- •2. Перекачка высоковязких и застывающих нефтей
- •2.1. Реологические свойства высоковязких и высокозастывающих нефтей
- •2.2. Способы перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей
- •2.2.1. Гидроперекачка
- •2.2.2. Перекачка с предварительным улучшением реологических свойств нефтей за счет механического воздействия
- •2.2.3. Перекачка высоковязких нефтей в смеси с жидкими углеводородными разбавителями
- •2.2.4. Перекачка термически обработанных нефтей
- •2.2.5. Перекачка высокозастывающих парафинистых нефтей с депрессорными присадками
- •2.2.6. Перекачка нефти с подогревом
- •Подводящий трубопровод; 2,9- резервуары; 3- подводящий насос;
- •2.3. Техника, технология и расчет “горячей” перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов
- •2.3.1. Оборудование насосных и тепловых станций
- •2.3.2. Тепловой режим магистральных трубопроводов при перекачке высоковязких и высокозастывающих нефтей
- •2.3.3. Смешанный режим движения в “горячих” трубопроводах
- •2.3.4. Потери напора и гидравлический уклон в “горячем” трубопроводе
- •2.3.5. Характеристика “горячего” трубопровода
- •2.3.6. Определение числа и расстановка станций на “горячем” трубопроводе
- •2.3.7. Оптимальные параметры “горячих” трубопроводов
- •2.3.7.1. Оптимальная температура подогрева
- •2.3.7.2. Применение тепловой изоляции
- •2.3.7.3. Общий случай определения оптимальных параметров
- •2.3.8. Нестационарность режимов при эксплуатации “горячих” трубопроводов
- •2.3.9. Особые режимы “горячих” трубопроводов
- •2.3.9.1. Заполнение трубопровода высоковязкой нефтью
- •2.3.9.2. Остановки перекачки
- •2.3.9.3. Замещение высоковязких нефтей в трубопроводах
- •Рекомендуемая литература
2.3.8. Нестационарность режимов при эксплуатации “горячих” трубопроводов
Эксплуатация “горячих” трубопроводов сопряжена со значительными трудностями.
При выводе формулы Шухова, потерь напора в “горячем” трубопроводе, определении толщины тепловой изоляции и решении других задач, мы полагали режим перекачки стационарным, т.е. расход, температурный режим и др. параметры постоянным. неизменными во времени. На самом деле значительную часть времени “горячие” нефтепроводы работают в нестационарном тепловом и гидравлическом режимах.
Одной из причин нестационарности является сезонное изменение температуры грунта, окружающего трубопровод. При сохранении неизменной начальной температуры нефти характер изменения ее конечной температуры такой же, как и температуры грунта (сдвиг по фазе равен нулю), но амплитуда колебаний Тк меньше, чем у То. Изменение температурного режима, в свою очередь, приводит к изменению расхода в трубопроводе, т.е. к гидравлической нестационарности.
Другая причина нестационарности связана с остановками перекачки. Такие остановки могут быть плановыми (при циклической эксплуатации “горячего” трубопровода, при проведении плановых ремонтов и т.д.) и внеплановыми (аварии, прекращение энергоснабжения, переполнение резервуарной емкости в конце нефтепровода и др.). В обоих случаях нефть в остановленном трубопроводе и грунт вокруг него постепенно остывают. При последующем пуске “горячего” трубопровода происходит вытеснение остывшего продукта разогретым (аналог последовательной перекачки) и увеличение расхода в трубопроводе. Однако даже после завершения замены остывшей нефти на разогретую выход трубопровода на стационарный режим не произойдет. Расчеты показывают, что только через несколько суток (около 10) температура перекачиваемой жидкости становится близкой к стационарной величине (80...90 % от температуры стенки). Все это время одновременно с прогревом трубопровода идет процесс прогрева окружающего грунта. При этом следует иметь в виду, что прогревается не весь массив грунта, окружающего трубопровод, а только кольцо грунта толщиной 10...20 см вокруг трубы. Для поддержания примерно постоянного температурного режима перекачки достаточно, чтобы вокруг трубы был прогрет небольшой слой грунта. Однако этот режим очень далек от стационарного. Трубопровод в таком состоянии нельзя останавливать на значительное время, не опасаясь его “замораживания”. По этой же причине нельзя снижать температуру подогрева и расход перекачиваемой жидкости.
Для полного прогрева грунта вокруг трубопровода требуется 2000...3000 часов. Так что стационарного режима работы “горячие” трубопроводы практически не достигают. Можно говорить лишь об условностационарном режиме.
2.3.9. Особые режимы “горячих” трубопроводов
Наиболее сложными и ответственными операциями при эксплуатации “горячих” трубопроводов являются заполнение трубопроводов, их остановка и последующий пуск.