Замыкая цикл
|
ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЕН НИКЕЛЮ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ |
 |
|
Проект Firebag компании Suncor Energy в северной части провинции Альберта. |
 |
|
В этих вертикально-трубных с падающей пленкой расствора испарителях паро-компрессионного типа ВОДА
ВОЗВРАЩАЕТСЯ В ОБОРОТ. |
 |
|
Трубы, сделанные из сплава никеля
N08926, являются КЛЮЧЕВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ внутренней части испарителя. Каждый испаритель содержит 107 тонн
этого сплава. |
 |
|
ПРИНЦИП РАБОТЫ ИСПАРИТЕЛЕЙ: Соляной раствор, тонкой пленкой стекающий по внутренней поверхности труб,
разогревается паром, поступающим на межтрубную зону конденсатора. |
|
日本語 |
Новый процесс водоочистки снижает экологическое воздействие на окружающую среду, оказываемое
разработкой нефтеносных песков в северной части провинции Альберта в Канаде
Кэрролл Маккормик (Carroll McCormick)
Журнал «Никель», ноябрь 2005 -- Посетителя форта МакМюррэй (Fort McMurray) в северной Альберте, Канада, потрясут те изменения в ландшафте, которые произошли из-за разработки нефтеносных песков открытым способом в северном бореальном лесу.
«Санкор» (Suncor Energy), одна из двух нефтедобывающих компаний этого региона, занялась решением этой проблемы: она стала применять более экологичный метод подземной добычи, который в перспективе уменьшит воздействие на окружающую среду, известное под названием «экологический след». Это - второй из шести запланированных проектов на участке разработки «Файэбэг» (Firebag) размером в 100 квадратных километров, арендуемом компанией «Санкор».
Этот метод использует гравитационный дренаж при помощи пара, при котором пар прокачивается через 700-800-метровые горизонтальные трубы, установленные в отложениях нефтеносных песков на глубине 250 метров. Нагретый паром, битум собирается параллельными трубами, расположенными на 3-5 метров ниже труб с паром, и подается на поверхность для обработки. Именно на этом этапе никелевый сплав играет существенную роль.
«Файэбэг-2», начавший функционировать в конце июля 2005 года, будет использовать 15 тыс. кубических метров воды в сутки за полный производственный цикл. Почти вся так называемая «попутно добываемая вода», регенерированная вместе с битумом, возвращается в оборот через три огромных испарителя. Таким образом меньше «новой» воды привлекается из посторонних источников. Вертикально-трубные с падающей пленкой раствора испарители паро-компрессионного типа являются самыми большими в мире из испарителей этого вида. Эта технология водоочистки лицензирована компанией RCCI [занимающейся вопросами сохранения водных ресурсов], дочерней компанией предприятия GE Infrastructure Water & Process Technologies.
Каждый испаритель, состоящий из 4000 труб (каждая - длиной двадцать метров со внешним диаметром 5,1 см и толщиной стенок 1 мм), содержит 107 тонн сплава N08926, в состав которого входит 25% никеля.
Эта технология (в отличие от традиционного метода очистки, называемого «теплое или горячее умягчение воды известью, фильтрация и слабокислотный обмен катионов») дает более высококачественную воду для бойлеров и минимизирует сброс воды и отложения накипи.
Вода вместе с нефтью подается из-под земли, а затем вода очищается от нефти. Полученная в результате попутно добываемая вода собирается в испарителях для регенерирования чистого, высококачественного дистиллята. Концентрированный соляной раствор, составляющий лишь небольшой процент попутно добываемой воды, направляется в слив для дальнейшей очистки. Дистиллят подается в бойлеры парового генератора и полученный пар вдувается в залежи битума, тем самым завершая цикл.
Требования к используемым в испарителях материалам не допускают отклонений: RCCI определяет типичную попутно добываемую воду как «преобладающий соляной раствор хлорида натрия с высоким содержанием двуокиси кремния и минимальным содержанием кальция и магния». А дочерняя компания GE вносит разъяснения: «В воде также присутствуют высокая щелочность или карбонаты. Попутно добываемая вода обычно содержит около 3 тыс. микрограмм всей расстворенной твердой фазы на литр, но может меняться в зависимости от геологического слоя. Растворенные и эмульгированные органиеские вещества (нефть) присутствуют на ряде уровней в зависимости от применяемого процесса сепарации нефти».
Используемый в испарителях сплав должен иметь высокую сопротивляемость точечной и щелевой коррозии в галоидной среде и в содержащей сероводород (кислой) среде. В реальных условиях он также должен иметь практическую невосприимчивость к хлоридно-ионному трещинообразованию от напряжения и великолепную сопротивляемость коррозии в целом спектре оксидирующих и восстановительных сред. Согласно данным расположенной в Онтарио канадской компании Associated Tube Industries (ATI), производящей трубы для испарителей, срок службы испарителей – 30 лет, и их конструкция не предусматривает ремонт или замену трубы.
По мнению Роджера Томаса (Roger Thomas), менеджера по продажам ATI, тонкостенная труба требует особого с ней обращения. «Ничего подобного этому еще никогда не делалось со сплавами такого рода. Мы модифицировали печи для отжига и изменили метод транспортировки труб через эти печи таким образом, чтобы избежать повреждений».
В ATI свернутые в рулон заготовки труб формуются из сложенного в бухты сырья, нарезанного на заранее определенную ширину. Затем они свариваются методом газовой дуговой сварки вольфрамовым электродом без металла-наполнителя. Сварной шов обрабатывается методом локализованной холодной обработки, а затем трубы начисто отжигаются при температуре 1149 градусов Цельсия для улучшения их сопротивляемости коррозии.
«Файэбэг-2» расположен в 52 километрах от принадлежащего компании «Санкор» объекта по разработке нефтеносных песков в форте МакМюррэй. Как и у проекта «Файэбэг-1», который вступил в строй в 2004, его производственный потенциал составляет 35 тыс. баррелей в сутки. Для достижения проектной мощности ему потребуется восемьнадцать месяцев.
Чтобы увеличить производственный потенциал компании еще на 25 тыс. баррелей в сутки, «Санкор» построит одноблочную теплоэлектроцентраль на 85 мегаватт на участках «Файэбэг-1» и «Файэбэг-2». Начиная с января 2009 года, планируется введение в строй проектов «Файэбэг-3» - «Файэбэг-6».
Принцип работы испарителей
Попутно добываемая вода, возвращаемая вместе с битумом из-под земли, очищается от нефти. Затем она нагревается до 100 градусов Цельсия в теплообменнике пластинчато-рамного типа. Разогретая рабочая жидкость деаэрируется для удаления несжижаемых газов, таких как кислород, а затем подается в испарители, каждый из которых высотой до 31 метра и максимальным диаметром в 7,5 метров.
Пучок конденсатных штуцеров устанавливается вертикально на верху бака. Пар подается на межтрубную зону конденсатора, тогда как соляной раствор (вода) находится в трубах. Соляной раствор подается из бака испарителя на верхнюю часть конденсатора рециркуляционным насосом. Соляной раствор тонкой пленкой стекает по внутренней поверхности труб. Часть солевого раствора испаряется. Пар, вырабатываемый в трубах, выводится из бака в компрессор. Сжатый пар поступает на межтрубную зону конденсатора, где он конденсируется и разогревает соляной раствор внутри труб. Конденсированный пар, выходящий из испарителя через дистилляторную линию, используется для подогрева рабочей жидкости в испарителе, а затем идет в парогенератор для получения пара, который возвращается под землю.
Находящийся в трубах концентрированный соляной раствор опускается назад в бак испарителя и вновь подается на верхнюю часть конденсатора для следующего прохода по трубам. Небольшая порция соляного раствора уходит в слив, чтобы поддерживать необходимую концентрацию рециркулируемого рассола. Температура в трубах доходит до 100 градусов Цельсия, а пар, находящийся вне труб, на несколько градусов горячее. Давление в трубах – около двух килопаскалей, а в межтрубной зоне – 30-35 килопаскалей.
Кэрролл Маккормик – наш внештатный автор из Монреаля.
ФОТОГРАФИИ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ компанией Associated Tube Industries
 Roger Thomas Lalit Jain |
