Обеспечение работоспособности установки ППУА – 1600/100

Министерство  образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО

Ижевский  государственный технический университет  им. М.Т. Калашникова

Кафедра «ТМ  и ТММ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине Основы работоспособности технических систем

на тему: Обеспечение работоспособности установки ППУА – 1600/100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. 7-73-4

Ураков С. А.

 

Проверил:

Крылов Э. Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2012

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………..	3
Назначение агрегата…………………………………………………………...	4
Технические характеристики…………………………………………………	5
Устройство и работа установки………………………………………………	6
Устройство и работа составных  частей установки………………………….	7
Подготовка установки  к работе……………………………………………	13
Порядок работы………………………………………………………………..	14
Показатели надежности………………………………………………………. Возможные неисправности  в работе установке и методы их устранения…………………………………………………………………18	17
Виды и периодичность технического обслуживания……………………….	18
Техническое обслуживание и ремонт………………………………………..	20
Заключение ……………………………………………………………………	24
Список использованных источников………………………………………...	25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Одной из сфер использования цистерн является тепловая обработка призабойной зоны – один из методов повышения продуктивности скважины. Тепловая обработка или термообработка заключается в прогреве призабойной зоны пласта и ствола скважины с целью расплавления и удаления парафиносмолистых отложений.

Выпадение парафина и отложение асфальтосмолистых веществ в призабойной зоне происходят при добыче нефти с высоким содержанием этих компонентов (более 3-5%) в условиях близости пластовой температуры и температуры насыщения (кристаллизации) парафина и охлаждения призабойной зоны ниже этой температуры. Приток газированной нефти, сопровождающийся снижением во времени дебита скважины вследствие парафиносмолистых отложений, вызывает необходимость стационарного подогрева или периодического повтора обработок.

Теплота может быть внесена двумя способами: теплопередачей в пласт от источника  теплоты (электронагревателя), расположенного в скважине, и конвективным тепломассопереносом  за счет нагнетания в скважину и  пласт теплоносителей (насыщенного  или нагретого водяного пара, горячей  воды, нефти и т.д.).

Сущность  метода обработки теплоносителем заключается  в закачке в пласт нагретого  теплоносителя, расплавляющего или  растворяющего смолопарафиновые отложения в призабойной зоне с последующим своевременным (до остывания) и достаточно полным извлечением его из пласта.

На практике широко применяется циклическая  паротепловая обработка при глубине  скважины до 1500 м. для подогрева пласта вокруг скважины радиусом 30 м требуется закачать до 1000-3000 т насыщенного водяного пара.

Поэтому для тепловой обработки призабойной зоны используются передвижные паровые установки типа ППУА – 1200/100, и ППУА – 1600/100.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение агрегата и его технические  характеристики

 

Установка промысловая паровая передвижная  ППУА – 1600/100 представлена на рис.1.

Рис.1. Парогенераторная ППУА – 1600/100

1 – котел паровой, 2 – трансмиссия, 3 – рама с креплениями, 4 –  кузов, 5 – цистерна, 6 – бак топливный, 7 – обвязка, 8 – электрооборудование, 9 – воздуховод, 10 – крепление  труб магистральных, 11 – управление  регулирующим вентилем, 12 – система  выхлопа, 13 – узел запорный, 14 –  шасси автомобиля

Установка промысловая паровая передвижная  ППУА – 1600/100 предназначена для депарафинизации призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслового оборудования насыщенным паром высокого давления (режим I), а также операции по обогреву, мойке и других работ насыщенным паром низкого давления (режим II) в условиях холодного и умеренного макроклиматических районов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики

 

 

 

 

 

 

Устройство и работа установки

 

Промысловая паровая передвижная установка  ППУА – 1600/100 монтируется на шасси  автомобиля Урал 4320 или камаз 43118 и состоит из следующих узлов и систем:

• парового котла;
• цистерны;
• трансмиссии;
• топливной системы.

Все оборудование установки размещено на монтажной  раме и закрыто металлическим  кузовом, предохраняющим оборудование от атмосферных осадков и пыли. Рама и кузов имеют теплоизоляцию, защищающую оборудование от низких температур.

Управление  работой установки дистанционное из кабины водителя, в которой расположены щит приборов, штурвалы регулирующего парового вентиля и вентиля для регулировки количества топлива, подаваемого в топку парового котла, управление заслонкой вентилятора.

Привод  оборудования установки осуществляется от тягового двигателя автомобиля через  трансмиссию. В передней части монтажной  рамы расположены паровой котел, вентилятор высокого давления, насосы для закачки питательной воды и топлива в котел. В задней части – емкости для питательной воды и топлива.

Установка оборудована автоматикой безопасности, предохраняющей от аварийной ситуации при повышении установленных  значений давления и температуры  пара, погасании факела в топке  котла, снижении напора воздуха в  воздуховоде, снижении уровня воды в  цистерне ниже допустимого, снижении расхода  питательной воды.

Установка представляет собой  автономную передвижную котельную, предназначенную для выработки  пара в полевых условиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устройство и работа основных узлов  и систем установки

 

Кинематическая  схема установки представлена на рис 2.

Привод  механизмов установки ППУА – 1600/100 включает в себя коробку отбора мощности 6; карданный вал 1, редуктор 2 и клиноременные  передачи.

 

Рис.2. Кинематическая схема установки

1 – карданный вал, 2 – редуктор, 3 – вентилятор, 4 – насос ПТ-1-1,6/250, 5 – насос ШФ 0,4-256, 6 – коробка отбора мощности.

 

Коробка отбора мощности установлена на раздаточной  коробке автомобиля. Зубчатое колесо – цилиндрическое с косыми зубьями. Управление коробкой отбора мощности осуществляется рычагом из кабины водителя.

Карданный вал 1 передает вращательное движение от коробки отбора мощности к редуктору 2. Редуктор – одноступенчатый, с  цилиндрической зубчатой парой.

Зубчатые  колеса – цилиндрические с косыми зубьями. На задней стенке редуктора  установлен датчик тахометра, показывающий прибор которого  установлен  на  щите  приборов  в  кабине  водителя автомобиля. От шкивов клиновых ремней приводится в действие насос и  вентилятор. Натяжение ремней осуществляется натяжными роликами, закрепленными  на рычагах.

Котел паровой  в соответствии с рис. 3 вертикальный, цилиндрический, прямоточный с нижним центральным расположением горелочного  устройства.

Поверхности нагрева выполнены в виде двух цилиндрических змеевиков; наружного  и внутреннего.

Наружный змеевик 5 в верхней  части оканчивается плоским спиральным змеевиком. Концы труб наружного  и внутреннего змеевика выведены через отверстие плоской спирали  наружного змеевика и сварены  между собой соединительной петлей 2. Отверстие закрывается крышкой 3, в которой предусмотрены вырезы в местах прохода труб петли. Все  змеевики выполнены из котельных  труб 28х3,5 ТУ 14-3-460-75, материал труб - сталь 20. Пространство, образованное цилиндрами змеевиков и стенкой внутреннего  кожуха котла 6 служит для прохода  топочных газов.

Рис.3. Котел  паровой

 

Два цилиндрических кожуха котла образуют кольцевую  камеру для прохода воздуха от вентилятора к горелке. Для прохода  из кольцевой камеры в поддон 10 в  его основании имеются отверстия 7.

При исполнении установок с подогревом оборудования (котел и питательный насос) выхлопными газами, в основании котла становится кольцевой корпус из листа, разделяющий поддон на две камеры. Через патрубок в нижнюю камеру поступают выхлопные газы от двигателя автомобиля и обеспечивают обогрев котла и насоса в зимнее время во время перегона установки. В трубе котла установлен искрогаситель сетчатого типа I.

Штуцеры 9 сажесдувателя выведены наружу поддона котла; удаление сажи с поверхности змеевиков производится продувкой от посторонней установки ППУА.

В нижней части котла имеется люк, в который вмонтирована горелка.

Горелка (рис.4) включает в себя: корпус 1, стабилизатор 2, форсунки  3, электрод 4 со спиралью 5.

Рис.4. Горелка

1 – корпус, 2 – стабилизатор, 3 –  форсунка, 4 – электрод в сборе, 5 – спираль, 6 – стекло, 7 – трубопровод, 8 – основание, 9 – болт

 

Горелка трехфорсуночная, механического типа. Заверитель форсунки обеспечивает тангенсальную закрутку топлива, которое через сопло, диаметром 0,8 мм подается в топку котла.

Накальную нихромовую спираль 5 и контактный электрод 4 с изоляторами, к которому подводится питание от электросистемы установки.

Стабилизатор 2 и запальное  устройство относительно основания 8 в  вертикальном направлении и фиксироваться  с помощью болтов 9.

Люк горелки  также используется для осмотра  поверхности нагрева внутреннего  змеевика непосредственно или с  помощью введенного зеркала. При  необходимости внутреннего осмотра  всех элементов котла необходим  демонтаж кожуха.

 Цистерна (рис. 5) для воды снабжена заливной  горловиной, дыхательным клапаном, люком-лазом и спускным краном. Внутри цистерны расположены  всасывающая труба и труба  подогрева воды. Концы труб выведены  через переднее днище. На переднем  днище установлены указатель  уровня воды, датчик минимального  уровня воды и датчик температуры  воды.

 

 

Рис. 5. Цистерна

1 – заливная  горловина, 2 – дыхательный клапан, 3 – спускной кран, 4 – всасывающая  труба, 5 – труба подогрева воды  паром, 6 – указатель уровня, 7 –  датчик реле минимального уровня  воды, 8 – датчик температуры воды.

 

Топливная система (рис. 6), состоящая из топливного насоса Н2, топливных баков Б1,Б2, и системы трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой и контрольно-измерительными  приборами, обеспечивает подачу необходимого количества топлива к горелочному устройству котла.

Топливные баки оборудованы заливными горловинами с фильтрами, датчиком указателя уровня и сливными кранами К33 и К34 и соединены между собой трубопроводами. Вентили управления подачей топлива в форсунку ВР2 и ВР3 расположены в кабине водителя.

Для предохранения насоса и форсунки от повреждений механическими  примесями в топливную систему включены фильтры.

 

Рис. 6. Схема установки ППУА – 1600/100

1 – вода, 2 – пар, 3 – воздух, 15 – дизельное  топливо, ВЗ – вентиль запорный  мембранный, Н1 – насос трехплунжерный ПТ-1-1,6/250, Н2 – насос шестеренный ШФ 0,4-255, Ц – цистерна, У1 – указатель уровня, У – устройство горелочное, Ф1...Ф3 – сетчатый фильтр, A – паро.вой котел, Б1, Б2 – топливный бак, , В31...В35, В37, ВЗ10 – запорный вентиль для пара, В36 – запорный вентиль для воды, В311...В314 – игольчатый вентиль, ВР1 – дросселирующий вентиль, ВР2, ВР3 – регулирующий вентиль, УБ1 – указатель уровня топлива, ЗП – заслонка поворотная, К31...К36 – кран проходной муфтовый, К01...КО3 – клапан обратный, КП1...КП2 – предохранительный клапан.

 

 Обвязка  установки представляет систему  трубопроводов рис.5, связывающих  между собой цистерну Ц, насос  H1, котел А и паропроводов с запорно-регулирующей и предохранительной арматурой. Трубопроводы от цистерны к насосу выполнены из стальной трубы. Перед подачей воды в насос Н1 ее очищают от механических примесей с помощью фильтра Ф1.

Система обвязки установки обеспечивает возможность дренажа и продувки всех элементов парового котла и  трубопроводов пароводяной линии. На трубопроводе для удаления воздуха  из котла, расположенном за вентилем В 36, имеется штуцер для подсоединения продувочного шланга.

Трубопровод для удаления воздуха из котла одновременно используется для продувки котла при его  остановке.

Система (рис. 6) включает в себя трубопроводы:

подвода питательной воды к котлу;

- продувки  котла и спуска воды при  остановке котла;

-удаления  воздуха из котла при заполнении его водой;

-отвода  воды в цистерну при растопке и остановке.

Ввиду малого объема прямоточного котла при сливе  и продувке отвод воды может производиться  через сливные воронки в полу установки или вытесняться при  продувке в цистерну.

Трубопровод отвода воды в цистерну при растопке и остановке одновременно служит и для кратковременного подогрева  воды в цистерне при работающем котле  установки.

Проба питательной  воды должна отбираться при заполнении цистерны с дальнейшим ее опломбированием.

Для проведения химической очистки змеевиков котла  используется трубопровод подвода  питательной воды.

На многофункциональных  установках на линии низкого давления (режим 2) применяется труба 60х3,0 ГОСТ 8734-75 с дополнительным предохранительным  клапаном КПЗ, отрегулированным на давление 0,82МПа, и двумя клапанами (вентилями) КЗ.11 и КЗ.12 для подачи пара потребителю и на подогрев воды в цистерне.

Вентиль В32 используется для перекрытия линии  низкого давления (режим 1).

Установка одного запорного органа на дренажных  и продувочном трубопроводах, а  также трубопроводе отбора пара для  подогрева питательной воды в  цистерне обусловлена цикличным  характером работы, отсутствием жестких  требований непрерывности паронагнетания и малыми диаметрами трубопроводов и запорных органов (Ду20).

Воздух  к горелке котла нагнетается  вентилятором высокого давления Ц10-28 N4, который соединен с котлом воздуховодом.

Для регулировки подачи воздуха в воздуховоде имеется  заслонка ЗП. Управление заслонкой  выведено в кабину водителя через  заднюю стенку и осуществляется посредством  троса. При вытяжке троса заслонка перекрывает воздуховод; возврат  троса и открытие заслонки осуществляется пружиной.

Управление  регулирующим вентилем дает возможность из кабины водителя регулировать давление пара в котле.

На шток вентиля надета тяга с квадратной втулкой, которая фиксируется на штоке. Второй конец тяги выведен в кабину водителя и оканчивается штурвалом.

Схема обвязки установки со скважиной  представлена на рис.6.

Магистральные трубопроводы служат для подсоединения  установки к потребителю. Комплект состоит из шести труб с быстросъемными соединениями. В транспортном положении трубы укладываются под монтажную раму и крепятся обоймами.

Запорный узел устанавливается  на магистральном трубопроводе во время  подключения установки к скважине и предназначен для предохранения  установки от проникновения в  котел попутного газа и нефти  в случае превышения противодавления  в скважине, а также применяется  для сброса воды и некондиционного  пара при выходе установки на рабочий  режим.

 

 Рис.6. Схема обвязки установки  со скважиной

1 – установка ППУА – 1600/100, 2 – магистральные трубы, 3 – вентиль, 4 – обратный клапан, 5 – запорная  арматура скважины, 6 – манометр

 

Запорный  узел включает в себя вентиль 3 согласно рис.6, обратный клапан 4, быстросъемное  соединение для подключения к  паровой магистрали установки и  резьбовой штуцер для подключения  к устью скважины.

 

Подготовка установки к работе

 

Перед вводом установки в эксплуатацию необходимо путем внешнего осмотра убедиться  в отсутствии видимых дефектов установки.

После чего:

-   снять пломбы с дверей и  люков;

-  произвести  расконсервацию оборудования установки;

-  заправить  установку смазочными материалами; 

Осмотреть установку и проверить:

-  надежность крепления насосов, вентилятора, цистерны, топливного бака, котла, трубопроводов, рамы установки и других разъемных соединений;

-   сохранность контрольно-измерительных  приборов и щита приборов, датчиков  в технологических линиях;

-  натяжение  ремней клиноременных передач;

-  наличие  смазки в картере питательного  насоса и редуктора;

-  исправность  указателя уровня воды;

-   добавить смазку в камеры натяжных  устройств и вентилятора;

-  провести  осмотр и убедиться в исправности  оборудования и агрегатов автомобиля  согласно инструкции автозавода.

 Перед  пуском установки:

-  закрыть  сливные краны на цистерне  и топливном баке;

-  закрыть  все дренажные вентили и вентиль  В32 рис.5.

При работе в режиме 2 закрыть клапаны (вентили) К3.11, К 3.12; вентиль В32 остается открытым;

- заполнить  топливный бак установки дизельным топливом соответствующей марки;

-  заполнить  цистерну химически очищенной  водой, соответствующей требованию, на специальном пункте подготовки  воды, после чего заливную горловину  опломбировать;

-  подвести  установку к месту работы, установить  на горизонтальном участке и  зафиксировать ручным стояночным  тормозом;

-   открыть крышку котла;

-  присоединить  магистральные трубы 2 рис.6 и запорный  узел к установке и устью  скважины;

-   при работе в режиме 2 подсоединить  пропарочный рукав;

- штурвалом,  расположенным в кабине водителя, открыть регулирующий вентиль  ВР1 рис.5 на паропроводе, открыть вентиль B31 в кузове;

-  открыть  клапан (вентиль) K1 на трубопроводе забора питательной воды из цистерны;

-  открыть  вентиль В3.13 на трубопроводе забора  топлива из бака;

-  открыть  вентиль В34 на трубопроводе подвода  питательной воды в котел;

-  открыть  вентиль В35 на запорном узле;

-  открыть  вентиль ВЗ.15 на трубопроводе  подвода топлива к котлу;

- открыть  вентиль ВР.2 в кабине водителя  на байпасной линии топливопровода;

-  открыть  заслонку ЗП на воздухопроводе.

 При многофункциональном исполнении  установки на магистральной линии  топливопровода при работе в режиме 1 открыть вентиль В3.15 и после розжига котла открыть второй вентиль В3.16. При работе в режиме 2 вентиль В3.16 остается постоянно закрытым.

 

 

Порядок работы установки

 

1. После  пуска установки вода, пройдя  через змеевики котла, паропроводы  и магистральные трубы, начнет  сливаться через вентиль запорного  узла.

2. Убедившись  в выходе воды, штурвалом регулирующего  вентиля, находящегося в кабине  водителя, создать давление 4...5МПа  (40...50 кгс/см²) в котле. Контроль за давлением осуществляется по манометру МТП-ЗМ в кабине водителя.

3. Вентилем  ВР.2 (рис.5) установить давление топлива  0,3...0,4 МПа (3...4 кгс/см²) по показывающему устройству индикатора ИД-1 на щите приборов.

4. Для  розжига котла необходимо:

• включить на щите приборов тумблер SA2 «ВКЛЮЧЕНИЕ ЩИТА»;
• вытянуть трос управления заслонкой вентилятора, установив заслонку в положение «ЗАКРЫТО», тумблер поставить в положение «ОТКЛЮЧЕНО»;
• включить спираль зажигания ключом SB3 «ЗАПАЛЬНИК»;

после разогрева  контрольной спирали на щите приборов подать топливо к горелке включением кнопки SB1 «ПУСК».

5. Убедившись, что розжиг произведен (погасла  световая индикация «НЕТ ФАКЕЛА»), отпустить ключ зажигания и кнопку «ПУСК» и приоткрыть заслонку вентилятора. Постепенно открывая заслонку и увеличивая давление топлива до 0,5 ... 0,6 МПа (5...6 кгс/см²) перекрытием регулирующего вентиля ВР2 рис.5, установить нормальное горение, характеризующееся бездымным выхлопом, выключением светового индикатора «Р< MIN». Включить тумблер.

Штурвалом регулирующего вентиля установить нужное давление в паровой линии.

6. Открыть  арматуру 5 рис.6 скважины и закрыть  вентиль запорного узла, через  который вода и пар сбрасывались  в атмосферу.

В это  время необходимо следить за давлением  пара, так как до выхода на устойчивый режим давление пара будет все  время повышаться.

В работающем котле необходимо поддерживать постоянное давление пара при подаче потребителю.

Оптимальный режим работы установки обеспечивается регулировкой подачи топлива и воздуха  в топку котла.

Оптимальный режим работы установки так же поддержанием необходимого давления пара.

7. Не  реже одного раза в смену  производить «подрыв» предохранительных  клапанов для проверки их работоспособности.

Регулировка предохранительных клапанов производится в случае срабатывания того или иного  клапана при давлении, отличающемся от нанесенного на корпусе клапана.

Контроль  за давлением осуществляется по манометру на щитке парового котла.

8. Регулировку  производить на работающей установке  при расчетных параметрах, указанных  в паспорте установки и паспорте  парового котла.

Для проведения регулировки с клапана  необходимо снять пломбу и верхнюю  крышку.

 

Регулировочной втулкой поджать  или отпустить пружину клапана  и следить за давлением, при котором  происходит сброс пара.

При получении нужного давления положение регулировочной втулки фиксируется, крышка клапана устанавливается  на место и клапан вновь пломбируется.

При проведении регулировки техническом  обслуживании и ремонте руководствоваться  инструкцией по эксплуатации на предохранительный  клапан.

Регулировка и пломбирование предохранительных  клапанов производится в присутствии  лица, ответственного за исправное  состояние и безопасную эксплуатацию парового котла.

9. Для  остановки котла необходимо:

• выключить подачу топлива к горелке открытием вентиля ВР2 рис.5 и отключением вентиля мембранного кнопкой «СТОП»;
• штурвалом регулирующего вентиля снизить давление пара до 3...4МПа (30...40 кгс/см²);
• после достижения температуры воды в котле 50°С остановить насосы и вентилятор, выключив рычаг коробки отбора мощности;
• выключить тумблер SA2 «ВКЛ. ЩИТА»;
• в зимнее время слить воду из котла и трубопроводов через дренажные вентили, для полного дренажа труб котла открыть вентиль В36, сообщающий змеевики котла с атмосферой;
• слить воду из гидравлической части насоса ПТ-25 через соответствующие пробки, продуть сжатым воздухом;
• разобрать и уложить в транспортное положение магистральные трубы (пропарочный рукав) и запорный узел.

10. Аварийная  остановка котла производится  в случаях, когда:

• погас факел в топке котла;
• напор воздуха в воздуховоде ниже нормы;
• расход воды ниже нормы;
• остаток воды в цистерне меньше 150л;
• давление в котле растет при полностью открытых вентилях;
• температура пара выше нормы;
• обнаружена какая-либо неисправность или вышли из строя насосы, вентилятор, контрольно-измерительные приборы, предохранительные клапаны;
• в котле обнаружена течь и другое повреждение, ведущее к ненормальной работе установки.

Для аварийной  остановки котла необходимо отсечь подачу топлива к горелке нажатием кнопки «СТОП» на щите приборов, снизить  давление топлива, открыв регулирующий вентиль ВР2 рис.5, и продуть топочную камеру парового котла воздухом, открыв заслонку воздуховода полностью, выключить трансмиссии установки и заглушить двигатель автомобиля.

11. При  работе в ночное время освещение  кузова установки производится  включением тумблера «ОСВЕЩЕНИЕ»,  установленного в кузове.

12. При длительных перерывах в работе на объекте в холодное время года в установке предусмотрена возможность подогрева воды в цистерне паром от котла.

Включение светового индикатора на щите приборов означает, что температура в цистерне ниже 5°С. В этом случае необходимо открыть  вентиль В32 рис.5 для пуска пара в цистерну.

Подогрев  воды осуществлять кратковременно не более 5 минут после включения  светового индикатора.

В противном  случае температура воды значительно  повысится, что может привести к  снижению работоспособности насоса ПТ-25.

13. При  работе в режиме 2, подогрев воды  в цистерне осуществляется открытием  клапана (вентиля) КЗ.11.

14. В случае  аварийной остановки двигателя  необходимо:

• открыть вентиль регулирующий ВР.1 и вентиль В35 рис.5 и снизить давление до атмосферного;
• открыть вентили запорные В33, В36, В37. и слить воду из котла.

15. Для  полного дренажа продуть котел  и трубопроводы сжатым воздухом  от пневмосистемы автомобиля.

16. Производительность  установки 1600кг/ч ±10% обеспечивается  при оборотах по тахометру  автомобиля 900 – 1100 об/мин.