Снижение гидравлических сопротивлений и энергетических затрат на перекачку нефти (нефтепродуктов) за счет применения противотурбулентных присадок - Методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов
Одним из способов увеличения пропускной способности трубопроводов, перекачивающих нефтепродукты, открытым в конце 40-х годов прошлого столетия английским ученым Томсом, является введение в их поток специальных высокомолекулярных присадок. Присадки создают эффект, снижающий гидравлическое сопротивление при перекачке, а следовательно, и уменьшающий затраты электроэнергии на привод насосов. Этот эффект по имени его открывателя называется эффектом Томса.
Механизм действия подобных присадок основан на гашении турбулентных пульсаций вблизи внутренней поверхности трубопровода за счет взаимодействия длинномерных молекул присадки с турбулентными вихрями, зарождающимися на стенках трубопровода. При этом эффект, как правило, достигается при чрезвычайно малых концентрациях присадок в объеме жидкости, к которой они добавляются.
На величину снижения гидравлического сопротивления турбулентного потока и технико-экономические показатели применения присадок влияют следующие факторы:
- - химическая природа присадки; - молекулярные характеристики полимера: структура, молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение (ММР), линейный размеры макромолекулярных клубков; - эксплутационные характеристики присадки; - непосредственно технологические характеристики (концентрация активного вещества в товарной форме присадки, кинетика растворения в нефти, кинетика механической и термической деструкции); - транспортно-складские характеристики (товарная форма присадки - гелеобразная или суспензионная, деструкция, обусловленная длительностью хранения присадки, температура застывания); - гидродинамические режимные параметры трубопровода(температура, скорость, давление, наличие водных и газовых скоплений, отложений парафина и мехпримесей); - теплофизические параметры перекачиваемой нефти (вязкость, плотность); - конструктивные и геометрические параметры (внутренний диаметр, шероховатость труб, лупинги, вставки, местные сопротивления).
Для проектирования режимов перекачки с использованием противотурбулентных присадок (ПТП) необходимо знать, как изменяется коэффициент гидравлического сопротивления при введении присадки с той или иной концентрацией. С этой целью проводят стендовые испытания присадки, в ходе которых определяется эффект снижения коэффициента гидравлического сопротивления, после чего проводят промышленные испытания.
За счет гашения пристеночной турбулентности происходит снижение гидравлического сопротивления, оказываемого потоку трубой. Поэтому таким мероприятием достигается либо увеличение производительности перекачки (при том же самом перепаде давлений), либо снижением давления на перекачивающих станциях (при сохранении производительности перекачки), причем эффект снижения гидравлического сопротивления, а значит и расхода электроэнергии, может составлять от 20 до 60%.
Технологический процесс перекачки нефти с применением противотурбулентных присадок предполагает непрерывный ввод небольшого количество специальной высокомолекулярной полимерной присадки во внутреннюю полость магистрального нефтепровода. Важным обстоятельством является выбор конкретного трубопровода. Принимая во внимание опыт промышленных испытаний различных противотурбулентных присадок на нефтепроводах, предварительный выбор трубопровода для применения перекачки нефти с применением противотурбулентных присадок должен быть произведен с учетом следующих соображений:
- - применение противотурбулентных присадок является эффективным только для трубопроводов с турбулентным режимом течения; - нефтепровод должен работать с максимальной (номинальной) или близкой к ней производительностью перекачки, а также иметь техническую возможность ее увеличения на 15-20 % в течение времени прохождения нефти с присадкой. Подобная ситуация реализуется при санации (сохранении на прежнем уровне) пропускной способности трубопровода, когда имеет место доказанное снижение допустимого рабочего давления по сравнению с проектным из-за потери прочности материала труб при сохранении проектных энергетических возможностей установленных насосных агрегатов. - при уменьшении потери давления на испытательном участке не должна появляться перевальная точка, а также не должно быть местного превышения допустимого давления в трубопроводе при увеличении расхода, и снижения подпоров перед насосными агрегатами ниже допустимого.
Наиболее известными из зарубежных противотурбулентных присадок (ПТП) к нефтепродуктам являются присадка "CDR-102" американской фирмы "Dupon-Conoco" и присадки "Necadd -447" И "Necadd -547" Финской фирмы "Nеste", созданные на углеводородной основе. Первая пригодна в равной степени для перекачки как бензина, так и дизельного топлива, вторая - рекомендуется главным образом для дизельного топлива. Для нефти, например, используется присадка "Liquid Power" (W и AG) фирмы "Conoco Phillips"
Использование противотурбулентных присадок имеет некоторое специфическое ограничение: при длительном действии присадок в турбулентном потоке они разрушаются; особенно велико их разрушение при прохождении через насосы перекачивающих станций. Поэтому при использовании присадок приходится после прохождения каждой насосной станции вводить в поток свежие порции присадок.
Опытно-промышленная перекачка показала, что противотурбулентная присадка:
- - экономит электроэнергию на транспортировку нефтепродуктов за счет снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе; - снижает давление, необходимое на перекачку, в условиях поддержания постоянного расхода; - увеличивает пропускную способность трубопровода при поддержании постоянного давления (увеличение расхода на 45%); - создает лучшие условия очистки трубопроводов за счет увеличения скорости перекачки и создания эффекта "отрыва" частиц отложений от стенки трубопровода.
Однако противотурбулентная присадка в количестве до 10 Г активного вещества на тонну дизтоплива значительно ухудшает коэффициент фильтруемости исходного дизельного топлива. При прохождении через магистральные насосы присадка частично разрушается, что определяется снижением коэффициента фильтруемости дизтоплива в 1,5 - 5 раз.
В результате проведенной опытно-промышленной перекачки с использованием противотурбулентной присадки, показавшей высокую эффективность, были даны рекомендации по ее использованию на нефтепродуктопроводах с последующим разрушением присадки методом пропуска обработанного дизтоплива через быстроходные насосы.
Похожие статьи
-
Основные энергетические термины и понятия Основные энергетические термины и понятия приняты в соответствии с ГОСТ 19431-84 " Энергетика и электрификация....
-
Основная доля всех потерь нефти и нефтепродуктов приходится на испарение из резервуаров. Сокращение потерь от испарения достигается применением следующих...
-
ВВЕДЕНИЕ - Методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов
Развитие экономики страны невозможно без ускоренного развития магистральных газонефтепроводов, обеспечивающих бесперебойную доставку нефти и газа от...
-
Расчет гидравлического сопротивления колонны - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
Гидравлическое сопротивление обуславливает энергетические затраты на транспортировку газового потока через абсорбер [6, с.201]. Для тарельчатых колонн...
-
Диод Шоттки (назван в честь немецкого физика Baльтера Шоттки) - полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. Диоды Шоттки...
-
Ассортимент получаемых продуктов и их применение - Промышленные установки нефти и газа
Нефтеперерабатывающая промышленность обеспечивает потребность народного хозяйства в горючих и смазочных материалах. Кроме того, нефть расходуется на...
-
Введение Локализация и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов предусматривает выполнение многофункционального комплекса задач, реализацию...
-
Определение числа перекачивающих станций - Технологический расчет нефтепровода
На основании уравнения баланса напоров: Тогда необходимое число перекачивающих станций для условий обеспечения расчетной производительности нефтепровода...
-
Наибольшее распространение получили следующие типы расходомеров: Электромагнитные (магнитно-индукционные). Они основаны на использовании закона ЭМИ...
-
Расчет потерь электроэнергии Потребление электроэнергии осуществляется электродвигателями сетевых насосов, установленных на источнике теплоснабжения....
-
Установка 5-201/202 - Конденсатные ловушки СД и НД - Оборудование нефтяной компании
Многофазовый поток, поступающий с манифольдов скважин непосредственно направляется на две паралельные конденсатные ловушки СД 5-210-VQ-01A/B. Они...
-
Надежная работа переливного устройства определяется скоростнями движения в перетоке и зазоре между нижним срезом переточной трубы и основанием кармана....
-
Отложения на стенках устройств осадка в виде твердого и трудноудаляемого слоя из-за содержания в воде минеральных солей (преимущественно магния и...
-
В соответствии с рассчитанным выше диаметром колонны по приложениям (стр.220-221 [2]) подбираем стандартную колонну и тарелки. Принимаем к установке...
-
Цели метода конструирование, в конечном счете, следующие: - получение более лучших и более экономичных изделий; - рационализация и создание предпосылки...
-
Сущность метода и область применения Сущность состоит в том, что по неразъемной легкоплавкой модели изготавливают неразъемную разовую форму. Модели из...
-
РАСХОДОМЕРЫ ОБТЕКАНИЯ - Характеристика и сферы применения расходомеров
Принцип действия расходомеров обтекания основан на зависимости перемещения тела, находящегося в потоке и воспринимающего динамическое давление...
-
Материальный и тепловой балансы - Технология переработки нефти
Основой материального баланса является закон сохранения материи, согласно которому количество материала, поступающего в процесс (приходные статьи...
-
Гидравлический расчет - один из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети. Задачами гидравлического расчета в данной работе...
-
Рисунок 1.1 Схема тепловой сети. Источник: - расход прямой сетевой воды GПр = 628,9 т/ч, (БелГРЭС) - давление прямой сетевой воды РПр = 0,69 МПа, -...
-
Плазменная технология - молодая отрасль промышленности, интенсивное ее развитие началось в 50-х годах нашего столетия и бурно продолжается в разных...
-
Назначение установок первичной перегонки нефти - Промышленные установки нефти и газа
Современные ректификационные аппараты классифицируются в зависимости от их технологического назначения, давления, способа осуществления контакта между...
-
Гидравлический расчет тарелок - Ректификационная установка непрерывного действия
В соответствии с рассчитанным выше диаметром колонны подбираем стандартную колонну и тарелки. Принимаем к установке колонный аппарат диаметром 2000 мм;...
-
Установка СОЖ туманом - Проектирование и применение токарного станка модели 1К660Ф3
Установка предназначена для охлаждения режущего инструмента распыленной жидкостью. Работает следующим образом: - от цеховой магистрали сжатый воздух под...
-
При проведении количественного анализа риска линейной части магистральных нефтепроводов, как проектируемых, так и действующих, является вычисление...
-
Исследования, Гидравлический режим - Описание работы нагревательных котлов
Многочисленные обследования жаротрубных котлов показали некоторые особенности их эксплуатации. Гидравлический режим Основной особенностью гидравлического...
-
Обзор методов и средств поверки манометров пружинных образцовых типа МО Манометров пружинных образцовых типа МО предназначены для проверки в лабораторных...
-
Общие сведения о перегонке и ректификации - Промышленные установки нефти и газа
С основными закономерностями процессов физической переработки нефти и газов, в частности, перегонки и ректификации, а также конструкцией и принципами...
-
Гидравлический расчет нефтепровода - Технологический расчет нефтепровода
Гидравлический расчет нефтепровода выполняется для найденного значения внутреннего диаметра D . Результатом гидравлического расчета является определение...
-
Расчетная плотность нефти при температуре Т=ТР определяется по формуле Где - температурная поправка, кг/(м3-К), =1,825 - 0,001315293 ; 293 - плотность...
-
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВНУТРИДОМОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ - Проектирование системы газоснабжения
Как указывалось ранее, газопровод проводится пофасадно снаружи дома на уровне между первым и вторым этажом. На вводе газопровода в здание устанавливают...
-
Построение характеристики насоса , где Номинальное давление, развиваемое насосом, МПа. КПД насоса. МПа (1) Откуда Номинальный расход насоса, Принимаем и...
-
Минимальная высота подхвата позволяет использовать Разжимы гидравлические при точной установке и выверке оборудования на фундаментах и при расширении...
-
Применение углепластиков - Свойства и применение углепластиков
Углепластик (карбон) имеет невероятно широкую сферу применения. Углеродные материалы и изделия из них можно встретить в самых разнообразных отраслях...
-
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были произведены измерения параметров теплоносителя тепломагистрали №2 тепловых сетей поселка Инской,...
-
Задача светотехнического расчета определить потребляемую мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате прямого...
-
ТЕПЛОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ - Характеристика и сферы применения расходомеров
Тепловые расходомеры могут применяться при измерении небольших расходов практически любых сред при различных их параметрах. Кроме того, они весьма...
-
РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ - Характеристика и сферы применения расходомеров
Одним из наиболее распространенных средств измерений расхода жидкостей и газов (паров), протекающих по трубопроводам, являются расходомеры переменного...
-
Естественные скоростная и механическая характеристики. Рассмотрим более подробно характеристики двигателя параллельного возбуждения, которые определяют...
-
Монтаж дворовой сети водопровода. - Монтаж водопроводов. Сварочный пост
Дворовую сеть водопровода укладывают в земле. Глубина укладки труб зависит от глубины промерзания почвы в данном районе и должна быть такой же, как и...
Снижение гидравлических сопротивлений и энергетических затрат на перекачку нефти (нефтепродуктов) за счет применения противотурбулентных присадок - Методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов