logo
GOSNIKI_7_raspechatat_novye_isprav

17. Выбор рациональных режимов эксплуатации магистрального нефтепровода

18.Сущность послед. перекачки н. и н\тов методом прямого контактирования. Рассмотреть механизм смесеобразования в зоне контакта послед. движущих партий н\та.

Сущность послед.-ой перекачки н. прямым контактированием состоит в том, что разносортные н., отдельными партиями определенных объемов перекач.-ся по опред. т\ду.

Причины use послед. перекачки.: 1) Н. одного и того же месторождения имеют разл. хим. состав. Смешивание таких нефтей нецелесообразно т.к. усложняется процесс отделения фракций. Кроме того разл. по качеству н. имеют разную цену. Для каждой отд. н. строить отд. т\д нецелесообразно; 2) Продукты н\переработки (бензины, керосины, дизтоплива поставл.-е по т\дам) имеют не достаточные V-ы для строит. самост.-х т\дов; 3) В условиях н\баз послед. перекачка не избежна, т.к. невозможно стр.-во т\да для кажд. н\да.

Механизм смесеобразования.

При ламинарном режиме V струйки на оси трубы 2 раза выше среднего V потока. На стенке V=0 (условия прилипания). С течением времени вытесняющая ж.-ть В будет все больше вклиневаться в вытесненную ж.-ть А , а на стенках перемещ.-ся не будет. В определенный момент времени весь т\д будет заполнен последующ. перекач. ж.-ю, это фаза замещения, далее нач. фаза вымывания, тогда постеп. струйки более удаленные от оси достигают кон.-го сечения т\да. Процесс очень медленен. Для полного вымывания А необх. прокачать жидкость Б в кол.-ве 3-4 т\дов.

При турбулентном режиме.

После нач. перекачки ж.ть В вклинивается в ж.-ть А в соответсвии логар.-м профилем V-й. Однако уже в след. момент за счет попер.-х пульсаций V вклинивания ж.-ть В полностью перемешивается в переди идущую ж.-ть А. Далее эта смесь вклинивается в А, а В вклинив.-ся в смесь. Т.е. происх.-т увеличения кол.-ва смеси. Благодаря существованию попер. пульсаций, ж.-ть В не может постоян. вклиневаться в А. Кроме того А вымывается из пристенных зон и смесь движется как своеобраз. поршень.

П.п. необх. осущ.-ть при турбул. Режиме

19.Основные этапы тех. расчета н\да м\дом последовательной перекачки.

Метод последовательной перекачки заключается в том, что различные по качеству углеводородные жидкости отдельными партиями определенных объемов перекачиваются по одному т\ду.

В ходе расчета последовательной перекачки решаются следую­щие задачи:

-определение числа насосных станций;

-определение объема смеси, образующейся при вытеснении одной жидкости другой;

-определение объема партий нефтепродуктов;

Исходными данными для расчета н\провода явл.-ся данные о годовом объеме и свойствах н\продуктов, предназначенных к транспорту, дальности перекачки, допустимых концентрациях нефтепродуктов друг в друге, а также профиль трассы.

При гидравлическом расчете нефтепродуктопроводов сохраня­ется то же правило, что и при расчете нефте- и газопроводов: он выполняется для наиболее неблагоприятных условий.

Расчетная часовая пропускная способность нефтепродуктоп-ровода определяется как сумма объемных расходов каждого из н\продукто

где Grодi, ρi - соответственно годовой план перекачки и расчетная плотность i-гo нефтепродукта; s - число последовательно пере­качиваемых нефтепродуктов.

По известному часовому расходу подбираются основные и подпорные насосы, таким образом, чтобы Qчac была максимально близка к их номинальной подаче, удовлетворяя условию 0,8-Q11OM<Qчac<l,2.QHOM.

Определение экономически целесообразного диаметра н\продукте провода производится, исходя из необх.-ти перекачки с расходом Qчac наиболее вязкого из нефтепродуктов.

Далее строится совмещенная характеристика насосных станций и трубопровода при работе на каждом из нефтепродуктов. По совме­щенной характеристике определяют соответствующие рабочим точ­кам производительности перекачки каждого из нефтепродуктов Qчас1, Qчас2…Qчас,.

Определяется фактическое число суток перекачки каждого н\продукта

и проверяется выполнение условия, что суммарная продолжительность перекачки всех н\дуктов в течение года не превышает 350 суток, т.е.

средняя скорость н. в т\де

где d - внутренний диаметр трубы.

Потери напора на трение в трубе круглого сечения определяют по формуле Дарси - Вейсбаха

где λ — коэф. гидравлич. сопротивления; L — длина т\да.

Режим движения потока в т\де характеризуется числом Рейнольдса

При ламинарном режиме течения, т.е. при Rе<2320, коэф. гидравлического сопротивления определяют по формуле Стокса

При турбулентном режиме течения различают три зоны трения: гидравлич. гладких труб (λ зависит только от Rе) смешанного трения (λ зависит от Rе и относ.-ой шероховатости труб ε ), квадратичного трения (λ зависит только от ε). Границами этих зон явл.-ся переходные числа Рейнольдса

где ε= Кэ/d – относит. шероховатость труб, выраженная ч\з эквивалентную шероховатость Кэ (табл.) и диаметр. Условия существования различных зон трения таковы: - гидравлич. гладкие трубы

-зона смешанного трения (переходная зона)

-зона квадратичного трения

Для зоны смешанного трения λ рекомендуется вычислять по формуле Альтшуля

В зоне квадратичного трения значение λ рекомендуется опред.-ть по формуле Шифринсона

Гидравлический уклон есть потеря напора на трение на единице длины т\да

На линейной части т\да имеются местные сопротивления - задвижки, повороты, сужения и т.п. Потери напора на них определяют по формуле

где ξг – коэф. местного сопротивления, зависящий как от вида сопротивления, так и от характера течения жидкости.

Для маг. т\дов потери напора на местные сопротивления незначительны, их принимают равными 2% от потерь на трение.

Кроме того, в конце т\да должен поддерживаться остаточный напор Нкп, необх.-ый для закачки н. в резервуары.

В соотв.-ии с «Нормами проект.-ния» маг.-ые н\ды протяженностью более 600 км делятся на экспл.-ые участки, длиной от 400 до 600 км. Соответственно их число составляет

На станциях, расположенных на границе экспл.-ых участков, вместимость резервуарного парка должна составлять 0,3...0,5 суточн. пропускной способ.-сти т\да. Следовательно напор Нкп будет использован Nэ, раз.

Т. о., полные потери напора в т\де

где Δz - разность геодезических отметок конца zг и начала z1 т\да.

Станции, расположенные на границах эксплуатационных участков, являются как бы головными для своих участков. Поэтому на них устанавливаются подпорные насосы, развивающие суммарный напор nэ-Н2. Следовательно, суммарный напор, развиваемый насосными станциями н\да, склад.-тся из напора, развиваемого всеми подпорными насосами «головных» насосных станций Nэ • Н2 и суммарного напора n станций, т.е.

где Нст -расчетный напор одной станции

Уравнение баланса напоров имеет вид

Из формулы следует, что расчетное число насосных станций равно

20.Способы перекачки высокозастывающих и застывающих н. Т\дный транспорт высоковязких и высокозастывающих н. и н\продуктов затруднен из-за их повышенной вязкости, высокой температуры застывания и других реологических особенностей. Высокая величина коэф. гидр. сопротивления при температуре окруж. среды вызывает необходимость сооружения большого числа насосных станций, что эконом. не всегда целесообразно. Поэтому наряду с обычной изотермической перекачкой применяют и др. м\ды транспорта таких н.: 1) гидроперекачку; 2)перекачку с предварительным улучшением реологических св.-в (путем барообработки, термодеструктивной обработки, механич. воздействия, с помощью добавления жидких разбавителей, газонасыщения, присадок, термообработки); 3) перекачку с подогревом

Гидроперекачкой наз. совместную перекачку высоковязких н. и воды. Известно несколько способов гидроперекачки: 1)перекачка н. внутри водяного кольца; 2) перекачка водонефтяной смеси в виде эмульсии типа «нефть в воде» (н/в); 3) перекачка н. и воды без вмешательства в формирование стр.-ры потока.

Перекачка нефтей, предварительно подвергнутых барообработке. Барообработкой наз. обработка неньютоновских н. давлением с целью улучшения их реологических св.-в.

Перекачка нефтей с применением термодеструктивной обработки. Термодеструкт. обработкой наз. нагрев высоковязких н. до 490 °С при соответствующем давлении с целью расщепления (деструкции) высокомолекулярных соед.-ий на легкие маловязкие углевод.-ые составляющие.

Перекачка с предварительным улучшением реологических свойств нефтей за счет механического воздействия. Сущность дан. м\да перекачки состоит в т., что высокопарафинистую н. охлаждают до образования в ней парафиновой стр.-ры, а затем мех.-м путем разрушают последнюю. Содержащиеся в н. смолы и асфальтены обволакивают «осколки» парафина, препятствуя их повторному соединению.

Перекачка высоковязких н. в смеси с жидкими углеводородн. разбавителями. Одним из эффективных и доступных способов улучшения реологических св.-в высоковязких н. и н\продуктов явл. применение углеводородных разбавителей: газового конденсата и маловязких н.

Перекачка термически обработанных н. Термообработкой н. наз. ее тепловая обработка, предусматривающая нагрев н. выше температуры плавления парафинов и последующее охлаждение с заданной скоростью для улучшения реол. параметров.

Перекачка высокозастывающих парафинистых н. с депрессорными присадками. Применение депрессорных присадок (депрессаторов) - веществ, уменьшающих температуру застывания, вязкость и предельное напряжение сдвига высокозастывающих парафинистых н. - один из перспективных способов их транспорта.

Перекачка н. с подогревом. Наиболее распространенным способом т\дного транспорта высоковязких и высокозастывающих н. в настоящее время явл. их перекачка с подогревом. Поэтому мы рассмотрим ее наиболее подробно.

Существует несколько вариантов перекачки высокозастывающих н. с подогревом. Для коротких (чаще нефтебазовых) т\дов используют м\ды электроподогрева: 1)путем пропуска электрического тока по телу трубы; 2)применением электронагревательных элементов в виде спец. кабелей и лент.