Демонтаж бетона: rezkabetona.su

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

преобладающая температура в установивщемся потоке в момент остановки трубопровода составляла 70 °С. Кроме того, рн = 968 кг/м; Сн = = 0,55 кг/мЗ-К; 7гр = 0°С; d = Q,212, м; d„ = 0,292 м; d„3 = 0,392 м; /г = 1,1 Лиз 1

= 0,035 Вт/м-К (стекловолокно); й,из 2 = 0,019 Вт/м-К (пенополиуретан).

Пользуясь уравнением (7.2-55) для построения кривых охлаждения различных участков трубопровода и нанося значения темпера-

2-Xj = 0,0JS8t/m-K


Ш t.


Г г 3 и 5 0 7 0 3 mi,Y~

Рис. 7.2-14. Зависимость изменения температуры в теплоизолированном нефтепроводе после его остановки от времени (Силаш, 1968)

Рис. 7.2-15. Температурные профили в различные моменты времени после остановки нефтепровода (Силаш, 1968)

тур, относящихся к заданному времени охлаждения в зависимости от положения на длине трубопровода, получим семейство кривых Г = = /(/). В семействе кривых, приведенных на рис. 7.2-15, отражена кривая, характеризующая установивщийся поток при / = 0, рассчитанная по уравнению (7.2-15).

При этом считалось, что нефть течет по трубопроводу, имеющему параметры, приведенные выше (см. рис. 7.2-14), за исключением того, что на трубы было нанесено т;олько антикоррозионное покрытие (смола и бумага). Начальная температура нефти (на входе в трубопровод) 7н1 = 70°С, тах=12,5 кг/с, /=11 200 м. Как видно из кривых, скорость охлаждения была высокая в первые часы после остановки трубопровода, в последующем она значительно замедлилась. В первый день степень охлаждения достигла 44%, но затем даже в течение 30 суток не была достигнута температура окружающего незатронутого грунта.

Вопросы нагревания холодного трубопровода горячей нефтью, перекачиваемой по нему, будут рассматриваться в основном исходя из исследований Дейвенпорта и Конти (1971 г.). Горячая нефть, введенная в холодный трубопровод, охлаждается значительно быстрее, чем при установившемся течении в подогретом трубопроводе. Коэффициент теплопередачи, действительный для таких ситуаций, может быть в несколько раз выше коэффициента теплопередачи при установившемся течении. .



Время перекачки, необходимое для того, чтобы наступил установившийся тепловой поток для случая неизолированного трубопровода, уложенного в землю, можно определить только со значительным приближением, путем сопоставления значений чисел Нуссельта для установившегося и неустановившегося потоков.

Если учитывается термоизоляция, которая обеспечивается грунтом, окружающим трубопровод, то по уравнению (7.2-30) можно ожидать, что при установившемся состоянии коэффициент теплопередачи

(7.2-56)

Уравнение (7.2-18) можно переписать в виде

с учетом уравнений (7.2-16) и (7.2-56)

Nu=-

(7.2-57) (7.2-58)

Исходя из предположения, что трубопровод заглублен в бесконечную среду из грунта, а теплопередача между поверхностью земли и воздухом неопределенная, можно показать, что неустановившееся число Нуссельта будет функцией числа Фурье:

0,953

Nu = 0,362-

Ро0,зз

Число Фурье

(7.2-59)

(7.2-60)

Уравнение (7.2-59) можно использовать для определения времени, которое потребуется, чтобы нефть, перекачиваемая по неизолированному трубопроводу с наружным диаметром dn, проложенному в грунте, обладающем теплопроводностью игр, достигла устойчивой температуры или, другими словами, чтобы число Нуссельта достигло значения, определяемого по уравнению (7.2-58).

Поскольку в этом уравнении за счет приближения число Nu- функция h и dn, после подстановки этих параметров в уравнение (7.2-59) получим

0,953

Fo =

-0,362

(7.2-61)

Отсюда следует, что время, необходимое для того, чтобы достичь установившегося теплового потока, является функцией hjdn-



На практике гипотеза об относительно бесконечном полупространстве не отражает с достаточной точностью действительный характер теплового потока особенно после того, когда он достигает поверхности земли. С этого момента действительные потери тепла на 10-15% превышают расчетные значения. Конфигурация кривых изменения теплового потока изменяется, а время, необходимое для достижения устойчивого состояния, становится бесконечным. Точность значения Хгр в основном не превышает 10%.

Время транспортирования нефти в трубопроводе обычно не прерывается настолько, чтобы она не охладилась до температуры незатронутого грунта. Поэтому при возобновлении движения нефти ее температура практически всегда выше температуры незатронутого грунта, а следовательно, при этом требуется меньше времени для достижения СОСТОЯН1ГЯ установившегося потока (или близкого к этому).

Это время для неизолированного трубопровода можно определить с учетом того, что в рассматриваемом случае строится график семейства кривых, аналогичный графику, приведенному на рис. 7.2-15. Каждая из кривых будет представлена с достаточной степенью приближения уравнением типа (7.2-15), которые различаются только значением К. Но этот параметр будет постоянным для данной кривой. Подставляя др = дт и с = СнДля любой кривой, можно записать

К= дс,. (7.2-62)

Зная продолжительность времени охлаждения, можно на рис. 7.2-15 выбрать кривую, характеризующую начало движения остановленного потока. Это необходимо для расчета времени, необходимого для того, чтобы свойства нефти, транспортируемой по трубопроводу, соответствовали бы свойствам в том случае, если прокачка горячей нефти возобновляется по охлажденному трубопроводу.

Для этого с помощью уравнения (7.2-62) определяется значение К, соответствующее фактической "кривой охлаждения, а затем по уравнению (7.2-58) вычисляется значение числа Нуссельта при неустановившемся течении. С помощью уравнения (7.2-59) определяется число Fo, а по уравнению (7.2-60) - эквивалентное ему время перекачки нефти.

7.2.6. ПУСКОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ НЬЮТОНОВСКИХ НЕФТЕЙ

Трубопровод может быть разогрет достаточно просто путем прокачки по нему высоковязкой нефти, которая подлежит транспортировке. Однако на это потребуется неоправданно длительная прокачка. Поэтому обычно охлажденный трубопровод вначале промывают легкой нефтью, а транспортировку высоковязкой нефти начинают после нагрева трубопровода.

Распределение давлений в разогреваемом трубопроводе может быть описано по методу Форда, основанному на использовании параметров при установившемся состоянии (Форд, 1955).




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



Яндекс.Метрика