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

При обработке противотурбулентной присацкой величина коэффициента А„ увеличивается. Зависимость от концентрации присадки (г/т) является эмпирической и задается либо таблично, либо Б виде функции. Так, для присацки «CDR-102» американской фирмы «Dupon - Сопосо»

А(8) = 1,48-9;;, " (5.43)

а для присадки «NECCAD-547» финской фирмы «Neste» ,,,

А(6) = 0,407 е". ч ,

(5.44)

При прохождении через насосы противотурбулентные присадки разрушаются. Поэтому применять их необходимо на перегоне, обслуживаемом последней насосной станцией.

Для того чтобы обеспечить плановую производительность перекачки количеством насосных станций меньшим, чем расчетное (п"<п), необходимо, чтобы на последнем перегоне коэффициент гидравлического сопротивления был равен (с учетом, что для магистральных трубопроводов обычно Б формуле (3.1) а=0)

£

""-mx-lj-L

(5.45)

где А,- коэффициент гидравлического сопротивления при перекачке нефти с расходом Q без применения присадки; - то же при расходе Q, соответствующем работе п" насосных станций; Х- требуемое увеличение расхода п" насосных станций, X = Q/Qo; 1 - длина последнего перегона, на котором осуществляется перекачка нефти, обработанной присадкой.

Требуемая величина коэффициента А (8) при известном значении Х определяется как

1 + 3,7457? -г=ехр -f=-

- lirm...... \ (5-46)

t" По известной величине A(9) из формул (5.43) или (5.44) можно найти искомую концентрацию присадки, обеспечивающую выполнение заданного объема перекачки меньшим, чем расчетное, числом насосных станций. V , .ri-.O-Hi?

, § 5.3. Расстановка насосных станций

по трассе нефтепровода

Размещение насосных станций на трассе нефтепровода производится графическими построениями на сжатом профиле трассы при известных значениях следующих параметров:

1) гидравлического уклона для основной магистрали i;

2) гидравлического уклона для участков с лупингами (вставками) /Д/з);

3) напоров, развиваемых основными насосами каждой насосной

станции

от г

4) величины подпора на входе в основные насосы головной и промежуточных насосных станций ;

5) остаточного напора на входе в конечные пункты экспдуата-ционных участков и нефтепровода в целом . , ,.,,.лч v -

Рассмотрим суть графического метода расстановки станций на примерах.

Схема графических построений при расстановке насосных станций по трассе нефтепровода постоянного диаметра без лупингов (вставок) представлена на рис. 5.1.

Построение начинаем с того, что в начале нефтепровода (точка А) с учетом вертикального масштаба откладываем напор Н„,,

Рис. 5.1. Расстановка насосных станций по трассе нефтепроводапосто-янного диаметра без лупингов и вставок . , , , . г

развиваемый основными насосами первой насосной станции. Затем вычисляем длину перегона, на который хватило бы напора Н, при условии, что нефтепровод бьш бы горизонтальным

;=H„,/(i,o2i),

(5.47)

и откладываем ее от начала нефтепровода с учетом горизонтального масштаба. Соединив полученные точки, получаем линию гидравлического уклона в трубопроводе постоянного диаметра без лупингов и вставок. Точка пересечения данной линии с профилем (т. М) соответствует месту расположения второй насосной станции.

Откладываем в т. М напор Н„2, из полученной точки проводим линию гидравлического уклона параллельно предыдущей и получаем при пересечении ее с профилем точку размещения следующей насосной станции (т. N).

Построения для последней насосной станции выполняются в качестве проверки. В точке N по вертикали в масштабе откладываем сумму напора последней станции Нстз и разности - . Если все расчеты и построения выполнены верно, то линия гидравлического уклона, проведенная из полученной точки, должна прийти точно в конечную точку нефтепровода.

Величины располагаемого напора в трубопроводе найдем, добавив к изменению собственного напора станций по длине величину подпора Из.

При наличии лупингов (вставок) задача расстановки насосных станций по трассе усложняется, т.к. необходимо распределить общую длину лупингов (вставок) по перегонам между станциями.

Для ее решения предлагается следующий алгоритм.

Местоположение насосных станций в определенной степени предопределено. Во-первых, в силу однотипности применяемого оборудования протяженность перегонов между станциями различается не очень сильно. Во-вторых, расположение станций обычно привязано к населенным пунктам. В-третьих, на трассе существуют участки, где насосные станции заведомо не могут быть размещены (болотистая местность, заповедники и т.п.).

Предположим, что расположение насосных станций предопределено по последней причине (участки, запрещенные для их размещения, на рис. 5.2 заштрихованы). Первым делом строим линию гидравлического уклона для участка трубопровода с лупингом. Для этого вычисляем потери напора на участке длиной i\ равные l,02i„-c, откладываем их в вертикальном масштабе в т. А, после чего через концы отрезков проводим искомую линию.. . .....

Рис. 5.2. Расстановка насосных станций по трассе нефтепровода постоянного диаметра с лупингамн

Лупинг наиболее целесообразно размещать в конце перегона между насосными станциями, т.к. в этом случае металл труб наименее нагружен давлением.

Поскольку точка М,, где должна была бы разместиться НС №2, если бы не было лупинга (вставки), находится на «запрещенном» участке, то ее целесообразно перенести туда, где этот участок заканчивается (т. М).

Откладываем в масштабе в т. М величину подпора Hj и из полученной точки проводим линию гидравлического уклона . Точка пересечения этой линии с линией гидравлического уклона / дает нам длину лупинга х, для первого перегона между станциями.

Если бы на втором перегоне между станциями не было лупинга, то линия гидравлического уклона, проведенная из конца отрезка длиной Н„2, пересекла бы профиль трассы в т. N,. Это ближе, чем начинается участок, «запрещенный» для размещения станций. Поэтому в принципе лупинг на втором перегоне можно не сооружать. Однако чтобы выровнять протяженность перегонов принимаем решение о размещении третьей насосной станции в т. N - перед началом второго «запрещенного» участка (размещение НС №3 в т. Nj делает второй перегон слишком протяженным). Дальнейшие построения выполняются так же, как и для первого перегона между станциями.

Аналогично выполняются все построения и для третьего перегона.

§5.4. Расчет нефтепровода при заданном расположении насосных станций

В соответствии с «Нормами технологического проектирования» насосные станции (НС) целесообразно размещать вблизи населенных пунктов, источников энерго- и водоснабжения, существующей сети автомобильных и железных дорог. Определенные требования предъявляются и к площадкам НС (несущая способность грунта, расположение относительно водоемов, населенных пунктов и т.д.). Поэтому нередко при проектировании вместо расстановки НС на профиле трассы приходится решать обратную задачу: проверять соответствие напоров и подпоров станций их допустимым значениям, когда местоположение станций предопределено.

Расчет нефтепроводов при заданном расположении НС выполняется и с целью выявления возможных режимов перекачки на действующем трубопроводе.

Производительность нефтепровода в пределах эксплуатационного участка с числом НС равным п, может быть вычислена по формуле

If <»j

+ Xa,-Az-H, i-i

(5.48)

где Aj, Б, - коэффициенты в уравнении вида (3.6), описывающем напорную характеристику i - той НС; а„, Ь,, - коэффициенты в уравнении вида (3.6), описывающем суммарный напор подпорных насосов головной НС; f - гидравлический уклон при единичном расходе

(5.49)

Величины А.,Б;,а„,Ь„ вычисляются в зависимости от схемы соединения насосов на НС, режима течения нефти и с учетом возможного различия используемых в однотипных насосах роторов.

В пределах эксплуатационного участка фактические подпор и напор НС №С вычисляются по формулам:

АН, = а„ + X А, - - f в„ + XБ, + f

i-1 у

(5.50)

H,=AH,+A,-B,Q

где Az, - разность геодезических отметок С - той и головной НС; - длина перегона между i-той и (1 + 1)-ой НС.

Найденные величины АН, и Н, должны удовлетворять условиям:

АН,>АН„,„,; H,<H„ j,

(5.51)

где АН„.„., Н,, - разрешенные значения соответственно минимального подпора на входе и максимального напора на выходе i-той НС.

Если не выполняется первое из неравенств (5.51), то необходимо принять меры по уменьшению гидравлического сопротивления Отдельных перегонов (прокладкой лупингов, применением противотурбулентных присадок и т.д.). При невыполнении второго из неравенств (5.51) необходимо уменьшить напоры НС (отключением части насосов, применением сменных роторов, дросселированием и т.д.).

Для конечного пункта величина необходимого остаточного напора по уравнению (5.50) обеспечивается автоматически - в соответствии с уравнением баланса напоров.

1г< • i

-£.!;. 4 §5.5. Выбор рациональных режимов " эксплуатации магистрального нефтепровода

Несмотря на существование множества возможных режимов эксплуатации нефтепроводов, использовать необходимо те из них, при которых удельные затраты электроэнергии на перекачку 1 тонны нефти будут наименьшими.

Для j-Toro режима работы нефтепровода величина удельных энергозатрат рассчитывается по формуле " • Ь \

F -

удj "

N . +

noTpjn

noTpij

(5.52)

где N„pj„ - мощность, потребляемая электродвигателями подпорных насосов головной НС при работе на j - том режиме; Np -то же для электродвигателей магистральных насосов i-той НС; n„j-общее число работающих основных насосов на станциях при j - том режиме.

Величина мощности, потребляемой электродвигателем насоса при работе на j-том режиме, определяется по выражению