Транспортировка высоковязкой нефти по магистральному нефтепроводу с использованием тепловых насосов

• Автор: Глушков, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ ВВЕДЕНИЕ
1 ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ И ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИХ В ТРУБОПРОВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ
1.1 Принцип работы компрессионных тепловых насосов. Выбор типа компрессора для условий эксплуатации при трубопроводном транспорте нефти
1.2 Опыт применения тепловых насосов зарубежом
1.3 Обоснование возможности применения тепловых насосов в трубопроводном транспорте нефти
1.4 Выводы по главе
2 СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ПО МАГИСТРАЛЬНОМУ НЕФТЕПРОВОДУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
2.1 Способ транспортировки высоковязкой нефти с «распределенным» подогревом
2.2 Устройство пункта подогрева для осуществления способа «распределенного» подогрева
2.3 Выводы по главе
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ ФИКСИРОВАНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ПО ТРАССЕ ТЕПЛОНАСОСНЫХ ПУНКТОВ ПОДОГРЕВА (С ПРИВЯЗКОЙ К ИСТОЧНИКАМ ПРИРОДНОГО ТЕПЛА)
3.1 Построение целевой функции
3.2 Определение температур нагрева на пунктах подогрева в пределах одного участка
3.3 Определение тепловых мощностей теплонасосных станций

3.4 Определение мощности теплонасосных пунктов подогрева для магистрального нефтепровода Уса-Ухта
3.4.1 Подготовка исходных данных
3.4.2 Определение температур нагрева нефти на пунктах подогрева в зависимости от полных дисконтированных затрат на участке
3.4.3 Определение мощности теплонасосных пунктов подогрева
3.5 Выводы по главе
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, ПОЛУЧАЕМЫЙ ЗА СЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕМ, ПОКРЫВАЮЩИМ ПИКОВЫЕ НАГРУЗКИ
4.1 Определение соотношения мощностей ТНУ и дополнительного нагревателя, покрывающего пиковые нагрузки для подземного магистрального нефтепровода
4.2 Выводы по главе
5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ТЕПЛОНАСОСНЫХ ПУНКТОВ ПОДОГРЕВА
5.1 Влияние температуры испарения хладагента на коэффициент преобразования теплового насоса.
5.2 Грунт, как источник низкотемпературной тепловой энергии
5.2.1 Выбор грунтового теплообменника
5.2.2 Оценка изменений температуры теплоносителя на выходе из Ц-образного вертикального грунтового теплообменника при эксплуатации теплового насоса
5.3 Определение мощности когенерационных установок. Расчет экономии условного топлива.
5.4 Технико-экономическое обоснование повышения пропускной способности магистрального нефтепровода за счет использования автономных теплонасосных пунктов подогрева
5.5 Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ ФИКСИРОВАНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ПО ТРАССЕ ТЕПЛОНАСОСНЫХ ПУНКТОВ ПОДОГРЕВА (С ПРИВЯЗКОЙ К ИСТОЧНИКАМ ПРИРОДНОГО ТЕПЛА)
Тепловые насосы используют низкотемпературное (природное) тепло и работают тем эффективнее, чем меньше разница температурных перепадов в конденсаторе и испарителе 4 2, поэтому эффект будет наибольшим, если их устанавливать в конце перегонов, на низкотемпературных участках, рассосредотачивая по трассе.
Такой вариант распределения тепловых насосов имеет следующие преимущества:
1 - эксплуатация магистрального нефтепровода при относительно низких температурах происходит с большим влиянием тепла трения;
2 - при низких температурных напорах теплообмен с окружающей средой - малоинтенсивный, а тепловые потери минимальны;
3 - так как тепло, отнятое от грунтового массива возвращается обратно в грунт, а в атмосферу практически не передается, то на поверхности Земли поддерживается близкий к нулевому баланс тепла, обеспечивая при этом минимальное тепловое воздействие на грунты, что актуально для районов Крайнего Севера. Такая минимизация теплообмена полностью соответствует требованиям экологической безопасности в районах прохождения северных трасс и предупреждает растепление грунтов с мерзлым основанием.
2 В качестве одного из определяющих показателей эффективности работы
теплового насоса отметим коэффициент преобразования (КОП): коп _ Ч

идеального цикла; для реального цикла теплового насоса - КОП =

изменение энтальпии рабочего агента в конденсаторе; (/3 - //) - приращение энтальпии рабочего агента в результате сжатия его в компрессоре.