Установка блочная сепарационная для первой и второй ступени сепарации нефти от газа в системах герметизированного сбора, подготовки нефти, газа и воды

1.МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика сепаратора.

Установка блочная сепарационная (УБС) предназначена для первой и второй ступени сепарации нефти от газа в системах герметизированного сбора, подготовки нефти, газа и воды.

Сепарационный блок состоит из устройства предварительного отбора газа-депульсатора, емкости технологической, установленной горизонтально на двух опорах, каплеотбойника, с помощью опор установленного на технологической емкости, площадки обслуживания, трубной обвязки и запорно-регулирующей арматуры.

Депульсатор представляет собой нисходящий трубопровод с углом уклона 6-8⁰, снабженный четырьмя вертикальными газоотводящими патрубками, которые соединены с горизонтальным газосборным коллектором.

Емкость технологическая - цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами. На наружной поверхности емкость имеет ряд патрубков для ввода нефтегазовой смеси, воды, газа, выхода нефти, указателя уровня, пробоотборника, пропарки, дренажа, отвода газа в каплеотбойник, слива жидкости из каплеотбойника, предохранительных клапанов, манометра и  для монтажа датчика уровня жидкости, а так же муфту под термометр. Для профилактического осмотра внутренней части емкости и ремонта предусмотрены люки-лазы. Внутри емкости вертикально к продольно оси установлены две перегородки из просечно-вытяжных листов.

Каплеотбойник также представляет из себя цилиндрический сосуд с эллиптическими разъемными (на фланцах) днищами, внутри которого установлены вертикально к оси струнные отбойники. Для ввода газа из депульсатора (в средней части на боковой поверхности), отвода очищенного газа (с торцов), слива отделившейся нефти от каждого отбойника и вывода газа из технологической емкости (в нижней части) предусмотрены патрубки.

При установке сепаратора  на железобетонном постаменте необходимо обеспечить полное прилегание постамента к опорным поверхностям аппарата исключить опирание на лапы. Лапы служат только для фиксации положения аппарата. Под цилиндрические поверхности сосуда на месте подвижной опоры для снижения трения помещают подкладной лист толщиной 4 мм, который закрепляется в бетоне [1].

Расположение аппаратов на монтажной площадке должно обеспечить необходимые разрывы между аппаратами в соответствии с действующими нормами для обслуживания: при эксплуатации и ремонте, особенно при замене трубных пучков, а также «Правилами пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ – 01 – 93)».

  Заземление аппаратов должно быть выполнено в соответствии с «Правилами защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности».

Аппараты должны быть оборудованы площадками и лестницами для обслуживания установленных на них приборов, арматуры, предохранительных клапанов и т.д.

Материал изготовления корпуса сепаратора – сталь 09Г2С – 6 ГОСТ 5520 – 79, днища – 09Г2С – 8 ГОСТ 5520- 79.

Исходные данные для расчета:

Расчетная температура – 50 ⁰С;

Расчетное давление - р=0,6 МПа;

Допускаемое напряжение для стали 09Г2С при 60 ⁰С - [s] = 191 МПа;

Коэффициент прочности сварного шва j= 1;

Внутренний диаметр аппарата  D= 3000мм.

Механический расчет установки блочной сепарационной (УБС) был проведен ОАО «Салаватнефтемаш», г. Салават – 6, Башкортостан [2]. Были проведены расчеты:

- на прочность и укрепление цилиндрической обечайки по ГОСТ 14249-89 и ГОСТ 24755-89;

- на прочность и укрепление отверстий эллиптического днища по ГОСТ 14249-89 и ГОСТ 24755-89;

- определение фактических напряжений в теле обечайки на условия гидравлического испытания по ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность». (нужно или нет?)

1.2 Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки

 Толщина стенки аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением.

Толщину стенки рассчитываем по формуле [19]

s³s_р + с,

где  с=с₁+с₂=2+1=3 мм – сумма прибавок к толщине;

с₁ = 2 мм – прибавка на коррозию;

с₂ =1мм - прибавка к расчётной толщине стенки, принимаемая из монтажных, транспортировочных и прочих мероприятий.

Расчетную толщину стенки рассчитываем по формуле

;

Принятая толщина стенки с учетом прибавок

S=10 мм > 4,7+3=7,7 мм.

Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитываем по формуле

;

Условие прочности:

0,6<0,89.

Условие прочности выполнено.

1.3. Расчет толщины днища

Днища – это элементы аппаратов, сопрягаемые с торцами обечаек или фланцами для создания в аппаратах объема, изолированного от внешней среды. Форма днища определяется сопрягаемой с ним формой обечайки, давлением рабочей среды в аппарате, технологическими требованиями и различными конструктивными соображениями.

Толщина стенки эллиптического днища находится из условия

s₁³s_р1 + с + с₁ ,

где  с=с₁+с₂=2+1=3;

с₁ = 2  мм – прибавка на коррозию,

с₂ =1 мм - прибавка к расчётной толщине стенки, принимаемая из монтажных, транспортировочных и прочих мероприятий

Принятая толщина стенки с учетом прибавок

S=10мм >4,7+2+1=7,7 мм.

Допускаемое внутренние избыточное давление для эллиптических днищ при действительной толщине стенок рассчитываем по формуле