Оборудование для нагрева воды и нагнетания теплоносителя

 

Вода для нагрева ее в водогрейных или парогенераторных установках освобождается от солей кальция и магния, раство­ренных в ней кислорода и углекислого газа, от масла и доводит­ся до определенной щелочности.

Соли кальция и магния выпадают при нагреве в осадок и образуют слой накипи на теплопередающих стенках труб в во­догрейных и парогенераторных установках. При этом резко ухуд­шаются коэффициент теплопередачи и процесс нагрева воды. Содержание солей этих веществ определяет жесткость воды. Общая жесткость воды состоит из карбонатной жесткости (на­личие бикарбонатов Са (НСО₃)₃ и Mg (HCO₃)₂) и некарбонатной жесткости (наличие сульфатов и хлоридов CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂). Общая жесткость воды выражается в молях на 1 кг воды (моль/кг). Общая жесткость не должна превышать 0, 015— 0, 5 моль/кг в зависимости от типа водогрейных и парогенера­торных установок. Кислород и углекислый газ вызывают кор­розию стенок трубопроводов. Содержание растворенного в воде кислорода должно быть менее 0, 03—0, 1 мг-экв/кг (также в за­висимости от типа установок). Масла должно быть не больше 3—5 мг/кг (в зависимости от типа установки). Относительная ще­лочность не должна превышать 20%. Как известно, нейтральная среда характеризуется показателем рН = 7, а щелочная — рН > 7.

Обычно установка подготовки воды состоит из катионито-вых и механических фильтров и вспомогательного оборудования. В катионитовых фильтрах происходит замена накипеобразую-щих катионов кальция и магния на ненакипеобразующие кати­оны натрия, содержащиеся в катионитовых материалах. В каче­стве катионитового материала применяют сульфоуголь, глауко­нит и синтетические смолы. Наиболее распространен сульфоу­голь, который получают обработкой бурого или каменного угля крепкой серной кислотой. Сульфоуголь получают с размером зерен 0, 3—1, 2 мм и емкостью поглощения 300 моль/кг. Катион-ный материал может насыщаться обменными катионами натрия, водорода и аммония. Когда у катионитового материала наступа­ет предел поглощения накипеобразующих материалов, его мож­но подвергнуть регенерации для восстановления его поглощаю­щих свойств.

Проведение Na-катионирования приводит к повышенной щелочности, а также к образованию углекислого газа (СО₂). Это оказывает коррозионное действие на металл установок. Поэто­му Na-катионирование применяется при определенной щелоч­ности исходной воды. Применяют также совместное катионирование Na и Н. Н-катионирование дает увеличение кислотности воды, и, таким образом, при H-Na-катионировании проис­ходит нейтрализация умягченной воды. При Na-катионирова-нии можно добавлять в воду сульфат аммония (NH₄)₂SO₄. Он под действием высокой температуры разлагается, и при этом аммиак уходит с паром, а серная кислота нейтрализует щелочь.

Регенерация катионитового материала осуществляется 6—8% ным раствором поваренной соли, пропускаемым через него.

Концентрированные водные растворы хлоридов кальция и магния, а также избыток соляного раствора удаляются в канали­зационную сеть при отмывке.

На парогенераторной установке (рис. 9.13) исходная вода подается из бака 1 насосом 11 в фильтр 4, в котором происходит осветление воды. Осветленная вода далее поступает в катионитовые фильтры 5 и 6, которые могут работать последовательно или параллельно. От этих фильтров подготовленная вода посту­пает в бак умягченной воды 3. В фильтрах имеются многоходо­вые краны 10, позволяющие включать установку на рабочий ре­жим, регенерацию катионитовых фильтров, отмывку и взрыхле­ние катионитового материала струями воды. В системе подго­товки воды имеются баки с солью 7 для регенерации катионита в фильтрах, вспомогательные мерные баки 9, бак с регулятором уровня 8 и вспомогательный насос 2.

Механический фильтр — это стальной цилиндрический бак диаметром 700 мм и высотой 1850 мм. Он рассчитан на давление 0, 6 МПа. Верхнее днище корпуса сферическое, нижнее — плос­кое, имеющее два скоса. В верхней части расположен подвод исходной воды, внизу — дренажная система из двух труб, к ко­торым приварены штуцеры из нержавеющей стали. Скосы у дни­ща параллельны дренажным трубам. Фильтр заполняется обыч­но дробленым антрацитом, а при повышенной мутности освет­ляемой воды — внизу, на 450 мм высоты, кварцем с зернами размером 0, 5—1 мм, а выше (тоже 450 мм) антрацитом с зерна­ми размером 0, 5—1, 5 мм.

Катионитовый фильтр — такой же цилиндр диаметром 700 мм, высотой 2850 мм. Днища такие же, как и у механического филь­тра. Вверху имеются две трубы распределительного устройства, через которые подается обрабатываемая вода. Внизу через две дренажные трубы вода отбирается. Катионит загружается на высоту около 1, 5 м. Над катионитом воздушная подушка обычно занимает около 750 мм. Это пространство позволяет катио-ниту расширяться при его взрыхлении.

Рис. 9.13. Схема подготовки воды парогенераторной установкой

 

Для нагрева воды и нагнетания теплоносителя применяются передвижные и стационарные парогенераторные и водогрейные установки.

Стационарные установки в СНГ применяются в Республике Коми, Башкирии, Татарии, Казахстане и в других районах. Это обычные водогрейные стационарные котельные и специальные установки с оригинальными узлами подготовки и нагнетания горячей воды. Эти установки подогревают воду до 100—200 °С при давлении нагнетания 8—12 МПа.

Наиболее интересна водогрейная установка, которая была построена на месторождении Узень в объединении «Мангышлакнефть» по инициативе МИНХиГП (РГУ нефти и газа) им. И.М. Губкина. В этой установке использовалась морская вода Каспийского моря. Она отличается высокой минерализа цией. В участке подготовки воды этой установки использова­лась оригинальная система умягчения от систем опреснителей, используемых в г. Шевченко (Актау) для получения пресной пи­тьевой и технической воды. В этой системе в нагреваемую воду вводят мелкозернистый порошок, на котором агрегируется на­кипь. Вода подогревается паром от котла ПТВМ-100, который работает на очищенной воде в замкнутом цикле. Подогретая вода смешивается с исходной водой и имеет температуру перед на­гнетанием 103 " С. В разводящую сеть горячая вода нагнетается центробежными насосами ПЭ-160, рассчитанными на подачу воды с высокой температурой и давлением до 16 МПа. Общая проектная пропускная способность установки 15000 м³/сут го­рячей воды.

Широко применяются на промыслах стационарные и пере­движные парогенераторные установки, имеющие блоки подго­товки воды и парогенераторные блоки. Они рассчитаны на уста­новку в одном месте на 1—3 года и обработку за это время близ-расположенных скважин. После этого их можно транспортиро­вать на новое место. Блоки имеют габариты в плане 6—12 м в длину и 3—4 м в ширину при массе 10—20 т (табл. 9.10). Макси­мальная температура пара, подаваемого установками, составля­ет 320 °С, за исключением установки на подачу 75 м³/ч, у кото­рой температура пара достигает 440 º С.

Рассмотрим одну из этих установок (см. табл. 9.10). Установ­ка УПГГ-9/120М имеет два блока — парогенераторный и водо-подготовительный. Имеется также бак запасной умягченной воды. Парогенераторный блок имеет прямоточный котел. Паропро-изводительность установки составляет 9 т/ч при парогенерато­ре, дающем 10 т/ч. Часть пара идет на собственные нужды уста­новки. Рабочее давление составляет 5, 9—11, 8 МПа, максималь­ная температура пара на выходе установки 324 °С, сухость пара 80%, температура питательной воды на входе в парогенератор — 80 º С. Основное топливо парогенератора — природный или не-фтяной(попутный) газ. Расход топлива — 800 кг/ч. Массы бло­ков установки — по 20 т.

Исходная вода подается в парогенераторную установку (рис. 9.14) с давлением не менее 0, 05 МПа. В зимнее время она подается через подогреватель 1в бак исходной воды 2. Темпера­тура воды после подогревателя составляет 20—25 °С. Из резервуара вода насосом 3 с подачей 20 м³/ч и давлением 0, 5 МПа пода­ется в механический фильтр 4 блока подготовки воды.

Таблица 9.10

⇐ Предыдущая42434445464748495051Следующая ⇒

Поделиться: