авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Аббас улучшение параметров работы нефтепроводов путемприменения противотурбулентных присадок

-- [ Страница 2 ] --

Расчеты по формулам, приведенным в таблице 1, выполнялись при следующих допущениях: 1) протяженность нефтепровода не превышает длины одного эксплуатационного участка; 2) расстояние между НПС и установленное на них оборудование одинаковы; 3) противотурбулентная присадка вводится в поток только на одном перегоне между НПС.

Результаты расчетов величин Q при упрощающем допущении об отсутствии зависимости напора насосов от подачи приведены в таблицах 2, 3.

Таблица 2 - Оценка величины Q при W=0 и n=n1

n Величины Q (%) при , равном
1,05 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
1 9,3 17,4 30,6 40,8 49,0 55,6 60,9 65,4
2 17,4 32,4 56,7 75,3 89,9
3 25,5 47,4 82,7 Область заведомо
недостижимых величин Q
4 33,6 62,4
5 41,6 77,4

Из таблицы 2 видно, что с увеличением количества перекачивающих станций для повышения Q требуется примерно кратное числу НПС уменьшение 0. Так как больше, чем на 100% уменьшить 0 невозможно, то в многих случаях (большие значения и n) требуемое увеличение производительности нефтепровода применением ПТП недостижимо.

При удвоении числа НПС применять присадку нет необходимости (=0) при . Поэтому оценка величин для данного случая выполнена при значениях >(таблица 3).

Таблица 3 - Оценка величины (%) при W=0 и одновременном удвоении числа НПС ( n1=2n)

n Величины Q (%) при , равном
1, 5 1,6 1,7 1,8 1,9
1 12,6 32,7 49,2 62,9 74,4
2 15,5 54,2 85,9 Область заведомо недостижимых
3 18,5 75,8
4 21,4 97,4
5 24,4 величин Q

Нетрудно видеть, что при применении ПТП одновременно с удвоением числа НПС имеется возможность достижения больших значений и при меньших , чем в случае, когда n1=n. Данная возможность обусловлена увеличением количества работающих насосов.

Допущение о том, что W=0, позволило упростить анализ величин Q. Однако на самом деле W0. Выполненные в диссертации расчеты показали, что если учесть зависимость напора насосов от их подачи, то для одних и тех же условий требуемые величины Q возрастают. Это значит, что возможности увеличения производительности нефтепроводов уменьшаются.

Расчеты, выполненные применительно к задаче увеличения производительности нефтепровода за счет одновременного применения лупинга и противотурбулентной присадки, показали следующее:

1) применять противотурбулентную присадку необходимо только в том случае, когда с помощью лупинга добиться заданного увеличения производительности не удается;

2) чем круче суммарная характеристика основных насосов, тем при прочих равных условиях величина (а значит, и концентрация ПТП) должна быть больше.

Расчеты, выполненные применительно к задаче об уменьшении энергозатрат на перекачку путем введения в поток нефти ПТП с одновременным отключением части основных насосов, показали, что:

  1. отключить можно не более 2-х насосов (в противнем случае необходимые величины заведомо недостижимы, т. к. они превышают 100 %);
  2. доля сэкономленной электроэнергии возрастает пропорционально увеличению доли отключенных насосов.

Исследование возможности увеличения с помощью ПТП производительности лимитирующего участка, где имеются ограничения по рабочему давлению, позволили установить, что эта величина составляет . Учитывая, что число Деборы, в частности, зависит от концентрации ПТП, можно утверждать, что величина зависит только от количества присадки, введенной в нефть, и от степени её влияния на гидравлическое сопротивление турбулентному потоку.

Четвертый раздел диссертации посвящен разработке методики определения оптимальной концентрации противотурбулентных присадок при решении задач улучшения показателей работы нефтепроводов.

В условиях рыночной экономики критерием принятия оптимального решения является достижение максимальной величины чистого дисконтированного дохода ЧДД, вычисляемого по формуле

(6)

где Rt – экономические результаты, достигаемые на t-м интервале времени; St – затраты на этом интервале времени; Е – норма дисконта; tc – временной горизонт расчета (срок введения ПТП в поток нефти).

Для случая увеличения производительности нефтепровода в раз тарифная выручка от перекачки составит

, (7)

где G0 – первоначальная годовая пропускная способность нефтепровода; Т – тариф на перекачку 1т нефти на расстояние L

. (8)

Здесь – тариф на перекачку 1 тонны нефти на расстояние 100 км.

Затраты на осуществление перекачки складываются из трёх составляющих:

- затраты на эксплуатацию магистрального нефтепровода

, (9) где – затраты, не зависящие от концентрации присадки; – количество работающих-40, (9)

где – затраты, не зависящие от концентрации присадки;

– количество работающих НПС;

– коэффициент в напорной характеристике i-й НПС;

– цена 1кВт.ч электроэнергии;

– количество нефти, перекачиваемой при отсутствии ПТП по участку с ослабленным сечением за период, предшествующий ремонту трубопровода;

- затраты на присадку и её закачку в трубопроводе

,

где – цена присадки; – количество присадки, необходимое для обеспечения годовой пропускной способности нефтепровода, равной ; – стоимость одной установки по закачке ПТП в нефтепровод; – общее количество установок;

- затраты на применение традиционных средств увеличения Q

(10)

где – стоимость 1 км лупинга; – длина лупинга, сооружаемого в t-м году; – суммарная длина лупингов, построенных в t-м году; – нормативы отчислений на текущий ремонт и амортизацию для лупинга; – то же для нефтеперекачивающих станций;– стоимость строительства одной НПС.

Учитывая, что величины Rt, от времени не зависят, целевая функция чистого дисконтированного дохода имеет вид

. (11)

Алгоритм нахождения оптимальной концентрации ПТП по формуле (11) следующий: 1) задаются величиной ; 2) выбирают способ увеличения производительности (удвоение числа НПС или прокладка лупинга); 3) находят требуемую величину п; 4) вычисляют число Re, соответствующее увеличенной производительности; 5) находят необходимую концентрацию ПТП; 6) рассчитывают величины Rt, и

Оптимальному варианту увеличения производительности соответствует максимальная величина ЧДД1.

В качестве примера были выполнены расчеты для нефтепровода диаметром 1220 мм, по которому нефть перекачивается насосами НМ 10000-210 в зоне гидравлически гладких труб. Цена присадки принималась равной 50, 60 и 70 руб./кг, а стоимость строительства 1 км нефтепровода – 7, 8 и 9 млн. руб. Временной горизонт расчета – 10 лет.

По результатам вычислений построены графики зависимости ЧДД от коэффициента увеличения производительности (рисунок 3) и от концентрации присадки (рисунок 4).

Из рисунка 3 видно, что в зависимости от цены ПТП ее применение более целесообразно, чем лупинга, при < 1,13…1,17. Сочетать удвоение числа НПС с прокладкой лупинга экономически целесообразно при > 1,3. При коэффициентах увеличения производительности 1,13…1,17 < < 1,3 экономически эффективнее сооружать лупинги.

На рисунке 4 показан характер зависимости прибыли, связанной с уменьшением затрат электроэнергии на перекачку, от концентрации и цены присадки. Видно, что оптимальная величина концентрации для условий рассмотренного примера (при ) составляет 2,4 г/т. При большей цене присадки достигаемый эффект уменьшения энергозатрат на перекачку не компенсирует затрат, связанных с применением ПТП.

Результаты расчетов ЧДД применительно к задаче сохранения пропускной способности участка нефтепровода с ослабленным сечением для различных цен присадки и величин imax, составляющих 60, 70 и 80 % от первоначального, представлены на рисунке 5. Из него следует, что в случае, когда максимально допустимая величина гидравлического уклона в участке трубопровода с ослабленным сечением равна , то составляет около 8,5 г/т. Если , то , а при .

Рисунок 3 – Величина ЧДД для различных способов

увеличения производительности нефтепровода

 Зависимость прибыли, связанной с реализаций проекта, от концентрации-72

Рисунок 4 - Зависимость прибыли, связанной с реализаций проекта,

от концентрации и цены присадки

То есть чем более ослаблена труба, тем оптимальная концентрация ПТП выше. Данный результат вполне объясним, т. к. чем меньше , тем большим в отсутствие ПТП является ущерб от недопоставки нефти. Это обусловливает экономическую эффективность применения всё больших количеств присадки для увеличения пропускной способности лимитирующего участка нефтепровода.

 Зависимость ЧДД от концентрации присадки на участке с ослабленным-74

Рисунок 5 - Зависимость ЧДД от концентрации присадки на участке с ослабленным сечением

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 В результате экспериментального изучения влияния добавок полиизобутилена в количестве от 10 до 50 г/т на гидравлическое сопротивление при турбулентном течении нефти месторождений Басра и Киркук установлено, что значимое уменьшение коэффициента гидравлического сопротивления по сравнению с величинами, вычисляемыми по формуле Блазиуса, наблюдается, начиная с числа Рейнольдса около 3500.

2 Показано, что с погрешностью, удовлетворительной при инженерных расчетах, прогнозирование коэффициента гидравлического сопротивления при течении нефтей и нефтепродуктов с противотурбулентными присадками можно осуществлять, используя формулу (5). По предварительным оценкам наибольшей гидравлической эффективностью среди рассмотренных присадок обладает Necadd-547, сходным действием обладают полиизобутилен и FLO-XL, а наименее гидравлически эффективны добавки гудрона.

3 Введением в поток противотурбулентной присадки возможно решать задачи увеличения производительности нефтепроводов (в том числе в сочетании с удвоением числа НПС или применением лупингов), уменьшения энергозатрат на перекачку или последствий от вынужденного снижения давления в ослабленных сечениях трубопровода.

Показано, что наибольший эффект увеличения производительности нефтепроводов и уменьшения энергозатрат на перекачку при применении ПТП достигается на трубопроводах с одной перекачивающей станции, что равнозначно дозированию присадки на каждом перегоне между НПС. Однако и в этом случае возможности улучшения этих параметров ограничены, т. к. коэффициент гидравлического сопротивления не может быть уменьшен до нуля.

Введением ПТП в турбулентный поток с одновременным отключением части насосов возможно добиться уменьшения затрат электроэнергии на перекачку на 6,7…50 %: при прочих равных условиях эффект возрастает прямо пропорционально доле отключенных насосов.

На участках с ослабленным сечением применением ПТП можно добиться частичного сохранения производительности нефтепровода. Ограничением является только степень воздействия противотурбулентной присадки на коэффициент гидравлического сопротивления.

4 Разработаны рекомендации по выбору оптимальной концентрации противотурбулентной присадки, обеспечивающей увеличение производительности нефтепроводов (в том числе в сочетании с традиционными методами), уменьшение энергозатрат на перекачку и повышение пропускной способности их лимитирующих участков. Показано, что её величина не превышает 15 г/т, что связано с высокой ценой присадки.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.