减阻剂通过改变管道中流体的流动状态,具体通过影响湍流场的宏观表现来实现减阻作用减阻作用只是单纯的物理作用,减阻剂不与油品物质发生化学反应,所以不影响油品的化学性质,只对其流动特性产生影响。
减阻剂进入流体中后,由于其具有粘弹性,分子链沿流体流向方向自然伸展,从而对流体分子的运动产生影响减阻剂分子受到流体分子径向作用力,发生扭曲变形的同时,因其分子间引力而对流体分子产生反作用力受到该反作用力的影响,流体分子作用力方向和大小发生改变,一部分径向作用力转变为顺流向的轴向作用力,无用功的消耗降低,宏观上起到减少摩阻损失的作用。
一、减阻剂减阻与增输的含义
在高粘度泵管道输油过程中加入减阻剂,产生的影响有两个方面:(1)降低能量损耗。在原定输量一定的情况下,流体摩擦阻力降低,减少管道沿程压力损失,输送泵能耗降低,不仅节约了能量,还可以改换成扬程较低的泵输油。(2)增加输送量。在原定压力一定的情况下,流体摩擦阻力降低,从而使得高粘度泵管道输送量得以增加。一般情况下,在管道中使用减阻剂的主要原因是为了增加管道的输送量。
二、输油管道应用的减阻剂
1、减阻剂的组成
减阻剂的化学组成是高分子碳氧化合物聚合物,外观粘稠,属非牛顿流体。其中,应用于油品减阻增输用途的减阻剂为油溶性减阻剂,分子结构主要呈线性长链结构,具有较大柔弹性呈螺旋结构的分子链柔弹性更大;分子量一般要求在106以上。
2、减阻剂的特性规格和使用要求
减阻剂为高分子聚合物,分子结构呈长链状。分子量较高,一般要大于等于5*104,105以上最好;与油品有良好的相溶性。
应用于高粘度油泵输油管道中减阻剂要具有如下特点:减阻效率高,添加量小,综合成本较低。减阻剂具有良好的抗剪切能力和稳定性,不会再储运和使用过程中发生明显降解;对油品加工和油品质量没有负面作用。
三、减阻剂的应用和减阻增输效果
1、输油管道中减阻剂的适用情况
在现阶段,减阻剂主要作为一种临时的、应急的或特殊用途的处理手段而应用于以下情况:(1)输油工作的季节性波动;(2)暂时性的输油高峰期;(3)因市场需求而临时增加的输送量(常见于国外情);(4)因短时间无法实现或不计划实施的管道扩建而导致的超限输送;(5)顺序输送多种油品时,为提高全管道输送效率,对某种油品实施减阻输送;(6)对管道瓶颈部位予以减阻或增输处理;(7)在沙漠、沼泽、高寒等地区,由于地质条件不适合管道施工,为减少泵站建设而采用减阻处理。有时海底管道为对比复线方案,也采用减阻措施;(8)军事领域中,油品的快速装填与运输;(9)其它可能采用减阻技术的情况。
2、减阻剂的使用条件
(1)要保障对输送油品的减阻作用,减阻剂必须连续使用;(2)必要防止管道咀处高粘度齿轮泵、管件、孔板等对减阻剂的剪切作用;(3)要注意不同管径大小的高粘度泵管道对减阻剂使用效果的影响。部分减阻剂的使用效果受管径大小影响明显。在小管径上得到的试验结果,在大管径上不一定适用,甚至管径大到一定程度时,减阻效果接近于零。
3、使用减阻剂的经济性
使用减阻剂减阻或增输,无需对原输油管道进行改建扩建,更换输油设备就可以满足输送要求,具有操作简便,效果明显,成本低廉,经济效益好的优点。
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