Энергонезависимый, мобильный блок — "Трехфазная" центрифуга
Мобильный блок — "Трехфазная" центрифуга - это дополнительная система, входящая в комплекс МегаМАКС и обеспечивающая центробежное разделение разжиженного МегаМАКСом донного осадка нефтехранилищ на жидкие (вода и нефть) и твердую составляющие.
Применение данного блока целесообразно только в случае, когда в удаляемом и утилизируемом донном осадке резервуаров помимо углеводородов и твердых частиц минерального характера имеется так же вода, а также при применении воды как разжижающего агента.
Разделение нефтяной, водной и твердой фракций является важной задачей при очистке резервуаров-хранилищ нефти от донных осадков в случае наличия в них "подтоварных вод". Утилизация нефтешламов из шламонакопителей так же возможна с помощью МегаМАКСа. Поскольку в этих нефтесодержащих отходах обязательно присутствует вода, то в этом случае применение блока "Трехфазная" центрифуга становится целесообразным и необходимым.
Фазоразделение осуществляется на горизонтальной "трехфазной" центрифуге непрерывного действия. Водная фракция возвращается в систему МегаМАКС для дальнейшего использования, нефтяная фракция в качестве товарного продукта переработки откачивается в соответствующий сборник, а твердая фаза (кек) направляется либо на дальнейшую переработку, например, с использованием термодесорбционной установки, либо на захоронение.
Традиционно для подобного фазоразделения используется на первой стадии двухфазная центрифуга (двухфазный декантер), а затем дисковый сепаратор, на котором разделяются две жидкие "фазы".
Несомненно, что более современным является процесс фазоразделения на "трехфазной" центрифуге, поскольку он осуществляется в одном аппарате в непрерывном режиме работы.
В случае применения в качестестве размывающего (разжижающего) агента диз. топлива или погонов более целесообразно использовать "двухфазную" центрифугу для отделения твердой фракции (в основном минерального характера) от жидкой углеводородной фракции. Полученная в этом случае после центрифугирования жидкая фаза имеет качество не ниже качества печного мазута и может быть либо продана, либо переработана на нефтеперерабатывающем заводе совместно с исходным углеводородным сырьем - сырой нефтью. С помощью минимальной регулировки предлагаемая "трехфазная" ценрифуга в течении 15-30 минут в полевых условиях может быть переведена в режим работы "двухфазной" центифуги.
Спецификация мобильного модуля центрифугирования
| Характеристики трейлера | |
|---|---|
| Длина | 12,2 м |
| Ширина | 2,44 м |
| Высота | 3,96 м |
| Примерный вес (в транспортном состоянии) | 22,7 т |
| Тормоза | Пневмоприводные |
| Колеса | 11R-225 |
| Диски | Литые, алюминиевые. |
| Остальные характеристики | |
| Топливный бак | 2270 л |
| Дизельный двигатель | Caterpillar C-9, 275 л.с (206 кВТ). Скорость вращения — 2200 об/мин. |
| "Трехфазная" центрифуга | Полностью гидроприводная центрифуга. Максимальная скорость вращения ротора – 2400 об/мин. Максимальное ускорение 2300 G. Максимальная производительность –18 – 20 т/час по исходной смеси. |
| Насос откачки легкой фазы (нефти) | Винтовой насос производительностью 22,7 м3/час. Давление 6 Бар (изб). Мотор снабжен частотным преобразователем для изменения частоты вращения вала. |
| Насос откачки тяжелой фазы (воды) | Винтовой насос производительностью 22,7 м3/час. Давление 6 Бар (изб). Мотор снабжен частотным преобразователем для изменения частоты вращения вала. | Емкости сбора воды и нефтяной фазы | Две емкости для сбора водной и нефтяной фракций. Емкости снабжены датчиками высокого и низкого уровня. |
| Шнековый конвейер | Конвейер для выгрузки твердой фазы. |
| Гидросистема | Система 1. Привод шнека центрифуги - гидравлическая система с закрытым контуром производительностью 11,8 м3/час при давлении 275,9 Бар (изб). Система 2. Привод ротора центрифуги - компенсированная по давлению гидросистема с открытым контуром производительностью 5,2 м3/час при давлении 255,1 Бар (изб). Система 3. Компенсированная по давлению система с открытым контуром производительностью 27,3 м3/час при давлении 172,4 Бар (изб), обеспечивающая энергопитание и баланс модуля, а также энергопитание трех контруров для дополнительного оборудования. |
| Контрольная система модуля | Весь процесс контролируется и управляется оператором с контрольной панели. |
^ НаверхТрехфазная центрифугa модуля
Технологическое оборудование модуля включает в себя горизонтальную "трехфазную" центрифугу. С помощью минимальной регулировки предлагаемая "трехфазная" ценрифуга в течении 15-30 минут в полевых условиях может быть переведена в режим работы "двухфазной" центифуги. Максимальная производительность –18 – 20 т/час по исходной смеси.
Технические характеристики центрифуги:
- Материал ротора и шнека центрифуги — нержавеющая сталь (стандарт США 316 L)
- Материал элементов защиты от абразивного износа — карбид вольфрама
- Заменяемые защитные вкладыши на входе нефтешламов и на выходе твердой фазы
- Уплотнения — P.T.F.E / витоновые
- Максимальная температура — 1100С
- Максимальная скорость вращения — 3100 об/мин
- Максимальное центробежное ускорение — 3000g
Привод ротора центрифуги осуществляется гидромотором через ременную передачу. Привод внутреннего шнека центрифуги осуществляется гидромотором и обеспечивает автоматическое регулирование дифференциальной скорости его вращения в зависимости от величины крутящего момента на валу шнека. Имеется возможность обеспечения регулировки заданной дифференциальной скорости вращения шнека центрифуги и точки срабатывания регулятора. Подшипники ротора центрифуги оборудованы термометрами сопротивления. Имеется система смазки подшипников с пневмоприводом.
^ НаверхКонтрольная система модуля
Система модуля спроектирована таким образом, что все операции осуществляются с главной панели управления. Левая секция панели осуществляет контроль за работой двигателя и управление центрифугой. Правая секция панели управляет гидравлической системой.
Гидравлическая панель
^ НаверхЕмкости сбора жидких фракций
Емкости сбора воды и нефтяной фракции
Цифрами на схеме обозначены:
- Емкость сбора воды
- Емкость сбора нефти
Модуль оборудован двумя емкостями для сбора водной и нефтяной фракций. Емкости снабжены датчиками высокого и низкого уровня с выводом сигналов на панель управления. Каждая емкость снабжена задвижкой.
^ НаверхКонвейер
Шнековый конвейер для выгрузки твердой фазы
Конвейер твердой фазы — это 9-ти дюймовый (22,86 см) шнековый конвейер, предназначенный для выгрузки твердой фазы (кека), извлеченной из разжиженных осадков нефтехранилищ в «трехфазной» центрифуге. Он расположен под центрифугой. Управление конвейером производится с панели управления.
^ НаверхДизельный двигатель мобильного модуля центрифугироания
Все потребители энергии в модуле центифугирования питаются от дизельного двигателя марки Caterpillar CAT C9.
Основные технические характеристики двигателя
| Количество цилиндров | 6 |
|---|---|
| Расположение цилиндров | однорядное |
| Тип двигателя | 4-х тактовый с турбо-наддувом |
| Мощность (номинальная) | 275 л.с. при 2200 об/мин |
| Тип охлаждения | воздушный радиатор |
| Охлаждающая жидкость | антифриз |
Генератор двигателя (соединение — зубчатая передача) обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи. Главные потребители энергии двигателя — это 4 гидравлических насоса, установленных на коробке передач напрямую с валом двигателя.
Управление двигателем осуществляется с панели управления. Обороты двигателя регулируются с помощью электронной системы путем поворота ручки регулировки частоты вращения вала двигателя. Двигатель имеет аварийную систему остановки, которая выключает его при превышении одного из следующих установленных параметров системы:
- давление масла
- температура охлаждающей жидкости
Двигатель работает в шумовых пределах, установленных нормативными актами по Охране Труда и Технике Безопасности США.
^ НаверхГидравлическая система
Система 1. Привод шнека центрифуги - гидравлическая система с закрытым контуром производительностью 11,8 м3/час при давлении 275,9 Бар (изб).
Система 2. Привод ротора центрифуги - компенсированная по давлению гидросистема с открытым контуром производительностью 5,2 м3/час при давлении 255,1 Бар (изб).
Система 3. Компенсированная по давлению система с открытым контуром производительностью 27,3 м3/час при давлении 172,4 Бар (изб), обеспечивающая энергопитание и баланс модуля, а также энергопитание трех контруров для дополнительного оборудования. Фильтрация и охлаждение всего потока гидрожидкости. Резервуар гидрожидкости объемом 680 л, снабжен термометром, указателем уровня и выключателем по низкому уровню.
Гидравлическая система состоит из гидронасосов смонтированных на дизельном двигателе имеющих привод от коробки передач. Гидронасы, работающие в закрытом цикле, снабжены масляными фильтрами высокого давления. Для гидронасосов, обеспечивающих открытый цикл имеется два фильтра входной (установлен на линии забора масла из емкости и выходной установлен на линии возврата масла в емкость).
Гидравлика — основной способ энергопередачи, используемый модулем центрифугирования. Гидравлическая система включает в себя четыре насоса, обеспечивающих работу трех независимых циклов — открытого (два нижних насоса) и двух закрытых (два верхних насоса).
Первый верхний гидронасос работает на закрытый цикл, в который входит только привод ротора центрифуги. Второй верхний насос обеспечивает привод внутреннего шнека центрифуги. Эти части гидросистемы изолированы от других потребителей.
Нижние гидронасосы работают на открытый цикл, и обеспечивают питание следующих частей модуля центрифугирования:
- система выравнивания
- насос откачки водной фракции
- насос откачки нефтяной фракции
- привод выгружного конвейера кека
- охлаждающие вентиляторы
Все гидронасосы имеют автоматическую компенсацию давления и расхода. Гидравлические циклы оснащены масляными фильтрами большой емкости. Для обеспечения нормальной работы системы фильтры необходимо регулярно проверять. Каждый фильтр оснащен индикатором перепада давления, а также удобной в обращении системой вентилей, что упрощает замену фильтрующих элементов.
^ НаверхНасосы откачки легкой фазы (нефти) и откачки тяжелой фазы (воды)
Цифрами на схеме обозначены:
- Насос нефтяной фазы
- Насос водной фазы
На выходе из конического днища емкостей сбора воды и нефти установлены винтовые насосы.
Это винтовые насосы с поступательным перемещением перекачиваемой жидкости, при которых существует прямая зависимость между скоростью вращения и производительностью. Насосы могут качать в обоих направлениях, что позволяет оператору пользоваться ими как для закачивания жидкости в емкости, так и для выкачивания из них.
Управление скоростью вращения насосов ведется с помощью ручных гидравлических градуированных вентилей, расположенных внизу на панели управления. Скорость вращения насосов устанавливается тахометрами, расположенными на соответствующих вентилях. Давление гидрожидкости в гидроприводах насосов регистрируется манометрами, находящимися над соответствующими вентилями. Скачок давления на манометре с одновременным падением скорости вращения указывает на засорение насоса. Прочистка насоса осуществляется сменой направления вращения винта (червяка) насоса переключателем на панели управления. Насосы могут пропускать мелкие твердые частицы без каких–либо повреждений.