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

Термический режим водоемов в весенне-летний период характеризуется притоком тепла из атмосферы в воду и ложе водоема. Повып1ение температуры идет неравномерно по глубине и ограничивается определенным слоем, ниже которого температура грунта в течение года остаетя примерно постоянной. Также тепло аккумулируется ложем водоема. Объем аккумулируемого тепла зависит от теплопроводности и теплоемкости грунтов. Осенью, когда температура воздуха резко понижается, происходит охлаждение воды водоема и прилегаюпдих к ней верхних слоев грунта. После переохлаждения воды в ее верхних слоях образуется ледяной покров, и теплоотдача в атмосферу резко сокрапдается. Температура воды в придонных слоях возрастает за счет теплоотдачи ложа водоема. Происходит непрерывный теплообмен. Интенсивность этого процесса зимой постепенно затухает, пока вновь не вскроется водоем и не начнется новая фаза его нагревания.

Вследствие теплового потока от дна водоема к ледяному покрову существует постоянный перепад температур, который можно использовать для подъема более теплых глубинных вод к поверхности. Эти воды, отдавая тепло нижней поверхности льда, обеспечивают его постоянное таяние и могут привести к полному очипдению ото льда. Следует учитывать соотноп1ение между плопдадью майны, которую желательно поддерживать, и плопдадью той части водоема, которая будет вовлечена в теплообменный процесс. Поддерживать в неза-мерзаюпдем состоянии весь водоем затруднительно, поскольку тепло, аккумулируемое ложем водоема, будет быстрей исчерпано вследствие теплоотдачи с открытой поверхности по сравнению с теплоотдачей при наличии ледяного покрова.

При разливе нефти в осенне-зимний период целесообразно использовать тепло глубинных вод для очистки льда от нефти.

Технически задача подъема теплой глубинной воды penia-ется по двум схемам.

По первой схеме предусматривается засасывание теплых придонных слоев воды насосной установкой и выбрасывание их затем компактной струей вдоль поверхности водоема (рис. 33). Тепло, захваченное на уровне зева трубы, полностью передается в слои воды, прилегаюпдие к поверхности. Массы воды, поступая к поверхности и отдавая тепло, одновременно меняют свою плотность.

По второй схеме в нижние слои воды подают сжатый воз-

дух, например, путем прокладки перфорированного трубопровода у дна водоема. Пузырьки воздуха, обладая подъемной силой, движутся к поверхности и увлекают за собой массу воды (рис. 34).

Конструкция пневматической установки довольно проста: перфорированный трубопровод из пластмассовых или резинотканевых труб укладывается на дно. Во избежание всплытия к трубам привязывают бетонные грузы.

Экспериментальные исследования, проведенные в Астраханском ЦКБ речного флота, по определению эффективности использования пневмоустановки на реке показали, что угол установки перфорированных труб относительно течения существенно не влияет на их работу, при этом ширина ог-

V777777777777777P77Ш7777ZШ7777Шy

< А

77777/7777/

Рис. 33. Схема работы потокообразователя:

1 - сопло потокообразователя; 2 - корпус потокообразователя; 3 - винт насоса; 4 - электродвигатель; 5 - поверхностный поток; 6 - донный по-

ток; 7 -

9 - ледяной покров; 10

эпюры горизонтальных скоростей в сечениях; 8 - длина майны;

- ложе водоема; 11 - естественный температур-

ный разрез водоема

Рис. 34. Схема работы пневматической установки для образования полыньи и таяния битого льда:

1 - воздухопровод; 2 - труба; 3 - донный поток; 4 - поверхностный поток; 5 - ложе водоема

радительного валика при объемном расходе воздуха 0,03 - 0,82 м/мин на 1 м трубы составляет 0,8 - 2,5 м. При глубине установки трубы 4 м и скорости течения до 0,6 м/с поток воздушных пузырей отклоняется от вертикали до 15.

Диаметр отверстий сопел принимают равным 1,0 - 2,5 мм. Для облегчения выдавливания воды из трубопровода в момент запуска компрессора и уменьп1ения давления в системе отверстия следует располагать с нижней стороны трубопровода. Благодаря этому увеличивается также П1ирина во до воздушного потока и, следовательно, ширина майны (табл. 18).

Во избежание засорения сопел трубопровод следует раз-мепдать не ближе 0,5 м от дна. В этом случае его удерживают с помопдью поплавков и донных пригрузов или якорей.

В полученную таким образом майну устанавливают плавучее заграждение и обеспечивают сбор нефти с открытой поверхности обычными методами.

Особую сложность вызывает сбор нефти подо льдом при очень низких температурах воздуха.

Поучительным уроком служит ликвидация аварии на подводном переходе ТОН-2 через р. Белая в 1995 г. Толщина льда у берегов доходила до 40 см. Вдоль фарватера лед имел линзообразную вогнутую поверхность и толщину до 5 см. Такая конфигурация ледяного покрова способствовала тому, что нефть распространялась не по всей ширине реки, а по сравнительно узкой полосе фарватера шириной 30 - 50 м. Анализ скорости распространения нефтяного пятна показал, что нефть задерживается подо льдом в неподвижном состоянии.

Таблица 18

Зависимость размеров майны от температуры воды и расхода воздуха пневматической установки