Способ подогрева нефти на магистральных трубопроводах

Способ подогрева нефти на магистральных трубопроводах

Реферат

Настоящее изобретение относится к области трубопроводного транспорта, конкретно, к способу подогрева нефти на магистральных трубопроводах, и может быть использовано как при сооружении новых, так и при модернизации действующих магистральных трубопроводов.

Известно, что при перекачке нефти на большие расстояния для увеличения пропускной способности трубопроводов осуществляют ее нагрев на промежуточных подогревательных пунктах.

Известен способ подогрева нефти, включающий отвод части перекачиваемой нефти из трубопровода, подачу ее в печь высокого давления, получение топочного газа, регулирование его температуры, а также температуры нефти путем ввода в нее топочного газа, при этом в топочный газ добавляют углекислый газ и азот и в нефть его вводят при температуре на 10-20°С ниже температуры структурных изменений перекачиваемой нефти. (Авторское свидетельство №631746, F17D 1/16, 1978 г.)

Известен также способ подогрева нефти при перекачке, заключающийся в том, что поток нефти при давлении перекачки разделяют на части, поступающие в обогреваемые элементы печи, и в одном из обогреваемых элементов снижают производительность части поступающей в него нефти до увеличения температуры части нагреваемой нефти выше температуры ее кипения. Отделяют из нее газовую фазу и подают в горелку подогревателя в количестве, достаточном для нагревания всего потока, причем в одном из обогреваемых элементов увеличивают площадь нагрева относительно площади другого элемента. (Авторское свидетельство №1392301, F17D 1/18, 1988 г.)

Недостатком этих способов является то, что за счет «жесткого» прямого нагрева нефти в печи имеет место локальный перегрев нефти в пристенном слое с образованием агрессивных сред и, как следствие, быстрая коррозия магистральных трубопроводов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ подогрева нефти и нефтепродуктов на магистральных трубопроводах, когда частично объединяют технологические процессы трубопроводного транспорта нефти и газа с помощью теплообменной системы. Способ предусматривает использование вторичных энергоресурсов газопроводов для подогрева и снижения вязкости перекачиваемого нефтепродукта. Для осуществления способа магистральный нефтепровод, трасса которого пролегает вблизи от компрессорной станции (КС) магистрального газопровода, заводят на площадку этой КС, где его по последовательной схеме соединяют с двумя теплообменниками. В первом теплообменнике происходит охлаждение потока газа и нагрев промежуточного теплоносителя, во втором теплообменнике происходит теплопередача от промежуточного теплоносителя к перекачиваемой нефти. Охлажденный теплоноситель из второго теплообменника поступает в первый теплообменник и затем рабочий цикл повторяется. (Патент РФ №2171424, F17D 1/18, 2001 г.)

Однако для реализации этого способа необходима параллельная прокладка теплого газопровода, что в свою очередь усугубляет взрывопожароопасную ситуацию на линии трубопроводного транспорта, и, кроме того, способ недостаточно эффективен, так как теплоемкость газового потока относительно невелика, а газопровод, проложенный в одних условиях с нефтепроводом, подвержен тем же температурным колебаниям.

Задачей изобретения является разработка безопасного способа «мягкого» подогрева нефти на магистральных трубопроводах, значительно снижающего степень коррозионного воздействия транспортируемой нефти на нефтепроводы и соответственно увеличивающего сроки их эксплуатации, а также обеспечивающего повышение взрывопожаробезопасности.

Для решения поставленной задачи предлагается способ подогрева нефти на магистральных трубопроводах с помощью теплообменной системы, установленной на пунктах подогрева нефти, включающий нагрев промежуточного теплоносителя и теплопередачу от промежуточного теплоносителя к перекачиваемому продукту, в котором согласно изобретению в качестве теплоносителя используют воду, нагрев которой осуществляют в водогрейном котле по графику 110-80°С, нагретую воду направляют в трубное пространство первой теплообменной системы, в которой поддерживают температуру циркулирующей в межтрубном пространстве воды по графику 100-70°С, и эту воду используют для нагрева перекачиваемого продукта до заданной температуры во второй теплообменной системе.

Использование в качестве промежуточного теплоносителя воды, нагреваемой в водогрейном котле по заявленному графику, двух теплообменных систем, заявленного графика нагрева воды в первой теплообменной системе и нагрев нефти до заданной температуры во второй теплообменной системе позволяет исключить перегрев нефти, снизить коррозионную активность перекачиваемой среды и соответственно снизить износ трубопроводов при сохранении высокой эффективности нагрева.

Водогрейные котлы не являются взрывопожарными и не требуют использования специальных систем пожаротушения.

Наличие в предлагаемом способе первой теплообменной системы (так называемого промежуточного контура воды) позволяет избежать попадания перекачиваемого продукта в сетевую воду и далее в водогрейный котел в случае аварии на второй (нефтяной) теплообменной системе.

На чертеже представлена структурная схема, поясняющая предлагаемый способ подогрева нефти на магистральных трубопроводах.

На схеме показаны: водогрейный котел - 1, первая теплообменная система - 2, вторая теплообменная система - 3 и блок химической очистки воды - ХВП. На схеме не указаны: насосы для подачи топлива к форсункам водогрейного котла, теплообменники для подогрева топлива перед форсунками, а также насосы и блоки пластинчатых теплообменников, составляющие первую и вторую теплообменные системы (например, по три блока теплообменников в каждой системе - два основных и один резервный).

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На магистральном нефтепроводе в районе насосной перекачивающей станции устанавливают секущую арматуру, с помощью которой весь транспортируемый поток нефти (I) направляют на разогрев в пункт подогрева нефти. От общего коллектора магистрального нефтепровода отбирают весьма малую часть нефти для использования в качестве топлива для водогрейного котла. В водогрейном котле (1) очищенную на блоке ХВП воду нагревают до температуры 110°С. Производимую водогрейным котлом воду в качестве теплоносителя подают в трубное пространство теплообменников первой теплообменной системы (2), где она охлаждается до 80°С и возвращается в котел, нагревая при этом циркулирующую в межтрубном пространстве воду до температуры 100°С. Эта вода в качестве теплоносителя поступает во вторую теплообменную систему (3), в которой осуществляют нагрев нефти от +5 - +15°С до +40 - +45°С. Затем вода с температурой 70°С возвращается в первую теплообменную систему, а подогретая нефть поступает далее в систему трубопроводного транспорта.

При осуществлении предлагаемого способа горячую воду первой теплообменной системы (промежуточного контура) используют для обогрева оборудования перекачивающих пунктов (внутренние змеевики), в теплообменниках нагрева топлива для водогрейных котлов, а горячую воду водогрейных котлов - для нужд отопления и вентиляции, обогрева трубопроводов, оборудования перекачивающих пунктов (наружные змеевики), что повышает экономичность способа перекачки нефти.

Способ подогрева нефти на магистральных трубопроводах с помощью теплообменной системы, установленной на пунктах подогрева нефти, включающий нагрев промежуточного теплоносителя и теплопередачу от промежуточного теплоносителя к перекачиваемому продукту, отличающийся тем, что в качестве первичного теплоносителя используют воду, нагрев которой осуществляют в водогрейном котле по графику 110-80°С, нагретую воду направляют в трубное пространство первой теплообменной системы, в которой поддерживают температуру циркулирующей в межтрубном пространстве воды по графику 100-70°С, и эту воду используют для нагрева перекачиваемого продукта до заданной температуры во второй теплообменной системе.