减阻剂机理分析及在抚鲅成品油管道上的工业应用
Ke r s P o u t i e i e Dr g r d c i n I d s i l p l ai n An l ss y wo d : r d csp p l ; a —e u t ; n u t a p i t ; ay i n o r a c o
时增输率达到 了 2 . 3 %,完成预期 的输油任 务。通过对减阻剂的特性分析 ,给出了适合于抚鲅 管线输送 成品油 9
时的摩阻计算公式 ,并通过工业应用过程中的数据 ,计算m最大排量T况下添加不同浓度减 阻剂 的增输率 、减 阻率 ,回归 不同情况 下添加不 同浓度减 阻剂 的增输率 、减阻率的变化趋势曲线。
潘 子蟠 ,房福 君 ,王 宜春
( 中国石 油抚顺 石化 公 司储运 厂 , 辽 宁 抚顺 13 0 ) 01 1
摘
要 :2 1 0 0年 3 至 7月 问 在 抚 鲅 成 品 油 管 道进 行 了 减 阻剂 1业 应 用 ,在 加 入 ( 0 5 0 减 阻 剂 月 : 1 ~1 )X1
r t f tr u h u n r g r d c in e c e c h o g d i g d fe e t c n e tai n d a —e u t n a e twe e a e o o g p t a d d a e u t f in y t r u h a dn i r n o c n r t r g r d c i g n r h o i o o c l u ae n e i e e t x o t t r i g c n i o s t e e v ra in t n u v fi c e s d t r u h u a e a c l td u d rd f r n ma upu wo kn o d t n , h n t a it e d c r e o r a e o g p t t i h o r n h r a d d a e u to f c e c n e i e e tc n i o s t r u h a d n i e e t c n e tai n d a —e u t n wa n r g r d ci n e i n y u d rd f r n o dt n h o g d i g d f r n o c n rto r g r d c i s i i o
ac c ompls d. ihe Thr ug a l i ft e d a r d ton a e ha a trsis t e s ia e fiton c l u a in f m ul o o h naysso r g-e uci g ntc r ce itc , h u tbl rc i a c l to or h af r Fus un— a h B yuq n pr d t pei e w a tf r r ua o uc spi ln spu o wa d,a d as d o he d t nd tila plc to n b e n t a a ofi usra p i ai n,t e i r a i h nc e sng
Ab t a t F o M a c o J l n 2 1 , h r g r d ci n a e t s a p id t u h n Ba u u n p o u t ie i e s r c : r m r h t u y i 0 0 t e d a —e u to g n wa p l o F s u — y q a r d c sp p l , e n
第4 l卷 第 8期 21 0 2年 8月
当
代
化
工
C n e p r r h mi a n u t y o t m o a yC e c l d s r I
V] O. 41. O 8 N . A g s 2 12 u鲅 成 品油 管 道 上 的 工 业 应 用
关 键 词 :成 品 油 管 道 ;减 阻 剂 ; 业 应 用 ;分 析 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 17 - 4 0( 0 2) 8 0 0 — 4 6 1 0 6 2 1 0 — 86 0 中图 分 类 号 :T 3 E8 2
M e ha i m c n s Ana yssa l i nd Appl a i n o a — e i to ft dr g r duc i c he ton Ag nti e n Fus hun Ba uqua o - y n pr duc spi lne t pe i
P N Z一o F NGF - n W NG Y cu A { . A u u . A i h n b j —
( u h n P to h m ia mp n t r g n r n p ra in F c o y, a n n u h n 1 0 Ch n ) F s u erc e c l Co a y S o a ea dT a s o t t a t r Lio i g F s u 1 0 , i a o 3 1
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浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用
2输油管道应用减阻剂后的减阻与
②减 阻剂在管道里要避免受油泵、管 件 、孔板 等 各种形 式的 剪切作 用 ; 使用减阻剂是为了增加管道的输 量,增输 ③对某些种类的减 阻剂而言,管径放 是 由于 减 阻的 作 用而 实 现 的 。 大效应很显著。在小 管径上得到的试验结 2 .2输油管道应 用的减阻剂 果, 不适用于较大管径的条件 , 甚至在管径 2 .2. 1 减 阻 剂 的 成 分 大 到 一 定程 度时 ,减 阻效 果 极 其 微弱 。 减 阻剂 的 成 分 为高 分 子 碳 氢化 合 物 聚 2 .3 使 用减 阻剂 的 经济 性 .3 合物 , 一 种非 牛 顿 流体 的 粘 稠物 , 于油 是 用 使用减 阻剂减阻或增输 ,是一种非工 品减 阻剂的为油溶性减阻剂 ,具 有极长的 程性的技术措施 ,不需要扩展原有管道工 链 结 构 , 柔软 有 弹性 , 为螺 旋 结 构 更为 程规模 , 链 若 不需增设泵站或建管道复线 , 也不 理 想 ;分 子量 一般 要 求 在 l 1 上 。 需要更换输 油设 备即可达到提 高管道输送 0 或 0以 2 .2 减 阻 剂的 物 性 及 使用 要 求 .2 能 力的 目的 ; 因此 , 用 减 阻剂 的 工程 投 资 应 减 阻性 能好 的减 阻剂 都具 备以 下特 相 对 较 小 ,采 用减 阻措 施 可 以 简捷 而 迅 速 点:应 是 长 链梳 状 聚 合物 ;具 有 高分 子 量 , 的 达 到 减 阻 或增 输 目的 ,这 是 其优 越 性 所 般 不应 低 千 5×1 理 想是 在 l 0, 0 以上 ; 在 在油 品中可溶性好 。 在输油管道上应用减阻剂应符合以下 3减阻剂在国内外输油管道中的应 要 求 : 人 量要 少 , 阻效 率要 高 , 合体 加 减 综 现为实用的经济性要好 ;减阻剂本身应具 用 实例 国外在输油管道上使用减阻剂的实例。 有抗 剪 切 能 力 ,储 运 和 使 用 过 程 中 无 明显 美国横贯阿拉斯加的原油管道 ,采用加减 降解; 对油品加工和油品质量无不利影响。 阻剂 方 案 , 原 设 计 的 l座 泵站 减 为 l座 , 将 2 0 2 .3 减 阻剂 的 应 用和 减 阻 增输 效 果 22 0m 增 口 4 .6× 3 2 .1输油管道适于应用减阻剂的 日输 油 量 由 2 .6×1 力至 8 1 .3 1 1。英 国北海油 田某管道,原设计方案 01 1 情 况 06 经过方案比选 , 采用高峰 减 阻剂 发 展 到 目前 阶 段 ,多 在 下 列情 管径为 16 mm, 使管径改为94 4 1 .mm, 大 况下 , 作为一种短期的、 权宜性的或特殊处 时加减阻剂方案 , 大降低了投资 。 国西南部一条 20 美 0mm 口 理 手 段而 采 用 : 径的成品油管道夏季汽油输量增大时 ,曾 ①季节性输油任务的波动 ; 有 1l m管道出现卡脖子问题 。采用减阻 k l ②暂 时性 的输 油 任 务的 高 峰 ; 迅速 、 经济地解决 了问题, 管道摩擦 ③根据市场需求时增加输量( 这种情况 剂后 , 阻 力下 降 4 % ,输 量 增大 2 % 。 0 8 在 国外 尤 为 多 见 在 国 内 , 先 是利 用美 国 C n c 公 司 首 o oo ④管道超过额定输油能力 ,暂时来不 D 0减 及扩 建 ,或 在 一定 的超 额 范 围内 不准 备扩 生 产的 C R12 阻 剂 在铁 大 线 、东黄 线 、 濮 临线 上 进 行 试 验 并 取得 了成 功 。 如 铁 大 建; 96 ⑤顺序输送多种油 品时 ,对某种油品 线继 18 年现场试验成功后 ,在沈阳、熊 岳和复县 3 个站段,间断投用减阻剂 7 天 , 9 减阻输送 , 以提高全管道系统的输油能力; 用药 9m 7 ,全 线 增 输 原 油 1 .6 7 6 7× 1 , 0 t ⑥在管道的 “ 卡脖子段”减阻或增输; ⑦在管道建设条件恶劣的沙漠、 沼泽 、 缓解 了铁大线外输 紧张局面 ,争取到较大 高寒等地 区, 为减少泵站而采用的减 或 的出口换汇 ,为国家 创造 了较高的经济效
原油减阻机理
原油减阻机理1. 引言原油减阻是指通过添加特定的化学物质或使用物理手段,降低原油在管道中的粘度,从而减少管道输送过程中的摩擦损失和能量消耗。
原油减阻技术在石油工业中具有重要的意义,可以提高管道输送效率、降低能耗、延长设备寿命,对于保障石油供应和节约能源具有重要作用。
本文将介绍原油减阻的机理,主要包括添加剂减阻和物理手段减阻两个方面。
2. 添加剂减阻2.1 聚合物添加剂聚合物添加剂是一种常用的原油减阻剂。
聚合物在原油中形成一层薄膜,并与原油分子发生相互作用,从而改变原油的流动性质。
聚合物添加剂可以通过以下方式实现原油减阻:•降低摩擦系数:聚合物与管壁之间形成一层保护膜,降低了摩擦系数,使得原油在管道中的流动更加顺畅。
•改善流变性:聚合物可以改变原油的流变性质,使得其表现出较低的粘度和较高的流动性。
•抑制结垢:聚合物添加剂可以抑制原油中的结垢物质的生成,减少管道堵塞的风险。
•提高泵送能力:聚合物添加剂可以增加原油的泵送能力,提高管道输送效率。
2.2 表面活性剂表面活性剂是另一种常用的原油减阻剂。
表面活性剂能够降低原油与管道壁之间的摩擦力,并形成一层薄膜来改善原油的流动性。
表面活性剂添加剂可以通过以下方式实现原油减阻:•降低界面张力:表面活性剂能够降低原油与管道壁之间的界面张力,使得原油在管道中更容易流动。
•增加润滑性:表面活性剂能够增加原油与管道壁之间的润滑性,减少摩擦损失。
•抗氧化作用:表面活性剂可以抑制原油中的氧化反应,减少管道内部的腐蚀和沉积物的生成。
3. 物理手段减阻除了添加剂减阻外,物理手段也可以用于原油减阻。
3.1 超声波技术超声波技术是一种应用广泛的物理手段减阻技术。
超声波通过振动作用,可以改变原油分子之间的相互作用力,从而降低原油的粘度和摩擦阻力。
超声波技术可以通过以下方式实现原油减阻:•破坏分子结构:超声波振动可以破坏原油分子之间的结构,使得其流动性更好。
•提高传热效率:超声波振动可以提高原油内部的传热效率,使得温度更加均匀,进一步降低粘度。
减阻剂在油气管道上的应用
减阻剂在油气管道上的应用摘要:油气在输送过程中与管壁之间的摩擦阻力是油气管道压降的主要原因,减阻剂能够降低摩擦阻力,减小压降。
本文总结了天然气、原油与成品油管道减阻剂的作用机理以及使用特点,减阻剂对在新管道设计以及运行管道管理的影响。
天然气管道与油品管道减阻剂在作用机理以及使用要求上有各自的特点。
关键词:减阻剂,天然气,油品,管道1.引言天然气、成品油、原油在管道输送过程中与管壁之间存在摩擦阻力,该阻力为管道压降的主要原因。
降低管道压降,对改善管道的设计与操作、提高企业效益有重要的积极作用。
对新建管道,可以在管道铺设前内涂层[1,2]的方式降低管壁粗糙度,降低流体流动时的摩擦阻力。
对于已建成的管道,重新涂敷内涂层难度很高,采用减阻剂为常用且有效的方法。
天然气管道与油品管道中使用的减阻剂均能对紊流下的流动起到减阻作用,但作用机理与使用方法各有特点。
2.天然气管道减阻剂天然气管道中的流动一般为紊流,靠近管壁处气体分子会产生径向运动,造成能量的额外损耗。
天然气减阻剂能够减弱气体的径向脉动,从而降低摩擦阻力。
天然气减阻剂分子一端为极性端,另一端为非极性端,极性端牢固地粘结在管道金属内表面,同时非极性端与管道内的气体接触,形成一层光滑的膜和特殊的气-固界面,该界面减少了气体的径向脉动,降低了摩擦阻力[3,4]。
在现场应用中,减阻剂不仅要具有减阻效果,同时还应对管道安全且对气体物性无影响,减阻剂应当具备四个特点:1.减阻剂与管壁之间需要有较强的吸附力,减阻剂分子能够牢固的吸附在管壁上,能在管壁上形成稳定的膜,同时减阻剂膜能够在管壁上稳定较长的时间;2.减阻剂能够吸收气体的湍能,降低气体运动的能量损耗;3.减阻剂自身应当无腐蚀性,同时不影响天然气的品质;4.减阻剂应当可以溶于某些溶剂,以便配制溶液,能够注入到天然气管道中。
由于天然气减阻剂必须粘附在管壁上且成膜才能发挥降凝作用,而受管道结构的限制,减阻剂只能在站场从管道的一端加入。
减阻剂研究概述
1971年,Brood进行了高腊原油的输送实验,当 加入减阻剂时,使输量增加了,同时对原油质量 无影响。
1974年,Marlin等用乳液聚合聚合法合成了聚对 烷基苯乙烯、聚甲基丙烯酸异癸酯、聚甲基丙烯 酸异辛酯等,是较有效的减阻剂,他们在原油中 的溶解性好,抗剪切好,尤其以聚甲基丙烯酸异 癸酯更好。
根据减阻剂的作用机理我们知道减 阻效果是减阻剂的粘弹性同流体之间相 互作用的结果,所以一切影响高聚物粘 弹性的链结构和聚集态结构都会影响减 阻性能。
到正题了,其实很EASY
1. 分子量
高分子的分子量是影响减阻性能的基 本参数之一,高聚物必须超过一定的分 子量以后才具有减阻作用。其减阻效率 开始随分子量增加很快,随后达到平衡。
同年,成都科技大学研制出主要成分为 聚甲基丙烯酸高级酯的减阻剂,减阻效 果达31%。
1985年,浙江大学又研制出ɑ-烯烃与乙 烯共聚的另一类减阻剂,减阻效果又有 所提高。
但以上成果都是实验室合成的结果, 目前我国工业用减阻剂大都依赖进口, 所以大力扩展减阻剂研究工作并实现 减阻剂国产化有着巨大的经济效益和 社会效益。
特别是聚辛、十烯,我认为有必要对硅 氧烷与碳八烯的共聚物进行研究,从理 论上它们的共聚物应该具有较好的抗剪 切性和柔顺性。
如果减阻剂的分子量增大将回降
问题 低抗剪切性,WHY?
二. 聚合方法的选择
可采用溶液聚合或本体聚合。溶液聚合的 优点是体系黏度低反应产生的热易于散发, 并且聚合物分子量分布均匀。本体聚合的 优点是聚合物分子量高但分布不均,最大 缺点是反应温度难以控制。目前大多采用 溶液聚合法。
减阻剂在输油管道中的应用
入管道流体中后,呈连续相分散在流体中,依靠本身特有的粘弹性,分子长链沿流体流动方向自然拉伸,从而对流体微元的运动产生影响。
减阻剂分子间的引力与流体微元产生的反作用力相互影响,减少了无用功的消耗,宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果[3]。
另一种解释是:在输油管道中,由于受摩擦阻力的影响,流体流动表现为紊流状态,造成管道输量降低或能耗增加。
在管道内注入减阻剂后,靠近管壁的层流底层和缓冲区面积增加,管道直径截面上流体的紊流区域面积减少,如图2所示,从而降低整个管线中流体的摩擦阻力[4]。
图2 流体在管道中的流动结构变化示意图2 减阻剂的减阻作用减阻剂注入油品后,能限制油品分子径向运动,使其沿减阻剂长链分子方向运动(即沿管道方向运动),有效减小油品的紊流程度。
根据流体力学原理,层流趋势越高,摩阻系数越小,减阻剂便是通过这种方式实现减阻、增输的目的。
管道流体流动阻力的降低,实际上是摩阻系数的降低,因此减阻率可以表示为式(1):100%RRλλλ−=× (1)式中:λ0为未加减阻剂工况下的摩擦系数;λR为注入减阻剂后管道内油品流动的摩阻系数。
根据式(1),通过计算注入减阻剂前后管道油品摩阻系数0 引言液体在管道中流动时有两种流动状态,一种是层流,另一种是紊流,通常采用雷诺数(Re)来确定流动状态。
流体在管道中流动时受管道沿程阻力和局部阻力的影响,导致系统能量消耗,降低管道输送能力和输送效率。
减阻剂是一种长链、高分子量聚合物,可降低摩擦压力损失,提高烃类产品在管道中的流量,是油品管道输送系统中的重要组成部分,可降低输油管道运行的总能耗费用,提高管道输送效率。
1 减阻剂的组成及减阻机理减阻剂是高分子碳氧化合物聚合物,呈粘稠状,属于非牛顿流体。
其中,油溶性减阻剂的分子结构呈线性长链,具有较强的柔弹性,常将油溶性减阻剂用于油品管道。
减阻剂按类型可分为水溶性和油溶性两大类。
水溶性减阻剂包括聚氧化乙烯、皂角籽、聚丙烯酰胺等,而油溶性减阻剂包括聚异丁烯、甲基丙烯酸酯、聚长链α-烯烃等。
浅谈管道减阻剂在原油管道输送过程中的应用
浅谈管道减阻剂在原油管道输送过程中的应用发布时间:2022-08-16T06:49:13.389Z 来源:《工程管理前沿》2022年第4月第7期作者:孙汉峰[导读] 在原油的管道运输中孙汉峰长庆油田分公司第二输油处摘要:在原油的管道运输中,减阻剂的加入可以有效降低原油的流动摩阻,增加输送量。
本文结合马惠线加入减阻剂的应用实例,阐述了管道减阻剂在原油输送中的减阻增输效果。
关键词:原油管道、减阻剂、减阻增输原油本身是粘度较高的流体,在进行管道输送时,其在输油管道中的流动状态受摩擦阻力作用,造成能量消耗增加、管道运输效率的降低。
在这种情况下,采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻,对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、降低能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义。
减阻剂的注入可以在不改变管道运行方式的条件下,有效地降低管道中流体的摩擦阻力,提高管道的输送能力。
减阻作用是一种特殊的湍流现象,减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现,它是一个纯物理作用。
减阻剂分子与油品的分子不发生作用,也不影响油品的化学性质,只是与其流动特性密切相关。
在湍流中,流体质点的运动速度随机变化着,形成大大小小的旋涡,大尺度旋涡从流体中吸收能量发生变形、破碎,向小尺度旋涡转化。
小尺度旋涡又称耗散性旋涡,在粘滞力作用下被减弱、平息。
它所携带的部分能量转化为热能而耗散。
在近管壁边层内,由于管壁剪切应力和粘滞力的作用,这种转化更为严重。
在减阻剂加入到管道以后,减阻剂呈连续相分散在流体中,靠本身特有的粘弹性,分子长链顺流向自然伸呈流状,其微元直接影响流体微元的运动。
来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上,使其发生扭曲,旋转变形。
减阻剂分子间的引力抵抗上述作用力反作用于流体微元,改变流体微元的作用方向和大小,使一部分径向力被转化为顺流向的轴向力,从而减少了无用功的消耗,宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果。
减阻剂的添加浓度影响它在管道内形成弹性底层的厚度,浓度越大,弹性底层越厚,减阻效果越好。
减阻剂研究概述
人工智能、大数据等智能化技术有望在减阻剂性 能预测、优化设计等方面发挥重要作用,提高研 究效率和应用水平。
06
结论与建议
研究成果总结
01
减阻剂能有效降低流体在管道中的摩擦阻力,提高流体的输送效率。
02
不同类型的减阻剂在不同流体和管道条件下具有不同的减阻效果,需 要根据实际情况进行选择。
复合型减阻剂
将不同类型减阻剂进行复合,发挥各自优势,提高综 合减阻效果。
03
减阻机理与方法
边界层控制理论
边界层概念
在流体与固体壁面之间形成的薄层,其中流体速度从零逐渐增加 到主流速度。
边界层分离
当边界层内的流体受到逆压梯度作用时,流体会从壁面分离,形成 涡旋和阻力。
减阻方法
通过改变边界层内的流动状态,如增加壁面粗糙度、引入吹气或吸 气等方式,可以延缓边界层分离,从而降低阻力。
数值模拟精度有待提高
数值模拟方法虽然具有成本低、周期短等优点,但目前数值模拟精度仍有待提高,特别 是对于复杂流动和新型减阻剂的模拟预测。
未来发展趋势预测
1 2 3
新型减阻剂研发
随着材料科学和纳米技术的发展,未来有望研发 出性能更优、环境友好的新型减阻剂。
多学科交叉融合
减阻剂研究涉及流体力学、化学、材料科学等多 个学科领域,未来多学科交叉融合将成为推动减 阻剂研究发展的重要趋势。
表面活性剂减阻剂
界面活性
01
表面活性剂能降低流体与固体壁面间的界面张力,减少流动阻
力,提高流体的流动性。
吸附作用
02
表面活性剂在固体壁面上形成吸附层,改变壁面润湿性,降低
摩擦阻力。
泡沫与乳状液
03
部分表面活性剂可形成泡沫或乳状液,进一步降低流动阻力。
减阻剂
(1)大幅度节省新建管线建设投资。新 管线设计中一个重要的依据就是管道的 年 输量,但对管道年输量影响因素有许 多是 不确定的。如对油田储量的估测不 可能做 到十分精确,市场条件要求管道 输量的变 化及油品种类的改变等等。这 一些不确定 的因素,可根据相对经济的 数据作为设计 依据,留下一部分设计余 量,用减阻剂来平 衡这部分余量。减小 管径、压缩泵站建设规 模可大大节省新 管线的建设投资。
2 输油管道应用减阻剂后的减阻与 增输
2 .1 减阻剂减阻与增输的含义 在管道输油过 程中加入减阻剂,可以 有两个方面的作用: (1)在原定输量不变的条件下,降低油 流摩阻, 减少管道沿程压头损失,从而降低了泵的动力消 耗,节约了能量,可以改换成 扬程较低的泵输油。 (2)在原定压力不变的条件下,由于油 流摩阻降 低,而输量增加;在多数情况下, 使用减阻剂 是为了增加管道的输量,增输 是由于减阻的作 用而实现的。
2.3 减阻剂的应用和减阻增输效果 2.3.1 输油管道适于应用减阻剂的 情况 减阻剂发展到目前阶段,多在下列情 况下, 作为一种短期的、权宜性的或特殊处 理手段 而采用: ①季节性输油任务的波动; ②暂时性的输油任务的高峰; ③根据市场需求时增加输量(这种情况 在国外 尤为多见); ④管道超过额定输油能力,暂时来不 及扩建, 或在一定的超额范围内不准备扩 建;
1 减阻剂的减阻机理
减阻作用是—种特殊的湍流现象,减 阻 效应是减阻影响湍流场的宏观表现。它 是 一个纯物理作用。减阻剂分子与油品的 分 子不发生作用,也不影响油品的化学性 质, 而只与其流动特性密切相关。减阻剂加入到 管道以后,靠本身的粘 弹性,分子长链顺 流向自然拉伸,其微元直 接影响流体微元 的运动。来自流体微元的 径向作用力作用 在减阻剂微元上,使其发 生扭曲,旋转变 形。减阻剂分子间引力抵抗 上述作用力反 作用于流体微元,改变了流体微元作用力的 大小和方向, 使一部分径向力转变为顺流 向的轴向力, 从而减少无用功的消耗,宏 观上起到减少 摩阻损失的作用。
杨志远-中国石油化工标准与质量-减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用研究
减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用研究西南石油大学邮编:610500摘要:原油本身就是一个黏度较高的物质,其在输油管道中的流动状态被摩擦阻力严重受到限制,造成能量消耗增加、管道输量降低。
在这种情况下,采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻,对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、节约能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义。
本文首先阐述了减阻剂的减阻增输机理,其次,分析了影响减阻剂减阻增输效果的因素,同时,就减阻剂在国内外输油管道中的应用进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。
关键词:减阻剂;输油管道;应用1.前言随着我国国民经济的快速发展,社会对于石油产品的需求越来越旺盛,从而也导致利用输油管道来输送原油的输量也得到了大幅度上升。
而原油本身就是一个黏度较高的物质,其在输油管道中的流动状态被摩擦阻力严重受到限制,造成能量消耗增加、管道输量降低。
在这种情况下,采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻,对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、节约能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义,而这种能够有效降低流体流动阻力的化学添加剂被称为减阻剂,本文就减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用进行探讨。
2.减阻剂的减阻增输机理减阻作用是一个纯物理作用,也是—种特殊的湍流现象。
减阻剂分子一般只与流动特性息息相关,而对于油品的化学性质不会造成影响,也不会与油品分子发生作用。
输油管道运行中加入减阻剂,减阻剂利用本身的粘弹性来对流体微元运动造成影响。
在减阻剂微元上作用来自流体微元的径向作用力,使减阻剂微元发生扭曲变形。
减阻剂分子间引力抵抗上述作用力反作用于流体微元,改变了流体微元作用力的大小和方向,使一部分径向力转变为顺流向的轴向力,从而减少无用功的消耗,宏观上起到减少摩阻损失的作用。
使用减阻剂在很大程度上是为了增输,这是由于在既定压力保持不变的前提下,输油管道的油品输量会随着油流摩阻降低而大幅度增加。
管道减阻剂在原油管道运输中的应用
管道减阻剂在原油管道运输中的应用摘要:在原油的管道运输中,减阻剂的加入可以有效降低原油的流动摩阻,增加输送量。
本文结合延长石油管道运输中减阻剂的应用实例,阐述了管道减阻剂在原油输送中的减阻增输效果。
关键词:减阻剂延长石油减阻增输原油在进行管道运输时,管道中的原油由于摩擦阻力的存在而限制了其在管道中的流动,造成了管道运输效率的降低,增加了能量消耗。
减阻剂的注入可以在不改变管道运行方式的条件下,有效的降低管道中流体的摩擦阻力,提高管道的输送能力。
管道减阻剂是一种可以降低流体流动摩阻,增加输送量的高分子添加剂,对输送管道的增输、节能、提高经济效益有非常重要的作用。
一、管道减阻剂减阻机理原油在管道运输过程中,随着管道摩阻的增加,原油的层流部分将会逐渐减少,紊流部分将会增加。
处于紊流状态的原油中有很多漩涡,而这些旋涡是逐级变小的,旋涡的尺度越小,能量的粘滞损耗越大,旋涡的能量最终将被流体的粘滞力损耗掉,变成热能,因此处于紊流状态的原油需要消耗大量的管输能量[1]。
管道的中心区是紊流核心区,管内大部分流体处于这一区,只有靠近管壁的很少部分的液体运动为层流,这两者之间有一过渡区。
减阻剂就是通过改变管壁附近(过渡区)油分子的运动状态,使其向同一方向运动,以扩大已有的层流区,减少能量消耗,降低摩阻损失,以达到减阻增输的目的[2]。
同时,处于紊流状态下的原油中各级旋涡将能量传递给减阻剂分子,使其发生弹性变形,将能量储存起来,之后,减阻剂分子又将获得的能量还给油分子,以维持原油正常运输所必需的能量,达到减阻的目的[3]。
值得注意的是只有当原油处于紊流状态时,减阻剂才起减阻作用。
二、原油管道应用阻剂后的减阻增输效果减阻剂的减阻与增输即为:减阻:在原定输量不变的情况下,降低原油流动摩阻,减少管道沿程压力损失,从而减低泵的动力消耗,节约了能量,可以改换成扬程较低的泵输油。
增输:在原定压力不变的条件下,由于原油流动摩阻降低,而输量增加;在多数情况下,使用减阻剂是为了增加管道的输量,增输是由于减阻的作用而实现的。
