Научно-производственная фирма «ТеплоЭнергоПром» с 2007 года успешно занимается внедрением передовых технических решений по применению систем воздушного отопления, вентиляции и технологического нагрева. Подобное оборудование применяется в нефтегазовом комплексе, горнодобывающей  и горноперерабатывающей отраслях промышленности, в том числе для опасных производственных объектов.

Компания оказывает полный комплекс услуг: от выполнения проектных работ, разработки рабочей конструкторской документации и изготовления на собственной производственной площадке до шеф-монтажных, строительно-монтажных и пуско-наладочных работ, гарантийного и постгарантийного обслуживания.

Одной из последних разработок «ТЭП» являются устройства погружного горения (УПГ), предназначенные для нагрева и выпаривания растворов минеральных солей, промышленных и бытовых сточных вод.

Технология обеспечивает равномерный тепловой контакт, исключает образование отложение на поверхности, что снижает энергозатраты, повышает надежность и продлевает срок службы оборудования.

В основе работы устройства погружного горения лежит принцип барботажа между продуктами сгорания и растворами. Продукты сгорания образуются при сжигании топлива (жидкого или газообразного) в погружной горелке, расположенной так, чтобы   открытое сопло было погружено на некоторую глубину в жидкость. При этом продукты сгорания, барботируя в жидкости, разбиваются на газовые пузырьки, образующие при всплывании большую межфазную поверхность тепло- и массообмена. Интенсивное испарение раствора достигается путем насыщения пузырьков парами воды за счет теплоты отдаваемой жидкости при непосредственном контакте. Газовые пузырьки, насыщенные водяным паром, уходят из водных растворов в виде парогазовой смеси с температурой на 1÷2 ºС выше температуры испарения. Поэтому процессы тепло- и массообмена протекают с резким снижением теплопотерь, обеспечивая КПД процесса 95÷96%.

УПГ могут  применяться для обеззараживания промышленных сточных вод, содержащих минеральные соли и органические вещества.  Наличие в сточных водах минеральных солей, шламов, различных взвесей и механических примесей не мешает работе устройств погружного горения, в отличие от вакуум-выпарных аппаратов, где они быстро откладываются в виде накипи и нарушают процесс выпаривания. После выпаривания растворов и стоков остается конденсат, пригодный для повторного водопотребления, а полученный раствор солей и их концентрат могут служить в качестве сырья.

Включение в производственный цикл устройств погружного горения позволяют полностью прекратить сброс загрязненных сточных вод в природные водоемы, регулировать расход воды в системах оборотного водоснабжения за счет создания стабильных параметров (температуры, солесодержания, показателя pH и другие характеристики, определяющие пригодность очищенных стоков).

В состав изготавливаемых устройств погружного горения входит всё необходимое вспомогательное оборудование и автоматика для контроля параметров технологического процесса и управления им в целях обеспечения оптимальных условий, безопасного режима работы, надежности и долговечности оборудования.

В настоящее время проблема утилизации промышленных и бытовых стоков в нефтегазовой промышленности остро стоит на объектах, удаленных от инфраструктуры. Находят применение такие методы как закачка в пласт, сжигание в факельных установках, сжигание в инсинераторах. Однако не всегда находятся поглощающие коллекторы, факельное сжигание запрещено, а инсинераторы требуют больших затрат топлива на утилизацию в связи с особенностями их конструкции.

Применение установок погружного горения позволяет на месте возникновения стоков выпаривать их с выделением солей в твердом виде после обезвоживания, дожигания в процессе выпаривания возможного остаточного метанола. Содержащиеся в стоках нефтепродукты перед выпариванием предварительно отделяются в гравидинамических сепараторах в виде нефтешламов. При применении универсальных горелок на газовом и жидком топливах возможно сжигание нефтяных эмульсий в установках погружного горения.

Рис. 1. Устройство погружного горения УПГ-Г-2500

Устройство погружного горения УПГ-Г-2500 размещено в трех 30-ти футовых контейнерах полной заводской готовности. На объекте установка монтируется на облегченном фундаменте из ж/б плит, опирается на металлическую раму. Для обслуживания оборудования предусмотрены площадки обслуживания с лестницами. В комплект поставки так же входят емкости из нержавеющей стали вместимостью 25 м³, система трубопроводной обвязки.

В контейнерах размещены циркуляционные насосы, операторская, выпарная емкость с трубопроводами, гидроциклонами для отделения шламов, погружная горелка с вентиляторами подачи воздуха на горение и охлаждение камеры сгорания, газовая запорно-регулирующая арматура, конденсатор и дымовая труба.

Мощность установки составляет 3,0 МВт, топливом является природный или попутный нефтяной газ с расходом 320 нм³/ч, давлением до 0,3 МПа. Установленная мощность электрооборудования составляет 136 кВт.

На предприятии разработан целый ряд установок различной комплектации до единичной мощности 12 МВт. Установки выполняются с применением отечественного оборудования изделий  и материалов, обеспечено 100% импортозамещение.

С целью определения необходимых заказчику показателей, могут быть проведены опытно-промышленные испытания (ОПИ) различных рассолов на существующей установке погружного горения (рис. 2) на нашей промплощадке, отобраны пробы рассола и шламов, проведены их лабораторные исследования и подготовлен отчет по испытаниям, который может быть использован для проектирования промышленных установок погружного горения на промыслах. Такой опыт накоплен нами на испытаниях различных рассолов для компаний ПАО «Уралкалий» и ООО «Еврохим-УКК».

Установка для проведения ОПИ представляет собой комплект оборудования, состоящий из устройства погружного горения, размещенного в 20-ти футовом контейнере, циркуляционной емкости объемом 10 м³ и циркуляционного насоса. Мощность установки составляет 1,2 МВт, что позволяет выпаривать до 1,7 м3 рассола в час.

Рис. 2. Опытная установка погружного горения

В заключении хочется отметить: технология погружного горения, возрожденная,  усовершенствованная и реализованная  нашей компанией в современных устройствах, может оказаться в ближайшее время ключевым решением для задач по утилизации шламов и рассолов в нефтегазовой промышленности.

С.Н. Стариков / ООО НПФ «ТЭП»