НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
"МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ"

Научный Центр "Износостойкость"

Технология увеличения пропускной способности трубопроводных систем при транспортировке водных сред и углеводородов



 Сущность проблемы. Российская федерация – крупнейшая мировая держава в области трубопроводного транспорта углеводородов, теплоносителей, водных и иных рабочих и технологических сред. Протяженность магистральных трубопроводов различного назначения (диаметр 300¸1400мм) составляет:

  - около 50 тыс. км. –  для транспортировки нефти;
  - 19,3 тыс. км. – для транспортировки нефтепродуктов;
  - 151 тыс. км. – для транспортировки газа;
  - 352 тыс. км. – для транспортировки теплоносителя (в однотрубном исчислении);
  - около 750 тыс. км. – для транспортировки холодной и горячей воды.

Затраты энергии на транспортировку углеводородов, рабочих и технологических сред в ТЭК составляет более 25% от произведенной. Затраты энергии на транспортировку жидких сред определяются величиной гидравлического сопротивления трубопроводных систем и зависят от ряда факторов в том числе количества отложений различной природы на внутритрубных поверхностях, их шероховатости, рельефа и др. 

 

Решение. На основе результатов комплекса экспериментальных исследований разработана технология увеличения пропускной способности трубопроводных на основе снижения гидравлического сопротивления по средством гидрофобизации функциональных поверхностей. Формирование слоев, изменяющих условия взаимодействия потока жидкой среды с поверхностями трубопроводов и оборудования, позволяет значительно снизить гидродинамические потери за счет уменьшения количества и ослабления гидродинамических вихрей.

 

Эффективность:

- снижение затрат электроэнергии на привод насосов – не менее, чем на 30%;

- увеличение пропускной способности трубопроводных систем при транспортировке жидких углеводородов и энергоносителей - не менее чем на 12 %;

- увеличение ресурса эксплуатации трубопроводных систем - не менее, чем в 2 раза.

 

Физические основы и основные преимущества обработки трубопроводов:

  • снижение гидравлического сопротивления путем упорядоченного формирования на трубных поверхностях молекулярных кластеров, позволяющих значительно изменять гидравлические параметры взаимодействия транспортируемой среды с трубной поверхностью;
  • «время жизни» молекулярных кластеров в зависимости от скорости течения среды, времени, давления, и других параметров составляет от 5 до 10лет в диапазоне -20 ÷+400˚С;
  • очистка функциональных поверхностей от отложений, продуктов коррозии и удаление из пор и трещин коррозионно-активных соединений;
  • снижение в 4-6 раз скорости внутренней и атмосферной коррозии, резкое уменьшение скорости образования отложений различной природы происхождения;
  • применение в широком диапазоне конструкционных материалов и жидкостей;
  • реализация в большинстве случаев без демонтажа оборудования, без остановки процесса транспортировки рабочих или технических сред.

 

Области применения:

  • как вводимые в эксплуатацию, так и работающие системы транспортировки и хранения жидких рабочих и технических сред (горячая и холодная вода, нефть, нефтепродукты и др.). 

 

Формы сотрудничества:

- оказание услуг по снижению гидравлического сопротивления трубопроводных систем;

- выполнение НИР и ОКР по проблематикам Заказчика.

 

 

Характерное состояние трубных и теплообменных поверхностей в процессе эксплуатации

 

 

 

Эффекты гидрофобности и фрактограммы поверхностей листов лотоса и стали с кластерами поверхностно-активного вещества (ПАВ)

 

 

 

 

Характерный вид образцов стали (Ст 10) без защитного покрытия после выдержки в нефти (30 суток)

 

 

 

 

Характерный вид образцов стали (Ст 10) с защитным покрытием после выдержки в нефти (30 суток)

 

 

Влияние рН на скорость коррозии стали с и без защитного покрытия

 

 

Влияние скорости течения нефти на гидравлическое сопротивление трубопровода с модифицированной внутритрубной поверхностью.