ак быстрее гнать нефть по трубам?

 ак быстрее гнать нефть по трубам?

¬ Ќациональном исследовательском университете ЂћЁ»ї вы€снили, как снизить затраты на транспортировку нефти и воды Ц на треть и даже больше. ќднако резона экономить нет ни у нефт€ников, ни у владельцев теплопроводных сетей. ¬ первом случае все потери и так оплатит щедрое государство, во втором Ц неосведомлЄнный потребитель.–осси€ опутана трубами. ¬одопроводы раст€нуты на миллион километров, то есть двадцать п€ть раз могли бы опо€сать «емлю по экватору. ≈щЄ около 360 тыс€ч составл€ют трубопроводы систем теплоснабжени€. ƒлина газораспределительных сетей Ц 765 тыс€ч километров, из них 150 тыс€ч километров Ц дол€ магистральных газопроводов. ѕрот€жЄнность магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов достигает 60 тыс€ч километров.

“ранспортировать нефть непросто: еЄ в€зкость зависит от температуры. ѕри извлечении из скважины нефть нагрета до 70Ц100 оC. ¬ трубопроводе она постепенно остывает, становитс€ более в€зкой, и усили€ на прокачку резко возрастают. ѕоэтому вдоль нефтепровода сто€т подогревательные печи, причЄм топливом дл€ них служит та же нефть. Ёффективность и затратность подобной схемы оставл€ют желать лучшего.

Ц Ќа ћ јƒ или третьем кольце, когда в крайнем р€ду происходит авари€, машины перестраиваютс€ в соседний р€д. Ёто груба€ аналоги€ того процесса, который происходит при течении жидкости по трубопроводу. Ќа поверхности трубы всегда присутствует шероховатость Ц сочетание выступов и впадин. ѕри обтекании жидкостью, к примеру, выступа в этой локальной зоне формируетс€ вихрь, мешающий течению жидкости и создающий тем самым гидравлическое сопротивление, Ц рассказывает јртЄм –ыженков, старший научный сотрудник Ќ»” ЂћЁ»ї, заместитель директора научного центра Ђ»зносостойкостьї.

«атраты энергии на перекачку жидкости определ€ет гидравлическое сопротивление трубопроводной системы. Ќа него вли€ют длина, диаметр и качество поверхности трубы, а также свойства жидкости. ѕоэтому есть три способа заставить жидкость, в том числе нефть, течь быстрее.

ѕервый Ц изменить материал трубопровода. Ќапример, вместо Ђшершавойї стали изготовить его из гладкого пластика.   сожалению, подобна€ иде€ не годитс€ дл€ нефтепроводов и систем гор€чего водоснабжени€, особенно при температурах выше 100 оC. ѕластик не выдерживает скачков температуры и давлени€, постепенно охрупчиваетс€ и разваливаетс€.

¬торой подход Ц изменить свойства жидкости. ≈щЄ в середине прошлого века учЄные вы€снили, что гидравлические потери в трубопроводе уменьшаютс€ в несколько раз, если в малых количествах Ц 0,01Ц0,02% массы жидкости Ц добавить в неЄ Ђприсадкиї: определЄнные полимерные молекулы, например полиакриламид. ћолекул€рна€ цепочка, достигающа€ миллиметра в длину, ориентируетс€ по течению в потоке и гасит поперечные пульсации.

¬ честь первооткрывател€ это €вление было названо эффектом “омса. ¬начале Ђметод присадокї нашЄл применение в пожарной технике. —ейчас он используетс€ в трубопроводном транспорте, хот€ экономически не слишком выгоден: цепочки быстро разрушаютс€ механически и химически.  роме того, минус в том, что молекул€рные добавки нужно посто€нно дозировать в зависимости от объЄма жидкости.

“ретий подход Ц воздействовать на границу между жидкостью и внутренней поверхностью трубопровода. »менно по такому пути решили пойти в научном центре Ђ»зносостойкостьї Ќ»” ЂћЁ»ї: на поверхности трубы создаЄтс€ упор€доченный молекул€рный слой поверхностно-активных веществ из класса плЄнкообразующих аминов.

Ц ћолекула плЄнкообразующего амина имеет столбчатую структуру и длину около 3 нанометров, Ц комментирует јртЄм –ыженков. Ц ќна пол€рна€: на одном Ђхвостеї молекулы €рко выраженный положительный зар€д, на другом Ц отрицательный. Ѕольша€ часть трубопроводов в –‘ сделана из углеродистой стали, поэтому поверхностный потенциал на внутренней стенке отрицательный. ≈сли молекула, наход€ща€с€ в жидкости, движетс€ р€дом со стенкой, то по закону  улона возникает электростатическое прит€жение. ћолекула прит€гиваетс€ к стенке и встаЄт вертикально. ћы возводим молекул€рный частокол толщиной от нескольких дес€тков до дес€тков тыс€ч слоЄв Ц и режим течени€ жидкости по трубопроводу полностью мен€етс€. ¬о-первых, пропадают вихри. ¬о-вторых, м€гкий слой молекул гасит все поперечные пульсации.  роме того, металл становитс€ гидрофобным. ≈сли пролить на него жидкость, она не растечЄтс€ плЄнкой, а свернЄтс€ в каплю. ј при течении вдоль гидрофобной поверхности трение жидкости снижаетс€ вплоть до проскальзывани€. ≈щЄ один плюс Ц защита от коррозии.


Ёксперименты показывают: благодар€ формированию молекул€рных слоЄв гидравлическое сопротивление внутри водопровода снижаетс€ до 40%, внутри нефтепровода Ц на треть.

—правка STRF.ru:
ѕроект Ђќпределение вли€ни€ степени смачиваемости трубных поверхностей на гидравлическое сопротивление трубопроводов и разработка способа снижени€ затрат на транспортировку жидких углеводородов и энергоносителейї получил поддержку по федеральной целевой программе Ђ»сследовани€ и разработки по приоритетным направлени€м развити€ научно-технологического комплекса –оссии на 2007Ц2013 годыї

»нженеры ћЁ» уже создали несколько мобильных и стационарных комплексов дл€ формировани€ молекул€рных слоЄв в трубопроводных сет€х систем теплоснабжени€. –аз в неделю оператор засыпает реагент, а дальше система работает в автоматическом режиме. ¬озможно, в будущем еЄ удастс€ контролировать через интернет.

«а несколько лет удалось обработать пару тыс€ч теплообменных аппаратов в системах ћќЁ  и две районные тепловые станции на юго-западе ћосквы. »х рабочий объЄм составл€ет около 2 тыс€ч кубометров. Ёкономи€ энергии существенна€: расход газа за отопительный период упал на 10%. —ейчас продолжаютс€ работы ещЄ на шести районных тепловых станци€х. ƒругой заказчик нашЄлс€ в јстрахани: там модифицировали внутренние поверхности котлов в двух котельных.

Ќо сказать, что интерес к ноу-хау зашкаливает, нельз€.

Ц ћы думали, нас разорвут на части, предложени€ми завал€т, Ц говорит јртЄм. Ц ќказалось, в экономии никто не заинтересован. ƒеньги выдел€ют не на усовершенствовани€, а только на аварийный ремонт.   тому же у “Ё÷ свои хоз€ева, у тепловых сетей Ц свои. ћы переговоры ведЄм со всеми, но каждому по отдельности это невыгодно. «ачем сокращать потери, если в конечном итоге их всЄ равно оплатит потребитель? ѕравда, в ћќЁ  все три звена объединены: котельна€, сеть и теплообменники в домах. ѕоэтому-то нам и удалось с ними договоритьс€.

Ќе гор€т желанием сэкономить и транспортировщики углеводородов. ѕо словам –ыженкова, в Ђ“ранснефтиї, где перекачивают 90% российского ЂчЄрного золотаї, в плане технологий с советских пор мало что помен€лось, и гидравлическое сопротивление в системе там предпочитают воспринимать как данность. Ќа момент публикации статьи получить комментарий по данному вопросу от этой компании не удалось.

Ц ѕока нефт€ники смотр€т на наши идеи со здоровым скептицизмом, Ц говорит јртЄм. Ц ƒумаю, они просто наелись предложени€ми последних лет, когда многочисленные конторы а-л€ Ђ–ога и копытаї пытались получить финансирование и исчезнуть. ћетоды предлагали совершенно фантастическиеЕ

¬ыходить с ноу-хау на международный рынок в ћЁ» пока не планируют: переговоры шли, но не привели к конкретному результату.


  • ƒата публикации: 28.08.2012
  • 1642
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150