Для определения расстояния между станциями подогрева нефти очень важно правильно задать конечную температуру потока на данном участке трубопровода.

Перекачку нефти с подогревом, как правило, осуществляют в зонах с турбулентным режимом движения потока, когда фактическое значение критерия Рейнольдса превышает число 2320. Конечная температура нефти на заданном участке трубопровода определяется свойствами нефти, но в любом случае для осуществления перекачки в турбулентной зоне конечная температура нефти должна быть равна температуре, отвечающей переходу к ламинарному режиму, или быть несколько выше.

Для нефтей с высокими температурами застывания конечная температура обычно принимается на 3-5 °С выше температуры застывания, но с таким расчетом, чтобы она так же была равна или выше температуры, отвечающей смене режима движения потока.

Если же Т_конеч задана ниже Т_{перехода}, то в трубопроводе будут иметь место оба режима движения, что должно быть учтено при определении потерь напора, имеющих место при движении потока в трубопроводе.

Зная конечную температуру, до которой возможно охлаждение нефти при её движении по трубопроводу, по уравнению В.П. Шухова можно определить расстояние между станциями подогрева:

                                        (6.11)

Число станций подогрева на всём участке будет равно:

                                                   (6.12)

После округления величины n_с до целого значения уточняют Х_с и значение Т_кон, по которому ведут все дальнейшие расчеты.

Расстановку станций подогрева по трассе можно показать на графике в координатах T- L (рис. 6.3):

Рис. 6.3 Расстановка станций подогрева по трассе

Координаты трубопровода, где температура потока достигает значения Т_к, есть место возможного расположения тепловой станции.

Задача № 3

Определение тепловой мощности нагревателя и расхода топлива

Тепловая нагрузка нагревателей определяется по уравнению конвективного теплообмена [4]:

Q = G·C(Т₂ – Т₁) = G(q₂ – q₁), кДж/час,                                     (6.13)

где

G    – массовый расход нефти, кг/час;

C    – теплоемкость нефти, кДж/кг·град;

Т₁, Т₂ – температуры входа и выхода нефти из нагревателя, ºК;

q₁, q₂ – энтальпия нефти при конечной и начальной температуре нефти, проходящей через нагреватель, кДж/кг.

По тепловой мощности выбирается по каталогам тип нагревателя и его характеристики.

Расход топлива для нагревателя можно определить по уравнению:

, кг/час,                                  (6.14)

где

Q    - тепловая мощность нагревателя, кДж/час;

- теплотворная способность топлива, кДж/кг;

η     - КПД нагревателя.

Расчет потребности в топливе необходим для количественной оценки эксплуатационных затрат за заданный период времени.

Тема 6.2