автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Совершенствование методов расчета и эксплуатации газоуравнительных систем

РГ6 04

1 Ч ДпР Г

На правах рукописи

РУФАНОВА ИННА МИХАЙЛОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ

РАСЧЕТА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОУРАВНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-1998

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяно\ техническом университете.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Коршак A.A. Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Абузова Ф.Ф. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Хакимьянова JLP.

Ведущее предприятие - ОАО «Уралтранснефтепродукт»

Защита состоится 24 апреля 1998 г. в 17 часов на заседанш диссертационного совета Д 063.09.02 при Уфимском государственнол нефтяном техническом университете по адресу: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимскогс государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «го марта 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор физико-математических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Потери нефтепродуктов от испарения -основной вид потерь при их хранении и транспорте, приводящий не только к количественной убыли нефтепродукта, но и к снижению его качества, так как в первую очередь теряются наиболее ценные легкие фракции углеводородов. Кроме того, эти потери приводят к загрязнению воздушного бассейна вблизи нефтебаз, перекачивающих станций и нефтеперерабатывающих предприятий, что увеличивает пожароопасность этих объектов и ухудшает экологическую обстановку. Поэтому сокращение данного вида потерь является важным элементом задачи ресурсосбережения и экологической безопасности системы нефтепродуктообеспечения.

В настоящее время для сокращения потерь нефтепродуктов от испарения применяются понтоны, плавающие крыши, газоуравнителыше системы без газосборников (ГУС) и др.

Считается, что применение понтонов является более предпочтительным, так как лучшие их образцы сокращают потери нефтепродуктов на 80-90 %. Однако при этом не учитывается, что хотя понтоны более эффективны, они значительно дороже ГУС. Поэтому применение того или иного технического решения, позволяющего уменьшать потери нефтепродуктов от испарения, необходимо предварительно обосновывать, исходя из анализа целого ряда технико-экономических факторов. Например, для резервуаров типа РВС 2000 и РВС 3000 ГУС заведомо предпочтительнее понтонов при условии, что ожидаемые потери бензина составят 4,8 т/год и менее, для РВС 5000 -7,2 т/год и менее, для РВС 10000 - менее 20 т/год.

Сокращение потерь при эксплуатации резервуаров с понтонами зависит от типа применяемых затворов и от коэффициента оборачиваемости резервуаров. Эффективность понтонов тем выше, чем больше коэффициент оборачиваемости резервуаров. Наблюдаемое в

настоящее время снижение количества добываемой и перерабатываемо нефти и, как следствие, уменьшение объемов транспорта нефтепродукте приводят к падению коэффициента оборачиваемости резервуарных парко: что отрицательно сказывается на эффективности понтонов.

В отличие от понтонов, ГУС отличается простотой конструкщи относительно низкой стоимостью и высокой надежностью. Даже в случг отказов ГУС это не приводит к простою резервуаров и не сиижас работоспособность резервуарного парка. Сооружение ГУС выполняется, основном, параллельно с эксплуатацией резервуаров, при этом средство сокращения потерь оснащается сразу группа резервуаров, тогда кг оборудование резервуаров понтонами связано с необходимостью их выво; из эксплуатации.

Таким образом, ГУС по-прежнему остаются эффективным средство сокращения потерь. В связи с этим особую актуальность приобретай задачи совершенствования методов расчета и эксплуатации ГУС.

Целью диссертационной работы является разработка рекомендаци по выбору технологических и конструктивных параметре газоуравнительных систем, направленных на повышение эффективности \ применения.

Основные задачи исследований

1) Моделирование процесса конденсации паровоздушной смеси в ГУС анализ влияния различных факторов на процесс конденсацш прогнозирование количества образующегося конденсата и разработк рекомендаций по определению оптимального объем конденсатосборника.

2) Разработка энергосберегающих и безопасных технологий откачк конденсата из ГУС.

3) Изучение влияния неравномерности распределения концентраци углеводородов по высоте газового пространства заглубленных подземных резервуаров на эффективность работы ГУС.

4) Построение математической модели и изучение процессов перетока паровоздушной смеси по ГУС резервуаров при совпадении операций закачки-выкачки нефтепродуктов; определение параметров совместной ГУС резервуаров и транспортных средств.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• разработана методика расчета процесса конденсации паровоздушной смеси в ГУС, позволяющая прогнозировать количество образующегося конденсата;

• предложен более экономичный, чем традиционный, способ откачки конденсата из подземной емкости с применением струйного насоса, параметры которого оптимизированы по предложенным аналитическим зависимостям;

• показано влияние неравномерности распределения концентрации углеводородов по высоте газового пространства заглубленных и подземных резервуаров на эффективность работы ГУС. Предложена принципиальная схема усовершенствованной ГУС резервуаров, обеспечивающая повышение эффективности ее работы за счет перетока по пей паровоздушной смеси с более высокой концентрацией углеводородов;

• проведен анализ процессов перетока паровоздушной смеси по ГУС, результаты которого позволяют решить задачу выбора оптимального диаметра коллектора ГУС;

• разработана методика определения расчетного расхода паровоздушной смеси для ГУС, объединяющей резервуары и транспортные средства.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты дают

возможность повысить эффективность ГУС за счет:

• использования конденсатосборника оптимального объема;

• применения способа откачки конденсата из подземной емкости с помощью струйного насоса;

• использования предложенной конструкции усовершенствованной ГУС, позволяющей достичь дополнительного сокращения потерь нефтепродуктов от испарения;

• использования конструктивных и технологических рекомендаций по эксплуатации ГУС.

Реализация работы. По результатам исследований разработана «Методика расчета процесса конденсации паровоздушной смеси в газоуравнительной системе резервуаров», принятая к использованию в АО «Гипротрубопровод» и в институте проблем транспорта энергоресурсов (ИПТЭР).

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались на:

• 47-й, 48-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Уфа, УГНТУ, 1996, 1997;

• 51-й межвузовской студенческой конференции «Нефть и газ-97», г. Москва, ГАНГ, 1997;

• научном семинаре «Проблемы гидродинамики, надежности и прочности в современном трубопроводном транспорте», г. Уфа, ИПТЭР, 1997.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных

работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованных источников, включающего 145 наименований, 8 приложений. Она содержит 175 страниц машинописного текста, 47 рисунков, 26 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи, научная новизна и практическая ценность результатов проведенных исследований.

Первая глава посвящена обзору исследований по теме диссертации, юрегическим и экспериментальным исследованиям процесса испарения :фтепродуктов, разработке методики расчета потерь, обоснованию ггодов и средств сокращения их из резервуаров посвящены работы .Ф. Абузовой, М.И. Ашкинази, И.С. Бронштейна, И.Г. Блинова, А. Бунчука, В.Ф. Вохмина, В.Б. Галеева, В.А. Душипа, С.Г. Едигарова, .В. Елшина, H.H. Константинова, A.A. Коршака, P.A. Молчановой, .Ф. Новоселова, А.Д. Прохорова, Д.М. Саттаровой, JI.P. Хакимьяновой, .А. Чарного, В.И. Черникинаи др.

Анализ опубликованных исследований показал, что в процессе :сплуатации ГУС в теплое время года в газосборных коллекторах роисходит частичная конденсация паровоздушной смеси (ПВС). Это тение обусловлено различием температур ПВС в газовом пространстве гзервуаров и в коллекторе ГУС. Скопления конденсата приводят к зеличению гидравлического сопротивления в трубопроводах, что ичительно ухудшает работу ГУС. При полном перекрытии сечения эллектора конденсатными пробками возможно отключение группы гзервуаров от ГУС и выброс паров нефтепродукта в атмосферу. Для редотвращения образования скоплений конденсата большинство авторов гкомендует устанавливать подземную емкость для его сбора и рокладывать коллектор с уклоном в сторону конденсатосборника. При пределении объема конденсатосборника необходимо уметь рогнозировать количество образующегося в газоуравнительных эллекторах конденсата. Однако до настоящего времени методика расчета роцесса конденсации ПВС не была разработана.

В результате проведенного обзора научно-технической литературы л-ановлено, что совершенствование средств сокращения потерь ефтепродуктов, выполненных на основе ГУС, осуществляется главным бразом за счет присоединения к ней новых, достаточно сложных и, как равило, дорогостоящих узлов. В некоторых случаях/ это делает ^мнительной экономическую целесообразность самого технического

решения. Анализ публикаций, посвященных различным аспектам работы ГУС, показывает, что резервы ее совершенствования далеко не исчерпаны. В некоторых случаях возможно существенно увеличить достигаемое с ее помощью сокращение потерь нефтепродуктов без значительных капитальных вложений, не применяя дополнительного технологического оборудования.

В первой главе показано, что одним из главных определяющих факторов при проектировании и эксплуатации ГУС является степень совпадения операций приема и откачки нефтепродуктов, которая характеризуется коэффициентом совпадения операций Кс. Величина Кс может принимать значения в интервале от нуля (при несовпадении операций закачки-выкатки) до единицы (при полном совпадении временных и количественных характеристик процессов закачки-выкачки). Так как определение среднегодового коэффициента совпадения операций требует большого объема вычислений, то существующие методики предполагают определять эту величину по информации, полученной в результате обработки диспетчерских данных об эксплуатации резервуарных парков за четыре произвольно выбранных месяца, что не позволяет учесть сезонные тренды. Такой метод не позволяет достоверно учитывать особенности эксплуатации каждой нефтеперекачивающей станции вследствие существенного различия природно-климатических и техногенных особенностей их эксплуатации. В связи с этим возникает необходимость обоснования и конкретизации методов обработки информации, позволяющих учитывать перечисленные выше факторы и обеспечивать достоверное представление о всей генеральной совокупности измерений величин коэффициента совпадения операций.

Если для резервуаров широко используются различные средства сокращения потерь от испарения, то для транспортных емкостей единственным средством являются совместные ГУС, соединяющие газовые пространства резервуаров и транспортных емкостей.

Вопросы изучения потерь нефтепродуктов от испарения при юлнении различных емкостей рассматривались в работах Ф. Абузовой, И.С. Бронштейна, В.Б. Галеева, Н.Д. Иванова, Д.. Молчановой, П.Р. Ривкинаидр.

Экспериментальными исследованиями В.Б. Галеева, П.Р. Ривкина, Ф. Вохмина и др. установлено, что при заполнении автомобильной [Стерны объемный расход ПВС больше объемного расхода закачиваемого фтепродукта. Существование такого превышения связано с испарением фтепродукта при наливе и количественно характеризуется оффициентом превышения Кп, равным отношению расхода ПВС С2п(т) к сходу нефтепродукта С^ОО. Величина этого коэффициента характеризует [тенсивность процесса испарения нефтепродукта. Значения коэффициента !евышения необходимы для определения расхода вытесняемой ПВС, на новании которого производится расчет совместной ГУС резервуаров и тотранспортных средств. Так как на сегодняшний день рекомендаций по [ределению величин Кп не существует, то в связи с этим представляется туальной задача разработки методики расчета коэффициента >евышения при заполнении транспортных емкостей.

Гидравлические расчеты газопроводов ГУС проводят по формулам я расчета газопроводов низкого давления. По рекомендациям некоторых следователей расчетный перепад давления ДР между наиболее дленными резервуарами в группе не должен превышать величины 3/4-4/5 • располагаемого напора, предусмотренного конструкцией применяемых апанов, а по рекомендациям других исследователей АР должен быть вен 1/2 от величины располагаемого напора.. Требуется обосновать 1бор величины расчетного перепада давления.

В заключении первой главы на основании анализа научно-хнических работ сделана постановка основных задач исследований.

Вторая глава посвящена исследованиям фазовых переходов в зоуравнительной системе резервуаров. Изложена методика расчета

состава «влажной» ПВС и процесса конденсации в газоуравнителышй

системе резервуаров.

В настоящее время при хроматографическом анализе газовых проб обычно определяют состав углеводородной части ПВС и концентрацию углеводородов в ней. Однако реальная ПВС содержит также некоторое количество водяных паров, поэтому требуется уточнить результаты стандартного анализа. В работе предложен аналитический метод восстановления состава «влажной» ПВС.

Выполненные расчеты позволили установить закономерности изменения влагосодержания ПВС. С увеличением относительной влажности и температуры воздуха, а также массового содержания воздуха в ПВС удельное содержание водяных паров в ней возрастает. В области низких температур в ПВС с различной концентрацией углеводородов содержание водяных паров приблизительно одинаково.

В основу модели процесса конденсации «влажной» ПВС положена система уравнений фазовых концентраций в конечной форме. При этом, для определения констант фазового равновесия использовалась корреляция Антуана для давления насыщенных паров индивидуальных компонентов.

В ходе решения системы уравнений фазовых концентраций определяется мольная доля газовой фазы, а затем содержание индивидуальных компонентов в газовой и жидкой фазах в предположении стационарности процесса конденсации. На основании этой методики в диссертации разработан комплекс прикладных программ, позволяющий моделировать процесс конденсации углеводородов и водяных паров в ГУС. Как показали результаты исследований, при прочих равных условиях конденсация наиболее интенсивно протекает в ПВС, полностью насыщенной углеводородами и при наличии наибольшего градиента температур относительно газового пространства резервуара и грунта на глубине заложения коллектора ГУС. Увеличение массы выпадающего конденсата с ростом концентрации углеводородов в исходной ПВС

объясняется тем, что в этом случае ПВС находится ближе к состоянию насыщения.

Не менее важным аспектом повышения эффективности работы ГУС является возврат конденсата из сборной емкости в резервуары. Проведенные нами исследования показали, что наиболее приемлемым способом, как с точки зрения надежности, так и с точки зрения экономичности, является откачка конденсата струйными насосами. Однако при этом возникает проблема определения параметров и режимов эксплуатации подобных насосов.

Проведенные нами исследования позволили получить аналитические выражения для определения величин относительного давления в начале камеры смешения и на выходе из струйного насоса, относительной площади камеры смешения.

Далее во второй главе описан предлагаемый способ откачки конденсата. В целях увеличения степени использования технологического оборудования и уменьшения затрат электроэнергии в работе предложено совместить процесс откачки конденсата с внутристанционными перекачками бензина, используя для этого струйный насос.

В предлагаемой схеме (рис.1) насос для внутристанционных перекачек 5 подает рабочую жидкость (нефтепродукт) из резервуара 1 на струйный насос 2, который отбирает конденсат из подземной емкости 3 и возвращает его в резервуар 4.

Проведен сравнительный расчет затрат электроэнергии для предлагаемого и традиционного (с использованием погружных насосов) методов. Показано, что предлагаемый способ откачки конденсата из подземной емкости позволяет уменьшить капиталовложения в систему и характеризуется меньшими, по сравненшо с традиционным, затратами электроэнергии не менее, чем на 25 %.

Схема предлагаемого варианта откачки конденсата с помощью струйного насоса

V.

/

Рис. 1

В третьей главе исследуется влияние неравномерности распределения концентрации углеводородов по высоте газового пространства заглубленных и подземных резервуаров на эффективность работы ГУ С.

Ранее исследованиями Абузовой Ф.Ф. было установлено, что доля сокращения потерь при применении ГУС меньше величины коэффициента совпадения операций Кс в связи с донасыщением вытесняемой ГТВС в ходе операций закачки-выкачки.

Наши исследования показали, что уменьшение эффективности применения ГУС по сравнению с величиной Кс связано также с неравномерностью распределения концентрации углеводородов по высоте газового пространства заглубленного резервуаров.

Для определения массовой доли сокращения потерь в этом случае предложено использовать следующее выражение

Бт^КсГт,

0)

где Гт - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность ределения концентрации углеводородов по высоте газового транства,

где а, Ь, п - эмпирические коэффициенты;

- общий объем вытесняемой ПВС;

Рр - площадь поперечного сечения резервуара.

Анализ выражения (2) показывает, что для любых заглубленных рвуаров, эксплуатирующихся в произвольных режимах, величина швочпого коэффициента всегда меньше единицы и только для

;ельного случая, когда Ксп = 1, значение & равно единице (рис. 2). гому в случае неравномерного распределения концентрации водородов по высоте газового пространства массовая доля сокращения рь углеводородов при применении ГУС традиционного исполнения ше величины коэффициента совпадения операций.

Данные выводы явились теоретическим обоснованием предлагаемой йоте схемы усовершенствованной ГУС заглубленных резервуаров, ным отличием которой от существующих схем является то, что пособление для ввода-вывода ПВС установлено в нижней части зого пространства каждого резервуара.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает уменьшение инения окружающей среды за счет перетока по ГУС ПВС с сительно высокой концентрацией углеводородов, в то время как в сферу вытесняется ПВС с относительно низкой концентрацией юдородов.

(2)

Зависимость коэффициента £ от относительного объема закачки при с/<^=0,5

Далее в третьей главе проведено теоретическое исследование сокращения потерь, достигаемое при применении усовершенствованной ГУ С.

Эффективность применения усовершенствованной ГУС можно оценить на основании соотношения вида

Зп = Кс-Гп, (3)

где Г„ - поправочный коэффициент, учитывающий конструктивные особенности предлагаемой нами усовершенствованной ГУС.

Проведенные в заключительном разделе исследования позволили получить аналитическое выражение для определения поправочного коэффициента Гп

1 + (1-Кс)

(1-КсУ

(1-Ке)

п ( 1-(1-Кс)П ( П С _1

Ко

Сз-С

с +•

1-(1-Кер Кс

при с /Се ^ 1/3; (4)

при с /с5 < 1/3,

1

где Угп - объем газового пространства резервуара;

с5 - концентрация насыщенных паров нефтепродукта; с - средняя концентрация в газовом пространстве резервуара. Анализ зависимости (4) показывает, что при прочих равных условиях, величина 1",,, зависящая от тех же параметров, что и Гт, больше или равна единице (рис.3). Соответственно и массовая доля сокращения потерь благодаря использованию ГУС усовершенствованной конструкции превышает величину Кс.

Рис.3

Как показали результаты расчета, благодаря изменению конструкции, величина эффективности усовершенствованной ГУС возрастает не менее, чем на 20 %.

Четвертая глава посвящена разработке рекомендаций по расчет) параметров ГУС.

Одним из критериев выбора ГУС, как средства сокращена потерь при проектировании и реконструкции резервуарных парков является значение коэффициента совпадения операций Кс. Существующш рекомендации по выбору ориентировочного значения Ко на стадш проектирования основываются на исследованиях, выполненны; Абузовой Ф.Ф., Молчановой P.A., Новоселовым В.Ф., Хакимьяновой JI.P в начале 80-х годов, когда объемы производства и реализацш нефтепродуктов были совсем иными. В настоящее время режим работь предприятий существенно изменился, поэтому в предположении, что i величины Ко стали иными, проведено изучение закономерностей измененш коэффициента совпадения операций. С этой целью были проведень статистические исследования временных рядов изменения коэффициенте! совпадения операций для ЛПДС «Салават» в 1992-1996 г. Проверк; статистической гипотезы по критерию «%-квадрат» Пирсона показала, чт< распределение относительных частот коэффициента совпадения операцш подчиняется показательному закону распределения. Было установлено, чт< для определения вида и параметров закона распределения величины К достаточно сформировать выборку объемом 150-200 измерений воспользовавшись таблицей случайных чисел.

На основании этих рекомендаций было проведено исследование динамики изменения коэффициентов совпадения операций для ЛПДС «Салават». Несмотря на монотонное уменьшение объемов перекачю бензина через ЛПДС «Салават», среднегодовые величины Кс в этот перио; изменяются случайным образом от 0,26 до 0,49, составляя в среднем 0,34 что соответствует ранее рекомендованным значениям.

Далее в четвертой главе проведен анализ процессов перетока паровоздушной смеси по ГУС резервуаров при совпадении операций закачки-выкачки нефтепродуктов. Показано, что величина потерь ПВС через клапан давления в начальный период совпадения операций заполнения - опорожнения резервуаров существенно зависит от начального давления в газовом пространстве резервуара. Чем оно ниже, тем позже открывается клапан давления при совпадении операций и соответственно, тем меньше потери от испарения при одинаковых величинах Ко.

Установлено, что при расчетном перепаде давления в газоуравнительной системе между крайними резервуарами, равном 1000 Па, рассчитываемый диаметр газоуравнительного коллектора позволяет добиться практически полного совпадения средней эффективности ГУС с коэффициентом совпадения операций.

В четвертой главе определены коэффициенты превышения при заполнении автомобильных цистерн, на основании которых определяется расчетный расход вытесняемой ПВС.

Для определения мгновенного значения коэффициента превышения получено следующее уравнение

рп^-од^

где <Зп(т), СЦт) - расход ПВС и закачиваемого бензина соответственно;

рп(т), р у(т) - плотность ПВС и ее углеводородной части;

Щт) - площадь поверхности нефтепродукта;

Р(т) - коэффициент массоотдачи от поверхности

нефтепродукта при заполнении автоцистерны.

Анализ величин Кп(т) по формуле (5) проводился для различных гипов автоцистерн, температур и скоростей налива. Установлено, что в этличие от случая заполнения резервуаров, величина коэффициента превышения с течением времени изменяется незначительно и,

следовательно, может быть принята постоянной величиной. В зависимости от температуры бензина и расхода налива величина коэффициент; превышения изменяется от 1,14 до 1,28, что приводит к увеличен!» величины расчетного диаметра коллектора ГУС примерно на 10 %.

Во второй главе прогнозирование количества образующегос конденсата производилось нами в предположении, что газоуравнительном коллекторе ПВС приобретает температур окружающей среды (в нашем случае - грунта). В четвертой глав рассмотрен процесс конденсации ПВС в газоуравнительной системе учетом динамики ее остывания. Расчет распределения температуры п длине трубопровода произведен по формуле Шухова.

Результаты расчета, проведенного для условий ЛПДС «Салават> показали, что при массовых расходах ПВС меньше 60 кг/ч температур ПВС близка к температуре грунта. Однако при более высоких расхода расхождение температур значительно, достигая в зависимости от тип грунта 6-9 градусов, что соизмеримо с перепадом температуры в газово] пространстве резервуара и грунта в рассматриваемом месяце. ] соответствии с характером изменения температуры ПВС изменяете удельное количество образующегося конденсата. Увеличение массовое расхода ПВС сверх 60 кг/ч приводит к уменьшению количеств выпадающего конденсата: при прокладке труб ГУС во влажном песке -12,2 до 1,5 г/м3, во влажной глине - с 11,3 до 0,3 г/м3, в сухом песке - с 10 д 2 г/м3. Следует отметить, что для двух последних типов грунто превышение расходов соответственно 300 и 180 кг/ч приводит : прекращению процесса конденсации, так как ПВС не успевает охладитьс до температур, при которых она станет полностью насыщенной парам] воды и углеводородов.

Установлено, что общая масса конденсата, выпадающего в единиц; времени из ПВС, имеет максимум при некотором ее массовом расходе. Пр] рассмотренных условиях наибольшее количество выпадающего конденсат;

вляет 1,22 кг/ч - во влажном песке, 0,56 кг/ч - во влажной глине и о 0,4 кг/ч - в сухом песке.

С учетом выявленных закономерностей необходимый объем енсатосборника, подключаемого к газоуравнительной системе, мендовано определять по формуле

Ук = Ук -Тг/рк, (6)

к ктах ^

где уКтах - максимально возможное количество конденсата, Iдающего в единицу времени из ПВС;

Тс - суммарное время совпадения операций за период между опорожнениями конденсатосборника; рк - плотность конденсата. При этом величина уКШа.х должна определяться для самых гагоприятных условий:

;сяца с наибольшей разницей температур воздуха и грунта на глубине ложения коллектора ГУ С;

и полностью насыщенной углеводородами ПВС.

Суммарное время совпадения операций тс за период между рожнениями конденсатосборника определяется на основе обработки нсгических данных для каждого конкретного случая.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика расчета процесса конденсации ПВС в ГУС. азано, что увеличение относительной концентрации углеводородов в адной ПВС приводит к увеличению массовой доли углеводородов в цеисате и, соответственно, к снижению содержания воды в нем. ановлено, что при определении объема конденсатосборника расчет Зходимо проводить для месяца с наибольшей разницей температур

атмосферного воздуха и грунта на глубине заложения коллектора ГУС и для полностью насыщенной углеводородами ПВС.

2. Предложена технология откачки конденсата из подземной емкости с помощью струйного насоса. Установлено, что использование предложенного способа откачки конденсата позволяет снизить энергозатраты более, чем на 25% по сравнению с использованием погружных насосов.

3. Показано влияние неравномерности распределения концентрации углеводородов по высоте газового пространства заглубленного резервуара на эффективность работы ГУС. Установлено, что эта величина в общем случае меньше коэффициента совпадения операций. Разработана принципиальная схема усовершенствованной ГУС заглубленных резервуаров, обеспечивающая повышение эффективности работы за счет перетока по ней ПВС с относительно высокой концентрацией углеводородов и, соответственно, вытеснения в атмосферу смеси с относительно низкой концентрацией углеводородов. Показано, что применение усовершенствованной ГУС позволяет уменьшить потери нефтепродуктов от испарения более, чем на 20 %.

4. Разработана математическая модель процесса перетока ПВС по газоуравнительной системе резервуаров при совпадении операций закачки-выкачки нефтепродуктов. Полученные решения позволяют рекомендовать перед приемом нефтепродукта в резервуарньш парк по возможности производить откачку нефтепродукта из него (например, в нефтепродуктопровод). Установлено, что при расчетном перепаде давления в газоуравнительной системе между крайними резервуарами, равном 1000 Па, рассчитываемый диаметр газоуравнительного коллектора позволяет добиться совпадения средней эффективности ГУС с коэффициентом совпадения операций. Предложено определять расчетный расход ПВС, вытесняемой при наливе автомобильных цистерн как произведение расхода налива на коэффициент превышения, для нахождения которого разработана расчетная методика. Установлено, что в отличие от случая

олнения резервуаров, величина этого коэффициента с течением времени {еняегся незначительно и, следовательно, может быть принята ггоянной величиной. В зависимости от температуры бензина и расхода шва величина коэффициента превышения изменяется от 1,14 до 1,28, что иводит к необходимости увеличения величины расчетного диаметра гшектора ГУС примерно на 10 %.

На основании проведенных исследований разработана и внедрена в ) «Гипротрубопровод» и в ИПТЭР «Методика расчета процесса нденсации паровоздушной смеси в газоуравнительной системе зервуаров».

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных удах:

Руфанова И.М., Коршак A.A. Определение расхода паровоздушной [еси при наливе автомобильных цистерн. II Тез. докл. 47-й научн.-техн. нф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Том 1. - Уфа, 1996.• с.

Руфанова И.М., Коршак A.A. Применение струйных насосов для откачки «денсата из подземной емкости. // Сб. научн. статей «Проблемы фтегазового комплекса в условиях становления рыночных отношений». -j)a: ФСРНИ, 1997. - с. 110-113.

Руфанова И.М., Коршак A.A. Определение расхода паровоздушной [еси при заполнении автомобильных цистерн. // Транспорт и хранение фтепродуктов. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1997. - № 10-11. - с. 20-21. Коршак A.A., Руфанова И.М. Влияние неравномерности распределения »нцентрации углеводородов на эффективность применения газовой »'вязки. // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. - М.: ЙИИОЭНГ, 1997,-№11-12. - с. 16-18.

5. Руфанова И.М., Коршак A.A. К определению коэффициента превышения при заполнении автомобильных цистерн. // Нефть и газ. Межвузовский сборник научи, статей. "Уфа, 1997. - № 1.-е. 181-183.

6. Руфанова И.М., Коршак A.A. Выбор оптимального способа откачки конденсата из подземной емкости. // Тез. докл. 48-й научн.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа, 1997. - с. 14-15.

7. Руфанова И.М., Коршак A.A. Анализ влияния неравномерности распределения концентрации углеводородов на эффективность работы газовой обвязки резервуаров. // Тез. докл. 51-й межвузовской студенческой конф. «Нефть и газ -97». - Москва, 1997. - с. 3.

8. Руфанова И.М., Коршак A.A. и др. Динамика изменения коэффициентов совпадения операций в отрасли нефтепродуктообеспечения. // Тез. докл. 48-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа, 1997.-е. 4.

9. Руфанова И.М., Коршак A.A. Обоснование выбора газовой обвязки резервуаров как средства сокращения потерь нефтепродуктов от испарения. // Тез. докл. научн. семинара «Проблемы гидродинамики, надежности и прочности в современном трубопроводном транспорте» Уфа, 1997. - с. 61-

63.

Соискатель

И.М. Руфанова