Введение к работе
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, газоуравнителъные 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 конструкції] 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 і применения.
Основные задачи исследований
-
Моделирование процесса конденсации паровоздушной смеси в ГУС анализ влияния различных факторов на процесс конденсациі прогнозирование количества образующегося конденсата и разработк рекомендаций по определению оптимального объем конденсатосборника.
-
Разработка энергосберегающих и безопасных технологий откачк конденсата из ГУС.
-
Изучение влияния неравномерности распределения концентраци углеводородов по высоте газового пространства заглубленных подземных резервуаров на эффективность работы ГУС.
5 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 влияіпіе 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 ней 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 использованшо 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.