CC BY
16
-о1
(ИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
УДК 691.587
https://doi.org/10.24411/2310-8266-2022-4-48-50
Герметизирующая смесь для соединений технологического оборудования предприятий нефтедобычи и нефтепереработки, применяемая в агрессивных средах при высоких температурах
Гималетдинов Р.Р., Усманов М.Р., Валеев С.Ф., Чирсков С.А., Пегеев М.Д.
ООО «ЛУКОЙЛ-Инженерные Навыки и Компетенции» (ООО «ЛИНК»), 603000, г. Нижний Новгород, Россия
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Резюме: Главными потребителями энергии в нефтеперерабатывающей промышленности являются технологические трубчатые печи, доля которых в общем энергопотреблении предприятия доходит до 80%. Поэтому задача повышения эффективности работы технологических печей является в настоящее время наиболее актуальной. Общеизвестно, что одной из проблем при эксплуатации технологических печей является наличие неорганизованных присосов воздуха в корпус печи. Присосы приводят к повышению количества содержания кислорода в дымовых газах, повышению коэффициента избытка воздуха и, соответственно, к снижению КПД печи. Присосы воздуха могут быть настолько значительны, что из-за недостатка тяги возникают сложности с поддержанием теплопроизводительности печи и заданной загрузки технологической установки. Решение задачи по устранению неорганизованных присосов воздуха в корпус технологической печи позволит сократить потребление топлива и повысить эффективность работы печи.
Ключевые слова: технологические печи нефтеперерабатывающих заводов, неорганизованные присосы воздуха в корпус печи, высокотемпературные герметизирующие смеси, теплопроизводительность печи, повышение эффективности. Для цитирования: Гималетдинов Р.Р., Усманов М.Р., Валеев С.Ф., Чирсков С.А., Пегеев М.Д. Герметизирующая смесь для соединений технологического оборудования предприятий нефтедобычи и нефтепереработки, применяемая в агрессивных средах при высоких температурах // НефтеГазоХимия. 2022. № 4. С. 48-50. D0I:10.24412/2310-8266-2022-4-48-50
SEALING COMPOUND FOR PROCESS EQUIPMENT CONNECTIONS AT THE OIL PRODUCTION AND OIL REFINING FACILITIES INTENDED FOR OPERATION IN AGGRESSIVE ENVIRONMENTS AND AT HIGH TEMPERATURES
Gimaletdinov Rustem R., Usmanov Marat R., Valeyev Salavat F., Chirskov Sergey A. , Pegeyev Michael D.
LUKOIL-Engineering Skills and Competences LLC, 603000,
Nizhny Novgorod, Russia
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Abstract: The main consumers of energy in the Oil Refining industry are the process tubular furnaces, the share of which in the total energy consumption of the enterprise reaches 80%. Therefore, the task of improving the efficiency of the process furnaces is currently the most urgent one. It is well known that one of the issues in the process furnace operation is spontaneous air suction into the furnace body. Suction leads to an increase in the amount of oxygen content in the flue gases, to an increase in the excess air coefficient and, accordingly, to a decrease of the furnace efficiency. Air suction can be so significant that due to lack of draft, difficulties arise with maintaining the furnace heating capacity and the specified loading of the process unit. Solving the problem of eliminating spontaneous air suction into the process furnace body will reduce fuel consumption and increase the efficiency of the furnace.
Keywords: Refinery process furnaces, spontaneous air suction into the furnace body, high temperature sealing compounds, furnace heating capacity, efficiency increase.
For citation: Gimaletdinov R.R., Usmanov M.R., Valeyev S.F., Chirskov S.A. , Pegeyev M.D. SEALING COMPOUND FOR PROCESS EQUIPMENT CONNECTIONS AT THE OIL PRODUCTION AND OIL REFINING FACILITIES INTENDED FOR OPERATION IN AGGRESSIVE ENVIRONMENTS AND AT HIGH TEMPERATURES. Oil & Gas Chemistry. 2022, no. 4, pp. 48-50. DOI:10.24412/2310-8266-2022-4-48-50
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
В камерах сгорания технологических печей имеется большое число отверстий различного назначения:
- люки для входа персонала в камеру сгорания для осмотра и технического обслуживания во время ремонта;
- штуцеры для подачи водяного пара на тушение пожара и продувку камеры сгорания перед запуском;
- отверстия в камерах сгорания для прохождения труб змеевика;
- смотровые окна для визуального осмотра печи в процессе эксплуатации;
- взрывные окна для предотвращения разрушения печи при взрыве;
- отверстия меньшего размера для организации доступа приборов в топку;
- места соединений элементов корпуса печи [1].
На фото представлена технологическая печь нефтеперерабатывающего завода. При нормальном режиме работы печи давление внутри печи ниже атмосферного давления окружающей среды, вследствие чего в топочную камеру осуществляется организованный приток атмосферного воздуха [2].
Часто в местах стыков, указанных выше отверстий, образуются неплотности. В этом случае наружный воздух проникает в печь через неплотности и понижает температуру рабочей газовой среды внутри печи, в результате чего увеличивается расход топлива для поддержания требуемой температуры технологического процесса [3].
Для уменьшения проникновения наружного воздуха необходимо устранить места неорганизованных присосов воздуха в печь.
С этой целью в настоящее время наиболее распространено применение асбестовых шнуров и прокладок. Однако применение данного способа не всегда возможно на работающей печи и может потребоваться остановка технологического процесса [4]. Кроме того, значительная часть отверстий имеет сложный профиль и небольшой размер, что делает невозможным их уплотнение с помощью асбестового шнура и других аналогичных уплотнителей [4]. Также используются всевозможные смеси, предназначенные для герметизации отверстий при высоких температурах. Однако следует отметить, что известные смеси не обладают всеми характеристиками, необходимыми для герметизации технологических печей, эксплуатируемых на объектах нефтеперерабатывающей промышленности на режиме:
- возможность применения при температурах до 1000 °С;
- эластичность при высоких температурах;
- возможность нанесения на поверхности с температурой до 300 °С;
- применение для отверстий небольшого размера и сложного профиля;
- применение без остановки работы печного оборудования.
Учитывая ограниченные свойства существующих герметизирующих смесей, специалисты ООО «ЛИНК» совместно со специалистами ООО «Генезис плюс» разработали герметизирующую смесь, обладающую высокой термостойкостью, эластичностью и устойчивостью в агрессивных средах, позволяющую выполнять работы по герметизации на работающей печи без останова технологического процесса.
Высокотемпературная герметизирующая смесь была изготовлена на основе силиката натрия. В состав также входит мелкодисперсный шамот, который в сочетании с микроволокном позволяет выдерживать высокие температуры плавления, более 2000 °С [4]. Микроволокно придает дополнительную прочность герметизирующей смеси, улуч-
Технологическая печь нефтеперерабатывающего завода
шая ее деформационную прочность при нагреве и остывании металлических поверхностей (перепад температур), а высокотемпературная силиконовая эмульсия Wacker-50E повышает эластичность герметизирующей смеси [4]. Кроме того, высокотемпературная силиконовая эмульсия образует особую пленку, которая защищает обрабатываемую поверхность от проникновения агрессивных веществ, исключая разъедание и коррозию металла [4]. Входящие в состав герметизирующей смеси диоксид кремния, силикат натрия и специальные компоненты улучшают ее адгезивные свойства [4].
Разработанная смесь обеспечивает герметизацию швов и соединений всего технологического оборудования при высоких механических и температурных нагрузках, работающего в диапазоне температур от -60 до +1000°С [4].
Примеры технологического оборудования, при ремонте которого может быть использована разработанная герметизирующая смесь:
- технологические печи;
- паровые котлы;
- котельные установки;
- кожухотрубчатые теплообменные аппараты;
- конденсаторы с винтовыми перегородками;
- технологические трубопроводы;
- арматура трубопроводная;
- насосные агрегаты для перекачки жидкостей;
- дымовые трубы.
В августе 2020 года было проведено успешное испытание разработанной герметизирующей смеси. Испытание проводилось на технологической печи установки гидроочистки дизельного топлива на одном из нефтеперерабатывающих предприятий группы «ЛУКОЙЛ».
4 • 2022
НефтеГазоХимия 49
#- ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
В рамках испытания на работающей печи выполнялись работы по герметизации стыков наружного корпуса печи (толщина стыков от 3 до 10 мм) и отверстий шириной от 20 до 100 мм в местах выхода змеевика печи. На фото представлен участок печи после герметизации стыка.
После нанесения герметизирующей смеси, специалистами ООО «ЛИНК» осуществлялся контроль состояния мест присосов воздуха, на которые была нанесена герметизирующая смесь. Контроль проводился путем ежемесячного визуального и приборного контроля в течение 12 месяцев.
По результатам наблюдения было установлено, что герметизирующая смесь сохранила свои первоначальные свойства в течение всего периода наблюдения. Отслоений и растрескивания герметизирующей смеси обнаружено не было.
С целью защиты исключительных прав на изобретение, в 2022 году был получен патент РФ № 2773579 «Герметизирующая смесь для соединений технологического оборудования предприятий нефтедобычи и нефтепереработки, работающая в агрессивных средах при высоких температурах».
г Щ
Участок печи после герметизации стыка
Опыт использования герметизирующей смеси подтвердил универсальность ее применения, что позволяет рекомендовать разработанный состав для герметизации широкого спектра технологического оборудования. Применение герметизирующей смеси позволит сократить расход топлива, повысить эффективность и надежность работы оборудования на предприятии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бадьин Ю.А., Решетов В.Ф., Ящук В.М. Повышение эффективности технологических нагревательных печей НПЗ // Химическая техника. 2016. № 3. С. 10-15.
2. Михайловский В.П., Мартемьянова Э.Н., Ушаков В.В. / под ред. Михайловского В.П. Расчеты горения топлива, температурных полей и тепловых установок технологии бетонных и железобетонных изделий: учеб. пособие. Омск: СибАДИ, 2011. 262 с.
3. Григорьев А.В. Паровые котлы средней и малой мощности. М.; Л.: Энергия,
1966. 248 с.
4. Патент РФ № 2773579С1 Герметизирующая смесь для соединений технологического оборудования предприятий нефтедобычи и нефтепереработки, работающая в агрессивных средах при высоких температурах / Гималетдинов Р.Р., Усманов М.Р., Валеев С.Ф., Бодров В.В., Чирсков С.А., Турцев Ю.В., Турцева В.Е., Турцев В.Ю., Турцев Е.В. Опубл. 06.06.2022. Бюл. № 16.
REFERENCES
1. Bad'in YU.A., Reshetov V.F., Yashchuk V.M. Improving the efficiency of technological heating furnaces at oil refineries. Khimicheskaya tekhnika, 2016, no. 3, pp. 10 - 15 (In Russian).
2. Mikhaylovskiy V.P., Martem'yanova E.N., Ushakov V.V. Raschetygoreniya topliva, temperaturnykh poley i teplovykh ustanovok tekhnologii betonnykh i zhelezobetonnykh izdeliy [Calculations of fuel combustion, temperature fields and thermal installations for the technology of concrete and reinforced concrete products]. Omsk, SibADI Publ., 2011. 262 p.
3. Grigor'yev A.V. Parovyye kotly sredney i maloy moshchnosti [Steam boilers of
medium and low power]. Moscow, Leningrad, Energiya Publ., 1966. 248 p.
4. Gimaletdinov R.R., Usmanov M.R., Valeyev S.F., Bodrov V.V., Chirskov S.A., Turtsev YU.V., Turtseva V.YE., Turtsev V.YU., Turtsev YE.V. Germetiziruyushchaya smes' dlya soyedineniy tekhnologicheskogo oborudovaniya predpriyatiy neftedobychi i neftepererabotki, rabotayushchaya v agressivnykh sredakh pri vysokikh temperaturakh [Sealing mixture for connections of technological equipment of oil production and oil refining enterprises operating in aggressive environments at high temperatures]. Patent RF, no. 2773579C1, 2022.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ / INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Гималетдинов Рустем Рафаилевич, вице-президент по нефтепереработке, нефтехимии и газопереработке, ПАО «ЛУКОЙЛ».
Усманов Марат Радикович, к.т.н., генеральный директор, ООО «ЛУКОЙЛ - Инженерные навыки и компетенции».
Валеев Салават Фанисович, первый заместитель генерального директора, ООО «ЛУКОЙЛ - Инженерные навыки и компетенции». Чирсков Сергей Алексеевич, к.т.н., начальник центра энергоэффективности, ООО «ЛУКОЙЛ - Инженерные навыки и компетенции». Пегеев Михаил Дмитриевич, начальник лаборатории энергетических обследований, ООО «ЛУКОЙЛ - Инженерные навыки и компетенции».
Gimaletdinov Rustem R., Vice President for Oil Refining, Petrochemicals and Gas Processing, PJSC LUKOIL.
Usmanov Marat R., Cand. Sci. (Tech.), General Director, LUKOIL-Engineering Skills and Competences LLC.
Valeyev Salavat F., First Deputy General Director, LUKOIL-Engineering Skills and Competences LLC.
Chirskov Sergey A., Cand. Sci. (Tech.), Head of the Energy Efficiency Center, LUKOIL-Engineering Skills and Competences LLC.
Pegeyev Michael D., Head of Energy Survey Laboratory, LUKOIL-Engineering Skills and Competences LLC.
