Режим работы нефтепровода при отключении НС

Одним из самых важных режимов при эксплуатации нефтепровода является работа при отключении одной из НПС на трассе. Временное отключение какой-либо станции может быть вызвано неполадками в системе нефтеснабжения, аварией и т.д. Выход из строя НС резко меняет режим работы нефтепровода, а именно расход, давление, подпоры перед НС. Рассмотрим изменение режима работы при отключении третьей НПС (при п₁>п).

Методика решения

1. Рассмотрим работу нефтепровода при отключении станции «С» и определим производительность.

Рис. 8. Схема нефтепровода с расстановкой НПС по трассе

Примем, что ∆Z = 0. Тогда линия изменения напоров имеет вид:

i*< i

Рис. 9. Линия изменения напоров при отключении 3-й НПС

i – гидравлический уклон до отключения НПС; i^* – гидравлический уклон после отключения НПС.

При отключении станции расход Q^* устанавливается автоматически в результате саморегулирования. Очевидно, что Q^* < Q. Максимальная величина Q_* возможна, если:

Н_С-1 = [Н_д];

∆Н_С+1=[∆Н_д],

тогда получим:

,

где Н_д-∆Н_д – располагаемый напор на сдвоенном перегоне; ∆Z ^/ – ∆Z сдвоенного перегона; l_С+1- l_С-1 – длина сдвоенного перегона.

Величина Q^*_тах будет лимитировать (ограничивать) производительность всего трубопровода, ее можно принять за расчетную.

2. Определим полные потери напора в трубопроводе при отключении НПС:

Н^*=1,01·h_τ+∆Z+H_К,

где h_τ – потери напора на трение, равны:

.

3. Определим количество насосов:

,

где Н^*_{обт.нас} – напор обточенного насоса при производительности Q^*_тах (по характеристике насоса).

Полученное количество насосов расставляем по длине трубопровода (на НПС-(С-1) ставят максимально возможное по условию прочности нефтепровода количество насосов, т.е. 3).

4. Проверяют режим работы станций из условий:

;

;

;

где К^*₁ – количество насосов на первой станции.

;

где i_* - новый уклон при Q^*_тах.

;

;

;

; (Н_к ≈ 30 м).

Если какие-то условия не выполняются, то напор дросселируют до его допустимого значения. Если после этого проверка сошлась, станции расставлены верно.

Пример расчета режима работы нефтепровода

При отключении НС

По данным, полученным в результате технологического расчета МН (предыдущий раздел) произвести расчет режима работы нефтепровода при отключении НС.

Решение

м/с <Q_раб.

По характеристике Н^*_{обт.нас} = 180 м.

2. Полные потери при новой производительности

а) Потери напора на трение:

м;

м.

3. Количество насосов

(штук),

принимаем К^*=9 насосов, т.е. должно быть на всех НПС не меньше 9 насосов. Принимаем, что на станции перед отключенной, т.е на второй имеем 3 насоса, а на остальных (1-й, 4-й и 5-й) по 2 насоса.

4. Проверяем режим работы каждой станции с новым количеством насосов.

;

;

;

;

;

,

условие не выполняется, дросселируем на величину 716,5-613,6=102,9 м

;

;

;

;

,

условие не выполняется, дросселируем на 52,895 м

;

.

Гидравлический уклон:

.

Расчет выполнен правильно.

Режим работы нефтепровода при периодических

Сбросах и подкачках

Одним из важнейших технологических расчетов является расчет работы нефтепровода при периодических сбросах и подкачках.

Методика решения

1. Сброс:

,

где (с+1) – станция сброса

,

если q>q_кр,то:

.

2. Подкачка:

;

;

Если q>qкр

.

Пример расчета режима работы трубопровода со сбросом

Для примера рассчитаем режим работы трубопровода со сбросом, если сброс будет на станции 3. Определим q_кр, режим работы. Сброс равен 4q_кр, где q_кр – критический сброс, т.е. такой, при котором подпор на станции сброса равен минимально допустимому [DН_д].

Решение

;

м³/с;

м³/с;

;

;

;

;

Проверка: Q=5600=1,53 м³/с; H=234,58-54,68×1,53^1,75=119,3 м.

По характеристике H=120»119м;

;

м³/с;

м³/с=153,68 м³/ч;

q=4q_кр=0,171 м³/с=614,7 м³/час.

Найдем H`:

– 63 – 30 = 241,76 м.

м, т.е. отключаем К=1 насос (Носн=160м), а остальные 81м дросселируем.

Делаем проверку:

Qкр – левая часть, (Qкр – q) – правая часть

м;

м;

;

;

м;

м;

м;

;

;

.

В правой части отключаем один насос на станции 5 и еще 81 м дросселируем.