Расчет термодинамических параметров пускового расширителя парогенераторной установки

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2016. Том 2. №4

Название: 
Расчет термодинамических параметров пускового расширителя парогенераторной установки


Об авторах:

Бахмат Геннадий Викторович, кандидат технических наук, профессор кафедры механики многофазных систем, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; gennadiy.bakhmat@gmail.com

Кислицын Анатолий Александрович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры экспериментальной физики и нанотехнологий, Тюменский государственный университет; akislicyn@utmn.ru

Улыбина Светлана Владимировна, студентка 2 курса магистратуры, Тюменский государственный университет; инженер 3 категории, ТюменьНИПИнефть; sveta1993_08@mail.ru

Аннотация:

Целью данной работы является расчет термодинамических параметров пара в узле «парогенератор — пусковой расширитель» для вновь проектируемой парогенераторной установки. Для определения параметров, удовлетворяющих технологическим требованиям, исследованы зависимости скорости и максимального расхода пара от диаметра трубопровода и шероховатости его поверхности. Получена простая приближенная формула, применимая для больших чисел Рейнольдса, позволяющая сразу, не прибегая к итерациям, определить скорость пара на выходе из паропровода с учетом вязкости пара и шероховатости внутренней поверхности паропровода. Расчеты выполнены с использованием HS-диаграммы. Учтено «запирание» потока пара из-за большого перепада давления на выходе пара из парогенератора в расширитель. В результате исследований найдены значения давления, температуры, удельной энтальпии, энтропии, объема пара, а также скорости движения пара по технологической схеме «парогенератор — первый паропровод — пусковой расширитель — второй паропровод — атмосфера». Показано, что для первого паропровода потери энергии, обусловленные вязкостью пара и шероховатостью стенок, дают существенную (более чем на 50%) поправку к скорости движения пара. В то же время аналогичные поправки для второго паропровода пренебрежимо малы из-за меньшей скорости движения пара. Показано также, что учет теплообмена пара с окружающей средой при его движении по обоим паропроводам даже в зимнее время дает малую поправку к температуре пара (не более 2,5°С). Полученные результаты использованы для проектирования пускового расширителя парогенераторной установки EF-48-SG-GF-2577-V на Усинском нефтяном месторождении.

Список литературы:

  1. Бахмат Г. В. Тепловой режим гидравлических испытаний резервуара вертикального стального объемом 20 000 м3 / Г. В. Бахмат, А. А. Кислицын, У. Ю. Шастунова // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2011. № 7. С. 64-72.
  2. Бурже Ж. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов / Ж. Бурже, П. Сурио, М. Комбарну. М.: Недра, 1989. 422 с.
  3. Горбатиков В. А. Математическая модель технологии дискретных закачек в системах поддержания пластового давления / В. А. Горбатиков, М. В. Зубов, А. А. Кислицын // Вестник Тюменского государственного университета. 2005. № 4. С. 76-81.
  4. Горбатиков В. А. Системы ППД в новых условиях, новые требования и пути их реализации / В. А. Горбатиков, М. В. Зубов, А. А. Кислицын // Нефтяное хозяйство. 2006. № 1. С. 56-58.
  5. Диаграмма HS для воды и водяного пара, Version 2.4.2013.1208. URL: www.neurothermal.ru / SplitLOG@2013 IAPWS-IF97. URL: www.iaps.org
  6. Кириллин В. А. Техническая термодинамика / В. А. Кириллин, В. В. Сычев, А. Е. Шейндлин. М.: Наука, 1979. 512 с.
  7. Кислицын А. А. Основы теплофизики: учебное пособие / А. А. Кислицын. Тюмень: ТюмГУ, 2002. 152 с.
  8. Парогенераторная установка модели EF-48-SG-GF-2577-V: Руководство по эксплуатации / EN-FAB. Houston, USA. 33 с.
  9. Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных систем / под ред. А. С. Юрьева. СПб: Мир и семья, 2001. 1154 с.
  10. Теплотехника: Учебник для вузов / под ред. В. Н. Луканина. 2-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 2000. 671 с.
  11. Червонец С. А. Некоторые аспекты разработки тепловыми методами месторождений с высоковязкими нефтями / С. А. Червонец // Оптимизация технологии разработки нефтяных месторождений / под общ. ред. Л. С. Бриллианта. Тюмень: Цессия, 2008. С. 159-174.
  12. Шабаров А. Б. Гидрогазодинамика: учебное пособие / А. Б. Шабаров. Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, 2011. 404 с.