Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

женных ЭВМ и графопостроителями, можно получить вертикальный профиль и план возможных трасс со степенью точности 10-15 м.

Отыскание оптимальной трассы разветвленного нефтепродуктопровода формулируется как задача поиска кратчайшего пути на графе, соединяющем источники с гютребителями, и осуществляется на ЭВМ с использованием алгоритмов, основанных на решении задачи Штей-нера о кратчайшем пути, связывающем точки на плоскости, с учетом метода .Лаунгардта, учитывающего количество нефтепродукта, перекачиваемого от источника к каждому потребителю. В результате решения такой задачи путем направленного перебора получают схематическое изображение «дерева» разветвленной систе.мы трубопроводов, координаты точек разветвления, характеристики участков (объем перекачки, диаметр трубопровода, длины участков) и другие необходимые данные для оптимального варианта с минимальными приведенными затратами и минимальной суммарной протяженностью. Затем по этой трассе может быть произведено аэрофотографирование с обработкой аэроснимков на стереокомпараторах, что позволяет сделать окончательную привязку трассы на местности с погрешностью определения планово-высотных координат не более 2-3 м.

Эксплуатационные затраты по каждому участку сети длиной h определяют по формуле Э,- == (Э„£ + Q-, Э,,ер1 U), где Зп,-, Э„ор г" постоянная и переменная части эксплуатационных расходов; Q; - расход по данному участку.

Суммарные приведенные затраты по рассматриваемому варианту системы нефтепродуктопроводов складываются из приведенных затрат па каждом участке их сети

S- Х (3;+ £.,/<;),

где £„ - нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат; Ki - капитальные затраты.

Полученная система разветвленных нефтепродуктопроводов может быть сопоставлена с уже имеющимися видами транспорта в данном экономическом районе (железными и автомобильными дорогами), что позволит определить участки, где трубопроводный транспорт экономически более выгоден, исходя из соотношений приведенных затрат.

Все расчеты по определению оптимальной конфигурации разветвленных нефтепродуктопроводов производят на ЭВМ по специально разработанным программам.

6.3. 11РИБ.ЛИЖЕННАЯ ТЕОРИЯ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ

В ТРУБОПРОВОДЕ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ПЕРЕКАЧКЕ

НЕФТЕПРОДУКТОВ

При последователыюй перекачке в зоне контакта двух нефтепродуктов образуется некоторое количество из смеси. Предположим, что в начальный момент времени перекачиваемые последовательно нефтепродукты соприкасаются по плоскости, перпендикулярной к оси трубы, 190

Рис, 6.1, Гра([)ик и.змепеиия концентрации замещающего не(1те-иродукта и зоне смеси

Рис. 6.2. Эпюра вклинивания замещающего нефтепродукта Б п замещаемый нефтепродукт А при ламинарном режиме иоследова-тел11Ной перекачки

Р,. -Л

а концентрация замещающего нефтепродукта Б в этой плоскости изменяется скачкообразно от единицы до пуля (рис. 6.1, линия /). После начала последовательной перекачки в процессе движения нефтепродуктов по трубопроводу будет происходить перемешивание обоих нефтепродуктов в месте их контакта, в результате чего образуется зона смеси этих нефтепродуктов. Концентрация нефтепродуктов по длине зоны смеси при этом будет изменяться от == О в ее начале до с£ = 1 в конце (см. рис. 6.1, линия 2). Причиной образования зоны смеси в месте первоначального контакта нефтепродуктов при ламинарном режиме последовательной перекачки является неравномерность местных осредненных скоростей по поперечному сечению трубы, а при турбулентном режиме перекачки - неравномерность местных осредненных скоростей и турбулентное перемешивание жидкости в поперечном сечении трубы. Вблизи оси трубопровода скорость течения жидкости больше, чем около стенок. Поэтому при ламинарном режиме последовательной перекачки замещающий нефтепродукт Б будет вклиниваться в замещаемый нефтепродукт А в соответствии с профилем скоростей (рис. 6.2, а). Одновременно с этим из-за различия плотностей этот клин нефтепродукта Б будет всплывать к верхней образующей трубы, если > Ps. или опускаться к нижней образующей, если <Рб, а на всей поверхности раздела этих нефтепродуктов будет взаимная молекулярная диффузия (рис. 6.2, б, в).

При ламинарном режиме последовательной перекачки замещающий нефтепродукт Б будет вклиниваться в замещаемый нефтепродукт А в соответствии с профилем местных осредненных скоростей и в некоторый момент этот клин подойдет к конечному сечению трубопровода и начнется «вымывание» нефтепродукта А из трубопровода, при котором в приемный резервуар будет поступать смесь нефтепродуктов А и Б (рис. 6.2, г). Этот процесс «вымывания» достаточно длительный. В результате объем смеси, образующейся при ламинарном режиме последовательной перекачки, достигает 4-5 объемов всего нефтепровода. Вследствие значительного объема смеси последова-

т.--

t=2c

Рис. 6.3. Схема смесеобразования при турбуле!1Тном режиме последовательной перекачки

тельная перекачка при ламинарном режиме с непосредственным контактом перекачиваемых нефтепродуктов не применяется. Для уменьшения образования смеси при последовательной перекачке высоковязких нефтепродуктов (масел, мазутов) при ламинарном режиме необходимо проводить ее с разделительными устройствами, помещаемыми в зону контакта перекачиваемых нефтепродуктов и препятствующими «вклиниванию» нефтепродукта Б в нефтепродукт А, что позволит существенно уменьшить количество смеси.

При турбулентном режиме последовательной перекачки одновре-мен1ю с вклиниванием нефтепродукта Б в нефтепродукт А в соответствии с профилем местным осредненных скоростей происходит турбулентное перемешивание этих нефтепродуктов по поперечному сечению трубы и это уменьшает количество образующейся смеси. В связи с этим механизм образования смеси при турбулентном режиме последовательной перекачки, обусловленный неравномерностью скоростей по сечению трубопровода и турбулентным перемешиванием, можно упрощенно представить в следующем виде.

В момент времени - О, соответствующий началу последовательной перекачки, нефтепродукты А и Б соприкасаются по плоскости, перпендикулярной к оси трубопровода (рис. 6.3, а). За первую секунду ( = 1 с) нефтепродукт Б вклинивается в нефтепродукт А в соответствии с профилем местных осредненных скоростей, а первоначальная плоскость раздела этих нефтепродуктов переместится на расстояние, равное средней (по расходу) скорости потока «ср (рис. 6.3, б). Одновременно с этим за тот же промежуток времени под воздействием турбулентной диффузии будет происходить перемешивание вклинившейся части нефтепродукта Б с нефтепродуктом А в поперечном направлении, и к исходу первой секунды в трубопроводе образуется