Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НЕФТИ НА ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ТРУБОПРОВОДЕ ПРИ ПЕРЕКАЧКЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ'

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НЕФТИ НА ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ТРУБОПРОВОДЕ ПРИ ПЕРЕКАЧКЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
64
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
"ГОРЯЧАЯ" ПЕРЕКАЧКА" / ВЫСОКОВЯЗКАЯ НЕФТЬ / ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ / ПЛОТНОСТЬ / ВЯЗКОСТЬ / ТЕМПЕРАТУРА / "HOT" PUMPING / HIGHLY VISCOUS OIL / HYDRAULIC RESISTANCE / DENSITY / VISCOSITY / TEMPERATURE

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Туркина А.В.

В статье рассматривается перекачка высоковязкой нефти с «путевым» подогревом. Показана зависимость изменения плотности и вязкости высоковязкой нефти от температуры нагрева. Проведено исследование влияния температуры нагрева нефти на гидравлическое сопротивление в трубопроводе при перекачке высоковязкой нефти.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Туркина А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDY OF THE EFFECT OF THE HEATING OIL TEMPERATURE ON HYDRAULIC RESISTANCE IN THE PIPELINE WHEN TRANSFERING HIGH-VELOCITY OILS

The article deals with the pumping of high-viscosity oil with “track” heating. The dependence of the change in the density and viscosity of high-viscosity oil on the heating temperature is shown. A study was made of the influence of oil heating temperature on hydraulic resistance in a pipeline when pumping high-viscosity oil.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НЕФТИ НА ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ТРУБОПРОВОДЕ ПРИ ПЕРЕКАЧКЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ»

5. Огордникова Е.П. Налоги-основной источник доходной части бюджета государства// Современная экономика: обеспечение продовольственной безопасности. Сборник научных трудов IV Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО "Самарская государственная сельскохозяйственная академия" - 2017. - С. 140-144.

6. Огородникова Е.П. Проблемы и перспективы развития имущественных налоговых платежей в России//Актуальные проблемы экономической деятельности и образования в современных условиях. Сборник научных трудов Двенадцатой Международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию РЭУ им. Г.В. Плеханова. Оренбургский филиал РЭУ им.Г.В.Плеханова. - 2017. - С. 73-78.

7. Консолидированный бюджет г. Оренбурга: minfin.orb.ru/budget4citizen2014pr.pdf

УДК 622.276 665.642

Туркина А.В. студент магистратуры Самарский государственный университет

Россия, г. Самара

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НЕФТИ НА ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ТРУБОПРОВОДЕ ПРИ ПЕРЕКАЧКЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ

Аннотация

В статье рассматривается перекачка высоковязкой нефти с «путевым» подогревом. Показана зависимость изменения плотности и вязкости высоковязкой нефти от температуры нагрева. Проведено исследование влияния температуры нагрева нефти на гидравлическое сопротивление в трубопроводе при перекачке высоковязкой нефти.

Ключевые слова: «горячая» перекачка», высоковязкая нефть, гидравлическое сопротивление, плотность, вязкость, температура.

Turkina A. V.

Master's Degree student Samara State Technical University Samara, Russian Federation

STUDY OF THE EFFECT OF THE HEATING OIL TEMPERATURE ON HYDRAULIC RESISTANCE IN THE PIPELINE WHEN TRANSFERING HIGH-VELOCITY OILS

Annotation

The article deals with the pumping of high-viscosity oil with "track" heating. The dependence of the change in the density and viscosity of high-viscosity oil on the heating temperature is shown. A study was made of the influence of oil heating temperature on hydraulic resistance in a pipeline when pumping high-viscosity oil.

Keywords: "hot"pumping, highly viscous oil, hydraulic resistance, density, viscosity, temperature.

Широкое применение в России и за рубежом получила перекачка высоковязких нефтей с путевым подогревом или «горячая» перекачка.

Теоретическая база перекачки высоковязких нефтей с подогревов достаточно изучена, разработанные расчетные методики апробированы на практике, что позволяет решать задачи проектирования и эксплуатации нефтепроводов с путевым подогревом.[1]

При «горячей» перекачке нефть нагревают в теплообменных аппаратах или печах, вследствие этого понижается ее вязкость, резко уменьшаются гидравлические потери, улучшаются условия работы насосных перекачивающих станций, увеличивается время остановки трубопровода.

На рисунке 1 приведена принципиальная технологическая схема «горячего» трубопровода.

Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема «горячего»

трубопровода

Способ «горячей» перекачки основан на изменении реологических свойств нефти, за счет ее нагревания на головной и промежуточной нефтеперекачивающих станциях.

Из резервуаров головной перекачивающей станции, оснащенных змеевиковым подогревом, подпорными насосами, нефть подается в печи подогрева, где нагревается до температуры от 70 до 120 °С. Верхний предел нагревания ограничен стойкостью изоляции, деструкции молекул нефти или возможностью ее коксования в трубках теплообменных аппаратов.

При движении нефти по нефтепроводу, ее температура понижается, увеличивается ее вязкость, потери напора возрастают и могут превысить рекомендуемую величину. Поэтому нефть подогревают на промежуточных пунктах подогрева, которые располагаются на расстоянии 25-100 км. Для подогрева используют кожухотрубчатые теплообменные аппараты, где в качестве теплоносителя применяется перегретый водяной пар или печи с огневым подогревом.

При большой протяженности нефтепровода предусматриваются промежуточные насосно-тепловые станции, т.е. насосные станции, совмещенные с пунктами подогрева нефти.

Основной характеристикой, отражающей затраты механической энергии на транспортировку нефти по трубопроводу, является коэффициент гидравлического сопротивления. При транспортировке нефти могут иметь место два режима течения - турбулентный в начале трубопровода и структурный в конце. Происходит это ввиду снижения температуры перекачиваемой нефти и, как следствие, экспоненциального роста сил внутреннего трения.

Для высоковязкой нефти Карабикуловского месторождения с помощью программного комплекса Aspen Hysys определена зависимость изменения плотности и вязкости нефти от температуры нагрева.

На рисунке 2 показана зависимость плотности нефти от изменения температуры.

На рисунке 3 показана зависимость изменения вязкости нефти от температуры.

В таблице 1 показано изменение плотности и вязкости нефти от температуры нагрева.

Таблица 1. Изменение плотности и вязкости нефти от температуры нагрева_

Карабикуловское месторождение

Температура, 0С Плотность, кг/м3 Вязкость, сСт

15 968,6 262

20 965 208,2

30 957,8 135,2

40 950,8 90,76

50 943,8 62,85

60 936,9 44,5

70 930 34,7

80 923,1 27,46

90 916,3 22,02

100 909,5 17,89

110 902,6 14,7

120 895,8 12,21

130 889 10,24

980

970

ь 960

к 950

к" 940

н

930

К

IS 920

<j

о 910

о 900

й 890

880

870

968,6

965,0 957

950,8

943,8 noi П

930,0 >l

923,1 >

909,5 ^1

902,6^1

889,0^4

882,2

10 20 30 40

50

60 70

SO 90 100 110 120 130 1 40 150

Температура, °C

Рисунок 2. Зависимость плотности нефти от изменения температуры

2S0

Ъ 240 £

is" ¿200 ID

Я

g 160 е

m 120

3

w

? SO к Й

§ 40 к к М

О

26M

20! liE

J.-J-Uji'V

90 X 62 .,9 -4

44,5 34,7 27 ''5 22,0 17 .9 -=f-ГЛ

10 20 30 40 50 60 70 80

90 100 110

120 Ш М 150

Температура , °С

Рисунок 3. Зависимость изменения вязкости нефти от температуры. Плотность вязких нефтей и нефтепродуктов зависит от температуры, ее изменениями во многих случаях можно пренебречь, считая р~р=const. В то же время зависимостью v(T) вязкости от температуры пренебрегать нельзя, так как от вязкости существенно зависит гидравлическое сопротивление транспортируемой жидкости.

Проведено исследование зависимости гидравлического сопротивления от вязкости нефти и рассчитаны потери напора на трение для высоковязкой нефти Карабикуловского месторождения.

Для расчета приняты следующие исходные данные: Диаметр магистрального трубопровода - 1020 мм.;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Производительность - 17,5 млн. т./год.; Длина нефтепровода - 310 км.

Температура, плотность и вязкость нефти согласно таблице 1. Результаты гидравлического расчета магистрального нефтепровода при различных значениях вязкости приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты гидравлического расчета нефтепровода

Т, С Р, кг/м3 V, сСт й, м3/год й, м3/сек W, м/с Яв Режим течения АН, м/300

км

Турбулентный

15 968,6 262 18067314 0,597 0,76 2905 режим, зона гидравлически гладкого трения 394,45

Турбулентный

20 965 208,2 18134715 0,600 0,76 3669 режим, зона гидравлически гладкого трения 374,86

Турбулентный

30 957,8 135,2 18271038 0,604 0,77 5693 режим, зона гидравлически гладкого трения 340,94

Турбулентный

40 950,8 90,76 18405553 0,609 0,78 8543 режим, зона гидравлически гладкого трения 312,6

Турбулентный

50 943,8 62,85 18542064 0,613 0,78 12428 режим, зона гидравлически гладкого трения 288,87

Турбулентный

60 936,9 44,5 18678621 0,618 0,79 17682 режим, зона гидравлически гладкого трения 268,41

Турбулентный

70 930 34,7 18817204 0,622 0,79 22844 режим, зона гидравлически гладкого трения 255,51

Турбулентный

80 923,1 27,46 18957859 0,627 0,80 29083 режим, зона гидравлически гладкого трения 244,15

Турбулентный

90 916,3 22,02 19098549 0,632 0,80 36537 режим, зона гидравлически гладкого трения 234,05

Турбулентный

100 909,5 17,89 19241341 0,636 0,81 45308 режим, зона гидравлически гладкого трения 225,12

Турбулентный

110 902,6 14,7 19388433 0,641 0,82 55561 режим, зона гидравлически гладкого трения 217,21

На основании результатов расчета, можно сделать вывод, что при повышении температуры нагрева нефти уменьшается вязкость и как следствие гидравлические потери.

Считаю оптимальной температуру нагрева нефти Карабикуловского месторождения - не более 65 0С, т.к. дальнейший нагрев нефти нецелесообразен, ввиду того что вязкость уменьшается незначительно.

Использованные источники: 1. Дегтерев В.Н. Перекачка высоковязких и застывающих нефтей. Самара. ВК-Транс 2006. 144 С.

УДК 581.524.346

Тюкавина А.П. ученица 11б класса

государственное бюджетное нетиповое образовательное

учреждение Архангельской области «Архангельский государственный лицей имени М.В. Ломоносова»

Россия, г. Архангельск АКУСТИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ ДРЕВЕСИНЫ ЛИПЫ

Аннотация:

Цель работы заключалась в исследовании скорости прохождения звуковых импульсов в древесине липы мелколиственной (Tilia cordata Mill.). Обследовано 20 деревьев. У мелких здоровых деревьев средняя скорость прохождения звукового импульса в древесине липы по матрице скоростей составляет 696 м/с; у средней категории крупности - 820 м/с. У всех крупных деревьев липы в стволе отмечалась сердцевинная гниль. Скорость звукового импульса в стволе липы менее 600 м/с указывает на наличие гнили, скорость звукового импульса менее 400 м/с указывает на дупло.

Ключевые слова: липа, гниль, древесина, акустическая томография.

Tyukavina A.P., student of 11 b class state budgetary non-standard educational institution Arkhangelsk region "Arkhangelsk state Lyceum named after M. V. Lomonosov» Russia, Arkhangelsk ACOUSTIC TOMOGRAPHY OF LINDEN WOOD

Abstract:

The aim of the work was to study the speed of sound pulses in small-leaved Linden (Tilia cordata Mill.)wood. 20 trees were examined. Average speed of the sound pulse in the linden wood of small healthy trees is 696 m/s; in the medium category of size - 820 m/s. All large Linden trees in the trunk was noted in the medullary rot. The speed of the sound pulse in the Linden trunk less than 600 m/s indicates the presence of rot, the speed of the sound pulse less than 400 m / s

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.