Энергонезависимый, мобильный блок — "Трехфазная" центрифуга
Мобильный блок — "Трехфазная" центрифуга - это дополнительная система, входящая в комплекс МегаМАКС и обеспечивающая разделение разжиженного донного осадка в центробежном поле на две жидкие (вода и нефть) и твердую составляющие.
Применение данного блока целесообразно 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.
Ранее 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 ряде случаев в качестве размывающего и разжижающего агента используется дизельное топливо или погоны (например, мойка мазутных резервуаров). При этом 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) | 25 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 – 3300 об/мин. Максимальное ускорение 3165 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.