Методи за нагряване на нефт и нефтопродукти в резервоари
В нефтените депа отоплението на нефт и нефтопродукти в резервоари по време на историческото им преоборудване се извършва по различни начини, някои от които вече са излезли от употреба, други продължават да се използват и подобряват.
Отопление на водно огледало
Методът на нагряване с водно огледало се състои в повдигане на продукта върху водна възглавница, последвано от нагряване на водата с жива пара. Методът не изисква специални технически нагревателни устройства. В момента не се използва поради ниската ефективност на топлообмена, големите топлинни загуби през дъното на резервоара в почвата и поливането на продукта. Освен това се образува голямо количество вода, замърсена с нефтопродукти, което води до допълнителни екологични проблеми, свързани с потреблението на вода и канализацията.
Нагревателите от затворен тип са разделени на бобини и секционни.
Нагревателите на намотките са непрекъснат паропровод от входа на парата до изхода му от тръби DN = 50-65 mm, положени по стелажи, монтирани на дъното на резервоара. Обикновено в резервоара се монтират три такива нагревателя - един централен и два странични.
Фигурата показва конструкцията на нагревател тип намотка, състоящ се от три секции - две странични и една централна на мястото на щранг тръбата.
Предимството на серпентинния нагревател е, че той е нагревател от затворен тип и поради това нефтът и нефтопродуктите не се напояват по време на процеса на нагряване (само в аварийни ситуации); голямо разсейване на топлината; простота на дизайна.
Недостатъците включват голяма инерция (нагревателят се загрява дълго време по цялата дължина, особено при студен продукт); сложността на ремонта, тъй като неговият дизайн не е такъвсгъваем и следователно за ремонтни работи е необходимо резервоарът да се почисти от остатъци от масло, за да може да се извършва гореща работа.
Спирален парен нагревател за подгряване на масло и нефтопродукти в резервоари
Серпентинен нагревател е направен от безшевни тръби с диаметър не повече от DN = 50 mm, тъй като нефтът и нефтопродуктите се прегряват при големи диаметри. Това е изключително нежелателно, тъй като при нагряване на масла се образува кокс и качеството му се губи, а при нагряване на напоени петролни продукти водата кипи и нефтопродуктите могат да бъдат изхвърлени от резервоара. Освен това при високи температури по повърхността на нагревателите се образуват подобни на сажди отлагания, които рязко намаляват топлопредаването на топлоносителя към нефтения продукт.
При инсталиране и проектиране на нагревател със спирала трябва да се спазват следните изисквания:
Полагането на бобината трябва да се извърши върху стелажи, изработени от ъглова стомана, чиято конструкция трябва да бъде сгъваема.
Централната секция трябва да бъде положена около щранга за по-интензивно нагряване при излизане на нефтения продукт.
Броят на секциите се препоръчва да бъде нечетен.
Разстоянието от бобината до стените на резервоара трябва да бъде най-малко 0,5 m.
За да се отцеди кондензатът и да се освободи намотката, е необходимо да се постави с наклон от 0,01 до 0,02.
Всяка секция на намотката трябва да има собствен вход за пара.
Изходите на тръбите на намотките трябва да са на височина от 0,1 до 0,25 m от дъното на резервоара с инсталиране на парни уловители извън резервоара.
Фигурите показват конструкцията на секционен нагревател, който на практика е изместил от употреба серпентинообразния нагревател поради редица свои предимства.
Секционният нагревател е сгъваема конструкция под формата на няколко двустепенни блока (до шест блока, в зависимост от обема на резервоара), сглобени от отделни секции. Секциите са взаимозаменяеми и се произвеждат в цехове с размери, позволяващи вкарването им в резервоара през стандартните шахти на резервоарите DN=500 мм. Секциите се сглобяват една с друга на фланцови връзки. Всеки блок на нагревателя има самостоятелен вход за пара и изход за конденз и може свободно да се изключва при регулиране на топлинния процес или при неговата повреда. За подмяна на повредените секции не е необходимо пълно почистване на резервоара, а само освобождаване на нефт или нефтопродукти.
Разположение на секционни нагревателни блокове в резервоара
1 - изход на тръбопровода за кондензат, 2 и 8 - секции на нагревателния блок, 3 и 4 - колектори, които комбинират няколко секции,
5 - диаметрална линия на резервоара, по която са положени подемните тръби,
6 - автономни входове за пара, 7 - линии за изход на кондензат
При инсталиране на нагреватели от секционен тип трябва да бъдат изпълнени следните изисквания:
1. Секциите трябва да бъдат подредени върху стелажи, изработени от Т-образни 2-степенни опори, изработени от ъглова стомана.
Конструкцията на опорите трябва да позволява удобно сглобяване на секции и тяхната подмяна в случай на ремонт.
Разположение на нагревателите вътре в резервоара
1 - стена на тялото на резервоара, 2 - секции на нагревателния блок, 3 - опори за закрепване на изходящиятръбопроводи за конденз от участъци от долния слой,
4 и 7 - кондензна линия, 5 - нагревателен блок, 6 - опора за секциите на нагревателния блок,
8 - парен колектор на нагревателя, 9 - вход за пара
2. Между блоковете нагреватели трябва да има свободен проход от най-малко 1 m.
3. Разстоянието от външните блокове до стените на резервоара трябва да бъде най-малко 1 m.
4. За отвеждане на конденза и освобождаване на секциите те трябва да бъдат положени с наклон най-малко 0,01.
5. Всеки модул трябва да има собствен вход за пара и изход за кондензат.
6. Изходът на съединителните тръби от блоковете трябва да бъде на височина 0,2 m от дъното на резервоара с инсталиране на парни уловители извън резервоара.
7. Закрепването на секционните тръби върху стелажите трябва да е свободно с помощта на скоби, така че секциите да могат да се преместват при разтягане при нагряване и охлаждане.
Стандартните секции обикновено се изработват от тръби DN = 50-60 mm. Дължината на секциите е взета от таблиците на справочната литература и варира от 3,5 до 6 метра. Размерите на секциите на нагревателя са дадени в таблицата.