نوع جديد من الأفران ذات الغلاف المائي للمنصات البحرية

مميزات تقنية التهوية الاحتراقية ذات الضغط الإيجابي المصغر

1) احتراق مُحسّن

2) زيادة شدة الحرارة في أنبوب الاحتراق

3) تحكم دقيق في معامل الهواء الزائد أثناء الاحتراق

4) يُستخدم مع أنابيب دخان صغيرة لتعزيز انتقال الحرارة

ميزات تقنية نقل الحرارة عبر الأنابيب الحرارية

1) يتميز أنبوب التسخين بموصلية حرارية عالية.

2) يُحسّن التنظيف الجانبي انتقال الحرارة على جانب غازات الاحتراق.

3) توجد نقاط لحام كثيرة، مما يجعل الكشف الفعال عن العيوب مستحيلاً.

ميزات تقنية التحكم في الفرن

1) التحكم في الحمل الحراري للفرن

2) التحكم في معامل الهواء الزائد

3) التحكم التلقائي في الموقد

تقنية نقل الحرارة بتغيير الطور

1) مبادل حراري بالبخار باستخدام ملفات

2) تم تحسين فرق درجة حرارة نقل الحرارة.

المواصفات الفنية لغلاية الماء الجديدة

1) تصل الكفاءة الحرارية لغلاية التبريد المائي إلى حوالي 90%.

2) يقل استهلاك الفولاذ في فرن التبريد المائي عن 6 أطنان/ميغاواط أو يساويه.

3) لا يتجاوز مستوى ضجيج الاحتراق 80 ديسيبل.

يُحسّن انتقال الحرارة عن طريق تعزيز اضطراب المائع. أثناء تدفق المائع، يؤدي وجود الأضلاع ثلاثية الأبعاد إلى تسارع بينها، ويكون اتجاه هذا التسارع موازيًا للطبقة الحدية الحرارية، مما يُساهم في ترقيقها. ويتشكل خلف هذه الأضلاع دوامات كارمان نتيجة تدفق المائع حولها، مما يُعزز انتقال الحرارة.

تصميم جديد مُحسَّن لهيكل فرن ذي غلاف مائي عالي الكفاءة

الغرض من تصميم التحسين

التصغير والكفاءة العالية

تقليل استهلاك المعادن

نهج التصميم الأمثل

تحسين هيكل التسخين ورفع كفاءة فرن التسخين.

تحسين هيكل الفرن وتصميمه العام لتعزيز استغلال المساحة.

خفض مستوى الضغط، وتحسين السلامة، وتقليل استهلاك المعدن.

تبسيط عملية التصنيع.

نتائج تصميم التحسين الهيكلي لفرن جديد عالي الكفاءة ذي غلاف مائي

1) تم تقليل طول هيكل أنبوب المدخنة بنسبة 50% تقريبًا، وعرضه بنسبة 40% تقريبًا.

2) تم تقليل قطر الأنبوب بنسبة 21.4%، وطوله إلى النصف تقريبًا.

3) تم تخفيض ضغط التصميم من 0.4 ميجا باسكال إلى 0.1 ميجا باسكال.

4) تم زيادة مساحة التبادل الحراري للملف لكل وحدة حجم، وتم تخفيض مقاومة التصميم إلى النصف.

5) تم رفع الكفاءة الحرارية للتصميم من 83% إلى 90%.

6) تم تخفيض استهلاك الفولاذ في الفرن ذي الغلاف المائي إلى 6 أطنان/ميجاواط، أي بنسبة 50% تقريبًا.

في عام 2007، طُبّق هذا النظام على منصات WZ6-1 وWZ11-1 وWZ11-4N في حقل ويزو النفطي. وقد أظهرت خمس سنوات من الاستخدام أن هذا النوع الجديد من أفران التبريد المائي للمنصات البحرية يلبي متطلبات البيئة البحرية، ويتمتع بمستوى عالٍ من الأمان ومقاومة التآكل، ويضمن أن درجة حرارة الزيت المُسخّن تتوافق مع متطلبات العملية.

سلامة الغلايات ذات الغلاف المائي على المنصات البحرية

بالنسبة لمعدات المنصات البحرية، تُعدّ السلامة الشغل الشاغل، مما يستلزم مراعاة معايير المعدات البحرية. ونظرًا لأن فرن التبريد المائي عالي الكفاءة يعمل تحت ضغط سلبي أو إيجابي طفيف (ضغط التشغيل المُصنّف: تغيير الطور في الفراغ - 0.0 ميجا باسكال؛ تغيير الطور في الضغط الإيجابي الطفيف - 0.04-0.061 ميجا باسكال)، فإن مستوى أمانه التشغيلي مرتفع للغاية. أما فيما يتعلق بالتحكم الآلي، فهو مُجهّز بأنظمة تحكم آلية مُتشابكة للسلامة في حالات ارتفاع درجة حرارة الفرن، وزيادة الضغط، وانطفاء اللهب، وتسرب الوقود، مما يُلبي متطلبات التشغيل دون مراقبة.

مقاومة التآكل لأفران التبريد المائي على المنصات البحرية

نظراً لتأثير المستويات العالية من أيونات الكلوريد (Cl-) في النفط الخام البحري أو مياه البحر على تآكل أنابيب الصلب الكربوني، تُصنع ملفات تسخين النفط الخام في أفران التبريد المائي الخاصة بالمنصات البحرية من مواد مقاومة للكلوريد لمعالجة هذه المشكلة. علاوة على ذلك، تم دمج تصميم عازل خاص في بنية ملفات تسخين النفط الخام، مما يحجب الدائرة الكهربائية المسببة للتآكل الكهروكيميائي ويحمي المبادل الحراري. حتى عند تسخين مياه البحر النقية، لا يحدث تآكل أيونات الكلوريد.

غلايات ذات غلاف مائي عالية الكفاءة وموفرة للطاقة للمنصات البحرية

يتم تسخين وسيط التسخين الوسيط وتبخيره، ثم يتبادل الحرارة مع حزمة أنابيب مبادل حراري للنفط الخام. تنتقل حرارة التبخر الكامنة المنبعثة إلى النفط الخام المسخن عبر حزمة الأنابيب. ولأن كل وحدة كتلة من وسيط التسخين الغازي تخزن حرارة تفوق 80 ضعفًا ما يخزنه وسيط التسخين السائل، فإن كثافة نقل الحرارة لكل وحدة كتلة فيه أكبر بكثير من كثافة نقل الحرارة في حزم أنابيب مبادل حراري تقليدية مغمورة بالماء. صُمم الفرن ذو الغلاف المائي عالي الكفاءة، والذي يعمل تحت ضغط منخفض أو تحت فراغ، بحيث تكون درجة حرارة غاز العادم فيه ≤ 170 درجة مئوية. تبلغ كفاءته الحرارية ≥ 90%، أي أكثر من أربعة أضعاف كفاءة طريقة التسخين الكهروحراري-الكهربائي الحالية للمنصات البحرية، كما أن تكلفة الاستثمار الأولي في المعدات أقل بكثير من تكلفة طريقة التسخين الكهروحراري-الكهربائي، مما يحقق فوائد اقتصادية كبيرة. بفضل كفاءتها العالية، وتوفيرها للطاقة، وتصميمها المدمج، يتم تقليل مساحة المعدات ووزنها بشكل كبير، لتصل إلى 6 أطنان/ميغاواط، وهو ما يتفوق على مستوى 10 أطنان/ميغاواط للأفران ذات الغلاف المائي الأرضية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمتطلبات الخاصة للمنصات البحرية.

مميزات أفران التبريد المائي عالية الكفاءة على المنصات البحرية

يتميز فرن الغلاف المائي عالي الكفاءة، المصمم خصيصًا، بالأمان والموثوقية وكفاءة الطاقة ومقاومة تآكل أيونات الكلوريد في مياه البحر، بالإضافة إلى التحكم الذكي وخفة الوزن وصغر الحجم، مما يوفر فعالية اقتصادية ممتازة. وبالمقارنة مع طريقة "توليد الطاقة بالغاز - التسخين الكهربائي"، فإنه لا يحقق فقط تسخينًا لطيفًا لسائل نقل النفط، بل يتغلب أيضًا على مشاكل تراكم الكربون والترسبات على قضبان التسخين. وتفوق كفاءته الحرارية التشغيلية كفاءة حلول التسخين الكهربائي بأكثر من أربعة أضعاف، مما ينتج عنه فوائد اقتصادية كبيرة. لذلك، يمكن لفرن الغلاف المائي عالي الكفاءة للمنصات البحرية أن يحل محل سخانات النفط الخام الكهربائية الحالية في حقول النفط البحرية بشكل كامل في تطبيقات تسخين النفط الخام، مما يدل على آفاق تطبيق واسعة للغاية.