Способ транспортирования высоковязкой жидкости по трубопроводу Советский патент 1981 года по МПК F17D1/16 

Изобретение относится к транспорту вязкой жидкости, например нефти, по магистральным трубопроводам. Известен способ транспортирования высоковязкой жидкости по магистральному трубопроводу, например нефти, заключающийся в том, что для снижения вязкости нефть предварительно нагревают, а затем производят перекачку насосами по трубопроводу. Тг1м, где нефть охладится, ее вновь нагревают в огневых печах на пунктах подогрева, которые могут быть совмеще.нь1 с насосными станциями или располагаться отдельно. Пункты подогрева обычно распологаются черей 40-60 км по длине трубопровода, а перекачиваю щие станции через 80-120 км в зависи мости от вязкости нефти и местных условий перекачки Недостатком этогс способа является то, что на головной и промежуточных станциях давление нефти в начале трубопровода поднимают до 60-64 кг/с на концах перегонов оно падает до давления 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 пониженных 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 оборудования, 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 огне3вые печи для нагрева транспортируемой нефти, в которых в качестве.топлива используются перекачиваемая нефть, а в период пуска печей.в работу - дизельное топливо. Высокие температурные перепады в вызьшают местные перегревы, npditer труб, что приводит к быстрому износу и авариям. Кроме того, при местном нагреве труб огневых печей вода л солв, содёржац(йеся в нефти, оера.а1уют соляную кислоту, которая .разъедает внутреннюю полость магистрал ного трубопровода. Коррозия внешней стенки горячего трубопровода также усиливается. В результате горячий трубопровод довольно быстро выходит из строя. Один из основных недостатков известного способа заключается в необходимости сжигания )з печах нефти, являющейся ценным сырьем. Цель изобретения - улучшение технологии 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 из насоса жидкость разделяют на два потока, каждь1й из которых дросселируют и один из них направляют в трубопровод, а другой - в npneMHyio часть насоса. На вьпсоде насоса создают давление больше, чем заданное давление в нача ле трзгбопровода, часть подачи насоса при повьшенном давлении перепускают в приемную линию насосов, другую часть, рдвиую производительности тру бопрЬв ода, 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 перекачивающей, станции процесс повторяется. Разность давлений в насосе и трубопроводе создают специально постановко между ню и трубопроводом дроссельного устройства, например регулятора давления после себя, который предохраняет трубопровод от повышения давления и разрушения. На обводной линии ставят дроссель нов устройство, поддерживающее заданное давление в насосе и заданный расход жидкости по обводной линии. 2 .4 На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа. Транспортировка высоковязкой жидкости по трубопроводу осуществляется следующим образом. Высоковязкая жидкость, например нефть, по трубопроводу 1 с расходом и при температуре i пу поступает в насос 2. ВьЬсодящую из насоса жидкость разделяют на два потока, каждый из ко-,,, то.рых, дросселируют через дроссельные устройства 3 и 4. После дроссельных устройств напор после насоса поднимается до Нц. Через дроссельное устройство 3 жидкость поступает с расходом с| в трубопровод 5. В результате дросселирования напор падает до П-р. Часть жидкости с расходом л cj, y -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 каждого 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 пере качки, напора на насосе, перепадов напоров при дросселировании зависят от требуемой температуры перекачиваемой жидкости на входе в трубопровод. Так например, еслип насосов подключены последовательно, а к насосов работают до подключения обводной линии то температуру жидкости после последнего насоса определяют следующим образом. Количество тепла, которое могут передать насосы жидкости, равно где р - плотность жидкости; t -. механический эквивалент тепла;; A;jsM -Vi;.- перепад напоров между напорной и всасывающими частями каждого насоса; tt - число насосов; Ч - число насосов, работающих д подключения обводной линии; -- КПД насосов. Количество тепла, которое образу ется при движении жидкости по трубо проводу, определяют по формуле 4P(V«6) Разность уравнений U) и (2 пре ставляет собой количество тепла,кот рое идет на нагревание жидкости в н сосах k о-р ---S т T-i T-i ГДедН 7 падение напора по дл 4 не трубопровода. Разность тепла дО. идет на нагре ванне перекачиваемой жидкости. След вательно может записать ia cvTpcut, (А-) гдей1: tttB k b разность температ ры жидкости; С теплоемкость жидкости. Приравняв формулуЛЗ) и (4), пол чают тe шepaтypy жидкости после на соса „ fn ЛИ, i -4. А ау-( U Ё 14 Т т в/ . i () Т T-Tljsi Ч i.i VЧисловое значение с), задается пл ном поставки нефти потребителю. Зна чения Н„ и Н. обусловлены механичес кой прочностью трубопровода и цасо- са. Значения t gy t |, определяются технико-экономическими и гидравлическими рассчетами, при этом значение q, рассчитьшается по формуле л 6.Н. - ( -Ел T-i 2 . 6 Пример рассчета перекачки нефти по магистральному трубопроводу. Длина трубопровода 200 км. Объем перекачки составляет в год. Нефть на головной перекачивающей станции после операций обессиливания обезвоживания имеет темпе-ратуру . С этой температурой нефть закачивается в трубопровод. Для перекачки нефти на 200 км нс обходимо иметь два пункта подогрева, головную перекачивающую станцию и одну промежуточную, совмещенную с пунктом подогрева. Там, где нефть остынет, восполняют тепло за счет преобразования ме-. ханической работы насосов в тепловую. При расчетах перекачки нефти принято: напор насоса м; 1вх 22С; м; ,45;1, ,45; бс; 1; . При этих условиях полная подача насоса вычисляется по формуле 6). а 427 0,45 (36-22) 100. 0,45 1000 . 1530 MV4 Таким образом следует, что вместо трех пунктов подогрева и одной перекачивающей станции нужно установить ,, две перекачивающие станции. При этсм начальный напор на промежуточных перекачивающих станциях не 500, а 400м, что дает возможность уменьшить тодщину стенки трубопровода и снизить его стоимость. Кроме того, экономится большое количество топлива, расходуемого на электроэнергию. Формула изобретения Способ транспортирования высоковязкой жидкости по трубопроводу путем ее подогрева и перекачки насосом, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологии процесса перекачки, выходящую из насоса жвдкость разделяют на два потока, каждый из которых дросселируют и один из них направляют в трубопровод, а другой - приемную часть насоса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тугунов П. И. и др. Транспортирование вязких нефтей и нефтепродуктов по трубопроводам; М., Недра, 1973, с. 85-88.

fflki(lr;i

N