管道入口段雾化加注天然气减阻剂的数值模拟

采用数值模拟的方法研究天然气管道减阻剂的雾化加注过程,首先对气体管道入口段的稳态流场进行模拟,得到收敛的气流场,再将减阻剂作为一系列离散相雾滴从入口喷嘴注入后进行耦合计算,分析各雾化条件对雾滴索泰尔平均直径（SMD）及其在入口段管壁上吸附特性的影响。模拟结果表明：喷雾压差、喷雾流量、喷嘴直径和喷射角度是影响天然气管道减阻剂减阻效果和减阻距离的关键因素。喷雾压差越大,喷雾流量越小,雾滴的SMD越小,越容易吸附在入口段的管壁上;喷嘴直径和喷射角度对雾滴的SMD影响不大,但喷射角度较小时,雾滴能被气流携带更长距离。研究成果可为天然气减阻剂的工程应用提供一定的理论指导。（图6,表5,参17）。     

天然气管道的减阻与天然气减阻剂

依据流体管道的流动规律和减阻增输机理,指出天然气管道的减阻原理是抑制贴壁薄层(厚度等于粗糙度)内的气体脉动。认为管壁内涂、壁面薄液膜、凝析液中注入液体减阻剂和在管道内壁上吸附气体减阻剂是天然气管道有效的减阻方法。研究结果表明,气体减阻剂应是一种具有极性端和非极性长链的分子聚合物或化合物。     

天然气减阻剂及其减阻机理的研究进展

针对天然气减阻剂在输气管道运行中的迫切需求,综述了国外天然气减阻剂60年的发展历史,介绍了中国石油管道研究中心天然气减阻剂的研究进展,其中试产品在工业应用试验中取得了8%～10%的减阻效果,且减阻效果持续两月有余。分析了输气管道的水力摩阻等参数,探讨了天然气减阻剂的作用机理,从微观角度认识到输气管道减阻的本质是减小能量损失,并提出了通过弹性碰撞解决能量损失的减阻新理念。     

娄孟柴油管道减阻剂加注方案

娄孟柴油管道是连接青岛石化和四方油库的炼化企业内部管道,其管输油品从首站到末站的时间不足2h,采用正常的减阻剂加注工艺无法达到预期的减阻增输目的,因此需要探索适用的减阻剂加注方案。基于减阻剂室内小型评价环道测试过程的启示和室内实验结果,利用管输柴油提前将减阻剂溶解或稀释为质量体积比0．3％～1％的溶液,再注入管道,使减阻剂迅速发挥作用,解决了娄孟管道的加剂增输问题。该方法可以推广到短距离输油管道以及码头装船、卸船管道等,具有示范意义。     

减阻剂减阻率测控系统设计

合理使用减阻剂,既可以实现减阻效果,又可以增加输出和减小能耗。随着我国长输管线原油输送事业的快速发展,对减阻剂的需求量也不断加大,但相应的减阻剂测试设备却比较欠缺。为此,设计开发了一种能够有效检测各种减阻剂减阻率的测控系统。测控系统硬件电路主要完成多通道数据的采集及多个控制量的输出,主要由RS232通讯模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块4部分组成;工业控制计算机(上位机)和专业控制器(下位机)2部分协同工作共同实现现场过程测控的全过程。试验结果表明,该测控系统的各项功能都达到了减阻率测试工艺设计的相关要求。     

计算机预测减阻剂减阻率及其应用

国外减阻剂的研究工作开展较早,有些经验值得借鉴。文中介绍了美国应用计算机预测减阻剂性能的有关经验公式及计算程序;对国产ZDR减阻剂的单因素预报公式作了初步探讨,并对这种预报工作在选择和比较各种增输方案中的实际应用作了说明。     

天然气减阻剂性能测试环道

阐述了室内天然气减阻剂性能测试环道的工作原理,介绍了环道系统的水力学特征,分析了测试误差形成的原因与消除方法。应用该环道系统对室内合成的天然气减阻剂样品进行了性能测试,并筛选出最佳天然气减阻率样品,可为天然气减阻剂产品提供评价手段。     

天然气减阻剂分离模拟试验

BIB天然气减阻剂经雾化注入输气管道以后,一部分涂敷在管壁上,其余部分随气流进入管道末站的分离器。通过模拟试验,测试了旋风分离器和过滤分离器对管输气体中剩余天然气减阻剂的分离效率。研究表明:双切向进口旋风分离器对雾化天然气减阻剂的分离效率较高,且当入口雾滴的粒径分布固定时,气液分离效率随入口气速和雾滴质量浓度的增大而提高;过滤分离器对天然气减阻剂的过滤效率超过99.9%,且过滤效率随入口雾滴的质量浓度和雾滴粒径的增大而提高,当雾滴粒径达到一定程度时将被完全过滤掉。经过两级分离器分离,管输气体中的减阻剂含量极低,基本不会对下游用户和输气设备产生不良影响。分离器是天然气减阻剂的使用结点,天然气减阻剂一旦经过分离器,必须再行加注。     

BIB天然气减阻剂研制与应用

介绍了BIB天然气减阻剂的合成原理与制备方法,利用JEDLJSM-6700F扫描电子显微镜对BIB天然气减阻剂的成膜情况进行了分析,利用减阻剂室内性能评价系统对BIB天然气减阻剂的性能进行了评价。结果表明,减阻率稳定在13%～15%,有效期超过30d。在长庆油田采气一厂进行了BIB天然气减阻剂雾化注入试验,加入减阻剂30d后,管道的平均摩阻系数比清管前降低了19.5%。     

输气管道减阻内涂层与减阻剂应用现状及效益分析

综述了提高天然气管输效率的内涂层法和减阻剂法的经济效益、优势、不足以及应用前景.内涂层法已在国内外长输天然气管道中成熟应用,经济效益明显,但存在一次性投资较大、施工程序复杂、施工条件苛刻,涂层寿命尚不确定等问题;减阻剂法因加注工艺简单、适用性广而备受青睐,但作为管道储备技术尚处于开发研究阶段.(图2,参16)     

减阻剂的模拟环道评价

减阻剂应用于输油管道可以达到增输或降压的目的,其性能评价是一个重要课题。阐述了利用环道进行减阻剂性能评价的原理,并给出了一套室内模拟环道评价装置。对环道的装置构成、设计规格和水力学特征进行了介绍。测定了室内合成EP系列减阻剂的减阻性能,对减阻剂与流体相互作用规律进行了探讨。试验结果表明,雷诺数在9000(对应管壁剪速1276s~(-1)左右时,减阻剂性能达到最大值,之后由于减阻剂的剪切降解导致减阻率降低;减阻率在加剂浓度约15mg/L时达到最大值,约74％。     

减阻剂的模拟环道评价

减阳剂应用于输油管道可以达到增输或降压的目的，其性能评价是一个重要课题。阐述了利用环道进行减阻剂性能评价的原理，并给出了一套室内模拟环道评价装置。对环道的装置构成、设计规格和水力学特征进行了介绍。测定了室内合成EP系列减阻剂的减阻性能，对减阻剂与流体相互作用规律进行了探讨。试验结果表明，雷诺数在9000（对应管壁剪速1276s^-1）左右时，减阻剂性能达到最大值，之后由于减阳剂的剪切降解导致减阳率降低；减阳率在加剂浓度约15mg／L时达到最大值，约74％。     

减阻剂减阻率的经验公式及管径放大预测问题

减阻作用是在流体内加入少量添加剂,从而使输量增加的一种现象。本文介绍减阻率预测的有关经验公式,并以典型减阻实验数据为依据,得出减阻率DR和雷诺数Re、浓度PPM、管径ID之间的综合经验式。由此式可对温(粘)度变化范围不太大的同种减阻剂—溶剂体系,以室内二件小管径的实验数据来推算和预测放大管径的减阻率。     

顺序输送原油管道中减阻剂效果的评价方法

在顺序输送管道加注减阻剂现场试验中,首末站压差取决于减阻剂的作用效果及管道中各品种原油所占管容的比例,因此不能沿用输送单品种原油管道减阻率的计算方法进行减阻剂效果评价。依据乌鄯原油管道顺序输送北疆油、哈国油的运行实例,对顺序输送过程中减阻剂作用效果提出了评价方法。当顺序输送管道首站注入的加剂油与末站排出的未加剂油为同种原油时,管道中各品种原油所占管容比例不变,管道首末站压差的降幅仅取决于减阻效果;对应注入加剂油的管长,通过理论计算得到该管段输送未加剂原油产生的摩阻;首末站压差降幅与该摩阻的比值即为减阻剂对管道输送该原油产生的减阻率。现场试验证明:添加减阻剂A,在410~600 m3/h流量范围内,对乌鄯线输送哈国油减阻率为31.4%~34.7%;添加减阻剂B,在550~933 m3/h流量范围内,减阻率为15.8%~17.2%。     

天然气减阻剂对管道运行安全的影响

利用腐蚀实验和失重测试方法研究了BIB天然气减阻剂对天然气管道内壁的影响,同时考察了天然气减阻剂原料、中间体和溶剂对管道内壁的影响。通过电化学实验,得到了管壁样品在含有不同比例的天然气减阻剂介质中的动电位极化曲线,通过计算机拟合极化曲线,得到了含有不同比例的天然气减阻剂介质的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和极化阻力,总结了天然气减阻剂对管道内壁的电化学影响。通过燃烧测试实验,研究了天然气减阻剂对天然气气质的影响;通过搅拌实验,初步研究了天然气减阻剂对下游处理工艺中的脱硫脱碳溶液系统和脱水系统的影响。研究表明:BIB天然气减阻剂对天然气管道的运行安全基本没有不良影响。     

天然气管道的内涂层减阻技术

随着西气东输，忠武线等长输天然气的设计和建设，内涂层减阻技术已受到管道的管理决策部门，设计和施工单位的普遍关注，概述了国内外天然气管道内涂层减阻技术的应用和发展情况，内涂层减阻技术的特点，国外的最新理论研究成果，有关内涂层材料的选择及施工工艺，重点介绍了国外公司在管道预可研设计阶段对使用内涂层减阻技术的合理性和经济性进行的技术经济评价，可为管道的各级决策管理部门，设计，科研和施工单位提供一个可资借鉴的方法。     

减阻的模拟环道评价

减阻剂应用于输油管道可以达到增输或降压的目的，其性能评价是一个重要课题，阐述了利用环道进行减阻剂性能评价的原理，并给出了一套室内模拟环道评价装置，对环道的装置构成，设计规格和水力学特征进行了介绍，测定了室内合成EP系列减阻剂性能，对减阻剂与流体相互作用规律进行了探讨，试验结果表明，雷诺数在9000（对应管壁剪速1276s^-1)左右时，减阻生能达到最大值，之后由于减阻剂的剪节降地致减阻率降低，减阻率在加剂浓度约15mg/L时达到最大值，约74％。     

使用减阻剂提高管道节能效果

减少管路阻力,提高管路效率是泵站节能的重要举措施。提高管路效率有两种基本途径,即添加减阻剂和改善流体运动边界条件。重点介绍了新型减阻剂的性能,特点及其应用,分析了影响其性能的基本因素及主要优点,并对管路节能与泵站节能的关系进行了讨论。     

输气管道中缓蚀剂雾化浓度分布及加注量计算

利用液体雾化流动理论，对缓蚀剂在天然气管道内的雾化过程，雾化浓度分布及其保护管道的机理进行了研究。研究中发现，缓蚀剂的雾化在喷流状态下最为充分，且可形成均匀的保护膜；而雾化角、雾化细度、雾化均匀度和浓度分布等评定缓蚀剂雾化质量的，又可以用来检验管道是否得到了有效保护。     

管输油品减阻剂性能评价的研究

随着石油工业的迅猛发展,高分子减阻剂在输油管道中的应用日益广泛,对减阻剂性能的综合评价已成为了一个重要课题.介绍了按照行业标准自制的室内模拟环道装置,针对不同型号减阻剂的性能进行综合测试,提出了其综合性能评价应从减阻率和抗剪切性能等多方面进行考察的观点.