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

Рис. 4.16. Схема для расчета режима работы нефтепровода при отключении станции

НОЙ точки профиля после Я„ (отрезок АВ). Из точки Bi проводим линию гидравлического уклона L. Отложив от точки А j напор Ядиф,,, (отрезок А2В2), увидим, что на станции 2 необходимо отключить один насос и лиuJний напор ас снять дросселированием. Но лучше отключить один насос на станции /, а на станции 2 погасить напор ас, тогда перегон между станциями 1 и 2 будет испытывать меньшее давление (см. линию гидравлического уклона ниже линии BiA). Далее, вычертив линию t на последнем перегоне, найдем, что на станции 4 следует отключить один насос (отрезок bd равен напору, развиваемому двумя насосами при расходе Q.J и снять дросселированием напор ed. Графическим способом расчета режима удобно пользоваться для контроля аналитического расчета.

4.13. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Изменения условий перекачки в процессе эксплуатации (изменения расхода, временный выход из строя какой-либо станции и т. д.) могут привести к нарушению нормального режима работы нефтепровода: к кавитации на одних станциях и давлениям, превышающим предельное, на других. Это означает, что пропускные способности отдельных участков нефтепровода окажутся неодинаковыми. Согласование работы насосных станций (или, что то же, выравнивание пропускных способностей участков нефтепроводов) достигается регулированием. В результате регулирования подпоры перед станциями должны быть не меньше допустимых АЯд, а напоры не должны превосходить предельного значения Яд.

При регулировании изменяется напор на насосной станции и одновременно расход. Регулирование может быть ступенчатое (отключение насосных агрегатов) и плавное, осуществляемое изменением частоты вращения двигателя или насоса, перепуском части потока нефти

Рнс. 4.17. График к расчету регулирования работы насос-Fioii станции

ИЗ нагнетательного коллектора во всасывающий и дросселированием потока.

Регулирование отключением одного или нескольких агрегатов - наиболее экономичный способ. Он применяется в тех случаях, когда необходимо уменьшить напор на величину, близкую к напору, развиваемому по крайней мере одним насосом. Чтобы точно установить нужные напор и расход, ступенчатое регулирование должно быть дополнено плавным регулированием. Регулирование изменением частоты вращения двигателя не получило распространения, так как существующие схемы пока еще сложны, громоздки и дороги (имеются в виду электродвигатели). Регулирование изменением частоты вращения насоса может осуществляться при помощи специальных магнитных муфт или гидромуфт.

Рассмотрим способы регулирования дросселированием, перепуском и при помощи муфт и сравним их по к. п. д. Пусть расход должен быть равен Q* и по характеристике трубопровода этому расходу соответствует напор Н. Напор Яст* на выходе из станции при расходе больше Я на величину Я (рис. 4.17). Чтобы получить расход Q, надо, очевидно, погасить напор Я. Определим к. п. д. регулирования дросселированием. Выразим полезную и затраченную мощности в виде QflPg и QifHjypg соответственно. Тогда к. п. д.

Г1др=: Я,/Яст* или Т1др I - Я/Яст*. (4.41)

При регулировании перепуском подача насосной станции равна Qq, поток нефти с расходом Qo-Q, должен циркулировать по обводной линии. Следовательно, при перепуске к. п. д. Цп = QJQa- Выразим т]п через величины Я и Яст*. Если уравнение характеристики насосной станции написать в виде Я = а-bQ, то

л/(й-Яст*) ? и Q,: лЛаЩШ.

Учитывая также, что Я* - Яст* -Я, получим

тп л - - пли Tin - л \---

(4.42)

При регулировании с помощью муфты крутящий момент на валу двигателя передается на вал насоса без изменения, т .е. Лдв/лдв = Л?*/«*, где Лдв и Пдв - соответственно мощность и частота враще1шя, отно-

сящиеся к валу двигателя, а /V„ и - соответственно мощность и частота вращения, относящиеся к валу насоса.

Следовательно, к, п. д. при этом способе регулирования равен л/Лдв. Это - полный к. п. д. (г1полн). Он включает к. п. д. при отключенном регулирующем устройстве муфты, т. е. максимальный к. п. д. т]п,ах = л/Лдв, когдэ всдомый вал вращается с наибольшей частотой 111, и к. п. д. регулирующего устройства муфты Цм = tijrii.

Таким образом, Т)полн -- /г,/Лдв Гп,ах11м.

Максимальный к. п. д. tifax для магнитных муфт находится в пределах 0,93-0,95, а для гидромуфт - в пределах 0,97-0,98; к. п. д. гм выразим в зависимости от Н = -Н,. Из известных соотношений njn == QJQ и п2/п -= HJH имеем т],, QJQ и

H-HqVqI (4.43)

Уравнение (4.43) - уравнение параболы подобных режимов работы насоса (на рис. 4.17 - пунктирная кривая). Расход Qi, соответствующий частоте вращения п, найдем совместным решением уравнения (4.43) и уравнения характеристики насосной станции. В результате будем иметь Qi -у а/{ЬH,/Q,). Далее, произведя замену Q2 = (й-Яст*)/& и = Яст,, - Я, получим

T„=Vl-/a. (4.44)

Из формул (4.41), (4.42) и (4.44) следует, что Цн >тдр и Г1м >т]п.

Однако это не означает, что регулирование при помощи муфт всегда выгоднее. При сравнении регулирования при помощи муфт с остальными способами надо пользоваться не к. п. д. Цм, а полным к. п. д. гм. поли, который учитываст потери энергии при регулировании и постоянные потери. Последние имеют место не только во время регулирования, но и при работе нефтепровода, когда регулирование не ведется. Чем меньше частота и продолжительность периодов регулирования, тем менее выгодным оказывается регулирование при помощи муфт.

Сравним теперь способы регулирования дросселированием и перепуском. Из формул т]др = QHJ(Q,,H„) и Т1„ = QHJiQH) следует, что если QqH, >С*Яст*, то т„ <: т]др. Иными словами, если мощность, потребляемая насосом (насосной станцией), с увеличением расхода возрастает, то регулирование дросселированием выгоднее регулирования перепуском, и наоборот.

Насосы, применяемые на магистральных нефтепроводах, имеют пологие характеристики Q-Я; для них зависимость N N (Q) ~ возрастающая функция. Поэтому на магистральных нефтепроводах регулирование дросселированием выгоднее регулирования перепуском.