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

режимов на участке - турбулентного и ламинарного - вычисляем потери на каждом участке и суммируем их). На профиле трассы из ее начала проводим вертикаль, на которой откладываем подпор, создаваемый подпорными насосами, и к нему добавляем напор Я, равный рассчитанной потере напора. Напор Я делим на равное число частей так, чтобы каждая часть была равна или несколько меньше допустимого из условия прочности напора на станции (точки В и С). Проводим построение условной кривой пьезометрических напоров от точки А. Эта кривая пересечется с вертикалью, проведенной из места расположения второй НТС, на высоте A/i от линии профиля, соответствующей противокавитационному подпору, передаваемому на вторую НТС. Из точек В и С проводим линии, эквидистантные профилю трассы, до пересечения с условной кривой пьезометрических напоров (В, С). Точки на пересечениях вертикалей, проведенных через В и С и линией профиля трассы, соответствуют пунктам размещения насосных станций. Если из С и В" провести линии, эквидистантные соответственно линиям АВ и ВС, то гюлучим линии пьезометрических напоров на перегонах между станциями.

Возможны и другие сочетания ста1гций: НТС с НС и ТС, НС и ТС; принципы построения для размещения станций в этих случаях аналогичны описанным. Во всех случаях при расстановке станций необходимо наиболее полно использовать несущую способность трубопровода.

8.9. УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ГОРЯЧИХ НЕФТЕПРОВОДОВ

Как и на изотермических трубопроводах увеличения пропускной способности горячих трубопроводов можно достичь тремя способами: прокладкой лупинга, увеличением числа станций, комбинацией этих двух способов. Но поскольку па горячем трубопроводе можно установить станции всех трех видов, соответственно увеличивается и число способов: 1) прокладка лупинга, 2) увеличение числа НТС, 3) увеличение числа ТС, 4) увеличение числа НС.

Кроме того, увеличить пропускную способность можно комбинированием упомянутых способов. Рассмотрим каждый из этих способов.

1. Увеличение пропускной способности прокладкой лупинга. При разных диаметрах лупинга и основного трубопровода тепловые режимы в этих двух нитках на параллельных участках будут неодинаковы, что окажет влияние на распределение расходов. Поэтому формулы изотермической гидравлики для расчетов лупингов на горячих трубопроводах неприменимы. Для определения длины лупинга, необходимой для достижения заданного увеличения пропускной способности, составляют систему уравнений:

а) баланс напоров на перегоне между станциями

0f~"v;", exp[mu(T„, -Гл)!

х{Е1[-ти(Гн1-Го) Ei[ -т«(Гк1-То)])+Л/1; (8.25)

6) условие равенства потерь напоров в лупинге и параллельном ему участке основного трубопровода

От"" ,

-,2-m

Ei[ -rau(T„i-To)l-Ei -ти(Гк1 -Го)]

Е1[-/ии(Т„1-То)1"Е11-та(Ткл-Го)]): (8.26)

в) уравнения падения температуры по длине трубопровода

Тп1 - То + (Ти - То) ехр ( -ah); (8.27)

Т.1- То + (Т„1 -Го)ехр(-aj/,,); (8.28)

Ткл - То 4 (Т„1 То) ехр (-ал/л); (8.29)

г) уравнения баланса длин и расходов

L = h-\-h; (8.30)

Q*-QlЧQл. (8.31)

В этих уравнениях: L, /i и /л - соответственно длины всего участка, участка до лупинга и лупин]а; Сл, Qi и - соответственно расходы в лупинге, в параллельной лупингу нитке и суммарный; Тн, Тн1, Ткл, Тк, - соответственно температуры и начале перегона, в начале лупинга, в конце лупинга и в конце параллельной лупингу нитке трубопровода.

Совместным решением приведенных уравнений определяется длина лупинга /л заданного диаметра D, обеспечивающего увеличение пропускной способности трубопровода до заданного значения Q.

Во всех приведенных формулах предполагается, что режим потока на всем протяжении трубопровода одинаковый. Можно получить решение и для случая разных режимов на участках трубопровода.

Ввиду большого числа однородных вычислений рассчитывать длину лупинга целесообразно на ЭВМ.

В отличие от изотермических трубопроводов местоположение лупинга на горячем трубопроводе влияет на общую потерю напора. Лупинги надо располагать на холодных концах перегонов; при этом тенлопотери будут меньше, чем при укладке лупинга на горячем конце, и соответственно при том же расходе будет меньше общая потеря напора.

2. Увеличение числа НТС (рис. 8.9). Рассмотрим перегон между двумя НТС с равномерным подъемом или спуском трассы и одинаковыми теплофизическими характеристиками грунтов вдоль трассы. Тогда вторую НТС с тем же напором и температурой подогрева, что

Рис. 8.9. ГpaфикиJpacпpeдeлeния напоров Я и температур Т по длине горячего нефтепровода до удвоения НТС (/) и после (2)

на первой НТС, надо устанавливать в серединеперегона, и напор Н каждой НТС будет расходоваться на преодоление сопротивления в 1/2 длины перегона, т. е. Я = / 112). Следовательно, в соответствии с (8.11) получим

-То) ехр

1Еи-/пи(Т„-Го)] -Ei[-mw(r„-

20. )

1 Ar + Ah,

(8.32)

где /С и Ar,-значение коэффициентов/С и Аг после увеличения пропускной способности.

Методом последовательных приближений или графическим интерполированием из (8.32) определяется значение Q. « При пересеченном профиле трассы, неодинаковых теплофизических свойствах грунтов вдоль трассы или смене режимов течения на перегоне до установки дополнитель}10й НТС последнюю надо размещать не в середине перегона; положение дополнительных НТС определяется в этом случае так же, как и при расстановке на вновь проектируемом трубопроводе. Следует отметить, что при пересеченном профиле и разных теплофизических свойствах грунтов вдоль трассы число дополнительных НТС на разных перегонах для достижения заданного увеличения пропускной способности может оказаться неодинаковым. На рис. 8.9 показаны падение напора и распределение температур нефти вдоль трассы до и после установки дополнительной НТС. Более высокая температура иа подходе к дополнительной НТС, чем до ее установки, объясняется увеличением расхода при установке дополнительной НТС.

3. Увеличение числа ТС (рис. 8.10). При одинаковых теплофизических свойствах грунтов вдоль трассы и одинаковом режиме потока на всем перегоне догюлнительную ТС надо устанавливать в середине перегона. Напор насосов Я будет расходоваться на преодоление сопротивлений двух одинаковых по тепловому режиму участков длиной

10 Заказ № 3099 2 89