Способы повышения энергоэффективности магистрального трубопровода | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 сентября, печатный экземпляр отправим 2 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (190) январь 2018 г.

Дата публикации: 29.01.2018

Статья просмотрена: 347 раз

Библиографическое описание:

Стрюк С. О. Способы повышения энергоэффективности магистрального трубопровода // Молодой ученый. — 2018. — №4. — С. 54-55. — URL https://moluch.ru/archive/190/48089/ (дата обращения: 15.09.2019).



Для успешного экономического развития каждое предприятие по транспортированию нефти и нефтепродуктов стремиться к сокращению энергетических и, соответственно, финансовых затрат на транспортировку продукта по магистральным трубопроводам. Но при этом должны соблюдаться технологические, конструктивные, эксплуатационные, экологические и иные ограничения режимов работы оборудования.

Необходимо разобраться, на что предприятия затрачивают энергию. Основные затраты потребляемой мощности идут на преодоление гидравлического сопротивления трубопровода, работу по производству напора, передаваемого следующей нефтеперекачивающей станции, и работу по преодолению разности геодезических высот.

Таким образом, одним из способов сокращения затрат энергии является снижение гидравлического сопротивления линейной части трубопровода. Гидравлическое сопротивление трубопровода зависит от таких факторов, как: вязкость продукта в трубе, режима течения, состояния внутренней поверхности трубы, наличия инородных скоплений и т. д.

Составляющие гидравлического сопротивления делят на два класса:

  1. постоянные, зависящие от геометрических параметров трубопровода и свойств перекачиваемого продукта;
  2. изменяющиеся со временем, например, сопротивление, вносимое изменяющейся шероховатостью стенок при коррозии и образованием отложений.

В первом случае снижение энергозатрат может быть достигнуто за счет точного расчета важнейших параметров трубопровода с помощью специальных программ. Так, одна программа определяет оптимальные диаметры и характеристики насосов с учетом затрат на трубы, арматуру, опоры, теплоизоляцию, амортизацию и ремонт. Для чего же необходимо рассчитывать эти параметры? Такие расчеты точно определяют гидравлическое сопротивление трубопроводов, обвязок насосов, компрессоров и аппаратов. Так же определяются их взаимное влияние друг на друга, местные сопротивления, зависимость от расстановки аппаратов и трасс трубопроводов. Например, было выявлено, что установка диафрагмы в нагнетательном трубопроводе поршневого компрессора снижает его гидравлическое сопротивление за счет гашения пульсации потока.

Значительно количество энергии можно экономить на перекачке, это достигается тщательным выбором насосов, их напора и производительности. Обычно насосы выбирают с запасом по названным параметрам. Поэтому при эксплуатации прибегают к дросселированию давления, что повышает расход энергии на привод насоса. Так же снижению расхода энергии на перекачку нефтепродуктов способствует создание благоприятной гидравлической обстановки в трубе — устранение вибраций и пульсаций. Это достигается путем изменения конфигурации трубопровода, крепления его подвижными и неподвижными опорами, применения гасящих емкостей, оптимизации диаметров трубопроводов и т. д.

Другая программа дает возможность выбрать материал теплоизоляции, рассчитать ее толщину, объем и поверхность.

Эффективным способом снижения затрат энергии при перекачке нефтепродуктов является сокращение сопротивления регулирующих клапанов. Считается, что оно составляет до 30 % сопротивления трубопровода. Уменьшение сопротивление клапанов достигается делением потока нефтепродукта на две части, одна из которых проходит через регулируемые зазоры между седлами и плунжером. Другая часть потока проходит через перепускное отверстие в сменной втулке.

Еще один способ снижения гидравлического сопротивления заключается в применении химических реагентов. Для увеличения пропускной способности технологического участка трубопровода традиционно используются противотурбулентные присадки (далее ПТП).

Они представляют собой полимеры линейной структуры с высокой молекулярной массой. Принцип работы присадок заключается в том, что длинные нитевидные молекулы располагаются вдоль движения молекул жидкости и сглаживают пульсации давления. Реальные данные применения ПТП на трубопроводах показывают экономию электроэнергии в размере от 40 % до 50 %.

Чтобы использование противотурбулентных присадок приводило к экономии, необходимо знать допустимую цену ее покупки. Расчеты для ПТП показали, что ее допустимая цена (при сохранении положительной рентабельности) может достигать существующих рыночных цен на ПТП. На рис. 1 показан оценочный диапазон допустимой стоимости противотурбулентных присадок в зависимости от диаметра трубопровода.

Рис. 1. Допустимая цена на ПТП в зависимости от диаметра трубопровода

Максимально допустимая цена (на рис. 1 обозначена черной линией) достигается при оптимальном сочетании параметров: максимальное использование пропускной способности трубопровода; высокая эффективность ПТП при малых концентрациях; большие расстояния между нефтеперекачивающими станциями при малых разностях высот. Нижняя граница ценового диапазона (на рис. 1 обозначена красной линией) рассчитывается при одновременном типовом отклонении параметров от оптимальных. Расчет применения ПТП (при 45 % эффективности присадки) показал экономическую выгоду на реальном участке нефтепровода Ухта-Ярославль в размере 27 миллионов рублей в год.

Во втором случае — оптимизацией графика пропуска очистных устройств.

Таким образом, описанные способы позволяют предприятиям по транспортированию нефти и нефтепродуктов уменьшить как энергетические, так и финансовые затраты.

Основные термины (генерируются автоматически): гидравлическое сопротивление, допустимая цена, гидравлическое сопротивление трубопровода, диаметр трубопровода, перекачка нефтепродуктов, транспортирование нефти.


Похожие статьи

Особенности транспортировки высоковязкой нефти в условиях...

Преимущество такого метода является то, что он позволяет учесть изменение подачи центробежных насосов вследствие изменения гидравлического сопротивления трубопровода.

Расчет и классификация трубопроводов при неизотермическом...

С понижением температуры увеличивается вязкость нефти (эмульсии), а следовательно, и гидравлическое сопротивление при ее транспорте по трубопроводам. Падение температуры особенно нежелательно при перекачке высоковязких и парафинистых нефтей.

Эффективность применения противотурбулентных присадок при...

присадок, гидравлическое сопротивление, перекачка газоконденсата, рабочее давление, трубопровод, газовый конденсат, пропускная способность, товарная форма, турбулентный поток, турбулентный режим.

Проблемы транспортировки высоковязкой и парафинистой...

Транспортировка такой нефти по трубопроводам имеет свою специфику и связана с большими трудностями.

С понижением температуры увеличивается вязкость нефти (эмульсии), а, следовательно, и гидравлическое сопротивление при ее транспортировании...

Повышение энергоэффективности трубопроводной системы...

Повышение энергоэффективности трубопроводной системы в случае горячей перекачки высоковязких нефтей.

Такая ситуация может привести к значительному увеличению гидравлического сопротивления, остановке перекачки и «застыванию» трубопровода.

Методы и средства очистки нефтепродуктопроводов от...

Это ведет к снижению пропускной способности и увеличению гидравлического сопротивления трубопровода. При этом удельные расходы электроэнергии на транспорт углеводородов возрастают [1].

Алгоритм расчета короткого напорного трубовода средствами MS...

Ключевые слова: короткий трубопровод, гидравлические сопротивления, число Рейнольдса, режим движения жидкости. Введение. Одной из основных задач курса гидравлики является расчет короткого напорного трубопровода.

Гидроиспытания стальных труб на прочность на заводе.

Производство труб большого диаметра для магистральных трубопроводов.

Предел пластического сопротивления для трубы диаметром D = 1420 мм с пределом текучести σт = 500 МПа приведен в таблице 5.

Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях...

Ключевые слова: тепловые сети, гидравлический расчет, коэффициент местных потерь.

Коэффициент α для определения суммарных эквивалентных длин местных сопротивлений.

Для каждого диаметра трубопровода были определены средние значения α по магистралям и...

Похожие статьи

Особенности транспортировки высоковязкой нефти в условиях...

Преимущество такого метода является то, что он позволяет учесть изменение подачи центробежных насосов вследствие изменения гидравлического сопротивления трубопровода.

Расчет и классификация трубопроводов при неизотермическом...

С понижением температуры увеличивается вязкость нефти (эмульсии), а следовательно, и гидравлическое сопротивление при ее транспорте по трубопроводам. Падение температуры особенно нежелательно при перекачке высоковязких и парафинистых нефтей.

Эффективность применения противотурбулентных присадок при...

присадок, гидравлическое сопротивление, перекачка газоконденсата, рабочее давление, трубопровод, газовый конденсат, пропускная способность, товарная форма, турбулентный поток, турбулентный режим.

Проблемы транспортировки высоковязкой и парафинистой...

Транспортировка такой нефти по трубопроводам имеет свою специфику и связана с большими трудностями.

С понижением температуры увеличивается вязкость нефти (эмульсии), а, следовательно, и гидравлическое сопротивление при ее транспортировании...

Повышение энергоэффективности трубопроводной системы...

Повышение энергоэффективности трубопроводной системы в случае горячей перекачки высоковязких нефтей.

Такая ситуация может привести к значительному увеличению гидравлического сопротивления, остановке перекачки и «застыванию» трубопровода.

Методы и средства очистки нефтепродуктопроводов от...

Это ведет к снижению пропускной способности и увеличению гидравлического сопротивления трубопровода. При этом удельные расходы электроэнергии на транспорт углеводородов возрастают [1].

Алгоритм расчета короткого напорного трубовода средствами MS...

Ключевые слова: короткий трубопровод, гидравлические сопротивления, число Рейнольдса, режим движения жидкости. Введение. Одной из основных задач курса гидравлики является расчет короткого напорного трубопровода.

Гидроиспытания стальных труб на прочность на заводе.

Производство труб большого диаметра для магистральных трубопроводов.

Предел пластического сопротивления для трубы диаметром D = 1420 мм с пределом текучести σт = 500 МПа приведен в таблице 5.

Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях...

Ключевые слова: тепловые сети, гидравлический расчет, коэффициент местных потерь.

Коэффициент α для определения суммарных эквивалентных длин местных сопротивлений.

Для каждого диаметра трубопровода были определены средние значения α по магистралям и...

Задать вопрос