Файл: 2 РасчётноТехническая часть 1 Общая характеристика газогидратов.doc

Вода из цистерны насосом нагнетается в змеевик котла. Проходя по змеевику вода нагревается и превращается в пар. Выработанный установкой пар подается в скважину, или на объект пропарки с помощью комплекта магистральных труб, поворотных колен, запорного узла.

Производительность установки в 1600 к/ч обеспечивается при оборотах по тахометру 970 – 1100 об/мин.

В установке ППУА 1600/100 нет прибора для определения сухости пара. Поэтому в практической работе температура пара не должна превышать температуру насыщения при определенном давлении (таб. 3.3.1)

Зависимость температуры насыщения пара от давления.
Таблица 3.4.1

Давление пара МПа (кгс/см2)	Температура Насыщения 0С	Давление пара МПа (кгс/см2)	Температура Насыщения 0С
1,0 (10)	179,04	6,0 (60)	274,29
2,0 (20)	211,38	7,0 (70)	284,48
3,0 (30)	232,76	8,0 (80)	293,62
4,0 (40)	249,18	9,0 (90)	301,92
5,0 (50)	262,70	10,0 (100)	309,53

2.4.2 Устьевой подогреватель

Подогреватели зон скважин устанавливаются на всех скважинах, соединяемых с новыми центральными станциями. В подогревателях применяется замкнутый контур для смеси гликоля и воды, используемой в качестве проводящей среды в теплообменниках жидкость-газ.

В качестве топлива для подогревателей используется очищенный газ, распределяемый на промысле от пункта централизованного снабжения на ГПЗ.

Подогреватели оборудованы приборами и системами управления, обеспечивающими автономную работу и поддерживающими желательные температурные диапазоны в линии сброса подогревателя Температура газа контролируется с помощью TIC-004, который может регулироваться дистанционно системой СКАЛА или локально из Е-домика.

Обычно газ нагревается в первой секции подогревателя от температуры в 56 С до 65 С. Затем газ дросселируется до, примерно, 100 бар, и вновь нагревается во второй секции подогревателя до максимальной температуры в 70°С.

Инженерные расчеты показывают, что подогреватели мощностью 440, 732 и 950 кВт (тепло

---

поглощается производимыми флюидами) являются адекватными.

Скважины-сателлиты не обеспечиваются подогревателями, но подсоединяются к змеевикам низкого давления подогревателей скважин вниз по потоку.

Осушитель газа для приборов производительностью 51 нм³ /час. устанавливается на каждой раме подогревателя. Этот осушитель обеспечивает давление приборного газа в 30 бар (изб.) для управления устьем скважины и 7 бар (изб.) для управления подогревателем.

Подогреватель устья скважины представляет собой стандартный агрегат непрямого типа, с газовым нагревом. Давление очищенного газа уменьшается до 8 кг/см² с помощью регулирующего клапана. Эта система защищается с помощью аварийного запорного клапане (PSV) и предохранительного клапана (USV). Запорный клапан должен вручную освобождаться в случае его срабатывания. На второй ступени давление тогда уменьшится до 1 кг/см. Предохранительный клапан, уста­новленный на 1,5 кг/см, защищает эту систему. Аварийные запорные клапаны устанавливаются в линиях топлива и газа запальной горелки и они срабатывают под действием системы управления в случаях низкого уров­ня воды в водной ванне подогревателя, высокого и низкого давления в линии продукта за подогревателем, низкого давления в линии очищенного газа, неправильного горения и высокой температуры а водяной бане нагревателя.

В первом контуре нагревателя ГЖС от скважины подогревается приблизительно до 65 ⁰С перед редуцированием от давления в скважине до давления в трубопроводе сборной системы.

Перепад давления на регулирующем клапане будет максимум 300 кг/см при запуске и 150 кг/см- при нормальной эксплуатации. Используется дроссельный клапан «MOKVELD» типа CHV. Этот клапан спроектирован и изготовлен с учетом резко­го дросселирования, и он имеет то преимущество, что поршень уравновешивается давлением, и поток через дроссель направляется таким образом, что высокие скорости возникают только в местах, где используются соответствующие материалы для поршня, клетки и седла с учетом предотвращения ненормальной эрозии, абразив­ного износа и кавитации. Исследования относительно суперкритического потока в клапане показали, что скорость между запорным элементом и седлом будет дости­гать звуковой, однако клапан рассчитан на значение С_v = 30, скорость на входе порядка 4,6 м/с и скорость на выходе 15,7 м/с, что является приемлемым. Уровень шумности для этого клапана будет лежать в диапазоне от 70 до 80 дБ.

---

Перепад давления уменьшает температуру газо-жидкостной смеси из скважины. Во втором контуре нагревателя температура газо-жидкостной смеси при максимальном расходе поднимается до 65°С и при пониженном расходе /50% и ниже/ до 70°С, прежде чем газо-жидкостная смесь. Первый и второй контуры нагревателя рассчитаны на давление 410 кг/см². Конструкция нагревателей у устьев скважин одинакова для каждой скважины.

Расход двухфазной смеси из скважины измеряется после подогревателя перед поступлением в трубопровод с использованием обычной диафрагмы типа Senior. Расход жидкости из скважины регулируется с помощью автоматического клапана, установленного между первым и вторым контурами подогревателя.

На выходе из вторичного змеевика подогревателя установлены пpeдoxpaнительные клапаны для предохранения трубопроводной системы от избы­точного давления. Для предотвращения образования гидрата и замо­раживания при выпуске устанавливается автоматическая система впрыска метанола.

Вследствие изменения скорости среды при выпуске из внутренней камеры клапана в соединительную линию к факелу между двумя этими точками возникает разность давления. Эта разность давления используется для подачи метанола из небольшого резервуара к точке впрыска на входе из предохранительного клапана. Испытания показали, что это дифференциальное давление должно быть в среднем около 1 кг/см при рабочих условиях.

В предположении, что расход впрыска составляет 5 л метанола/мин, сопло впрыска должно иметь внутренний диаметр порядка 3,7 мм. Для обеспечения возможности регулирования предусмотрена возможность увеличения диаметра сопла до 5 мм с помощью входного игольчатого клапана, регулирующего расход впрыска. Расход впрыска будет автомати­чески уменьшаться, если объем, а, следовательно, и дифференциальное давление уменьшаются.

Резервуар для хранения метанола имеет емкость 110 л. С помощью механически связанных 3-ходовых клапанов этот резервуар может быть сообщен с каждым из двух предохранительных клапанов.

Из соображений облегчения обслуживания используется система двойных предохранительных клапанов. Два запорных клапана, один на входе и один на выходе, обеспечивают возможность демонтажа предохранительного клапана для обслуживания. Для обеспечения безопасной работы предохранительной выпускной системы предусмотрена ее специальная блокировка. Эта система работает на принципе того, что каждый клапан блокируется с помощью двух ключей. Если один ключ вставлен,

---

клапан может поворачиваться, а второй ключ может быть свободным и выниматься. Этот ключ теперь может быть вставлен в следующий клапан, и тогда этот клапан может поворачиваться и т.д.

Должен быть разработан план, обеспечивающий полную безаварийность системы. Система подачи метанола включается в эту блокировочную систему.

Температура на выходе подогревателя на пути, а сборную систему регули­руется на каждой скважине с помощью вычислительной машины с помощью контроля входной температуры газоперерабатывающего завода и увеличе­ния или уменьшения температуры подогревательной бани.
2.5 Расчет устьевого котла-подогревателя.

1. Сосуд нагревателя «MANNESMANN»

Размеры сосуда нагревателя основаны на расчете змеевика теплообменника, и сле­довательно, результата тяги.

Выполненные размеры: диам.2100 мм х 8 мм

длина цилиндра 11500 мм

2. Сосуд расширения

Объем сосуда расширения = V1 =31 м³

Максим. увеличение темп.: -20°С - +100°С

Плотность среды для передачи тепла: 1080 кг/м- при -20°С

1005 кг/м³ при + 100°С

Объем расширения = V2





Выполнено: диаметр 700 мм х 6 мм

длина цилиндра 9000 мм

общий объем 3,34 м³

объем расширения 2,48 м³

Таблица 3.3.2.1

1. ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА	Единицы измерения	Вход	Выход
	1 ступень
Общий расход ГЖС	кг/ч	45 996	45 996
Парообр. НС	кг/ч	23 852	27 862
Жидкий НС	кг/ч	20 968	16 958
Парообр. Н2О	кг/ч	76	140
Жидкая Н2О	кг/ч	1 100	1 036
Плотность жидк. НС	кг/м-	496	514
Плотность парообр. НС	кг/м	401	350
Давление	бар /абс./	235	232
Температура	"С	50	65
Темп. водяной бани	"С	90
Макс. перепад давления	Бар	15
	2-я ступень
Общий расход ГЖС	кг/ч	45 996	45 996
Парообр. НС	кг/ч	27 349	29 752
Жидк. НС	кг/ч	17 471	15 068
		51	125
Парообр. Н2О	кг/ч
Жидк. Н2О	Кг/ч
Плотность парообр. НС	кг/м3	169	147
		667	681
Плотность жидк. НС	кг/м'	120	117
Давление	бар	48	65
Температура	"С	90
Темп. водяной бани	"С	5
Макс. перепад давл.	бар

---

2. Расчет ΔР: 1-я ступень ø 114,3×20,6 мм.

Расход массы газа Расход массы жидкости: ΔР_общ=Ǿ²Р_g

ΔР_g=ξ­­ V_g²10^-5

ΔP_g- перепад давления газа (бар)

ξ- коэффициент трения =0,022

- рабочая плотность газа =377 кг/м³.

V_g- скорость газа =4,05 м/с.

Ǿ- коэффициент поправки

L- длина трубы =132м.

D- внутренний диаметр трубы =0,0731м.

ΔP_g =

ΔР =1,23 бар.

ΔР = Ǿ²Р_g

ΔР_общ = 3,4²·1,23

ΔР_общ = 14,2 бар.

3.Расчет ΔР, 2- й змеевик ø 114,3×20,6 мм.

ξ = 0,026

=157 кг/м³.

V_g = 5,38м/с.

Ǿ = 2,6

L = 89

D = 0.0731м.

ΔP_g =

ΔP_g = 0,72 бар.

ΔР_общ=Ǿ²Р_g

ΔР_общ = 2,6²·0,72

ΔР_общ = 4,87 бар.

Допустимая скорость на линии 56 бар: 15 м/с.

Допустимая скорость на линии 8 бар: 20 м/с.

Допустимая скорость на линии 1 бар: 30 м/с.

Q_gw- Расход топливного газа при рабочих условиях (м³)

V_gw- Скорость топливного газа при рабочих условиях (м/с.)

A_r- Площадь прохода топлива в линии топливного газа (м²)

V_gw =

А. Линия 56 бар, 33,4×4,5мм.

Q_gw = 3,72 м³/ч.

A_r = 0,000464 м².

V_gw = =2,23 м/с.≤ 15 м/с.

Б. Линия 8 бар, ø 33,4×4,5 мм.

Q_gw= 23,6 м³/ч

A_r = 0,000464 м².

V_gw = =14,13 м/с.≤ 20 м/с.

В. Линия 1 бар, ø 60,3×5,5 мм.

Q_gw= 105,7 м³/ч

A_r = 0,0019 м².

V_gw = =15,45 м/с.≤ 30 м/с.
Все скважины новых Центральных станций 3,4,6 и 9 имеют индивидуальные нагреватели, достаточного размера для работы в условиях максимального расхода. Скважины Центральных станции 1 и 2 относятся к трем различным категориям:

1) Скважины, оснащаемые индивидуальными нагревателями;

2) Скважины, не оснащаемые индивидуальными нагревателями;

---