Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

образно отключить К насосов, а напор h погасить дросселированием.

Критической подкачкой (кр) будем называть такую, при которой напор на станции с + 1 достигает максимально допустимого значения Яд. Расход в правой части нефтепровода при критической подкачке также будем называть критическим (<3кр)- Критический расход найдем из уравнения баланса напоров для правой части нефтепровода:

Яд -[ (п - с - 1) {а - 6Q р-") -f{L h,.,) Qkp + Аг - Ь Я„

(подкачка по-прежнему перед станцией с ~ 1). Получим

Qi<p -

Яд+(я-с-1)а-(Д2+Як) - \)b-\-f(L~lc+i)

I 2-т

(4.37)

Теперь напишем уравнение баланса напоров для левой части нефтепровода при критической подкачке:

АНп + с[а-Ь (Qkp - <7кр)" ] - (Qkp -1-Аг<..ц + Яд-(а-бд7"). Отсюда находим, что критическая подкачка

I ДЯ„+са-А2,+ ,-[Яд-(а-6(3,р

/кр - Qkp-

1/2-m

(4.38)

сЬ + ,+1

При подкачке q >(7кр необходимо регулирование. Цель регулирования - снижение расхода в левой части нефтепровода до величины Qkp-q. Это достигается тем же путем - отключением части насосных агрегатов или увеличением гидравлического сопротивления.

Нагюр Я, который должен быть снят регулированием в левой части нефтепровода, определяется из уравнения

ДЯг, -Ь с [a-b{Q,p-qf~"4 fL,, {Q,p-qf~"

+ Дг,+1-НЯд-

4.12. РЕЖИМ РАБОТЫ НЕФТЕПРОВОДА ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Временное отключение какой-либо станции может быть вызвано неполадками в системе энергоснабжения, аварией, необходимостью проведения ремонтных работ и т. д. Выход из строя насосной станции резко меняет режим работы нефтепровода (расход, давление, подпоры перед станциями). Чтобы лучше понять изменение режима перекачки, будем считать, что нефтепровод может работать при любых напорах и давлениях, возникающих в результате отключения станции. Независимо от того, какая станция вышла из строя - вторая, третья и т. д. или последняя, из уравнения баланса напоров для всего нефтепровода следует, что

д2-ш Я1 + (/г-1)а-(Лг I- ,.)

(п~\)Ь \ jl.

(4.39)

Рис. 4.15. Линии изменения работы режима нефтепровода при отключении одной из станций

Расход устанавливается автоматически, в результате саморегулирования. Очевидно, что он меньше расхода Q, который был до отключения станций.

Выясним, как изменяются подпоры перед станциями при отключении станции с. Из уравнений баланса напоров для левой части нефтепровода (участок Ic+i)

Hn + (с-1) ia-bQl-") : fh,,(fr 4 Аг.+, -1 ,

(станция с отключена) и

(работают все станции) имеем, что при отключении станции с подпор перед станцией с + I уменьшится на величину

Из этого выражения видно, что чем ближе отключенная станция находится к головной, тем больше будет снижение подпора перед станцией с + 1.

Аналогично из уравнений

Яп + (с-2) {a-bQr) = fLiQl-" + Az... 4 ЛН, ,,

Яп + (с-2) {a-bQ-")fl,,Q-" + A2, i 4 АЯ, 1

следует, что перед станцией с-1 подпор возрастает:

6Я. 1 = ДЯ(. 1),-ЛЯ. 1 = [(с-2) Ь + П, ,] (Q2-" Qf-").

Очевидно, что подпор перед станцией с-2 также возрастает, но в меньшей стенени, перед станцией с-3 в еще меньшей и т. д.

Также можно показать, что в правой части нефтепровода подпоры будут возрастать от станции к станции, но останутся меньшими, чем были до отключения станции с. Изменение подпоров перед станциями при отключении одной из них изображено на рис. 4.15.

Если окажется, что ЛЯ(с+1),„ <ЛЯд, т. е. подпор в точке врезки всасывающего трубопровода в магистраль меньше допускаемого, (АЯд = Лвс + Я, то на станции с + 1 возникает кавитация. Ка-

5* 131

витации не будет, если подпор АЯ(с 1) поднять до ДЯд. Это может быть достигнуто регулированием работы станций (снижением развиваемого ими напора), находящихся в правой части нефтепровода, т. е. за вышедшей из строя.

Напор Я, который должен быть погашен регулированием, найдем из уравнения баланса напоров для правой части нефтепровода

ДЯд + (п-с) {a-bQ-") = / (L-lc+г) Q]" + Дг + Як + Я,

где расход определяется из уравнения баланса напоров для левой части нефтепровода;

Яп + (с- 1) (a-bQf-") = /.+lQ" + Д2.+1 + ДЯд

(он будет меньше расхода, определяемого формулой (4.39)).

Поскольку подпоры перед станциями в левой части нефтепровода возрастут, давление нагнетания на станции с-1 может оказаться больше допустимого Яд. Снижение напоров до Яд достигается регулированием на станциях левой части нефтепровода. При этом расход будет определяться из уравнения

H = flQl-" + Az-\-AH, (4.40)

где / - расстояние между станциями с-1 и 6+ 1; Дг - разность нивелирных высот конца и начала участка /.

Величина Я, на которую должен быть снижен напор, развиваемый станциями левой части нефтепровода, может быть найдена из уравнения

Яп + {с- ]) {a-bQ]-") Hc-iQl-" + Дг.-i + Hj,+H

Яп + (с- 1) (а-ftQ-") =: flc+.Ql- + Л2.+1 + АН, + Н.

Если Я превосходит напор Янас. развиваемый одним насосом, то, округлив Я7Янас ДО цслого числа К (в меньшую сторону), найдем число насосов К, подлежащих отключению. Напор Я - КНпяс должен быть погашен дросселированием.

Режим работы нефтепровода при выходе из строя той или иной станции можно рассчитать графически, пользуясь профилем трассы и характеристикой насосной станции. Покажем это на следующем примере.

На нефтепроводе с горизонтальным профилем трассы расположены четыре станции /-4, на каждой из них - по три рабочих насоса. Линии гидравлического уклона при нормальном режиме работы изображены сплошными (рис. 4.16). Пусть вышла из строя станция 3. Отложим от точки на профиле, где находится станция 2, напор Яд, а от точки расположения станции 4 - ДЯд. Соединив концы этих отрезков (а, Ь), получим линию гидравлического уклона i, соответствующую уравнению (4.40) и определяющую расход Q, с которым должен работать нефтепровод после отключения станции 3. Теперь по характеристике насосной станции найдем напор Ядф (с учетом потерь в коммуникациях) при расходе и отложим его от началь-