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

новки таких станций на трассе трубопровода находим по уравнению (7.1-5) градиент давления при пропускной способности 340 м/ч=0,0945 м/с:

тр= 1,53-10-2

(7,5-10-")". la". 0,09451." 0,2095.81

= 0,0470 м/м.

Согласно примеру 7.1-2 максимально допустимый напор на вод составляет 1150 м.

Зная тр и йтах И ВЫПОЛНЯЯ описанную выше процедуру нахождения местоположения подпорных станций, находим, что для станции / указанный напор на выходе чрезмерно высок. Реально требующийся нл-пор на выходе станции III находим, проведя линию профиля напора из точки V до ее пересечения с линией ординат, проведенной на месте станции /. В данном случае искомый напор на выходе эквивалентно разности высот линии профиля местности и точке / и значения профиля напора, отложенного на вертикальной линии, проходящей через точку /. Искомый напор составляет 870+40=910 м.

входе в трубопро-

Рис. 7.1-4. Схема разветвленного трубопровода

7.1.3. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

По одному трубопроводу нефть может транспортироваться на несколько нефтеперерабатывающих заводов. Например, на рис. 7.1-4 показана схема, по которой из точки В на 200-мм нефтепроводе отходят три ветви различных диаметров и протяженности. Зная объем перекачиваемой продукции по основному трубопроводу АВ, можно определить полную пропускную способность отдельно каждого из трех ответвлений.

Согласно уравнению (1.1-10), приблизительное значение

Подставляя это значение X в формулу (7.1-12), получим:

j,(2-*)6

Так как согласно уравнению (7.1-1) потеря напора йтр при горизонтальной местности на трассе трубопровода равна высоте нагнетания Apfpg = h, для каждого ответвления справедливо условие

(7.1-10)

Так как lgh = lga"+{2-b)lgq,

значения q - h для ответвлений, нанесенные на логарифмическую сетку, представляют собой взаимно параллельные прямые.

Суммируя пропускные способности q\, 92, 9з ответвлений при любой высоте нагнетания /г, можно найти некоторую точку (h, q), по которой определится так называемая эквивалентная линия - кривая, параллельная линиям h - q; с помощью этой кривой при любой данной высоте нагнетания можно определить суммарную пропускную способность ответвлений. Поэтому, если известна пропускная способность q основного нефтепровода, то в точке {q, h) на эквивалентной линии определяются высота нагнетания h, требующаяся в пункте В, а также соответствующие пропускные способности q[, q, q ответвлений при этом напоре.

Пример 7.1-5. Нефть вязкостью 9,5-10-8 м7с плотностью 830 кг/м транспортируется между пунктами А ц В (см. рис. 7.1-4) при пропускной способности 200 мч. Требуется определить объемы расходов в точках С, D, Е и высоту нагнетания нефти в точке В, если шероховатость внутренней поверхности труб /(=0,1 мм. При пропускной способности 30 м-ч согласно уравнению (7.1-2) потери давления на трение в отдельных ответвлениях составят:

100 2 3

Рис. 7.1-5. Зависимость напора от расхода в разветвленном трубопроводе

0,9522.25 000 i - 00318 2.9,84-0,1056 =

/12 = 99,0 м; 19,0 м.

Чтобы найти угол наклона кривых для всех ответвлений, определим потери напора на трение, например, для третьего ответвления при пропускной способности, скажем, 100 мч:

0,8472.35 ООО з 0.0275 2.9,81.0,208 = -

Нанося на логарифмическую сетку соответствующие значения д п h, получим линию, характеризующую ответвление 3, а параллельно ей расположатся линии для ответвлений / и 2, которые пройдут через точки Аг и (ршэ. 7.1-5).

Определим пропусюную способность каждого ответвления, если высота напора в пункте в составляет, например. h=lQO м. Из рисунка находим, что 91 = 14,7; 92-30,2 и 9з = 77,1 м/ч. Пропускная способность эквивалентного трубопровода равна сумме пропускных способностей ответвлений, т. е. 122 м/ч. Линия, характеризующая эквивалентный трубопровод, проходит через точку с координатами (100 м; 122 м/ч) и параллельна трем другим линиям. Для пропускной способности 200 м/ч, указанной в условии примера, высота напора в точке в должна быть 238 м. В этом случае, согласно рис. 7.1-5, пропускные способности составят: первого ответвления 24,1 м/ч; второго ответвления - 49,5 м/ч и третьего ответвления- 126,4 м/ч.

7.1.4. ОПТИМАЛЬНАЯ ТРАССА И ДИАМЕТР ТРУБОПРОВОДА

При отсутствии достаточно обоснованных доводов (о которых речь пойдет ниже) экономически оптимальной трассой трубопровода будет трасса, проложенная по прямой, соединяющей его концевые пункты.

К факторам, которые исключают возможность строительства трубопроводов по прямолинейной трассе, относятся следующие;

- пересечение трассой такой местности, где строительство трубопровода будет связано с большими капиталовложениями (болота, озе-ра, скалы и т. п.);

- прохождение трассы через зоны безопасности других сооружений (жилые и общественные здания, кладбища, оборонные объекты и т. п.) или пересечение шоссейных дорог, железнодорожных путей;

- сокращение расходов на строительство, создание удобств для эксплуатации, ускорение в случае необходимости ремонтных работ, при прокладке трубопровода вдоль шоссейных или железных дорог.

Оптимальный диаметр труб -это такой диаметр, при котором обеспечивается транспорт нефти с минимальными затратами.

Нахождение оптимального диаметра труб может быть сведено к решению двух основных задач: 1) обеспечение постоянной пропускной способности трубопровода; 2) обеспечение переменной пропускной способности трубопровода.

Ниже мы ограничимся рассмотрением решения первой задачи, так как решение второй задачи значительно сложнее.

В действительности продолжительность эксплуатации трубопровода достигает нескольких десятилетий.

Если по трубопроводу на протяжении всей его эксплуатации транспортируется продукция одного, относительно хорошо изученного нефтедобывающего района, желаемую годовую пропускную способность трубопровода М0Ж1Н0 определить, исходя из плана добычи нефти. Зная эту пропускную способность, можно выбрать диаметр трубопровода, обеспечивающий транспорт нефти с }1аименьшими затратами на протяжении всего времени эксплуатации промысла или трубопровода. Поступая так, следует, однако, учитывать, что экономика указанной системы может быть изменена за счет монтажа подпорных насосных станций на ограниченный период времени (на несколько лет), в частности, на период максимальной добычи нефти на промысле. По истечении этого периода насосные станции могут быть демонтированы и перемещены в другое место, где в них возникнет надобность. В последующем обстановка может быть осложнена другими факторами, например, если в данном районе будет открыто новое месторождение нефти, продукцию которого необходимо транспортировать по существующему трубопроводу.

Если годовая пропускная способность может считаться постоянной, оптимальный диаметр труб для строительства трубопровода можно определить, исходя из следующих соображений.

Стоимость транспортирования продукции - сумма двух компонентов:

- амортизационных отчислений;

- затрат на перекачку плюс расходов иа эксплуатацию.