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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

12.2. РЕГУЛИРОВАНИЕ PABOI ЦЕНОБЕЖНЫХ НАСОСОВ МАГИСТРАЛЬН1Х НЕФПРОВОДОВ

При эксплуатации магистральных трубопроводов стремятся добиться возможно полной их загрузки при условии работы насосного оборудования в зоне высоких значений КПД, что обеспечивает наименьшую себестоимость перекачки. Практически зачастую не удается работать на таких режимах и поэтому приходится искусственно изменять (регулировать) работу трубопровода.

Отклонение режимов работы трубопровода от оптимальных значений вызывается следующими основными причинами:

нерегулярной поставкой нефти с промыслов;

отсутствием свободных емкостей на готовных станциях, неравномерным путевым отбором нефти в пунктах налива, сброса;

колебаниями физических параметров перекачиваемых жидкостей, вызванные сезонными и местными изменениями температуры грунта, изменением сортов перекачиваемых нефтей;

аварийными и ремонтными ситуациями, вызванными нарушением надежности работы оборудования, срабатыванием защит.

Некоторые из этих причин действуют систематически, некоторые периодически, т.е. режимы работы системы "насосная станция - нефтепровод" меняются во времени.

В связи с этим возникает настоятельная необходимость в регулировании, имеющем особое значение применительно к трубопроводам, работающим по схеме "из насоса в насос", в которой нарушения режима работы трубопровода в любой точке трассы вызывают изменения в работе всего трубопровода как единого целого.

Регулирование должно обеспечить улучшение экономических показателей эксплуатации нефтепровода.

Пути и способы регулирования можно определить, если представить для последовательной схемы соединения насосов условие материального и энергетического баланса системы в аналитическом виде:

i(Ho - A o-QB»>

0,241 l-v n\

= 0.

В формуле первый член представляет аналитическое выражение создаваемого напора насосной станции; выражение в 278

/„л 2

квадратных скобках - нанор, расходуемый на перекачку, преодоление геометрического напора Z и дросселирование Адр.

Производительность трубонровода зависит от режима течения нефти в насосах и трубопроводе. В данной формуле предусмотрен наиболее распространенный случай - автомодельное течение в насосах и турбулентное (зона "гладких труб") в трубопроводе; геометрических параметров трубопровода - /, d; параметров напорной характеристики насосов (И0, А0, Bq), зависящих от его конструкции (коэффициента быстроходности частота вращения насосов (n - номинальная частота вращения, n - частота вращения после регулирования); числа соединенных последовательно рабочих агрегатов - i; суммарного статического напора - Z; величины дросселируемого напо-

Под суммарным статическим напором понимается выражение

Z = zг + (zнод2 - zнод1),

где Zг - геометрический напор, определяемый профилем трассы; Zнодj - подпор насосной станции, осуществляющей перекачку по участку трубонровода с параметрами l и d; Zнод2 - подпор на последующей насосной станции.

Однако не все из изложенных факторов, влияющих на производительность нефтепровода, могут использоваться практически в качестве способов регулирования.

Методы регулирования режимов работы нефтепроводов можно разделить на два вида:

регулирование изменением характеристики сети;

регулирование изменением характеристики насосной станции.

Регулирование изменением характеристики сети может осуществляться одним из следующих методов: дросселированием потока в напорной линии; лупингованием;

перепуском части потока из напорного коллектора во всасывающий;

дросселированием на входе в насосную станцию; отключением промежуточной насосной станции. К методам регулирования характеристики насосной станции относятся:

изменение числа работающих насосов i или переключение насосов с разными напорными характеристиками;

замена насосов в процессе наращивания или сокращения

мощности трубопровода (параметры насосной характеристики (Яо, Ао, Во);

применение в насосах сменных рабочих колес;

обточка рабочих колес насосов по наружному диаметру;

регулирование изменением частоты вращения насоса n при использовании двигателей внутреннего сгорания газотурбинного привода, регулируемого электропривода или регулируемых передач.

Методы регулирования, связанные с изменением характеристики сети, изменением числа работающих насосов, применением в насосах сменных рабочих колес, применением обточки рабочих колес насосов по наружному диаметру широко освещены в литературе.

При последовательном соединении насосов наибольшее применение в настоящее время получили следующие методы регулирования режимов: изменение числа рабочих насосов; дросселирование; обточка колес; применение сменных роторов.

Последние два метода не обладают достаточной гибкостью и поэтому экономически эффективны в том случае, когда соответствующие режимы работы нефтепровода имеют длительный характер. Их применяют обычно в сочетании с первыми двумя методами. Диспетчерская служба широко пользуется дросселированием, а также изменением числа работающих насосов. Оба эти метода регулирования достаточно мобильны и позволяют оперативно задавать режимы подачи в соответствии с часто меняющейся ситуацией.

Сфера применения их и экономическая эффективность при последовательном соединении насосов достаточно хорошо изучены как при раздельном применении, так и в сочетании. Даже при условии работы нефтепровода по оптимальной схеме регулирование дросселированием и переключением насосов дает значительные потери энергии.

Проанализируем изменение КПД насосной станции при регулировании производительности.

Коэффициент полезного действия насосной станции с учетом дросселирования при последовательном соединении одинаковых агрегатов определяется из выражения

затр

где Пн - КПД насоса, зависящий от подачи, свойств перекачиваемой жидкости и типа насоса (параметра n); пдв - КПД двигателя; пдр - КПД дросселирования (условно), зависящий от подачи (режима работы), 280