НИИСТРОМ на конференции в Томске: адаптивные решения для факельных амбаров

На VIII научно-технической конференции «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений» в Томске компания НИИСТРОМ представила технологию футеровки и теплоизоляции факельных амбаров газофакельных установок (ГФУ). С докладом выступил операционный директор Опытного завода «УралНИИстром» Кирилл Морозов. Компания показала результаты инженерных разработок и моделирования, подтвердивших эффективность адаптивных решений для различных типов амбаров.

Факельный амбар обеспечивает сжигание избыточного газа, технологических отходов и пластовой воды при пусках установки и нештатных режимах. Условия его эксплуатации крайне разнообразны: некоторые объекты расположены на вечной мерзлоте, где нужно минимизировать теплопередачу в грунт, тогда как на участках с талым грунтом важны термостойкость и долговечность облицовки при длительных циклах нагрева–охлаждения.

Как подчеркнул Кирилл Морозов, «каждый амбар — индивидуален»: тепловые режимы, состав горючих продуктов и параметры факела могут существенно различаться, поэтому конструкция футеровки должна подбираться под конкретный сценарий эксплуатации.

Разработанное НИИСТРОМ решение представляет собой двухслойную конструкцию: футеровочные плиты (ФП) из жаростойкого бетона, служащие внутренней облицовкой, и изоляционный слой UVerm на основе вспученного вермикулита под ними. Плиты ФП принимают на себя основные тепловые и механические нагрузки. Их армирование металлической сеткой предотвращает растрескивание при термошоках и сохраняет геометрию при повторных циклах нагрев–заморозка. Бетон плит обладает высокой прочностью, водонепроницаемостью и термоморозостойкостью. В наиболее нагруженных зонах амбара установлены съёмные огнеупорные вставки, что позволяет быстро заменять элементы без демонтажа всей футеровки.

Теплоизоляционный слой UVerm выполняет защитную функцию. Смесь из вспученного вермикулита обладает низким коэффициентом теплопроводности (0,07–0,09 Вт/м·К) и сохраняет стабильную структуру при многократных циклах замораживания–оттаивания. Благодаря этому изоляция не деформируется и не теряет своих свойств даже после длительной эксплуатации, предотвращая передачу тепла на нижележащие конструкции.

Компьютерное моделирование подтвердило эффективность конструкции: при длительной работе ГФУ температура грунта под слоем UVerm не превышала –2 °C, что позволяет сохранить мерзлый грунт. В экстремальном режиме (температура факела свыше 1200 °C) в некоторых зонах наблюдались оплавления и частичные разрушения плит, подтвердившие необходимость дифференцированного подбора материалов и усиления бетона для самых горячих участков. Натурные испытания согласовывались с расчётами: в 24-часовом непрерывном режиме температура на уровне грунта оставалась отрицательной, а после остановки ГФУ футеровка быстро остывала и практически не успевала прогревать основание — важный фактор при циклической работе.

По словам Кирилла Морозова, технология уже доказала надёжность на промыслах Западной Сибири и Ямала. Сейчас основная задача — адаптировать и оптимизировать её под конкретные климатические и технологические условия каждого объекта.

Ключевые преимущества технологии:
•        Надёжность и долговечность: срок службы футеровки превышает 15 лет.
•        Экономичность: стоимость системы примерно в 2 раза ниже традиционной кирпичной футеровки.
•        Оперативность: быстрый монтаж и возможность ремонта в зимних условиях.
•        Экологическая безопасность: гарантированная защита вечной мерзлоты при эксплуатации амбаров.
•        Проверено на практике: технология испытана более чем на 250 объектах в Западной Сибири и на Ямале.

Комплексный инженерный подход НИИСТРОМ к проектированию футеровки и теплоизоляции факельных амбаров учитывает региональные особенности и технологические нагрузки. Адаптивное проектирование плит и специализированные материалы обеспечивают высокую надёжность и долговечность конструкций, отвечая современным требованиям отрасли к экологичности и эффективности. Такой подход отражает профессиональную инженерную культуру компании и способствует развитию отрасли.