Введение 8
1 Обзор литературы 10
1.1 Добыча высоковязких нефтей 10
1.2 Транспорт высоковязких нефтей 13
1.3 Транспорт высоковязких нефтей с предварительным подогревом 20
2 Объект и методы исследования 24
2.1 Электротермические нагревательные системы нефтепроводов 24
2.2 Индукционные нагревательные системы нефтепроводов 28
3 Расчетная часть 32
3.1 Объект и данные исследования 32
3.2 Результаты работы и их обсуждение 34
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 37
4.1 Исходные данные для расчета экономического эффекта от перекачки нефти с подогревом 38
4.2 Расчет экономической эффективности применения предварительного
подогрева нефти при трубопроводном транспорте 39
4.3 Расчет снижения потребления электроэнергии 41
5 Социальная ответственность 45
5.1 Производственная безопасность 45
5.2 Экологическая безопасность 59
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 63
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 66
Список публикаций 70
Список использованных источников 71
Приложение А 76
В настоящее время, ввиду активного роста потребления углеводородов, возникает необходимость увеличения объемов добычи. Поэтому современные технологии добычи транспорта и хранения должны позволять работать не только с легкоизвлекаемыми, но и трудноизвлекаемыми ресурсами, которые существенно отличаются друг от друга по физико-химическими свойствами.
К трудноизвлекаемым запасам относят высоковязкие и тяжелые нефти, что требует применения дополнительных ресурсоэффективных технологий для качественного обеспечения процесса транспорта и хранения с требуемым объемом перекачки транспортируемой среды.
На сегодняшний день трубопроводный транспорт был и остается наиболее распространенным видом транспорта нефти и нефтепродуктов. Наиболее серьезные и масштабные технологические осложнения связаны с транспортом высоковязких и застывающих нефтей. Улучшение реологических характеристик нефти может быть достигнуто различными способами: применением поверхностно-активных веществ, смешением с углеводородными разбавителями, добавлением полимерных добавок, различных депрессаторов и растворенного газа. Однако наибольшее распространение получил транспорт нефти с предварительным подогревом, впервые предложенный В.Г. Шуховым. Дальнейшее развитие теоретических основ технологии транспорта высоковязких нефтей по трубопроводу было сделано в работах В.И. Черникина, Л.С Лейбензона, В.С. Яблонского. Научными исследованиями по проблемам трубопроводного транспорта высоковязких жидкостей в разное время занимались многие исследователи. Среди трудов, посвященных этому направлению, следует особо выделить работы Л.С. Абрамзона, Н.А. Гаррис, В.М. Агапкина, В.Е. Губина, Р.Н. Бикчентая, А.К. Галлямова, В.Н. Дегтярева, Сковородникова, Б.А. Тонкошкурова, П.И. Тугунова, В.И. Харламенко, В.А Юфина и др. [6].
Цель работы - анализ высокоэффективной индукционной нагревательной системы как способ теплового воздействия на аномально вязкие текучие среды при их транспортировке по нефтепроводам.
Задачи:
- Выполнить обзор существующих способов теплового воздействия на аномально вязкие текучие среды;
- Рассмотреть и проанализировать индукционную нагревательную систему;
- Исследовать компьютерную модель передачи тепла при нагреве трубопровода индукционной нагревательной системой в программном пакете Ansys Fluent.
Научная новизна: использование индукционных нагревательных систем на нефтеперекачивающих станциях при транспорте высоковязких нефтей.
Вклад автора: на основе исходных данных построена и исследована компьютерная модель передачи тепла при нагреве трубопровода в программном комплексе Ansys Fluent; построены графики зависимости температуры потока от длины нагреваемого участка и зависимости длины нагреваемого участка от минимальной температуры потока на выходе; произведен расчет экономической эффективности использования технологии транспорта с подогревом на выбранных участках; определены мероприятия по охране труда и безопасности эксплуатации пункта подогрева нефти, охране окружающей среды.
