RU2622143C1 - Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy - Google Patents
Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622143C1 RU2622143C1 RU2016115893A RU2016115893A RU2622143C1 RU 2622143 C1 RU2622143 C1 RU 2622143C1 RU 2016115893 A RU2016115893 A RU 2016115893A RU 2016115893 A RU2016115893 A RU 2016115893A RU 2622143 C1 RU2622143 C1 RU 2622143C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- water
- heating
- organic rankine
- uppn
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может использоваться на установках промысловой подготовки нефти (УППН) для нагрева нефти и воды с использованием тепла, полученного при сгорании природного или попутного нефтяного газа.The invention relates to the oil industry and can be used in installations for field treatment of oil (UPPN) for heating oil and water using heat obtained by the combustion of natural or associated petroleum gas.
Уровень техникиState of the art
Известна энергетическая система на основе органического цикла Ренкина для сжигания попутного нефтяного газа (патент РФ №2573541, МПК F02C 3/00, дата публ. 20.01.2016), включающая в себя масляный котел, контур с промежуточным теплоносителем, соединяющий котел и установку на основе органического цикла Ренкина (Organic Rankine Cycle - ORC), представляющую собой замкнутый контур с органическим рабочим телом, содержащим турбину на валу с электрогенератором, испаритель, конденсатор, теплообменник-рекуператор и насос, систему охлаждения установки. Система снабжена горелочным устройством для полного сгорания попутного нефтяного газа, установленным в масляном котле, байпасной линией, соединяющей трубопровод для отвода отработанных газов в топочное пространство масляного котла, а также линией подачи воздуха, подключенной к горелочному устройству для полного сгорания природного или попутного нефтяного газа и проходящей через теплообменник системы охлаждения установки на основе органического цикла Ренкина.A known energy system based on the organic Rankine cycle for the combustion of associated petroleum gas (RF patent No. 2573541, IPC F02C 3/00, published date 01/20/2016), which includes an oil boiler, a circuit with an intermediate coolant, connecting the boiler and the installation based on Organic Rankine Cycle (ORC), which is a closed loop with an organic working fluid containing a turbine on a shaft with an electric generator, an evaporator, a condenser, a heat exchanger-recuperator and a pump, and a plant cooling system. The system is equipped with a burner for the complete combustion of associated petroleum gas installed in the oil boiler, a bypass line connecting the pipeline to exhaust the exhaust gases into the combustion chamber of the oil boiler, and also an air supply line connected to the burner for the complete combustion of natural or associated petroleum gas and passing through the heat exchanger of the cooling system of the installation based on the organic Rankine cycle.
Недостатком данного способа использования энергетической системы на основе цикла Ренкина является то, что система используется в узком диапазоне применения, только для выработки электроэнергии.The disadvantage of this method of using an energy system based on the Rankine cycle is that the system is used in a narrow range of applications, only for generating electricity.
Известна трубчатая нагревательная печь (патент РФ №2409610, кл. МПК C10G 9/20, дата публ. 20.01.2011), включающая футерованную жаропрочным материалом радиантную камеру, радиантный продуктовый змеевик, состоящий из труб, соединенных между собой двойниками и подвешенных на кронштейнах, закрепленных к стенке радиантной камеры, под с горелочными устройствами, свод, футерованную жаропрочным материалом конвективную камеру, конвективный продуктовый змеевик, состоящий из оребренных труб, установленных в отверстия опорных решеток и соединенных между собой двойниками, переходник и дымовую трубу, при этом каждая из труб радиантного и конвективного продуктового змеевиков надета в трубу-оболочку, а зазор между трубами и трубами-оболочками заполнен микропористым теплопередающим порошком.A tubular heating furnace is known (RF patent No. 2409610, class IPC C10G 9/20, published date 01/20/2011), including a radiant chamber lined with heat-resistant material, a radiant product coil consisting of pipes interconnected by doubles and suspended on brackets, fixed to the wall of the radiant chamber, underneath with burner devices, a vault, a convection chamber lined with heat-resistant material, a convective food coil, consisting of finned tubes installed in the holes of the support grids and interconnected doubles, an adapter and a chimney, each of the pipes of the radiant and convective grocery coils is put into the shell pipe, and the gap between the pipes and shell pipes is filled with microporous heat transfer powder.
Недостатком при эксплуатации данного оборудования является узкий диапазон применения печи.The disadvantage in the operation of this equipment is the narrow range of application of the furnace.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по достигаемому техническому результату является схема нагрева объектов УППН, в которых источником тепла являются печи ПТБ (РД 3688-00220302-003-04 Руководящий документ. Трубчатые нагревательные печи. Требования к проектированию, изготовлению и эксплуатации. Заменен на ГОСТ Р 53682-2009 "Установки нагревательные для нефтеперерабатывающих заводов. Общие технические требования" от 07.12.2011 г.; «Инструкция по эксплуатации трубчатых печей ПТБ-10/64», ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», г. Пермь, 2004 г,), предназначенные для огневого нагрева водонефтяной продукции скважин. Принцип работы печи ПТБ заключается в том, что нагреваемый продукт при своем движении по секциям змеевика нагревается за счет тепла, отдаваемого продуктами сгорания природного, попутного газа или их смеси, сжигаемой в камерах сгорания и поступающей в пространство теплообменной камеры, представляющей собой металлическую пространственную конструкцию, состоящую из каркаса, наружных и внутренних обшивок, пространство между которыми заполнено теплоизолирующим материалом. В нижней части корпуса камеры расположены отверстия для установки и крепления камер сгорания. Внутри теплообменной камеры расположены змеевики, состоящие из стальных труб. Нагреваемый продукт (сырая нефть, товарная нефть, вода для установки обессоливания и обезвоживания (ООУ)) после нагрева в змеевиках теплообменной камеры направляют для дальнейшей подготовки на УППН.The closest to the proposed technical solution for the achieved technical result is the heating scheme of the UPPN facilities in which the heat source is PTB furnaces (RD 3688-00220302-003-04 Guidance document. Tubular heating furnaces. Design, manufacturing and operation requirements. Replaced by GOST R 53682-2009 “Heating installations for oil refineries. General technical requirements” dated 12/07/2011; “Operating Instructions for Tube Furnaces PTB-10/64”, LLC “LUKOIL-PERM”, Perm, 2004,) , intended for fire heating of oil and water production wells. The principle of operation of the PTB furnace is that the heated product during its movement through the coil sections is heated due to the heat given off by the combustion products of natural gas, associated gas or a mixture thereof, burned in the combustion chambers and entering the space of the heat exchange chamber, which is a metal spatial structure, consisting of a frame, external and internal cladding, the space between which is filled with insulating material. In the lower part of the chamber body there are holes for installing and fixing combustion chambers. Coils consisting of steel pipes are located inside the heat exchange chamber. The heated product (crude oil, marketable oil, water for the installation of desalination and dehydration (OOU)) after heating in the coils of the heat exchange chamber is sent for further preparation to UPPN.
Недостатком печей ПТБ является низкий коэффициент полезного действия (не более 67%), низкий теплообмен поверхностей нагрева вследствие забивания поверхности оребренных труб змеевиков продуктами горения, что приводит к дополнительному расходу топлива и снижению надежности эксплуатации печи, а также узкий диапазон функционального использования печи.The disadvantage of PTB furnaces is a low efficiency (not more than 67%), low heat transfer of heating surfaces due to clogging of the surface of the finned tubes of the coils of the combustion products, which leads to additional fuel consumption and a decrease in the reliability of operation of the furnace, as well as a narrow range of functional use of the furnace.
Техническим результатом предлагаемого способа является увеличение коэффициента полезного использования установки (до 90%) за счет расширения диапазона использования, включающего обеспечение как тепловой, так и электрической энергией объектов установки промысловой подготовки нефти.The technical result of the proposed method is to increase the utilization of the installation (up to 90%) by expanding the range of use, including providing both thermal and electric energy to the facilities of the field oil treatment plant.
Техническим результатом предлагаемого способа является также повышение степени надежности обеспечения тепловой энергией объектов установки промысловой подготовки нефти.The technical result of the proposed method is also to increase the degree of reliability of providing thermal energy to the objects of the oil field treatment installation.
Технический результат, заключающийся в расширении диапазона использования, достигается благодаря тому, что нагретый в термомасляном котле за счет сжигания газа промежуточный теплоноситель направляют в установку на основе органического цикла Ренкина, нагревают им рабочую жидкость до парообразного состояния, после чего паром рабочей жидкости производят нагрев холодной воды, поступившей на установку на основе органического цикла Ренкина с теплообменников нагрева сырой нефти, товарной нефти, нагрева воды для ООУ УППН, и далее горячую воду направляют обратно на теплообменники нагрева сырой нефти, товарной нефти, нагрева воды для ООУ УППН, при этом парообразную рабочую жидкость направляют также на турбину электрогенератора для выработки электроэнергии.The technical result, which consists in expanding the range of use, is achieved due to the fact that the intermediate heat carrier heated in a thermal oil boiler due to gas combustion is sent to a unit based on the organic Rankine cycle, they heat the working fluid with it to a vapor state, and then cold water is heated with steam of the working fluid received at the plant on the basis of the organic Rankine cycle from heat exchangers for heating crude oil, commercial oil, water heating for OOU UPPN, and then hot water y is sent back to the heat exchangers crude heating tank oil, water heating UPPN TOC, the vaporized working fluid is also fed to the turbine power generator to generate electricity.
Технический результат, заключающийся в повышении степени надежности используемого способа, достигается тем, что нагрев сырой нефти, товарной нефти, воды для установки обессоливания и обезвоживания (ООУ) УППН производят также путем передачи им тепловой энергии от горячей воды, нагреваемой в теплообменнике «горячий промежуточный теплоноситель/вода» по циклическому водяному контуру, включающему гидравлически связанные между собой теплообменник «горячий промежуточный теплоноситель/вода», теплообменники нагрева сырой нефти, товарной нефти, нагрева воды для ООУ УППН, при этом промежуточный теплоноситель нагревают в термомасляном котле.The technical result, which consists in increasing the degree of reliability of the method used, is achieved by the fact that heating of crude oil, marketable oil, water for a desalination and dehydration unit (OOU) of UPPN is also carried out by transferring heat energy from hot water heated in a heat exchanger "hot intermediate heat carrier / water "through a cyclic water circuit, including hydraulically interconnected heat exchanger" hot intermediate heat carrier / water ", heat exchangers for heating crude oil, not commercial water heating for OOU UPPN, while the intermediate heat carrier is heated in a thermal oil boiler.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг. 1 изображена система обеспечения тепловой энергией объектов установки промысловой подготовки нефти (УППН) с использованием установки на основе органического цикла Ренкина, реализующая предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a system for providing thermal energy to objects of an oil field treatment unit (UPPN) using a unit based on the organic Rankine cycle that implements the proposed method.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Способ обеспечения тепловой энергией объектов установки промысловой подготовки нефти (УППН) с использованием установки на основе органического цикла Ренкина реализуется через систему, включающую:A method of providing thermal energy to facilities of an oil field treatment unit (UPPN) using a unit based on the Rankine organic cycle is implemented through a system including:
а) циклический контур работы рабочей жидкости (органического масла) внутри установки на основе органического цикла Ренкина,a) the cyclic circuit of the working fluid (organic oil) inside the unit based on the organic Rankine cycle,
б) циклический контур работы промежуточного теплоносителя (диатермического масла - далее ДТМ),b) the cyclic circuit of the intermediate coolant (diathermic oil - hereinafter referred to as DTM),
в) основной циклический контур, через который осуществляется передача тепла от рабочего теплоносителя (органического масла) с установки на основе органического цикла Ренкина на объекты УППН,c) the main cyclic circuit through which heat is transferred from the working coolant (organic oil) from a plant based on the organic Rankine cycle to UPPN facilities,
г) дополнительный циклический контур, через который осуществляется передача тепла от промежуточного теплоносителя (ДТМ) с использованием участков трубопроводов основного циклического водяного контура на объекты УППН.d) an additional cyclic circuit through which heat is transferred from the intermediate coolant (DTM) using sections of the pipelines of the main cyclic water circuit to the UPPN facilities.
Элементами системы указанных контуров, обеспечивающими тепловой энергией объекты установки промысловой подготовки нефти (УППН) с использованием установки на основе органического цикла Ренкина и реализующими предлагаемый способ, являются:Elements of the system of these circuits that provide thermal energy to the facilities of the oil field treatment unit (UPPN) using the unit based on the organic Rankine cycle and implementing the proposed method are:
- узел 1 смешения и редуцирования природного и попутного нефтяного газа,- node 1 mixing and reduction of natural and associated petroleum gas,
- термомасляный котел 2,-
- трубопровод 3 подачи смеси попутного нефтяного газа (пнг) и природного газа от узла 1 на горелку термомасляного котла 2,-
- коллектор 4 с группой насосов прямой подачи нагретого ДТМ на установку на основе органического цикла Ренкина 6,- collector 4 with a group of pumps for direct supply of heated DTM to a plant based on the organic Rankine 6 cycle,
- трубопровод 5 подачи промежуточного теплоносителя (диатермического масла) от коллектора 4 на установку на основе органического цикла Ренкина 6,- a
- установка на основе органического цикла Ренкина (ORC-модуль) 6,- a plant based on the organic Rankine cycle (ORC module) 6,
- теплообменник 7 (диатермическое масло-вода) дополнительного циклического контура,- heat exchanger 7 (diathermic oil-water) additional cyclic circuit,
- трубопровод 8 подвода промежуточного теплоносителя (ДТМ) от коллектора 4 на теплообменники 7 дополнительного циклического контура,-
- коллектор 9 с группой насосов обратной подачи охлажденного ДТМ в термомасляный котел 2,- a collector 9 with a group of pumps for the reverse supply of cooled DTM to the
- трубопровод 10 подачи охлажденного ДТМ от теплообменника 7 через коллектор 9 на вход термомасляного котла 2,- a
- трубопровод 11 вывода охлажденного ДТМ из установки на основе органического цикла Ренкина 6 через коллектор 9 на вход термомасляного котла 2,- a
- расширительный мембранный бак 12 для регулирования подачи и откачки промежуточного теплоносителя (ДТМ), гидравлически связанного с установкой на основе органического цикла Ренкина 6.-
Установка на основе органического цикла Ренкина 6 включает в себя:A plant based on the
- испаритель 13, в котором происходит передача тепла от промежуточного теплоносителя (ДТМ) к рабочей жидкости (органическому маслу),- the
- трубопровод 14 подачи пара, образовавшегося из рабочей жидкости, на колесо турбины 15,-
- конденсатор 16, в который поступают: а) излишки пара рабочей жидкости по трубопроводу 17 от испарителя 13, б) охлажденный пар рабочей жидкости по трубопроводу 18 от турбины 15, в) охлажденная вода основного циклического контура с объектов УППН по трубопроводу 30,- a
- трубопровод 19 возврата охлажденной рабочей жидкости из конденсатора 16 обратно в испаритель 13,-
- воздушные охладители (эйркуллеры) 20 с трубопроводом 21 подвода горячей воды от установки на основе органического цикла Ренкина 6, требующей охлаждения, и трубопроводом 22 отвода охлажденной до необходимой температуры воды обратно в установку на основе органического цикла Ренкина 6.- air coolers (air coolers) 20 with a
Элементами объектов установки промысловой подготовки нефти (УППН), потребляющими тепловую энергию установки на основе органического цикла Ренкина 6 через водяной теплоноситель, являются теплообменники 23 блока нагрева сырой нефти, поступающей с промысла; теплообменники 24 блока нагрева товарной нефти; теплообменники 25 блока нагрева пресной воды для ООУ; бытовые помещения (административно-бытовой корпус, пожарная часть, столовая и т.д - на схеме не показаны).The elements of the facilities for the field oil treatment unit (UPPN) that consume the thermal energy of the unit based on the organic Rankine 6 cycle through a water coolant are
Основной циклический контур, через который осуществляется передача тепловой энергии от рабочего теплоносителя (органического масла) установки на основе органического цикла Ренкина 6 на объекты УППН, включает:The main cyclic circuit through which heat energy is transferred from the working coolant (organic oil) of an installation based on the organic Rankine 6 cycle to UPPN facilities includes:
- основной трубопровод 26 подачи горячей воды с установки на основе органического цикла Ренкина 6,- the
- трубопровод 27 подвода горячей воды от основного трубопровода 26 к теплообменникам 23 блока нагрева сырой нефти, поступающей с промысла,-
- трубопровод 28 подвода горячей воды от основного трубопровода 26 к теплообменникам 24 блока нагрева товарной нефти,-
- трубопровод 29 подвода горячей воды от основного трубопровода 26 к теплообменникам 25 блока нагрева пресной воды для ООУ,-
- основной трубопровод 30 отвода охлажденной воды, поступающей на вход конденсатора 16 установки на основе органического цикла Ренкина 6,- the
- трубопровод 31 отвода охлажденной воды с теплообменников 23 нагрева сырой нефти УППН, гидравлически соединенный с основным трубопроводом отвода 30,- a chilled
- трубопровод 32 отвода охлажденной воды с теплообменников 24 блока нагрева товарной воды УППН, гидравлически соединенный с основным трубопроводом отвода 30,- the
- трубопровод 33 отвода охлажденной воды с теплообменников 25 блока нагрева пресной воды для ООУ.- a
Дополнительный циклический контур передачи тепловой энергии на объекты УППН от промежуточного теплоносителя (ДТМ) с термомасляного котла 2 включает:An additional cyclic loop for the transfer of thermal energy to UPPN objects from an intermediate heat transfer medium (DTM) from a
- трубопровод 34 отвода охлажденной воды с теплообменников 23, 24, 25 объектов УППН, через трубопроводы 31, 32, 33 и участок трубопровода 30, на теплообменник 7- the
- трубопровод 35 подвода горячей воды с теплообменника 7, через трубопроводы 27, 28, 29 и участок трубопровода 26 на теплообменники 23, 24, 25 объектов УППН с установки на основе органического цикла Ренкина 6.- a
Работа по обеспечению установки промысловой подготовки нефти (УППН) тепловой энергией с использованием установки на основе органического цикла Ренкина осуществляется следующим образом: попутный нефтяной газ или его смесь с природным газом, или природный газ направляют на горелку термомасляныго котла 2 через узел смешения и редуцирования 1 по трубопроводу 3. В качестве основного топлива в термомасляном котле 2 используют попутный нефтяной газ (далее - пнг), в качестве резервного топлива - природный газ или смесь пнг и прородного газа. В случае, если давление или теплотворная способность основного топлива ниже необходимого уровня, узел смешения и редуцирования 1 автоматически подмешивает резервное к основному топливу в необходимом для горения количестве, либо полностью заменяют подачу пнг на подачу резервного топлива.The work on providing the field oil treatment unit (UPPN) with thermal energy using a unit based on the organic Rankine cycle is carried out as follows: associated petroleum gas or its mixture with natural gas, or natural gas is sent to the burner of the
Узел смешения и редуцирования 1 предназначен для регулирования подачи топлива в термомаляный котел 2 с целью нагрева промежуточного теплоносителя, в качестве которого используют диатермическое масло (далее - ДТМ), например «Терминол-66», термическая стабильность которого 345°С. При использовании теплопроводящей жидкости в указанных специфических условиях конкретного промышленного применения, с показателем термической стабильности теплоносителя ниже указанного, происходит образование и накопление низкокипящих продуктов разложения и высококипящих продуктов распада, что приводит к коксованию и засорению теплопроводящей системы, снижая ее долговечность.The mixing and reduction unit 1 is designed to regulate the supply of fuel to the
Нагретое ДТМ от термомасляного котла 2 перекачивают группой насосов в коллектор 4 прямой подачи ДТМ. Из коллектора 4 нагретое ДТМ по трубопроводу 5 направляют на установку на основе органического цикла Ренкина 6 и (или) по трубопроводу 8 на теплообменник 7 (диатермическое масло/вода). Регулируют потребление тепловой энергии диатермического масла установкой на основе органического цикла Ренкина 6 или теплообменником 7 путем оценки температуры обратной подачи ДТМ, которое возвращают в термомасляный котел 2 по трубопроводу 10 и 11 через коллектор 9 обратной подачи масла от всех потребителей тепла. При высокой обратной температуре ДТМ снижают подачу газа на горелку термомасляного котла 2.The heated DTM from the
Насосы для перекачки диатермического масла выполняют на отдельных платформах и устанавливают на оптимально близком расстоянии от термомасляного котла 2 для получения минимальной длины участка трубопровода 5 подачи ДТМ на установку на основе органического цикла Ренкина 6, находящегося под высоким давлением масла.Diathermic oil transfer pumps are performed on separate platforms and installed at an optimum close distance from the
Расширительный мембранный бак 12 сбора масла, используемый для поддержания рабочего давления в контуре, например, для откачивания ДТМ из системы нагрева на период ее обслуживания или в случае утечки ДТМ из трубопроводов гидравлически связан с трубопроводом 5 подачи ДТМ на установку на основе органического цикла Ренкина 6 и трубопроводом 11 обратной транспортировки ДТМ из установки на основе органического цикла Ренкина 6.An
Цикличность движения ДТМ обеспечивают наличием коллекторов прямой подачи 4 и обратной подачи 9 ДТМ.DTM movement cycles are ensured by the presence of direct feed 4 and 9 reverse feed collectors.
Работу контура ДТМ на установке на основе органического цикла Ренкина 6 осуществляют следующим образом. Из термомасляного котла 2 ДТМ с температурой 280-302°С, расходом 65-70 кг/с, давлением 0,5 МПа направляют в коллектор 4 прямой подачи ДТМ и далее по трубопроводу 5 на испаритель 13 установки на основе органического цикла Ренкина 6, где за счет теплообмена ДТМ отдает часть тепла рабочей жидкости. После теплоотдачи охлажденное ДТМ с температурой 242°С направляют по трубопроводу 11 через коллектор 9 обратной подачи, трубопровод 10 и систему задвижек и насосов циркуляции обратно в термомасляный котел 2, где снова осуществляют нагрев ДТМ за счет сжигания поступающей смеси попутного нефтяного газа и природного газа, что позволяет эффективно утилизировать попутный нефтяной газ, снижая выбросы в атмосферу.The operation of the DTM circuit in a plant based on the
Работу контура ДТМ на теплообменник 7 осуществляют следующим образом. Одновременно (или периодически) с работой контура ДТМ на установке на основе органического цикла Ренкина 6, ДТМ из термомасляного котла 2 с температурой 280-290°С, расходом 65-70 кг/с, давлением 0,5 МПа направляют через коллектор прямой подачи 4 и трубопровод 8 на вход теплообменник 7, в котором происходит передача тепловой энергии охлажденной воде, поступающей в теплообменник 7 по трубопроводу 34 с трубопроводов 31,32,33 через участок основного трубопровода отвода 30. Работа контура ДТМ на теплообменник 7 осуществляется в случае остановки работы контура ДТМ на установке на основе органического цикла Ренкина 6 или параллельно с ним.The operation of the DTM circuit on the heat exchanger 7 is as follows. At the same time (or periodically) with the operation of the DTM circuit on a plant based on the
Работа контура рабочей жидкости, в качестве которой используют органическое масло, на установке на основе органического цикла Ренкина 6 осуществляется следующим образом: рабочую жидкость с температурой 260-262°С и давлением 0,97 МПа, находящуюся в конденсаторе 16 установки на основе органического цикла Ренкина 6, по трубопроводу 19 направляют через промежуточный подогреватель в испаритель 13, нагревая в нем до температуры кипения. В испарителе 13 рабочая жидкость, дополнительно нагретая передачей тепла от ДТМ до 265°С (Р=0,93 МПа), испаряется с образованием пара, подаваемого далее по трубопроводу 14 на колесо турбины 15, приводящей в действие электрогенератор. Крутящий момент на валу турбины-генератора 15 регулируется за счет подачи насыщенного пара рабочей жидкости. Выработанный после турбины 15 пар, в режиме циркуляции, по трубопроводу 18 направляют обратно в конденсатор 16, в котором его используют для нагрева рабочей жидкости, поступившей по трубопроводу 17 из испарителя 13, и для нагрева охлажденной воды, поступившей по трубопроводу 30 основного циклического водяного контура с объектов УППН. После нагрева воды в диапазоне 65-95°С в конденсаторе 16 уже горячую воду по трубопроводу 26 основного циклического водяного контура и трубопроводам 31, 32, 33 направляют на теплообменники 23, 24, 25 объектов УППН. После передачи тепла по трубопроводу 27-теплообменнику 23 блока нагрева сырой нефти, поступающей с промысла, по трубопроводу 28-теплообменнику 24 блока нагрева товарной нефти и по трубопроводу 29- теплообменнику 25 блока нагрева пресной воды для ООУ охлажденную воду по трубопроводам 31, 32, 33 направляют обратно в основной трубопровод 30 основного циклического контура и подают на прием конденсатора 16 или на прием теплообменника 7 контура нагрева ДТМ. Цикл нагрева носителя тепловой энергии на объекты УППН повторяют.The work of the working fluid circuit, which is used as an organic oil, on a plant based on the
Для снятия тепловой нагрузки с установки на основе органического цикла Ренкина используются сухие воздушные охладителя (эйркуллеры) 20, охлаждая горячую воду, поступившую по трубопроводу 21 из конденсатора 16. Охлажденную воду по трубопроводу 22 направляют на вход конденсатора 16, увеличивая объем теплоотдачи за счет увеличения расхода поступающей охлажденной жидкости.To remove the heat load from a plant based on the organic Rankine cycle, dry air coolers (air coolers) 20 are used, cooling the hot water received through the
Оба источника тепловой энергии (ДТМ, нагреваемое в термомасляном котле, и органическое масло, нагретое с помощью ДТМ), а также основной и дополнительный циклические контуры имеют свою группу насосов и запорной арматуры и могут функционировать независимо друг от друга.Both sources of thermal energy (DTM heated in a thermo-oil boiler, and organic oil heated using DTM), as well as the main and additional cyclic circuits, have their own group of pumps and shutoff valves and can function independently of each other.
При увеличении потребления тепловой энергии объектах УППН система, реализующая предлагаемый способ, обеспечивает увеличение выработки тепловой энергии по диатермическому маслу в котле 2. При необходимости снижается выработка электрической энергии со стороны установки на основе органического цикла Ренкина 6, с возможным полным отключением работы контура «котел 2-установка на основе органического цикла Ренкина 6», оставляя в работе только контур «котел 2-теплообменник 7».With an increase in thermal energy consumption at UPPN facilities, the system that implements the proposed method provides an increase in the production of thermal energy from diathermic oil in
В случае аварийной ситуации, такой как разрыв трубопровода контура диатермического масла, или на время обслуживания установки на основе органического цикла Ренкина 6, используется бак для сбора диатермического масла. Сбор масла осуществляется посредством открытия необходимых сливных линий контура диатермического масла. Расширительный мембранный бак 12 предназначен для поддержания рабочего давления в контуре диатермического масла.In the event of an emergency, such as a rupture of the diathermic oil circuit pipeline, or while the unit is operating on the basis of the
Основным условием регулирования работы установки является производство тепловой энергии в необходимых объемах, при этом электроэнергия, получаемая с использованием установки на основе органического цикла Ренкина 6, является вторичной.The main condition for regulating the operation of the installation is the production of thermal energy in the required volumes, while the electricity generated using the installation based on the
Возможно несколько условий регулирования процесса получения требуемого количества тепла:There are several conditions for regulating the process of obtaining the required amount of heat:
- изменение режимов использования диатермического масла,- change of diathermic oil usage modes,
- регулирование процесса производства электроэнергии, производимой установкой на основе органического цикла Ренкина 6,- regulation of the process of production of electricity produced by the installation based on the
- сброс тепловой энергии через воздушные охладителя (эйркуллеры) 20.- discharge of thermal energy through air coolers (air coolers) 20.
При увеличении потребления тепловой энергии со стороны теплообменников УППН для нагрева сырой нефти, товарной нефти или воды система автоматически обеспечивает увеличение выработки тепловой энергии по диатермическому маслу со стороны котла 2 за счет снижения выработки электроэнергии со стороны установки на основе органического цикла Ренкина 6, либо за счет полного его отключения. При достижении достаточной тепловой мощности установка на основе органического цикла Ренкина 6 возвращается на прежний уровень выработки электроэнергии, потребляемой объектами УППН.With an increase in heat energy consumption from the UPPN heat exchangers for heating crude oil, marketable oil or water, the system automatically ensures an increase in the production of thermal energy from diathermic oil from the side of
Предлагаемый способ реализован на установке промысловой подготовки нефти «Оса» ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».The proposed method is implemented on the installation of oil field treatment "Osa" LLC "LUKOIL-Perm."
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115893A RU2622143C1 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115893A RU2622143C1 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622143C1 true RU2622143C1 (en) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115893A RU2622143C1 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622143C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767243C1 (en) * | 2021-07-29 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью "РусЭнергоПроект" | Energy-efficient raw material heating line at elou-avt process plant |
CN114352368A (en) * | 2022-01-07 | 2022-04-15 | 北京石油化工学院 | Oil transportation station boiler flue gas waste heat recovery system based on thermoelectric power generation and organic Rankine cycle |
CN117029286A (en) * | 2023-07-17 | 2023-11-10 | 深圳市深汕特别合作区华润电力有限公司 | Boiler heat exchange device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1558956A1 (en) * | 1987-11-09 | 1990-04-23 | Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" | Method of processing petroleum for transport |
SU1740704A1 (en) * | 1989-09-13 | 1992-06-15 | Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Recuperation system of secondary resources for use in preparing oil |
RU66412U1 (en) * | 2007-04-04 | 2007-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | HEAT EXCHANGE DIAGRAM FOR PREPARING OIL WELL PRODUCTS IN THE FIELD |
US20090000299A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | General Electric Company | System and method for recovering waste heat |
CN203271842U (en) * | 2013-05-24 | 2013-11-06 | 成都昊特新能源技术股份有限公司 | ORC electricity generation system used for recycling waste heat of smoke discharged by compressor station gas turbine |
CN104929705A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-23 | 同济大学 | Simplified step recovery gas internal combustion engine waste heat system |
RU2573541C1 (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Санкт-Петербургская электротехническая компания" | Power system based on organic rankine cycle for combustion of associated petroleum gas |
-
2016
- 2016-04-22 RU RU2016115893A patent/RU2622143C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1558956A1 (en) * | 1987-11-09 | 1990-04-23 | Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" | Method of processing petroleum for transport |
SU1740704A1 (en) * | 1989-09-13 | 1992-06-15 | Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Recuperation system of secondary resources for use in preparing oil |
RU66412U1 (en) * | 2007-04-04 | 2007-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | HEAT EXCHANGE DIAGRAM FOR PREPARING OIL WELL PRODUCTS IN THE FIELD |
US20090000299A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | General Electric Company | System and method for recovering waste heat |
CN203271842U (en) * | 2013-05-24 | 2013-11-06 | 成都昊特新能源技术股份有限公司 | ORC electricity generation system used for recycling waste heat of smoke discharged by compressor station gas turbine |
RU2573541C1 (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Санкт-Петербургская электротехническая компания" | Power system based on organic rankine cycle for combustion of associated petroleum gas |
CN104929705A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-23 | 同济大学 | Simplified step recovery gas internal combustion engine waste heat system |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767243C1 (en) * | 2021-07-29 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью "РусЭнергоПроект" | Energy-efficient raw material heating line at elou-avt process plant |
CN114352368A (en) * | 2022-01-07 | 2022-04-15 | 北京石油化工学院 | Oil transportation station boiler flue gas waste heat recovery system based on thermoelectric power generation and organic Rankine cycle |
CN114352368B (en) * | 2022-01-07 | 2023-08-29 | 北京石油化工学院 | Oil delivery station boiler flue gas waste heat recovery system based on thermoelectric generation and organic Rankine cycle |
CN117029286A (en) * | 2023-07-17 | 2023-11-10 | 深圳市深汕特别合作区华润电力有限公司 | Boiler heat exchange device |
CN117029286B (en) * | 2023-07-17 | 2024-05-24 | 深圳市深汕特别合作区华润电力有限公司 | Boiler heat exchange device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201280956Y (en) | Flue gas waste heat recovering and generating set | |
WO2009113905A1 (en) | System and method for centralised heat supply | |
RU2622143C1 (en) | Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy | |
RU2011106833A (en) | CONDENSATION STEAM TURBINE POWER PLANT | |
AU2019268076B2 (en) | Method of generating power using a combined cycle | |
RU145822U1 (en) | HEAT WATER BOILER CIRCUIT | |
RU2560503C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2336466C2 (en) | Method of water warming up for heating and associated plant | |
EP3473820A1 (en) | Method and installation of cogenertion in heat plants, especially those equipped with water-tube boilers | |
RU2573541C1 (en) | Power system based on organic rankine cycle for combustion of associated petroleum gas | |
RU2560502C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2730776C1 (en) | Complex heating-utilization-recuperation installation | |
RU2533591C1 (en) | Liquid heating method and liquid heater on its basis | |
RU57365U1 (en) | ENERGY INSTALLATION | |
RU2338969C1 (en) | Method of impure sewage water heat utilisation | |
RU2320930C1 (en) | Single pipe heat supply system | |
RU2301898C2 (en) | Gas-turbine set | |
RU162433U1 (en) | WATER BOILER ROOM | |
RU2003115991A (en) | METHOD FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GASES OF A GAS-TURBINE ENGINE AND HEAT-POWER INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU140384U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU2564466C2 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU129557U1 (en) | VAPOR CONDENSER ENGINE | |
RU2232277C2 (en) | District-heating steam-power plant | |
RU2560504C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2002073C1 (en) | Extraction-turbine plant |