Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Муратова Вера Ивановна

Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов
<
Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Муратова Вера Ивановна. Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов: диссертация ... кандидата технических наук: 25.00.19 / Муратова Вера Ивановна;[Место защиты: Уфимский государственный нефтяной технический университет].- Уфа, 2014.- 149 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Обзор литературы о технологии приме-нения противотурбулентных присадок для повышения эффективности трубопро-водных систем 8

1.1 Добавки, применяемые в качестве агентов снижения гидравлического сопротивления. 8

1.2 Механизм действия противотурбулентных присадок 15

1.3 История и современное состояние технологии применения противотурбулентных присадок для транспортировки нефти и нефтепродуктов 22

1.4 Исследование эффективности присадок в лабораторных условиях 30 Выводы по главе 1 35

ГЛАВА 2 Исследование эффективности противо-турбулентных присадок на дисковом тур-бореометре 36

2.1 Методика проведения эксперимента на турбулентном реометре 36

2.2 Обработка результатов лабораторных исследований... 47

2.3 Сопоставление результатов определения эффективности противотурбулентных присадок, полученных на дисковом реометре и по промышленным данным

63 Выводы по главе 2 72

3 ГЛАВА 3 Увеличение пропускной способности трубопровода при использовании противо-турбулентных присадок 73

3.1 Выбор формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления при использовании противотурбу-лентных присадок 73

3.2 Расчет необходимой концентрации противотурбулент-ной присадки для обеспечения требуемой производительности трубопровода 79

3.3 Определение времени выхода трубопровода на заданную производительность при замещении жидкости с проти-вотурбулентной присадкой 84 Выводы по главе 3 91

ГЛАВА 4 Осложнения при прохождении границы замещения жидкости с противо-турбулентной присадкой 92

4.1 Обеспечение безаварийной работы трубопровода на участке с ограничением по давлению 92

4.2 Возникновение перевальных точек и участков безнапорного течения при прохождении границы замещения 97

4.3 Регулирование режимов работы нефтепродуктопроводов при прохождении границы замещения 105 Выводы по главе 4 111

Основные выводы и рекомендации 112

список использованной литературы 113

Введение к работе

Актуальность работы связана с возрастающим интересом к применению полимерных добавок в отрасли трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Противотурбулентные присадки (ПТП) позволяют решать многочисленные задачи магистрального трубопроводного транспорта. К основным достоинствам применения данной технологии можно отнести высокую эффективность и возможность монтажа необходимого оборудования в кратчайший период.

Сложившаяся тенденция увеличения добычи нефти в последние годы и планируемый рост добычи в последующий период приводит к тому, что возникает необходимость транспортировать все большее количество добытой нефти как к местам её переработки внутри страны, так и на экспорт. Продолжает возрастать загруженность сети нефтепродуктопроводов. К перспективному направлению использования полимерных добавок относится трубопроводный транспорт конденсата.

В настоящее время определение эффективности противотурбулентных присадок производится в процессе опытно-промышленных транспортировок на магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах. Для проведения данных испытаний необходимы затраты как времени, так и материальных ресурсов. Вместе с тем значительно проще проводить данные исследования в лабораторных условиях. Однако в этом случае возникает проблема достоверного переноса результатов лабораторных экспериментов на промышленные условия.

Кроме того, в настоящее время не решен ряд вопросов, связанных с применением противотурбулентных присадок на действующих трубопроводах, в том числе с определением их концентрации для достижения заданного увеличения производительности перекачки и с анализом изменения напора по длине трубопровода в процессе прямого и обратного замещения жидкости, содержащей ПТП.

Цель работы – повышение гидравлической эффективности нефте- и нефтепродуктопроводов при использовании противотурбулентных присадок на основании совершенствования методов расчета.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы и решены следующие задачи исследования:

  1. Разработка методики прогнозирования гидравлической эффективности противотурбулентных присадок в трубопроводах на основе лабораторной реометрии.

  2. Повышение точности расчета коэффициента гидравлического сопротивления при транспортировке нефти и нефтепродуктов с противотурбулентными присадками.

  3. Разработка рекомендаций по определению концентрации противотурбулентных присадок для достижения заданного увеличения производительности перекачки действующих нефте- и нефтепродуктопроводов.

  4. Анализ изменения напора по длине трубопровода при перемещении границы замещения жидкости с противотурбулентной присадкой.

Научная новизна:

  1. Сформулирована и аналитически решена задача о прогнозировании гидравлической эффективности противотурбулентных присадок в диапазоне концентраций практического применения в условиях перекачки нефти и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам.

  2. Впервые установлены зависимости для определения напора на границе замещения жидкости с противотурбулентной присадкой при ее движении в прямом и обратном направлении, интервалы различных методов регулирования при наличии на трассе участков с ограничениями по рабочему давлению.

Практическая ценность работы. Расчетные зависимости для определения коэффициента гидравлического сопротивления с учетом противотурбулентных присадок были использованы ССП УГНТУ ХНИЛ

«Транснефтегаз» в программном комплексе «Гидравлический расчет нефтепродуктопроводных систем» (ГРАНС-НПП).

Полученные в работе результаты применяются в учебном процессе при подготовке инженеров, бакалавров и магистров по направлению «Нефтегазовое дело» на кафедре «Транспорт и хранение нефти и газа» в ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Методы исследований. Поставленные в работе цели и задачи решались с использованием действующих методик проведения экспериментальных исследований и применением современных средств и поверенного метрологического оборудования, анализа и сопоставления результатов лабораторных исследований и опытно-промышленных транспортировок.

Основные защищаемые положения. Результаты проведенных лабораторных исследований в виде графиков и таблиц; эмпирическая зависимость для прогнозирования гидравлической эффективности противотурбулентных присадок в условиях перекачки нефти и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам; уравнения, описывающие изменение напора по длине участка трубопровода на границе замещения жидкости с присадкой и без нее; общие значимые выводы и рекомендации.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 58, 59, 63 научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Уфа, 2007, 2008, 2012 гг.; международных учебно-научно-практических конференциях «Трубопроводный транспорт – 2007, 2008, 2010, 2011, 2012, 2013», г. Уфа; международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела», г. Уфа, 2012 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов; содержит 149 страниц машинописного текста, включая 10 таблиц, 31 рисунок, 3 приложения и библиографический список из 142 наименований.

История и современное состояние технологии применения противотурбулентных присадок для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Перспективы практического применения эффекта Томса в отрасли трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов вызвали живой интерес множества отечественных и зарубежных исследователей [80].

Сотрудниками СредазНИИГаза [2] были проведены экспериментальные исследования влияния полиизобутилена на процесс перекачки дизельного топлива и газового конденсата Мубарекского месторождения по трубопроводам диаметром 10 и 15 мм. Во всех случаях наблюдалось снижение регистрируемых потерь напора и потребляемой мощности электродвигателя.

В 1974 году учеными Азербайджанского института нефти и химии им. М. Азизбекова были выполнены лабораторные эксперименты по изучению влияние присадок (нефтяного кокса и гудрона) на турбулентное течение керосина и нефти. Результаты испытаний выявили, что максимальное снижение гидравлического сопротивления (до 50%) достигается при определенном значении концентрации добавок (0,4%) и дальнейшее ее увеличение не приводит к повышению эффективности системы [35, 90].

Обширное исследование полимерных добавок и их значительный выбор потребовали проведения экспериментов для сравнения эксплуатационных свойств присадок CDR-102, FLO-1020, Necadd-547. Изучение характеристик данных присадок на лабораторной установке и сравнение различных показателей (фазы растворения и деструкции) выявили наибольшую эффективность присадки Necadd-547 [100].

Впервые на крупных трубопроводах противотурбулентные присадки были применены в 1979 году на Трансаляскинском магистральном нефтепроводе фирмой «Trans Alaska Pipeline System». Исследование влияния полимерной добавки CDR-101, а затем и улучшенной присадки CDR-102 на пропускную способность нефтепровода позволило получить увеличение производительности на 16-32 тыс. м3/сут [83, 107].

При снижении добычи нефти на месторождениях Северного склона Аляски в 1996 году были выведены из эксплуатации две из десяти перекачивающие стации. Использование противотурбулентных присадок в данной ситуации позволило поддерживать производительность перекачки выше проектной [138].

В начале 80-х гг. ХХ века фирма «Fillips Pipe Line» использовала противотурбулентные присадки для уменьшения затрат на перекачку неф 24 тепродуктов от нефтеперерабатывающего завода в Боргере штата Техас до распределительной нефтебазы в Паоло штата Канзас. Применение присадки CDR позволило отключить одну из перекачивающих станций при снижении потерь на трение на 23% [83].

В середине 80-х гг. ХХ века в компании «Shell Pipeline» возникла необходимость увеличения пропускной способности одного из нефтепроводов в связи с возросшей добычей нефти платформы фирмы «Shell Oil» в районе Коньяк Мексиканского залива. Специально оборудованная баржа с установкой для ввода присадки была размещена на проблемном участке, что позволило увеличить производительность трубопровода в кратчайший период при концентрации вводимого полимера от 15 до 30 мг/г [82, 102].

Компания «Chemlink petroleum» на различных трубопроводах для увеличения их производительности использовала противотурбулентную присадку Flo pipeline buster. Получены следующие результаты: относительное снижение сопротивления для бензина составило 49% при массовой доле добавки 5,810-4%; для дизельного топлива – 44% при содержании присадки 4,210-4 %; для сырой нефти – от 27 до 56% в зависимости от ее концентрации [66].

В начале 90-х ХХ века компанией «Lakehead Pipe Line» проводилось гидростатическое испытание принадлежавшего ей нефтепровода, проходившего в системе параллельно с двумя нефтепроводами фирмы «Interpro-vincial Pipe Line». Увеличение производительности перекачки нефтей различной плотности и газового конденсата при отключении одной из технологических линий было достигнуто введением присадки CDR на отдельных перекачивающих станциях [123].

При использовании противотурбулентных добавок было достигнуто увеличение производительности до 60,4 м3/сут Трансэквадорского нефтепровода на участке от НПС «Lago-Agrio» до НПС «Baeza» компанией Petroleos del Equador [127]. В отечественной практике применение противотурбулентных присадок на промышленных объектах началось в 1985 году. На конечном участке нефтепровода «Лисичанск – Тихорецк» вводилась присадка CDR-102 [87].

В начале 90-х гг. ХХ в. производственным объединением магистральных нефтепроводов Центральной Сибири совместно с Томским политехническим институтом проводилось испытание действия присадки Виол на магистральном нефтепроводе «Александровское – Анжеро-Судженск». Введение полимерной добавки Виол в концентрации 40 г/т на конечном пункте «Орловка – Анжеро-Судженск» позволило увеличить производительность перекачки на 2–3% при одновременном снижении давления на узле ввода с 1,5 до 1,375 МПа [14, 88].

В 1993 году проводилась опытно-промышленная транспортировка улучшенной противотурбулентной присадки Виол на магистральном нефтепроводе «Тихорецк – Нововеличковская – Крымская – Новороссийск». С помощью добавки с концентрацией полимера 7 г/т на головной нефтеперекачивающей станции удалось добиться повышения расхода нефти на 7% [87, 88].

В этот же период авторами работы [10] были проведены исследования 40 различных присадок для выявления наиболее эффективных агентов снижения сопротивления нефти. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что присадки проявляют лучшие показатели в маловязких нефтях, однако положительный эффект получен и для нефтей с вязкостью до 20 мПас.

С середины 90-х гг. ХХ в. компания ОАО «АК «Транснефтепродукт» начинает проведение опытно-промышленных транспортировок нефтепродуктов с различными противотурбулентными присадками.

В 1997 году на участке «Пенза – Соседка – Никольское» магистрального нефтепродуктопровода «Уфа – Западное направление» проводилось изучение эксплуатационных свойств присадки Necadd-547 и их влияние на перекачиваемое дизельное топливо. В результате произошло увеличение расхода на 58,4% при концентрации присадки 195 г/т. Однако введение полимера в таком количестве привело к ухудшению коэффициента фильт-руемости нефтепродукта [31, 33].

Полученные результаты потребовали проведения в 1998 году испытаний данной присадки на магистральном нефтепродуктопроводе «8Н – Сенно – Дисна». При концентрации полимера 38,5 г/т увеличение производительности достигло 21,5%, что также выявило превышение нормативного значения коэффициента фильтруемости дизельного топлива. Объяснением данного обстоятельства явилось отсутствие предварительной очистки внутренней полости нефтепродуктопровода и выноса механических примесей из лупинга на участке «8Н – Сенно» [24].

В 2002 году на участке «Никольское – Становая – Стальной Конь – 1Д – 8Н» магистрального нефтепродуктопровода при экспериментальных перекачках дизельного топлива использовалась улучшенная присадка Necadd-447. По результатам двух экспериментов ухудшение показателей качества нефтепродукта выявлено не было. Поэтому в конце 2002 года началась опытно-промышленная транспортировка на данном участке. Введение полимерной добавки на всех перекачивающих станциях привело к увеличению производительности от 7,6 до 20,5% при концентрации присадки 4–8 г/т.

Введение противотурбулентной присадки Necadd-447 в дизельное топливо на участке «Дисна – Илуксте» в 2004 году позволило добиться повышения расхода перекачки на 20-27% в зависимости от концентрации полимера.

В 2004 году на участке «Прибой – Журавлинская» присадка Necadd-447 вводилась в дизельное топливо в концентрации 4 г/т, что привело к увеличению производительности перекачки на 12 и 24% в зависимости от комбинации работающих насосных агрегатов [32]. Применение противотурбулентной присадки Necadd-447 на магистральном нефтепродуктопроводе «Уфа – Западное направление» на участке «Черкассы – Прибой» при проведении опытно-промышленной транспортировки в 2006 году позволило сделать вывод об оправданной эффективности применения присадки. При этом экономический эффект от использования присадки при увеличении производительности перекачки на 5 тыс.т/сут составляет около 336,625 тыс.руб/сут [8].

В 2009 году применение противотурбулентной присадки на участке «Соседка – Никольское» магистрального нефтепродуктопровода «Куйбышев – Брянск» позволило поддержать производительность перекачки нефтепродукта при снижении давления до проведения ремонтных работ на обнаруженном дефектном участке [33].

Противотурбулентные присадки так же успешно применяются и на магистральных нефтепроводах. Так в 2001 году возникла необходимость увеличения пропускной способности магистрального нефтепровода «Узень – Атырау – Самара». Для решения данного вопроса была успешно применена присадка Liquid Power, позволившая добиться увеличения пропускной способности нефтепровода до 14,5 млн. т в год [135]. К 2003 году необходимо было повысить производительность перекачки до 16,5 млн.т в год, для чего использовалась присадка FLO XL в связи со значительным изменением состава нефтесмеси. Введение добавки FLO XL в концентрации 20 г/т на нефтеперекачивающей станции «Индер» и 5,2 г/т на линейной производственно-диспетчерской станции «Б. Чаган» для состава 87% западноказахстанской смеси нефтей и 13% смеси легких нефтей позволило увеличить производительность перекачки до 16,8 млн.т в год [21, 106].

В 2003 году в ОАО «АК «Транснефть» возникла необходимость увеличения пропускной способности Балтийской трубопроводной системы на участке НПС «Невская» – СМНП «Приморск». Применение присадки CDR-102 фирмы Conoco в концентрации 20 г/т позволило повысить производительность перекачки нефти на 17% [20].

Сопоставление результатов определения эффективности противотурбулентных присадок, полученных на дисковом реометре и по промышленным данным

При определении эффективности противотурбулентных присадок по промышленным результатам необходимо учитывать фактическое значение относительной шероховатости е, которое может быть найдено по данным эксплуатационных режимов без использования противотурбулентных присадок.

Рассмотрим линейный участок трубопровода, в начале которого предусмотрен узел ввода противотурбулентной присадки, длиной L, диаметром D, по которому перекачивается жидкость плотность со скоростью WQ. Давление в начале и конце участка при рассматриваемом режиме перекачки регистрируются манометрами рi и рг соответственно.

Анализ полученных графических зависимостей позволил установить следующие закономерности.

Положительная величина наблюдается при Re д от 1,4" 10 до 2,4" 10 для всех исследуемых присадок. Это соответствует достижению турбулентного режима и подтверждается авторами работ [29, 38, 116].

С возрастанием числа Рейнольдса Reд величина гидравлической эффективности также возрастает и достигает максимальных значений при Reд=6 \0 - 7" 10 .

С увеличением концентрации присадки до 20 - 40 ppm наблюдается возрастание гидравлической эффективности. Дальнейшее увеличение концентрации, напротив, приводит к некоторому снижению эффективности присадки. Это объясняется особенностями турбулентного обтекания жидкостью вращающегося диска в замкнутом объеме измерительного модуля, а также затуханием эффекта Томса за счет возрастания межмолекулярного трения полимерных клубков [62]. С учетом выявленных закономерностей можно представить зависимость (C, Reд) в виде дробно-полиномиальной функции вида

Для уменьшения погрешности вычислений расчет по формуле (2.1) рекомендуется выполнять при числах Рейнольдса Reд 5105, то есть при достижении развитого турбулентного режима обтекания диска. В итоге обработки полученных экспериментальных зависимостей методом наименьших квадратов получены значения коэффициентов формулы (2.1), котор ые приводятся в таблице 2.5.

При определении эффективности противотурбулентных присадок по промышленным результатам необходимо учитывать фактическое значение относительной шероховатости е, которое может быть найдено по данным эксплуатационных режимов без использования противотурбулентных присадок.

Рассмотрим линейный участок трубопровода, в начале которого предусмотрен узел ввода противотурбулентной присадки, длиной L, диаметром D, по которому перекачивается жидкость плотность со скоростью WQ. Давление в начале и конце участка при рассматриваемом режиме перекачки регистрируются манометрами рi и рг соответственно.

Совместная обработка данных опытно-промышленных испытаний противотурбулентных присадок и результатов лабораторных экспериментов на дисковом турбореометре позволили получить регрессионное уравнение вида

Расчет необходимой концентрации противотурбулент-ной присадки для обеспечения требуемой производительности трубопровода

На практике часто возникает задача определения концентрации про-тивотурбулентной присадки, необходимой для введения в поток транспортируемой жидкости, чтобы увеличить производительность трубопровода до заданного уровня.

Точное вычисление концентрации присадки имеет значение, как с экономической точки зрения – экономия средств за счет рационального дозирования, так и со стороны эксплуатационных характеристик перекачки – введение избыточного количества полимера может привести к аварийной ситуации при наличии ограничений по рабочему давлению на участках трубопровода.

Последний случай рассматривается в работе [42], где автор предлагает определять необходимую концентрацию присадки для заданного увеличения производительности по формуле «1

Использование данной формулы осложняется тем, что определение коэффициентов о - 2 возможно только по результатам проведения опытно-промышленных транспортировок. В работе [54] расчет требуемой концентрации противотурбулентной присадки предлагается определять в зависимости от коэффициента А, используемого в формуле (3.5) универсального закона сопротивления

Однако определение параметра А возможно только по результатам промышленных испытаний противотурбулентной присадки.

Автор работы [115] предлагают для определения концентрации присадки использовать следующую зависимость

Для полиизобутилена найденные значения эмпирических коэффициентов составляют 0=0,00352, 1=0,531, 2=0,426. Данные о коэффициентах для других типов присадок в работе отсутствуют.

Режим работы магистрального нефтепровода определяется совместным решением уравнений, описывающих гидравлическую характеристику линейной части трубопровода и напорную характеристику нефтеперекачивающей станции. При этом должны учитываться разрешенные давления, определяемые исходя из технического состояния трубопровода, а также ограничения на работу насосов.

В качестве примера рассмотрим работу магистрального трубопровода постоянного диаметра D, состоящего из одного линейного участка протяженностью L. На нефтеперекачивающей станции установлены подпорные и однотипные магистральные насосные агрегаты, соединенные последовательно. Производительность нефтепровода при рассматриваемом режиме перекачки определяется из решения уравнения баланса напоров:

Потери напора на трение hT могут быть определены любым из известных методов, например, по формуле Дарси-Вейсбаха.

Напорная характеристика центробежных насосов магистральных нефтепроводов (зависимость напора h от производительности Q) имеют вид полого падающей кривой. Рабочая область этой характеристики достаточно хорошо аппроксимируется уравнением параболы:

- для подпорного насоса hn =ап -bn -Q0 ;

- для магистрального насоса hM =ам -Ъм -Q0 ; где ап, Ъп , ам, Ьм - постоянные коэффициенты;

2о - расход перекачиваемой нефти без присадки.

Для решения уравнения (3.13) задаются комбинацией включения магистральных насосов на НПС. Производительность на выбранном режиме работы определяется графически (построением совмещенной характеристики трубопровода и НПС) либо численными методами.

Напор на выходе нефтеперекачивающей станции должен удовлетворять условию, накладываемому ограничением по максимальному напору

Увеличение пропускной способности нефтепровода свыше 2о невозможно без снижения гидравлического сопротивления трубопровода. При введении присадки в поток перекачиваемой нефти расход последней возрастет до значения Q/ Qo. При этом коэффициент увеличения пропускной способности определяется из соотношения

В случае необходимости увеличения пропускной способности трубопровода в х раз количество вводимой присадки определяется в следующей последовательности [67, 71, 74].

Возникновение перевальных точек и участков безнапорного течения при прохождении границы замещения

Прекращение ввода противотурбулентной присадки в поток транспортируемой жидкости (обратное замещение) приведет к постепенному уменьшению пропускной способности трубопровода [78].

При неизменном количестве работающих насосов на станции и полном вытеснении из трубопровода жидкости с противотурбулентной присадкой производительность вновь достигнет величины Q 0 = Qf/x .

На границе замещения жидкости с противотурбулентной присадкой будет наблюдаться локальное уменьшение напора, величина которого на удалении х от начала трубопровода может быть найдена из решения системы уравнений (4.4)

Изменение напора на границе раздела х по длине трубопровода имеет вид вогнутой кривой и также зависит только от положения границы раздела и величины коэффициента уменьшения производительности х. Кроме того, пересечение кривой движения границы раздела при обратном замещении с профилем трассы указывает на наличие перевальной точки и участков с безнапорным течением (рисунок 4.3).

При решении обратной задачи при прекращении ввода противотур-булентной присадки вид кривой величины hx будет иметь противоположный характер. Результаты вычислений представлены на рисунке 4.4 и в таблице 4.2 для различных значений коэффициента увеличения пропускной способности .Существование за перевальной точкой не полностью заполненного проходного сечения трубопровода приводит к образованию парогазовой полости. При увеличении скорости потока происходит вынос образовавшихся скоплений, что может привести к отказам оборудования и резервуаров вследствие гидравлического удара.

Пониженное давление жидкости (равное давлению насыщенных паров нефти или нефтепродукта) на участках с безнапорным течением и повышенное содержание в перекачиваемом продукте сернистых соединений может привести к возникновению коррозионных повреждений на внутренней поверхности стенки трубы [44].

Течение жидкости по трубопроводу неполным сечением приводит к искажению информации при проведении внутритрубной диагностики [64].

Подобные процессы могут также возникать на рельефных трубопроводах, при включении и отключении насосных агрегатов, образовании разрывов трубы [52].

В случае возникновения перевальной точки при обратном замещении, пьезометрический напор на границе раздела x определяется из решения следующих систем уравнений:

В случае снижения давления в точке перевала до значения давления насыщенных паров, происходит разрыв сплошности потока и образование парогазовой полости. Такая ситуация может возникнуть даже тогда, когда при расчетной производительности Qf (стационарном режиме перекачки жидкости с противотурбулентной присадкой) перевальная точка не существует (рисунок 4.3). Это обстоятельство следует учитывать при проведении балансового учета принятого и отгруженного нефтепродукта.

В качестве примера возьмем работу того же горизонтального трубопровода длиной L=120 км и диаметром /)=0,514 м, по которому перекачи-вается дизельное топливо (/ =840 кг/м ; v=5-10 м /с; rs=250 Па), рассмотренного выше. В расчете приняты следующие значения: относи б " 1 л-4 тельная шероховатость труы є-3 10 ; разность геодезических отметок Az=0; остаточный напор hocm=40 м. Значения высотных отметок характерных точек профиля трассы приведены в таблице 4.3.

Похожие диссертации на Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов