Способ транспортирования высоковязкой жидкости по трубопроводу

 

Союз Сонет скин

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 04.01.78 (21) 2563137/25-08 (5! )М. КЛ. с присоединением заявки №

F 17 D 1/16 !Ъоударстееииый комитет (23) Приоритет

so дедам изобретений и отерытий

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 621.643 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

В. П. Свиридов

Всесоюзный научно-исследовательскими по сбору, подготовке и транспорту и и нефтепродуктов (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОЙ

ЖИДКОСТИ ПО ТРУБОПРОВОДУ на концах перегонов оно падает до дав.— ления безкавитационной работы насосов или до давления, обусловленного высотой взлива нефти в резервуаре, что обеспечивает работу трубопровода на полную несущую способность только в голове участков. Основная часть трубопровода эксплуатируется на понижен" ных давлениях, т.е. механическая прочность используется не полностью, так как стенка трубопровода имеет одну и ту же толщину по всей его длине.

Другой недостаток способа заключается в необходимости создания пунктов подогрева, громоздкости его обо" рудования, пожарной опасности огневого. подогрева, большом количестве обслуживающего персонала. На каждом пункте подогрева и перекачивающей станции приходится использовать электрическую энергию для привода насоса и освещения, горячую воду или пар для отопления и других нужд и огнеИзобретение относится к транспор. ту вязкой жидкости, например нефти, по магистральным трубопроводам.

Известен способ транспортирования высоковязкой жидкости по магистральному трубопроводу, например нефти, 5 заключающийся в том, что для снижения вязкости нефть предварительно нагревают, а затем производят перекачку насосами по трубопроводу. Там, 10 где нефть охладится, ее вновь нагре" вают в огневых печах на пунктах подогрева, которые могут быть совмещены с насосными станциями или располагаться отдельно. Пункты подогрева т5 обычно распологаются через 40-60 км по длине трубопровода, а перекачивающие станции через 80-120 км в зависимости от вязкости нефти и местных условий перекачки 1J.

Недостатком этогс способа является то, что на головной и промежуточньпс станциях давление нефти в начале трубопровода поднимают до 60-64 кг/см, 892)12 вые печи для нагрева транспортируемой нефти, в которых в качестве топлива используются перекачиваемая1 нефть, а в период пуска печей.в работу †. дизельное топливо.

Высокие температурные перепады в печах вызывают местные перегревы, прОЖег труб, что приводит к быстрому износу и авариям. Кроме того, при местном нагреве труб огневых печей вода м соль, содержащйеся в нефти, o5-: разуют с0ляную кислоту, которая ра : зъедает внутреннюю полость магистраль ного трубопровода. Коррозия внешней стенки "горячего" трубопровода также усиливается. В результате "горячий"

I трубопровод довольно быстро выходит из строя.

Один из основных недостатков из-. вестного способа заключается в необходимости сжигания в печах нефти, являющейся ценным сырьем.

Цель изобретения — улучшение тех. нологии процесса перекачки высоковяз. .кой жидкости по трубопроводу.

Эта цель достигается тем, что согласно. способу транспортирования высоковязкой жидкости по трубопроводу путем ее подогрева и перекачки насосом, выходящую иэ насоса жидкость разделяют на два потока, каж-, дый иэ которых дросселируют и один из них направляют в трубопровод, а другой — в приемную часть насоса.

На выходе насоса создают давление больше, чем заданное давление в начале трубопровода, часть подачи насоса. при повьииенном давлении перепускают в приемную линию насосов, другую часть, равную производительности трубопровода, подают в трубопровод. При этом происходит .преобразование механической энергии насосов в тепловую.

В результате нефть нагревается и перекачка ее происходит в подогретом состоянии, На следующей перекачивай щей станции процесс повторяется. Разность давлений в насосе и трубопроводе создают специально постановкой между ним и трубопроводом дроссельного устройства, например регулятора давления "после себя", который предохраняет трубопровод от повышения давления и разрушения.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Транспортировка высоковяэкой жид кости по трубопроводу осуществляется следующим образом.

Высоковязкая жидкость, например нефть, по трубопроводу 1 с расходом

9 и при температуре 4 <„ поступает в насос 2.

Выходящую из насоса жидкость разделяют на два потока, каждый из ко-,, торых, дросселируют через дроссельные устройства 3 и 4. После дроссельных устройств напор после насоса поднимается до Hg.

Через дроссельное устройство 3 жидкость поступает с расходом в трубопровод 5. В результате дросселирования напор падает до И . Часть жидкости с расходом и = с - через дроссельное устройство 4 по обводной линии 6 поступает в приемную линию насоса 2.

При этом возможны схемы соединений насосов последовательно, параллельно и смешанное соединение. Перепуск жидкости из напорной части последнего насоса возможен на прием любого насоса или из напорной части каждо-. го насоса на приеме этих же насосов.

Выбор соединений насосов, перепуска жидкости и дросселирования определяют. исходя из конкретных условий"перекачки, на основание технико-экономических расчетов.

Значения производительности перекачки, напора на насосе, перепадов напоров при дросселировании зависят от требуемой температуры перекачи-ваемой жидкости на входе в трубопровод.

Так например, если и насосов подключенй последовательно, а к насосов работают до подключения обводной линии, то температуру жидкости после

45 последнего насоса определяют следующим образом.

Количество тепла, которое могут передать насосы жицкости, равно

На обводной линии ставят дроссельное устройство, поддерживающее заданное давление в насосе и заданный расход жидкости по обводной линии. где — плотность жидкости;

55 .Ф вЂ,механический эквивалент теплар

Й -"И -М„.„- перепад напоров между напорной и всасывающими частями каждого насоса;

892112

Н вЂ” число насосов; — число насосов, работающих до подключения обводной линии; (— КПД насосов.

Количество тепла, которое образуется при движении жидкости по трубопроводу, определяют по формуле

Ъ,.Р(н,-H H) т т

Разность уравнений (1) и (2) представляет собой количество тепла, которое идет на нагревание жидкости в йасосах рс и ддн ц i=a„-a,= — - н,-ч 1., дн где д Н = Ч - Н1 — падение напора по длине трубопровода.

Разность тепла 4 Я идет на нагревание перекачиваемой жидкости. Следовательно может записать

Ьа=Ч„pct (+) где Ь1 = д - — разность температуры жидкости;

С вЂ” теплоемкость жидкости.

Приравняв формулу (,3) и (4), получают температуру жидкости после насоса,1 и 6Н, Формула изобретения

Способ транспортирования высоковязкой жидкости по трубопроводу путем ее подогрева и перекачки насосом, И отличающийся тем, что, с целью улучшения технологии процесса перекачки, выходящую из насоса жидкость разделяют на два потока, каждый из которых дросселируют и один

5Q из них направляют в трубопровод, а другой — приемную часть насоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тугунов П. И. и др. Транспорти рование вязких нефтей и нефтепродук- тов по трубопроводам; И., "Недра", 1973, с. 85-88.

Числовое значение задается планом поставки нефти потребителю. Зна чения Н и Н обусловлены механической прочностью трубопровода и насо са, Значения ФВХ 4Вь1к определяются технико-экономическими и гидравлическими рассчетами, при этом значение ф рассчитывается по формуле

П дН, (e) Ь

Пример рассчета перекачки нефти по магистральному трубопроводу.

Длина трубопровода 200 км, Объем перекачки составляет 8 ° 1ОЬт в год.

Нефть на головной перекачивающей станции после операций обессиливания обезвоживания имеет темпе.ратуру 65 С. С этой температурой нефть закачивается в трубопровод. Для перекачки нефти на 200 км необходимо иметь два пункта подогрева, головную перекачивающую станцию и одну промежуточную, совмещенную с пунк- том подогрева.

Там, где нефть остынет, воспол- няют тепло за счет преобразования механической работы насосов в тепловую.

При расчетах перекачки нефти принято: напор насоса Н„=1000 м; 1 =22 С;

® Нт=400 м; c=0,45; 1» =(н=0,45; 4 „, 36С

=1100 м /ч; и =1; к=О; Н О. При этих условиях полная подача .насоса вычисляется по формуле (6).

427 - 0,45 (36-22)

1530 м /4

Таким образом следует, что вместо трех пунктов подогрева и одной лерекачивающей станции нужно установить,, 6 две перекачивающие станции. При этом начальный напор на промежуточных перекачивающих станциях не 500, а 400м, что дает возможность уменьшить тол щину стенки трубопровода и снизить

N его стоимость, Кроме того, экономится большое количество топлива, расходуемого на электроэнергию.

892112

Составитель Г. Воробьева

Редактор Н. Лазаренко Техрел И. Гайду Корректор А. ФеРенц

Заказ l}193/55 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4