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电热源在石油和天然气领域得到了应用

来源:六盒宝典免费资料大全作者:正版免费综合资料大全发表时间:2018-01-11 09:51:13

     在工业制造和加工工业,如石油和天然气行业中,电热浸出和循环过程加热器被广泛应用。由于油砂的商业发展以及水力压裂法的迅速发展,石油和天然气行业一直在增长。随着新地点的勘探和开采工作的继续进行,为了使现有的油井能够通过降低成本和改进作业的方式进行工作,经常需要作出努力。这些井中有许多使用油/水分离器或处理装置,以将油和水成分与其他流体分离。这些分离器中的大多数是燃料电池。然而,一个潜在的选择是减少当地的废气排放并增加正常运行时间——这一行业的关键要素——从燃料燃烧转向小型单位的电热源。

    电加热的方法主要有两种:直接浸入式和间接浸入式。顾名思义,直接浸入式加热器,加热器元件直接浸入液体,这意味着几乎所有产生的热能都流入液体中。间接浸入式加热器(也称为干井或管插入加热器)将加热器元件插入到封闭的端管中,将加热器从加热的液体中隔离出来。热传递是通过传导、对流和辐射从加热器元件到干井/管壁进行的,然后对液体进行。在这两种情况下,操作人员都必须通过拆卸火管和安装适当的安装法兰来对分离器进行改造。

    需要对加热器功率进行评估。直接浸入式加热的经验法则是,电加热器的额定功率仅为燃烧器系统的一半到三分之一。与燃料燃烧系统不同,在这种排列方式中,几乎所有产生的热能都被加热的液体所吸收。例如,一个400000BTU燃烧器通常会被13万到20BTU(4060千瓦)的浸入式加热器所取代。如果有效数据是可用的,这有助于在适当的千瓦级上进一步拨号。

    当接近电热浸入式加热器的潜在转换时,关键是要获得准确的关于油/乳液/水溶液加热的确切性质的信息。“甜油”和“甜水”的应用更适合直接浸泡加热而不是“酸”和盐水的应用。如果可能的话,在一段时间内对分离井的化学数据进行评估,以确定潜在的侵袭性物质在多大程度上可能是液体的一部分。当这些数据没有被明确地知道时,实地试验将表明材料的适宜性。这里有一个实际的例子说明这是如何工作的:一个浸入式加热器被用于分离应用程序,在其中,甜的原油和盐水被作为液体成分。合金840被选为护套,因为过去的性能在类似的应用中显示出良好的结果。然而,几周之内,就有报道说加热器失灵了。除加热器外,加热器的各个点都有明显的故障。

    这种类型的失败通常与在鞘内的核()沸腾相联系,这意味着蒸汽的汽囊形成,引起局部过热并短路到鞘。但它也表明了侵略性物质对鞘的破坏,通常以某种形式的应力腐蚀开裂(SCC)。热水器外壳的样品被送到实验室,以确定故障模式。结果表明,该加热器不仅在含氯环境中存在,而且在含硫化物的情况下也有“酸”作用。这导致了加热器鞘的快速SCC。由于这些金属的铬含量与840相同,因此,由于这些金属的铬含量与流体流动中硫化物的含量相差不大,因此镍800825合金的含量也不会有所提高。在这种情况下,在废水中未知的硫化物会要求操作者将钛或其他特殊的镍合金转换为法兰和加热器鞘,或考虑间接浸入式加热。

    正如前面提到的,间接浸入式或干燥式井温加热器通常是一种用于加热液体的解决方案。法兰加热器/井筒总成本质上形成了一个对流/辐射型的烘箱,它将热能推进井管,并将热能输送到分离器内的液体中。在酸性介质中使用的油分离器和处理装置都涂上了衬里以防止底层钢结构的化学腐蚀。在这些应用中,推荐使用一种干井型替代加热器。然而,从燃烧器到干燥井的改造,也要求新的安装要涂上相同类型的衬垫。加热器的功率大小与直接浸入式加热类似。

    干井浸入式加热器通常是非常低功率(瓦特密度)的加热器元件,在610w / in2的表面范围内,以确保更长的使用寿命。建议使用合金840800材料,用于干燥井加热器的加热器元件,以防止发热套的过早氧化。然而,如果加热低粘度的无机液体,比如水在相当低的过程温度下,钢甚至不锈钢也可以作为低成本的选择。

    由于分离器和处理装置正在沉淀并分离液体,所以在这些装置中通常不存在湍流。这种湍流的缺乏会导致焦化,污泥堆积和矿床的井。这些沉积物将干井和缓慢的传热传递到液体中。随着时间的推移,加热室必须继续升温,以“推动”热通过绝缘和进入液体。这可能导致干井过热和破坏湿侧的保护衬里,使贱金属的化学腐蚀。这也会导致加热器元件过热和由于护套或电阻丝氧化而导致预热器失效。在常见或预期的应用程序中,操作人员需要与分离器制造商一起确定解决方案,以防止可能导致累积的条件(如果可能的话)。从加热器侧,使用合适的护套材料,保守的额定功率和高限制的控制特性将确保加热器正常工作。

    直接浸入式和间接浸入式加热器是小型燃油分离器的潜在替代热源。它们的地方排放量为零,易于控制,在适当的环境下,这是一个很有吸引力的选择。然而,获得完整的应用信息是至关重要的,包括液体化学组成、操作温度和燃料燃烧应用之前操作经验的细节。这将大大有助于确保正确的加热器配置和成功地应用电加热。

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