысты маңғышлақ
мұнайының термоөңдеуін іске асыруға болады, себебі 20-40 тәулік ішінде
мұнайды 2000-5000 км аралыққа дейін айдауға болады, ал өзексуат мұнайларын
термоөңдеуге ұшыратпаған дұрыс. Соңғы жағдайда құбырдың “қатып қалу” қаупі
бар.
Егер өңдірілетін мұнай өз параметрлері бойынша термоөңдеу талаптарына
сәйкес келмесе, онда термоөңделген мұнайды берілген қашықтыққа айдауға
арналған магистральді құбыр, тұтқырлығы аз мұнайды айдауға арналған
құбырдан тек басты станцияларда термоөңдеу пунктарының бар болуымен ғана
ажыратылады. Гидравликалық есепті, сорапты станцияларын орналастыруын
кәдімгі құбырға жасаған сияқты орындайды.
Термоөңделген мұнайдың қасиеттері келесі термиялық әсер етулерде де
өзгереді. Термоөңделген мұнайларды тасымалдау кезінде не сораптардың сору
қасиеттерін жақсарту үшін, не ағызу-құю операцияларын үдету үшін және т.б.
үшін көбінесе оларды қайта қыздыру қажеттілігі туындайды. Термоөңделген
мұнайларды парафинді балқыту температурасына төмен температураға дейін
қайта қыздырылуы оның реологиялық қасиеттерін күрт нашарлатады. Осыдан,
термоөңделген мұнайды шамалы ғана жылытуды ұсынуға болмайтындығы шығады.
Мұндай мұнайды термоөңдеудің оптималды температурасына дейін қайта
қыздырған дұрыс, себебі суығаннан кейін реологиялық параметрлер қажетті
деңгейде сақталады. Іске асыру процесінде термоөңделген мұнайдың
температурасының 5-6 К-ге дейін жоғарлауы немесе 20К-ге төмендеуі қату
температурасын, тиімді тұтқырлықты және жылжудың бастапқы кернеуін
өзгертпейді.
Берілген тәсіл бойынша Индиядағы Нахоркатья – Барауни магистральді
мұнай құбырын пайдаланады. Нахоркатья кен орнындағы 11,5% парафині бар және
қату температурасы 305К болатын мұнайды термоөңдеуге ұшыратып, 1158 км
қашықтыққа айдайды. Құбырда төрт аралық сорапты станциялар салынған.
1.5 Мұнайларды қоспалармен айдау
Тұтқырлы және жоғары парафинді мұнайлар мен мұнай өнімдерінің
реологиялық қасиеттерін депрессорлы қоспаларды (депресаторларды) пайдалану
арқылы жақсартуға болады. Депрессорлы қоспалар есебінде ЕСА, ДН-1,
“Паранин”, А3 және т.б. типті қоспаларды пайдаланады. Олардың жұмыс істеу
механизмі аяғына дейін анықталмаған, бірақ шамамен келесідей: температура
төмендеген кезде тығыздық флуктуациясының пайда болуы арқасында қоспалар
парафин микрокристалдарының шашырамдылығын жоғарылатады (парафин
кристалдарының өлшемдері төрт-тоғыз есе кішірейеді), және олар парафин
кристалдануы кезінде ұрықтар болып табылады. Қоспа парафин кристалының
өлшемін макромолекуланың өзіндік өлшемінің шамасында шектейді де,
парафиннің бөлек кристалдарының торына бітіп кетуінен сақтап қалады.
Нәтижесінде парафинді мұнайлардың реологиялық сипаттамаларын жақсартады.
Көптеген қоспалар күрделі эфирлер, акрилді және метакрилді қышқылдар
мен жоғары қаныққан спирттер негізіндегі сополимерлер болып табылады.
Депрессорлы қоспаларды пайдалану көптеген көмекші капиталды шығындарды
керек етпейді, және қоспалар өндірісін кеңінен меңгерген кезде жоғары
парафинді мұнайларды айдаудың басқа тәсілдерімен салыстырғанда,
экономикалық жағынан тиімді болуы мүмкін. Депрессаторларды пайдалану
айдауға кететін энергошығындарды ғана төмендетпей, сонымен қатар, капиталды
шығындарды да азайтады, себебі оларды пайдаланған кезде сорапты және жылу
станцияларының саны қысқарады. Бұл айдатылатын мұнайдың тиімді тұтқырлығы
төмендейді де, құбыр трассасының ұзындығы бойымен мұнайды қыздыруды керек
етпейтіндігін түсіндірледі.
Жоғары парафинді мұнайларды тасымалдауға арналған құбырларды пайдалану
эксперименті мен тәжірибе, массасы бойынша 0,02-0,2 % мөлшерінде “Парамин”
типті тімді қоспаларды қосу, қоршаған ортаның температурасына жақын
температуралар кезінде, қатуы жоғары парафинді мұнайларды ағымына Ньютондық
сипаттама беретіндігі анықталды. Қоспаларды енгізудің төменгі шегі мұнай
тұтқырлығын төмендетпейді, бірақ құбырлар мен жабдықтардың парафинделуінен
сақтайды.
Қоспаларда енгізу алдында мұнайды парафиннің толық балқуы мен мұнайда
таза парафин ерітіндісі пайда болғанға дейін қыздыру керек (мұнайларды
қыздыру температурасы 320-350К болу керек). Егер қоспаны парафиннің
кристалдану температурасынан төмен температурада енгізсе, онда эффект өте
төмен болады. Бірақ мұнайдың парафиндер балқуының температурасына дейінгі
келесі қыздыруы депрессатор тиімділігін қайтадан көтереді.
Қоспалар жұмысына мұнайдың араластыру қарқынымен суу темпі елеулі әсер
етеді. Қарқынды араластырудың әсері – ол парафин кристалдарын депрессатор
молекулаларымен толық қоршау болып табылады. Бұл жағдайда қоспаның әсері
емес, термоөңдеу эффектісі үлкен роль ойнайтындығы айқын, себебі олардың
әсерін бөлу мүмкін емес.
Айдау тоқтап қалған кездерде мұнайда депрессатормен бірге әлсіз
беріктікпен сипатталатын құрылымдық тор пайда болады және ол айдаудың
жаңаруын жеңілдетеді. Сонымен, модельдегі тәжірибе мен эксперименттер
(Батыс Еуропадағы Финнарт-Гринжемаут құбыры) 277К-нен жоғары температура
кезінде депрессатормен өңделген мұнайды айдаудың тоқтауы уақыт бойынша
шектелмеген. Депрессатормен өңделген мұнайы бар Финнарт-Гринжемаут мұнай
құбыры 13 тәулік бойы тұрды, одан кейін айдау қайтадан жеңіл жасалған, және
мұнай құбыры есепті жіберілуге жеткілікті тез шықты.
Депрессаторды пайдалану шарттарының маңыздыларының бірі – ол ұзақ
уақыт ішінде олардың мұнайға әсерінің тұрақтылығы болып табылады.
Депрессаторлардың көбісі осы талапқа сай келеді.
Жоғары парафинді мұнайды депрессорлы қоспамен бірге айдау, айдалатын
мұнайдың барлық көлемін өңдеуді қарастырады, ал бұл қоспалардың көп
мөлшерін және барлық мұнайды қыздыру мен араластыруға кететін едәуір
шығындарды талап етеді. Қоспалар бағасы әлі де жоғары, және олардың
қолданылуы ыстық айдау тәсілімен салыстырғанда тиімсіз. Осыған байланысты
мұнайға депрессорлы қоспаны тек сақиналы қабырғаға жақын қабатқа енгізуді
ұсынды. Бұл мұнайды айдауға кететін энергошығындарды төмендетуін қамтамасыз
етеді. Сақиналы құбырға жақын қабат депрессатор қосылған мұнайдан тұрады,
сондықтан ағын ядросы тығыздықтар тепе-теңдігіне байланысты қалқып
шықпайды.
Сақиналы қабатпен айдау технологиясы шамамен келесідей болады: жоғары
парафинді мұнайды қыздырудың керекті температурасымен құбырға ендіреді,
содан кейін сорапты станциядан белгілі бір қашықтықта, қатысты
температурада, сақина түрінде қоспаны құбырдың ішкі қабырғасының жанына
енгізеді. Бұл жағдайда депрессатордың шығыны, осы барлық айдалатын мұнайға
енгізумен салыстырғанда, шамамен 10 есе қысқарады.
Депрессаторлар әлі де өте қымбат, сондықтан оларды максималды бола
алатын техникалық немесе технико-экономикалық әсер алу үшін пайдалану
қажет.
1 Алдын-ала қыздырылған мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау
Қазіргі уақытта тұтқырлы және қатуы жоғары мұнай мен мұнай өнімдерінің
құбырмен тасымалдауының ең тараған тәсілі – оларды қыздырып айдау. Тұтқырлы
және жоғары парафинді мұнайларды қыздырып айдаудың бірнеше варианттары бар.
Қысқа мұнай базалы құбырлар үшін құбырдың қыздыруының әртүрлі
тәсілдерін кеңінен қолданады. Егер қатып қалатын мұнай өнімі үшін бу және
құбыр желілері бір бағытта өтсе, онда айдауды жол бойы қыздырып
ұйымдастыруға болады. Құбырларды бір-бірінің қасынан өткізіп немесе бу
құбырын мұнай құбырының ішіне орналастырып және оларды жылу изоляциясымен
бүркесек, жол бойы бумен жылытатын жүйені аламыз. Мұнай бұл жүйе бойынша
әртүрлі режимдерде және жылдың әр кезеңінде айдала алады. Бірақ
магистральді құбырлар үшін бұл тәсілді оның күрделілігінен, қымбаттылығынан
және техникалық жүзеге аспайтындығынан қолданбайды.
Тұтқырлы мұнайларды қыздыру үшін кеңінен электроқыздыруды; индукционды
қыздыруды; құбырдың тікелей электроқыздыруын; кабельдер немесе жылыту
ленталар арқылы қыздыруды қолданады. Жылу тасымалдағыштармен (ыстық су, бу)
салыстырғанда электроқыздырудың ПӘК-і, қуатты кеңінен реттеу, құрастыру
жеңілділігі, тұтастығы әлде қайда болады.
Индукциялық электроқыздырудың құны жоғары болғандықтан оны құбырды
қыздыру үшін іс жүзінде онша қолданбайды. Құбырды тікелей электроқыздыру
үшін құбырдың жекелеген бөлігіне кернеуі 50В-тан көп болмайтын айнымалы
тоқты қосу қажет. Бұл тәсілдің қолданылуы шектелген, себебі қыздырылатын
бөлік барлық жағынан электрлі қорғалған болу керек. Осыдан, оны тоқтың көп
шығыны кететіндіктен жер асты құбырлар үшін қолдану тиімсіз екендігі
шығады.
Ең кең тараған қыздыру элементтері – негізінен құбырдың сыртқы бетіне
құрастырылатын кабельдер мен ленталар түрінде болады. Олардың энерготұтынуы
– құбырдың 1м-ге 100Вт құрайды. қыздырылатын кабельдердің кемшілігі –
құбырдың перимтрі бойынша қыздырудың біркелкі болмауы, ол кабельде жоғары
температураны ұстап тұруда қажет етеді. Қыздырылатын кабельдің тұтынатын
қуаты 4000кВт-қа жетеді, ал қыздыру ұзындығы 13км жуық болады. Магистральді
құбырдағы мұнайды үзіліссіз қыздыру үшін бұл тәсілді қолданбайды.
Қысқа құбырларды қыздыру үшін электро қыздырылатын ленталар кеңінен
тараған, және оларды құбырдың сыртқы жағынан, қыздырудың берілген қуатын
қамтамасыз ететін қадаммен орайды.
Құбырдағы мұнайды электроқыздырудың барлық тәсілдерін апаттық жағдайда
немесе қатып қалған мұнайды қыздыра айдауды жаңалау үшін айдаудың жоспарлы
тоқтаулар кезінде пайдалануға болады.
Алдын-ала қыздырылған мұнайлар үшін құбырды құрылымдық схемасы.
Қазіргі уақытта тұтқырлы және қатуы жоғары мұнайлар мен мұнай өнімдерін
құбырлы тасымалдаудың ең кең тараған тәсілі – алдын-ала қыздырылған
сұйықтарды айдау (ыстық айдау) болып табылады. Бұл жағдайда мұнайды немесе
мұнай өнімдерін құбырдың басты пункттеріндегі пештерде (жылу
алмастырғыщтарды) қыздырып, сораптармен магистральға өндіреді.
Құбыр бойымен әрбір 20-30км сайын аралық қыздыру пункттерін
орналастырады, ал 70-150км сайын аралық сорапты станциялар құрастырады, сол
станцияларда да мұнайды қыздыратын құрылғыдлар бар, ол жерде мұнайды
қыздырады да, қайтадан құбырға айдайды. Мұнай өндірістен құбыр бойынша
басты қопарғыш станциялардағы резервуарлы паркіне беріледі. Жылу жоғалуын
қысқарту үшін резервуарларда көбінесе жылу бүркегіш болады. Оларды міндетті
түрде қыздырғыштармен жабдықтайды және солар арқылы мұнайды тіректі
сораптармен сорып алуға болатын температураны сақтап тұрады. Сораптар
мұнайды қыздырғыштар арқылы өткізеді. Қыздырғыштарды, әдетте, тіректі және
жұмыс сораптары арасында орналастырады, ал өз кезегінде жылу
алмастырғыштарды жеңіл етіп жасауды рұқсат етеді, себебі тіректі
сораптармен берілетін қысым онша көп емес. Қыздырғыштар арқылы
температураны берілген мәнге дейін жоғарылата, барлық айдалатын мұнайды
немесе оның бөлігін, есепті температурадан жоғары температураға дейін
қыздырып, ал жылу алмастырғыштың шығысында оны, қыздырудың берілген
температурасын алу үшін, салқын ағынмен араластырып өткізуге болады. Жылу
алмастырғыш аппараттардан кейін мұнай сорап станцияларының негізгі
сораптарына жіберіледі де, солар арқылы магистральға айдалады. Құбыр арқылы
мұнайдың қозғалуы кезінде ол суып қалады және де оның тұтқырлығы
жоғарылайды. Суық мұнайды айдауға кететін мұнайдың көп шығындарының алдын
алу үшін оны аралық жылу станцияларында қыздырады. Егер мұнайды үлкен
қашықтыққа тасымалдаса, онда жылдамдықтан басқа жылу станциясымен
қосарланған аралық сорапты станцияларын да құрастырады. Аралық жылу
станциялары мұнай өндіретін зауыттың шикізат паркінде орналасқан.
Қопарылатын мұнайдың тұтқырлығы көбейген сайын сораптың арыны мен ПӘК-
і азаяды, ал қолданылатын қуаты өседі, сондықтан центрден тепкіш сорапты
жылу ауыстырғыш аппарттан кейін орнатқан жақсы. Бұрақ мұндай орналастыру
бірқатар жағдайларда гидравикалық кедергінің көптігінен (сорғыш желілер мен
жылуалмастырғыш аппараттар) мүмкін емес. Жұмыстық сорапқа тірек
жетпегендіктен ол кавтациялы режимде жұмыс істей бастайды. Сондықтан кейбір
мұнай құбырларында тіректік және жұмысшы сораптар жылу алмастырғыш
аппараттардың алдында орнатылады. Бұл жағдайда сораптар тұтқырлығы жоғары
мұнайды айдайды, ал сораптар судың бетінде оның жұмысы кезінде сорап үшін
көрсететін паспорттық берумен арынды қамтамасыз етпейді. Тұтқырлы
сұйықтықпен жұмыс істеу кезінде сораптың нақты сипаттамасын алу үшін қайта
санақ үшін арнайы әдістер қолданылады.
Сораптар үшін күштік жетек ретінде бу және газ турбиналары, сұйық
немесе газ тәрізді отынмен жұмыс істейтін ішкі жану қозғалғыштары, электр
қозғалтқыштары қызмет етеді. Ең кең тарағандары редакторсыз тікелей негізгі
және тіректі сораптармен жалғайтын электр қозғалтқыштары болады.
Резервуарларда мұнайды (мұнай өнімдерді) 313-333 К температураға дейін
қыздырады, оның сорап арқылы берілген берісі мен таратып шығаруын
қамтамасыз етеді. Резервуарларда сұйықтықтың жоғарыда келтірілген
температурасының қызуы қарқынды буланудан болған мұнайдың жеңіл, өте бағалы
фракциясының және жылудың өте көп жоғалуынан мақсатқа сай болмайды.
Сондықтан резервуардан кейін қотару температурасына дейін мұнайды арнайы
жылу алмастырғыштарда қыздырады.
Резервуарларда мұнайдың қыздыруын стационарлы ирек түтікті не секциялы
қыздырғыштар көмегімен іске асырады. Бұл қыздырғыштар резервуардың түбінің
үстінде конденсатты жою мақсатымен жылу тасығыш жүрісі бойынша құрастырады
және мұнайдың барлық массасын қыздыруды қамтамасыз етеді. Қыздырғыштар үшін
жылу тасығыш ретінде су буын, ыстық су және ыстық мұнайды қолданады.
Резервуардан қоршаған ортаға жылудың көп кетуін бүйір қабырғалар және
жатырларды жылулық изоляциялау арқылы болдырмауға болады, бұл өте тиімді,
өйткені эксплуатациялық шығындар тез қысқарады.
Магистральді “ыстық” құбырларда бу және оттық қыздырғыштар
қолданылады. Бұл қыздырғыштардың ішінде мұнай үшін ең кең тараған қалқып
тұратын басы бар көп жүрісті жылу алмастырғыштар. Бұлар эксплуатация
кезінде өте ыңғайлы, компактілі және қарастырумен жөндеуге мүмкіндік
береді. Жылуберіліс коэффициентін көтеру және жылуалмастырғыштардың
габариттері мен массасын төмендету үшін мұнайды құбырлар арқылы жібереді
де, ал буды құбыр артындағы кеңістіктен жібереді.
Берілген конструкцияның жылу алмастырғыш аппараттарын технологиялық
схемаға қосуы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ оларды жиі параллельді түрде
қосады, ал бұл қосу түрі мұнайды қыздыру температурасын кең шектерде
реттеуге мүмкіндік береді. Жылу станцияларында технологиялық режимді
бұзбайтындай жылу алмастырғыштарды тазалау және жөндеу жұмыстарды өткізе
алатындай бірнеше резервті жылуалмастырғыш аппараттарды орнатады.
Қыздырғыштарды пайдалану кезінде жылуалмастырғыштардың технологиялық
режимдерін және күйін үнемі бақылап тұру қажет.
От қыздырғышы үшін газ не қотарылатын мұнай өнімі отын болып табылады.
Пештің жұмысын шығысында мұнайдың берілген қыздыру температурасы болатындай
етіп реттейді. Жылу станцияларында қажетті жылу қуатын тәуелді есептеуге
сәйкес негізгі және резервті оттық қыздырғыштар орнатылады.
Оттық қыздырғыштар булыға қарағанда экономикалық тиімділеу, бірақ олар
отқа қауіпті, жоғары мамандандырылған қызмет көрсету персоналын қажет етеді
және жылу режимінің өзгеруіне өте сезімтал. Көп ағынды оттық қыздырғыштарды
эксплуатациялау кезінде радиантты құбырларды суыту шарты бірдей болу үшін
әрбір бұтақта бірдей шығындар ұстап тұру қажет. Осы талаптарды орындамау
құбырлардың жануына және оттық қыздырғыштардың жануымен атылуына әкеп соғуы
мүмкін. Барлық қыздыру пештері өздерін қалыпты пайдалануды қамтамасыз
ететін бақылағыш өлшеу приборлармен және автоматты жүйелермен жабдықталған.
1.7 Пештің конструкциясы мен жұмысының сипаттамасы
Құрылымы құбырлы және орталық радиантты блоктан және екі конвективті
камерадан тұрады, радиантты блоктың екі жағынан да симметриялы орналасқан.
1.1-сурет БТП - 10 пешінің конструкциясы
Радиантты блок 4 ағынды горизонталь иреленген құбырдан тұрады, әрбір
ағын үш құбырдан тұрады. Әрбір ағындағы бірінші қатардағы құбырлар, тек
қана радиантты және екінші қатардағы иреленген құбырлардан қоршаумен
бөлініп тұрады. Радиантты блок өсі бойымен 9 оттық қондырылады. Радиантты
блоктың жанындағы құбырлармен қоршау арасындағы жанатын өнім шықпайтын
ағынмен өтеді және түтін арқылы конвективті камераның астына түседі. Әрбір
конвективті блоктағы түтін газдары жоғарғы газ өткізгіштер арқылы түтін
құбырларына түседі. Радиантты блоктың үстіндегі рамаға қондырылатын түтін
құбыры, бұрылатын қақпақпен орнатылған.
Жануға жіберетін ауа ауақыздырғыштарында қыздырылып, желдеткіштер
арқылы ауа коллекторына беріледі, ал одан әрбір оттыққа беріледі.
Мұнай 4 ағынмен радиантты камераға келеді, содан кейін қабырғалық
экран камерасына түседі, әрі қарай иреленген құбыр арқылы оңға және екі рет
солға лақтыру арқылы конвекция камерасына келіп түседі, конвективті
иреленген құбырмен өтіп, 4 ағынмен құбырдан шығады. Пештің соңында екі
резервті инжекционды оттықтар ГП - 2,5И бар, тек қана сұйық жанармаймен
жанады.
2-сурет БТП - 10 құбырлық пешінің технологиялық процесс сұлбасы
1.2-кесте ПТБ-10 техникалық сипаттамасы
Параметрлері Өлшемдері Мәндері
1 2 3
Шикізат шығыны нм3сағ 600
Үлес салмағы кгм3 830,8-899,5
Шикі зат температурасы оС 30
Пешке кірісінде 60
Пештен шығысында
Шикі зат қысымы МПа,
Пешке кірісінде (кгссм2) 5,5(55)
Пештен шығысында 5,2-5,3(52-53)
Гидравликалық сынау 9,6(96)
Пайдалы жылу қуаты - Шикі зат Гкалсағ 10
Сыртқы жылыту құбырлар саны штм2
Конвективті иреленген құбыр 24 72,2
(ø152х8;
L=6200мм)
Радиантты әрлеу иреленген құбыры 30133,8
(ø152х8;
L=9200мм)
Радиантты иреленген құбыр 26119,6
(ø152х8;
L=9200мм)
Ауа қыздырғыш 71х2=142
Сыртқы жылытудың жылу қуаты ккалм2*сағ
Конвективті иреленген газ 4603
Ауа қыздырғыш 4582
Радиантты әрлеу иреленген құбыры 26 120
Радиантты иреленген құбыр 46 584
Пеш кірісіндегі шикізат жылдамдығы мс 3,2
Жанғыш өнімдердің жану есептелуі 60
Конвективті иреленген газ 0С 85
Радиантты әрлеу иреленген құбыры 150
1.2 кестенің жалғасы
Радиантты иреленген құбыры 9151,1
Жану өнімінің температурасы және артық
ауа қоэффиценті
қабырғалық камера кірісінде 4751,1
ауа қыздырғыш адында 3351,15
конвективті иреленген құбыр алдында 2201,2
КПД пешінен шығысында 0,85
Жанармай
Негізгі – газ
жылу шығару қабілеті (QpН) ккалм3 9232
жанармай шығыны резервті - мазут нм3сағ 1026
(мұнай)
Газды оттықтардың саны шт. 9
бір оттықтың қуаты МВт 1,98
газдың оттықтар алдындағы қысымы Па 600-1100
- оттықтар алдындағы ауаның қысымы Па 400-900
- оттықтар алдындағы ауаның 0С 100
температурасы
1.8 Автоматтандырылған жүйелердің қызметі мен функциялары
Құбырлы пештердің технологиялық режимі шикізаттың шығыс
температурасымен сипатталады және оның шамасы операторлардың интуициясының
негізінде анықталады. Құбырлы пештің жұмыс режимін басқарған кезде
шикізаттың шығыс температурасы бойынша пештің шығысындағы қысым тұрақты
болады деп қабылданады. Бірақ, зерттеулерге қарасақ, пештің ирек түтінін
пайдалану режимі мен күйіне байланысты құбырдағы қысым құлауы өзгеріп
отырады.
Жобаны орындау – пештер жұмысының технологиялық циклінің барлық
станцияларының автоматтандырылуын, жану үрдісінің оптималдануын, апат және
өрт кезінде пештер жұмысының автоматты түрде блокадалануын қамтамасыз
етеді. Бұдан басқа, автоматтандырудың жобаланатын жүйесі (ары қарай “жүйе”)
ескірген техникалық құралдарды алмастыру және газды отынға ауысуы үшін
арналған.
Жүйеде қолданылатын мұнай мен отын шығынын өлшеу коммерциялы болып
табылмайды. Осыған байланысты шығын датчиктері 1-ден кем емес дәлдік класын
қамтамасыз етеді.
Жүйеде реттелетін органдарының шекті күйлерінің, бекітулі құрылғылар
мен өлшенетін айнымалылардың шекті шамаларының сигнализациясы
қарастырылған. Пешті қолымен қосу режимінің күрделілігінен, жүйеде,
технологиялық талаптарды сақтай отырып, пешті жартылай автоматты және
автоматты түрде қосу қарастырылған.
Блокадалау мен қорғаудың барлық түрлері котроллер арқылы жүзеге
асырылады.
Пешті апаттық тоқтату кнопкалары қарастырылған, солардың реакциясымен
контроллер сәйкес бағдарлама бойынша пешті тоқтатады.
РД-мен сәйкес, жүйеде, блокадалау мен қорғау жүйесінде қатысатын
датчиктерден түскен сигналдардың далалық шинадан тыс бөлек байланыс
каналдары бойынша контроллерге қосылуы қарастырылған.
Әр пешке оператордың бөлек панелі қарастырылған. Пилотты оттыққа оттың
жоқтығы туралы сигнал түскен кезде пилотты газдың сызығындағы отсекті
клапаның қоректенетін кернеуінің өшірілуі қарастырылған.
Отын сызықтарындағы қысымның жіберілетіннен төмендегені туралы сигнал
түскен кезде оттықтардың жануын блокадалау қарастырылған.
Қысылған ауаның қысымы жіберілетіннен төмендегені туралы сигнал түскен
кезде оттықтардың жануын блокадалау қарастырылған. Түтін шығатын құбырдың
шибері жабық болғанда және желдеткіштер өшіп қалған кезде (ауа
коллекторында қысым болмай қалғанда) оттықтардың жануын блокадалау
қарастырылған.
Пештің негізгі оттықтарына кететін отын шығынын автоматты реттеген
кезде оттықтың шығысындағы түтін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz