Головной насосной станции

Назначение подводящих трубопроводов – обеспечить подвод нефти к насосам с достаточным для их работы напором.

Особенностями подводящих трубопроводов являются:

· работа при давлении как большим, так и меньшим атмосферного;

· наличие участков различного диаметра;

· большое количество местных сопротивлений, вклад которых в общие гидравлические потери составляет от 30 до 70 %.

Цель расчета – проверка возможности бескавитационной работы подпорных насосов.

Для выполнения расчета необходимы следующие данные:

· техническая характеристика подпорных насосов (подача, допустимый кавитационный запас, диаметр входного патрубка);

· параметры перекачиваемой нефти (плотность, вязкость, давление насыщенных паров, давление насыщения);

· технологическая схема системы подводящих трубопроводов на участке «резервуарный парк – подпорная насосная» с указанием длины и диаметра отдельных участков, всех местных сопротивлений и геодезических высот резервуаров и насосов.

Схема подводящих трубопроводов от резервуаров к подпорным насосам включает, как правило, следующие типы местных сопротивлений: выход из резервуара, компенсатор линзовый, задвижка, тройник, отвод, фильтр, конфузор.

В основу расчета положено уравнение Бернулли, составленное для двух сечений (первое – свободная поверхность нефти в резервуаре, второе – входной патрубок подпорного насоса),

головной насосной станции - student2.ru , (9.1)

где zр, zпн – геодезические высоты соответственно днища резервуара и оси входного патрубка насоса, м; Pа – атмосферное давление, Па; Hвзл – высота взлива нефти в резервуаре, м; Pвх, vвх – соответственно давление и средняя скорость нефти во входном патрубке насоса, Па, м/с; Σhτ, Σhм.с – суммарные потери напора соответственно на трение и на местные сопротивления в подводящих трубопроводах, м.

Решая (9.1) относительно Pвхрg, находим

головной насосной станции - student2.ru . (9.2)

Найденная величина должна удовлетворять неравенству

головной насосной станции - student2.ru , (9.3)

где Δhдоп.н – допустимый кавитационный запас насоса, м;

головной насосной станции - student2.ru , (9.4)

kз – коэффициент запаса, kз= 1,1-1,15; Δht,Δhν – поправки соответственно на температуру и вязкость перекачиваемой жидкости,

головной насосной станции - student2.ru , головной насосной станции - student2.ru , (9.5)

hs – напор, соответствующий давлению насыщенных паров жидкости, м; ξвх – коэффициент сопротивления на входе в насос, вычисляется при 565 < Reн ≤ 9330,

головной насосной станции - student2.ru , (9.6)

а при Reн > 9330 принимается равным ξвх ≈ 1.

В общем случае коэффициенты ξ различных местных сопротивлений являются функцией числа Рейнольдса. Обработка графиков позволила получить следующие зависимости:

· для однолинзового компенсатора

головной насосной станции - student2.ru ; (9.7)

· для двухлинзового компенсатора (при Re < 5·105)

головной насосной станции - student2.ru ; (9.8)

· для отвода 90°

головной насосной станции - student2.ru ; (9.9)

· для входа в вертикальный насос двойного всасывания

головной насосной станции - student2.ru (9.10)

Для вертикального насоса число Рейнольдса рассчитывается по диаметру входного патрубка в «стакан».

Если отвод выполнен под углом a, отличным от 90°, то коэффициент местного сопротивления отвода

головной насосной станции - student2.ru , (9.11)

где Kα – расчетный коэффициент,

головной насосной станции - student2.ru ; (9.12)

a – угол, под которым выполнен отвод, град.

Для конических диффузоров величина коэффициента местного сопротивления зависит также от соотношения диаметров соединенных труб и угла раскрытия диффузора. Поскольку последняя величина на технологических схемах трубопроводных коммуникаций не указывается, нами были построены огибающие функции, позволяющие рассчитывать коэффициенты местных сопротивлений конических диффузоров с некоторым запасом,

головной насосной станции - student2.ru (9.13)

Для конфузоров ориентировочно можно принять

головной насосной станции - student2.ru , (9.14)

где ξдиф – коэффициент местного сопротивления диффузора при тех же условиях.

Для выхода из резервуара с хлопушкой ξдиф = 0,92, а для полностью открытой задвижки ξзадв = 0,15.

Для ряда местных сопротивлений из-за недостаточности изученности приходится пользоваться приближенными значениями:

· фильтр для светлых нефтепродуктов ξф.с = 1,7;

· то же для темных нефтепродуктов ξф.т = 2,2;

головной насосной станции - student2.ru · тройник на проход ξтр.пр = 1,1; ;

головной насосной станции - student2.ru головной насосной станции - student2.ru · то же с поворотом ξтр.пв = 1,3; ;

· то же на слияние ξтр.с = 3,0; .

Наши рекомендации