Выбор типа и количества наполнительных агрегатов
В процессе наполнения трубопровода водой необходимо обеспечить:
1. оптимальную скорость потока воды в трубопроводе, определяемую суммарной производительностью наполнительных агрегатов;
2. возможность преодоления перепада высот по трассе с учетом сил трения и местных сопротивлений, определяемую развиваемым насосом напором.
Выбор наполнительных агрегатов следует осуществлять с использованием характеристик насосов в следующей последовательности:
1. определить максимально возможные потери напора (потребный напор) на участке трубопровода, подлежащем заполнению водой;
2. задаться скоростью перемещения поршня по трубопроводу (расходом воды) в процессе заполнения полости водой;
3. найти пересечение прямой, соответствующей заданному расходу воды, с характеристикой насоса;
4. определить развиваемый насосом напор в точке пересечения прямой заданного расхода с характеристикой насоса;
5. путем сравнения потребного и располагаемого напоров выбрать тип и количество наполнительных агрегатов.
Потери напора на трение, отнесенные к I км трубопровода, в зависимости от его диаметра и расхода воды приведены в табл. прил.1.
Характеристики наполнительных агрегатов приведены на рис. 2 прил. 1.
| Диаметр трубопровода, мм | Потери напора (м) при расходе воды (мз/ч), равном: | ||||
| 0,00029 | 0,0020 | 0,0050 | 0,0178 | 0,0616 | |
| 0,00051 | 0,0036 | 0,0091 | 0,0320 | 0,1110 | |
| 0,00148 | 0,0103 | 0,0255 | 0,0892 | 0,3315 | |
| 0,00613 | 0,0580 | 0,1516 | 0,5308 | 1,9718 | |
| 0,02240 | 0,3118 | 0,7648 | 2,8556 | 11,423 | |
| 0,3926 | 4,0100 | 10,491 | 39,347 | 157,39 |
Пример 2. Выбрать тип и количество наполнительных агрегатов при заполнении водой трубопровода диаметром 1020 мм протяженностью 25 км с пропуском поршня-разделителя типа ПР. Максимальный перепад высот по трассе составляет 140 м. Насосная станция установлена в 120 м от испытываемого трубопровода и соединяется с ним трубопроводом диаметром 325 мм.
1. Для заданного технологического процесса оптимальная скорость заполнения составляет I км/ч. Такая скорость обеспечивается при расходе воды в час, равном объему 1 км трубопровода, т.е. 785 м3/ч.
2. Оценим возможные максимальные потери давления при заполнении участка трубопровода:
А) на преодоление максимального перепада высот по трассе - 140 м,
Рис. 2. Характеристики наполнительных агрегатов:
1 - одного агрегата; 2 - параллельно соединенных двух агрегатов; 3 - последовательно соединенных двух агрегатов; 4 - попарно-последовательно соединенных четырех агрегатов; 5 - параллельно соединенных четырех агрегатов
Б) на перемещение поршня (табл. 8) - 5 м;
В) на преодоление местных сопротивлений в обвязке насосной станции и подсоединительном трубопроводе (по таблице прил. 1 D = 325 мм, Q = 785 м3/ч, L = 0,12 км) - 3 м;
Г) на преодоление сил трения и перемещение загрязнений (по таблице прил. 1 при D = 1020 мм, Q = 785 м3/ч, L = 25 км) - 2 ч.
3. Суммарный потребный напор составит:
h = 140 + 5 + 3 + 2 = 150 м.
4. На рис. 2 прил. 1 проводим прямую Q = 785 м3/ч, которая пересекает характеристики наполнительных агрегатов АН 501 и АСН-1000, соединенных различными способами.
Анализ располагаемых напоров в точках пересечения характеристик насосных станций показывает, что для данного участка можно рекомендовать насосную станцию из двух последовательно включенных наполнительных агрегатов АН 501. Остальные возможные станции не эффективны, так как не полностью используется развиваемый ими напор.
Приложение 2
Обязательное
ПАРАМЕТРЫ
испытания на прочность участков магистральных трубопроводов
| № п/п | Категории участков трубопровода по СНиП 2.05.06-85 | Назначение участков трубопроводов | Этапы испытания на прочность | Давление в верхней точке | Продолжительность, ч |
| 1.1 | В, 1 | Переходы через водные преграды, укладываемые с помощью подводно-технических средств: | Первый этап - после сварки на стапеле или на площадке перехода целиком или отдельными плетями |  |  |
| а) судоходные и несудоходные шириной зеркала воды в межень 25 м и более - в русловой части и прибрежные участки длиной не менее 25 м каждый (от среднемеженного горизонта воды) | Второй этап - после укладки перехода |  |  | ||
| Третий этап - одновременно со всем трубопроводом |  |  | |||
| 1.2 | б) несудоходные шириной зеркала воды в межень от 11 м до 25 м в русловой части | “ | “ | ||
| 2.1 | Переходы через дороги: а) железные дороги общей сети, включая участки длиной не менее 40 м каждый по обе стороны дороги от осей крайних путей, но не менее 25 м от подошвы насыпи земляного полотна дороги | Первый этап - после укладки | 1,5 Рраб | ||
| Второй этап - одновременно со всем трубопроводом | | | |||
| 2.2 | б) подъездные железные дороги промышленных предприятий, включая участки длиной не менее 25 м каждый по обе стороны дороги от осей крайних путей | То же | То же | То же | |
| 2.3 | в) автомобильные дороги общего пользования 1-а, 1-6, II, III категорий и подъездные автомобильные дороги промышленных предприятий 1-6, II, III категорий, внутренние межплощадочные автомобильные дороги промышленных предприятий 1-в, II -в категорий, включая участки длиной не менее 25 м каждый по обе стороны дороги от подошвы насыпи или бровки земляного полотна дороги | “ | “ | ” | |
| Переходы подземные и надземные через водные преграды, укладываемые без помощи подводно-технических средств: | Первый этап - после укладки или крепления на опорах | |  | ||
| Второй этап - одновременно со всем трубопроводом | |  | |||
| 3.1 | а) несудоходные шириной зеркала воды в межень 25 м и более в русловой части и прибрежные участки длиной не менее 25 м каждый (от среднемеженного горизонта воды) | То же | То же | То же | |
| 3.2 | б) несудоходные шириной зеркала воды в межень от 11 до 25 м - в русловой части | “ | “ | “ | |
| 3.3 | в) горные потоки (реки) | “ | “ | “ | |
| 3.4 | г) поймы рек по горизонту высоких вод 10 %-ной обеспеченности нефтепроводов и нефтепродуктопроводов | “ | “ | “ | |
| 3.5 | Узлы пуска и приема очистных устройств, а также участки трубопроводов длиной 100 м, примыкающие к ним | “ | “ | “ | |
| 3.6 | Участки между охранными кранами, всасывающие и нагнетательные газопроводы КС, СПХГ, УКПГ, УППГ, ДКС (шлейфы) и головных сооружений, а также газопроводы собственных нужд узла подключения до ограждения территории указанных сооружений | “ | “ | “ | |
| 3.7 | Трубопроводы, примыкающие к секущему крану УЗРГ и ПРГ, длиной 250 м в обе стороны | “ | “ | “ | |
| 4.1 | Трубопроводы в горной местности при укладке в тоннелях | Первый этап - до укладки или крепления на опорах | |  | |
| 4.2 | Пересечения с канализационными коллекторами, нефтепроводами, нефтепродуктопроводами, подземными, наземными и надземными оросительными системами и между собой многониточных магистральных газопроводов диаметром свыше 1000 мм и давлением 7,5 МПа (75 кгс/см2)и более, а также нефтепроводов диаметром свыше 700 мм в пределах 20 м по обе стороны от пересекаемой коммуникации | Второй этап - одновременно со всем трубопроводом | |  | |
| 4.3 | Пересечения с воздушными линиями электропередачи напряжением 500 кВ и более | “ | “ | “ | |
| 4.4 | Узлы подключения в газопровод | ” | “ | “ | |
| 5.1 | В | Трубопроводы в пределах территорий ПРГ линейной части газопроводов | - | 15 Pраб | |
| 5.2 | В, 1 | Трубопроводы, расположенные внутри зданий и в пределах территорий КС, ПРГ, СПХГ, ДКС, ГРС, НПС. УЗРГ, а также трубопроводы топливного и пускового газа | |||
| I, II, III, IУ | Трубопроводы и их участки, кроме указанных выше | В один этап одновременно со всем трубопроводом | В соответствии с пп.3.15, 3.26, 3.36 настоящих ВСН |
Примечания: 1. В любой точке испытываемого участка трубопровода испытательное давление на прочность не должно превышать наименьшего из гарантированных заводами испытательных давлений (Рзав) на трубы, арматуру, фитинги, узлы и оборудование, установленные на испытываемом участке.
Рраб - рабочее (нормативное) давление, устанавливаемое проектом.
При сооружении подводных переходов магистральных газопроводов, нефте- и нефтепродуктопроводов из трубных плетей, изготавливаемых на централизованной базе с последующей буксировкой к месту укладки, первый этап испытания на прочность производят на стапеле или площадке этой базы. В случае повреждения трубной плети в процессе буксировки по требованию заказчика первый этап испытания повторяют.
3. При укладке подводных трубопроводов способом последовательного наращивания с трубоукладочной баржи или с береговой монтажной площадки первый этап испытаний не производится.
4. В числителе указана величина давления и продолжительность гидравлического испытания, а в знаменателе - пневматического испытания.
5. Испытываются только гидравлическим способом.
6. Участки I категории, приведенные в поз. 6 обязательного прил.2, могут по усмотрению проектной организации, в зависимости от конкретных условий, подвергаться испытаниям в два этапа, что должно битв отражено в проекте.
7. Участки трубопроводов по поз.3.1 и 3.2 обязательного прил.2 при отрицательных температурах допускается по согласованию с проектной организацией и заказчиком испытывать в один этап одновременно со всей трассой трубопровода.
8. Переходы через водные преграды шириной менее 30 м и глубиной менее 1,5 и испытываются в один этап одновременно со всем трубопроводом.
9. Временные трубопроводы для подключения наполнительных, опрессовочных агрегатов и компрессоров должны быть предварительно подвергнуты гидравлическому испытанию на давление, равное 1,25 испытательного давления трубопровода в течение 6 ч.
10. Напряжения в надземном трубопроводе при воздействии испытательного давления должны быть проверены расчетом. Интенсивность напряжения в любом сечении трубопровода при действии испытательного давления не должна превышать значения, равного пределу текучести. Расчетные давления испытания должны быть указаны в рабочем проекте.
Приложение 3
Рекомендуемое
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ИСПЫТАНИЕ КРАНОВЫХ УЗЛОВ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ
Предварительное гидравлическое испытание
1. Подготовка кранового узла запорной арматуры к испытанию должна производиться в следующем порядке (рис. 1 прил. 3):
к концам монтажного узла приваривают временные, патрубки из труб длиной 6 м со сферическими заглушками;
на пониженном конце одного из приваренных патрубков монтируется сливной патрубок с краном, а на повышенном - воздухоспускной патрубок и манометр;
полностью открывают запорную арматуру кранового узла.
2. Воду в испытываемый узел следует подавать либо непосредственно из водоема (реки, озера, канала и т.п.), либо из передвижной емкости с помощью насоса опрессовочного или наполнительно-опрессовочного агрегата. Персонал, емкость и агрегаты должны располагаться за охранной зоной.
3. Заполнение полости узла водой производится до тех пор, пока вода не появится на воздухоспускном кране.
4. После заполнения узла водой производят подъем давления следующим образом:
при достижении давления, равного 2 МПа (20 кгс/см2), необходимо прекратить подъем давления и осмотреть узел. Во время осмотра подъем давления в крановом узле запрещается;
дальнейший подъем давления до испытательного на прочность производят без остановок с предварительным удалением людей за охранную зону.
5. Гидравлическое испытание на прочность следует производить при давлении 1,1 Рраб в течение 2 ч, проверку на герметичность - при снижении давления до Рраб в течение времени, необходимом для осмотра кранового узла.
Рис. 1. Принципиальная схема предварительного гидравлического испытания кранового узла:
1 - крановый узел; 2 - патрубок с заглушкой; 3 - сливной патрубок с краном; 4 - воздухоспускной патрубок;
5 - манометр; 6 - свеча с заглушкой; 7 - шлейф с арматурой; 8 - опрессовочный агрегат; 9 - передвижная емкость с водой
6. Крановый узел считается выдержавшим предварительное гидравлическое испытание, если при осмотре узла не будут обнаружены утечки.
7. После окончания гидравлического испытания воду из узла сливают и временные патрубки с заглушками демонтируют.
Предварительное испытание воздухом
8. Подготовка узла к испытанию воздухом должна производиться в следующем порядке (рис. 2 прил. 3):
на конце одного из патрубков монтируется манометр. Второй манометр устанавливается в начале шлейфа у компрессорной станции, вне охранной зоны;
полностью открывает запорную арматуру кранового узла.
9. Для испытания сжатым воздухом используется передвижная компрессорная станция, установленная вне охранной зоны.
10. Подъем давления до испытательного на прочность следует производить без остановок с предварительным удалением людей за охранную зону.
11. Испытание узла сжатым воздухом на прочность следует производить при давлении 3 МПа (30 кгс/см2) с выдержкой в течение 2 ч, проверку на герметичность - при давлении 2 МПа (20 кгс/см2) в течение времени, необходимом для осмотра кранового узла.
12. Крановый узел считается выдержавшим предварительное испытание воздухом, если при осмотре не будут обнаружены утечки.
13. После окончания испытания воздухом следует полностью сбросить давление и демонтировать патрубки с заглушками на концах.
Предварительное испытание природным газом
14. Природный газ для испытания подают от параллельной нитки газопровода. Все работы по врезке в действующий газопровод и огневые работы должны выполняться эксплуатирующей организацией.
Рис. 2. Принципиальная схема предварительного испытания раневого узла сжатым воздухом:
1 - крановый узел; 2 - патрубок с заглушкой, 3 - манометр; 4 свеча с заглушкой; 5 - шлейф с арматурой;
6 - компрессорная станция
Рис. 3. Принципиальная схема предварительного испытания кранового узла природным газом:
1 - крановый узел; 2 - заглушка; 3 - свеча; 4 - перемычка; 5 - манометр; 6 - кран на перемычке; 7 - действующий газопровод
15. Необходимо соблюдать следующий порядок подачи газа в крановый узел (рис. 3 прил. 3):
открыть запорную арматуру на крановом узле и свече;
открыть кран у источника природного газа таким образом, чтобы, поддерживая давление не более 0,1-0,2 МПа (1-2 кгс/см2) обеспечить плавную подачу газа в испытываемый крановый узел с перемычками для полного вытеснения воздуха через свечу из всех коммуникаций и кранового узла. Определяемое газоанализатором содержание кислорода в выходящей из свечи газовоздушной смеси должно быть не более 2 %;
закрыть кран на свече и осуществить подъем давления до испытательного.
16. Параметры и критерии оценки испытания на прочность и проверки на герметичность природным газом такие же, как при испытании сжатым воздухом.
17. В случае обнаружения утечек следует немедленно прекратить подачу газа и испытание, сбросить давление до 0,0002 - 0,0005 МПа (от 0,002 - 0,005 кгс/см2) и устранить дефекты с соблюдением требований к огневым работам.
Приложение 4
Рекомендуемое