Эксплуатация МН (МНПП) и оборудования НПС (стр. 2 )

Трубопровод с подкачками

В случае подкачки гидравлическое сопротивление в левой части трубопровода возрастает, что приводит к уменьшению расхода. Вследствие этого подпоры на входе ПС, расположенных в левой части нефтепровода, будут возрастать и достигнут наибольшего значения у станции, где производится подкачка, то есть на c-й ПС. В правой части расход увеличивается на величину подкачки, что приводит к уменьшению подпоров ПС в правой части трубопровода (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Распределение подпоров и напоров в случае подкачки на c-й ПС

Таким образом, в случае критической подкачки qКР напор на выходе c-й ПС достигает максимально допустимого значения HПСmax.

Критический расход QКР=Q*+qКР, соответствующий величине критической подкачки, найдем из уравнения баланса напоров для правой части трубопровода

.

Критический расход составит

.

Полагая, что подпор перед c-й ПС в случае критической подкачки равен

,

запишем уравнение баланса напоров для левой части

откуда величина критической подкачки составляет

.

Если подкачка q превышает значение qКР, необходимо регулирование, целью которого является снижение расхода в левой части трубопровода до величины (QКР – qКР) . Это достигается снижением напора ПС в левой части нефтепровода, либо увеличением ее гидравлического сопротивления.

Особенности гидравлического расчета при последовательной перекачке.

Определение числа перекачивающих станций

Исходными данными для расчета (он выполняется для наиболее неблагоприятных условий) нефтепродуктопро­вода являются данные о годовом объеме и свойствах нефтепродуктов, предназначенных к транспорту, дальности перекачки, допустимых концентрациях нефтепродуктов друг в друге, а также профиль трассы.

Расчетная часовая пропускная способность нефтепродуктопровода определяется как сумма объемных расходов каждого из нефтепродуктов

,

где - соответственно годовой план перекачки и расчетная плотность i - го нефтепродукта;

m - число последовательно перекачиваемых нефтепродуктов.

По известному часовому расходу подбираются основные и подпорные насосы, таким образом, чтобы Qчас была максимально близка к их номинальной подаче, удовлетворяя условию 0,8×Qном < Qчас < 1,2×Qном.

Определение экономически целесообразного диаметра нефтепродуктопровода производится, исходя из необходимости перекачки с расходом Qчас наиболее вязкого из нефтепродуктов.

Далее строится совмещенная характеристика перекачивающих станций и трубопровода при работе на каждом из нефтепродуктов. По совмещенной характеристике определяют соответствующие рабочим точкам производительности перекачки каждого из нефтепродуктов Qчас 1, Qчас 2...Qчас m (рис. 1.19).

Определяется фактическое число суток перекачки каждого нефтепродукта Ni = Gгод i / 24×r i×Qчас i

и проверяется выполнение условия, что суммарная продолжительность перекачки всех нефтепродуктов в течение года не превышает 350 суток, т. е..

Проверку выполнения данного неравенства целесообразно выполнить не только для найденного числа перекачивающих станций, но и для меньшего. Это связано с тем, что гидравлический расчет нефтепродуктопровода при принятых допущениях выполняется, как правило, с большим запасом.

К дальнейшему расчету принимается то количество перекачивающих станций, которому соответствует суммарное число дней перекачки нефтепродуктов, ближайшее меньшее по отношению к 350.

Определение числа циклов последовательной перекачки

Максимально возможное число циклов перекачки i-го нефтепродукта из условия материального баланса составляет

,

где xi - доля i-го нефтепродукта, которая доходит до конечного пункта трубопровода, в связи с наличием путевых сбросов, xi < 1;

- минимально возможный объем j-той партии i-го нефтепродукта из условия реализации образовавшейся смеси;

К - число партий i-го нефтепродукта в цикле.

Максимально возможное число циклов перекачки всех m нефтепродуктов в общем случае неодинаково. Чтобы сохранить принятую структуру (схему) цикла и обеспечить возможность реализации образовавшейся смеси принимают

.

В этом случае продолжительность одного цикла составит

Т=Трасч./Ц, (1.25)

а суммарный объем i-го нефтепродукта в цикле

,

где Трасч. - расчетная продолжительность работы НПП в течение года.

Определение необходимого объема резервуарной емкости

Рассмотрим движение i-го нефтепродукта через головную перекачивающую станцию. Расход поступления нефтепродукта от поставщика обозначим через qi, а расход его закачки в трубопровод через Qi. По технологии последовательной перекачки i-тый нефтепродукт должен накапливаться в резервуарах пока перекачиваются остальные m - 1. Следовательно, объем резервуарного парка для него должен быть равен , (1.27)

где h - коэффициент заполнения (использования емкости) резервуаров.

Время перекачки i-го нефтепродукта найдем из уравнения материального баланса , где первое слагаемое – полезный объем того нефтепродукта в резервуарах, второе – объем того нефтепродукта, принятого за время , третье – объем того нефтепродукта, закачиваемого за время в нефтепроддуктопровод. Решая данное уравнение относительно получим .

Подставляя данное выражение в (1.27) и решая его относительно Vi, после несложных преобразований получим .

Отсюда с учетом, что Т=Трасч./Ц, а qi × Трасч.=Vгод i, находим

,

где Vгод i - годовой объем поступления i-го нефтепродукта на ГПС,

.

Для определения общей требуемой емкости головной перекачивающей станции надо просуммировать требуемые объемы по каждому нефтепродукту. Кроме того, необходимо учесть неравномерность поступления нефтепродуктов в резервуары ГПС и откачки из них в трубопровод. С учетом вышесказанного вместимость резервуарного парка ГПС должна определяться по формуле

,

где Кн - коэффициент неравномерности поступления нефтепродуктов в резервуары ГПС, Кн=1,3;

КМ - коэффициент неравномерности работы трубопровода, КМ = 1,1.

Найденная величина Vгпс не должна быть меньше 3-х суточного объема перекачки нефтепродуктов по трубопроводу.

По аналогии вместимость резервуарного парка на конечном пункте определяется по формуле

,

где Кр - коэффициент неравномерности реализации нефтепродуктов, Кр = 1,5;

- соответственно годовой объем и средний расход i-го нефтепродукта, поступающего на конечный пункт;

- минимальный расход реализации i-го нефтепродукта на конечном пункте.

Расчет отвода от магистрали нефтепродуктопровода

Целью расчета является определение диаметра отвода.

Расчетная схема к данной задаче приведена на рис. 1.21.

Рис. 3.6 –Схема к расчету

Полагая геометрические размеры сети заданными, а режимы течения во всех участках одинаковыми, выразим величину напора в точке врезки отвода (т. Б):

- для участка АБ

;

- для участка БВ

;

- для участка БГ

.

Обозначим соотношение расходов в МНПП до и после точки врезки отвода через 1/j, т. е.

.

Отсюда q = Q × (1 - j).

Решая совместно уравнения (1.31) и (1.33), получим

.

Аналогично при совместном решении уравнений получим

.

После ряда преобразований при допущении, что zВ + hостВ » zг + hостГ находим

,

где q - безразмерный комплекс, равный .

Зная величину j, находим расход на участке АБ, а затем расход в отводе q.