.
При округлении числа НПС в большую сторону рассчитаем параметры циклической перекачки. Из совмещенной характеристики трубопровода и нефтеперекачивающей станции при n=10, m=3 рабочая точка переместиться в точку М2, а расход соответствует Q2=5708 . Если на каждой НПС отключить по одному насосу n=10, m=2, то рабочая точка переместиться в точку М1, а нефтепровод будет работать с производительностью Q1=4965 .
Так как выполняется условие Q1
6. Расстановка станций по трассе магистрального нефтепровода Рассмотрим расстановку станций на местности исходя из максимальной производительности нефтепровода при n=10 и Q2=5708 . Количество НПС на первом эксплуатационном участке примем равным 5 и на втором – 5.
Гидравлический уклон при максимальной производительности составляет i=0,00457.
Напоры развиваемые подпорными и магистральными насосами при максимальной подаче Q2 равны
,
Расчетный напор станции составит:
м. Построим гидравлический треугольник. За горизонтальный катет примем отрезок ab, равный l=100 км, который отложим в масштабе длин. Вертикальный катет ac равен м и отложим его в масштабе высот. Гипотенуза треугольника bc и есть положение линии гидравлического уклона в принятых масштабах построений.
Результаты расстановки станций приведены в таблице 2. Таблица 2 – расчетные значения высотных отметок НПС и длин линейных участков нефтепровода.
Нефтеперекачивающая
станция
| Высотная отметка zi, м
| Расстояние от начала нефтепровода, км
| Длина линейного участка li, км
| ГНПС-1
| 195,94
| 0
| 90
| НПС-2
| 194,20
| 90
| 89
| НПС-3
| 192,90
| 179
| 88
| НПС-4
| 192,74
| 267
| 87,5
| НПС-5
| 193,51
| 354,5
| 98
| НПС-6
| 194,23
| 452,5
| 86,5
| НПС-7
| 194,33
| 539
| 87,5
| НПС-8
| 194,29
| 626,5
| 90
| НПС-9
| 194,33
| 716,5
| 89,5
| НПС-10
| 193,9
| 806
| 94
| КП
| 190,65
| 900
| -
|
7. Расчет эксплуатационных режимов магистрального нефтепровода Графический метод
Рассмотрим режимы работы магистрального нефтепровода на первом эксплуатационном участке протяженностью 452,5 км.
Построим суммарную совмещенную характеристику линейных участков нефтепровода и НПС. Задаваясь расходами от 1000 до 6000 , определяем режимы течения нефти и рассчитываем потери напора на отдельных двух участках нефтепровода.
Найдем напоры подпорного и магистральных насосов. Результаты расчетов приведены в таблице 3. Таблица 3 – Результаты гидравлического расчета участков нефтепровода и напорных характеристик насосов.
Расход Q, м³/ч
| 1000
| 2000
| 3000
| 4000
| 5000
| 6000
| Скорость течения v, м/с
| 0,35
| 0,71
| 1,06
| 1,41
| 1,77
| 2,12
| Число Ренольдса Re
| 7403,215
| 14806,43
| 22209,64
| 29612,86
| 37016,07
| 44419,29
| Коэффициент гидравлического сопротивления
| 0,0341
| 0,0287
| 0,0259
| 0,0241
| 0,0228
| 0,0218
| Гидравлический уклон
| 0,00022
| 0,00073
| 0,00148
| 0,00245
| 0,00362
| 0,00498
| Напор магистрального насоса, Нмн, м
| 225,1
| 216,7
| 202,6
| 182,9
| 157,7
| 126,7
| Напор подпорного насоса, Нпн, м
| 119,7
| 116,7
| 111,7
| 104,7
| 95,7
| 84,7
| Потери напора на участке Н, м
| 1-участок
| 18,1
| 65,1
| 134,2
| 223,2
| 330,7
| 455,6
| 2-участок
| 38,25
| 131,72
| 269,15
| 446,13
| 659,88
| 908,37
| 3 участок
| 58,83009
| 198,258
| 403,245
| 667,237
| 986,066
| 1356,727
| 4 участок
| 79,09205
| 264,213
| 536,377
| 886,883
| 1310,198
| 1802,330
| 5 участок
| 140,6938
| 376,991
| 724,393
| 1171,795
| 1712,134
| 2340,314
| Напор развиваемый насосами,
Н=Нпн+ kмнHмн
| Kмн=0
| 119,7
| 116,7
| 111,7
| 104,7
| 95,7
| 84,7
| kмн=1
| 344,8
| 333,4
| 314,3
| 287,6
| 253,4
| 211,4
| kмн=2
| 569,9
| 550,0
| 516,9
| 470,6
| 411,0
| 338,2
| kмн=3
| 795,0
| 766,7
| 719,5
| 653,5
| 568,7
| 464,9
| kмн=4
| 1020,1
| 983,3
| 922,1
| 836,5
| 726,3
| 591,7
| kмн=5
| 1245,2
| 1200,0
| 1124,8
| 1019,4
| 884,0
| 718,4
| kмн=6
| 1470,2
| 1416,7
| 1327,4
| 1202,3
| 1041,6
| 845,1
| kмн=7
| 1695,33
| 1633,32
| 1529,97
| 1385,28
| 1199,25
| 971,88
| kмн=8
| 1920,42
| 1849,98
| 1732,58
| 1568,22
| 1356,9
| 1098,62
| kмн=9
| 2145,51
| 2066,64
| 1935,19
| 1751,16
| 1514,55
| 1225,36
| kмн=10
| 2370,6
| 2283,3
| 2137,8
| 1934,1
| 1672,2
| 1352,1
| kмн=11
| 2595,69
| 2499,96
| 2340,41
| 2117,04
| 1829,85
| 1478,84
| kмн=12
| 2820,78
| 2716,62
| 2543,02
| 2299,98
| 1987,5
| 1605,58
| kмн=13
| 3045,87
| 2933,28
| 2745,63
| 2482,92
| 2145,15
| 1732,32
| kмн=14
| 3270,96
| 3149,94
| 2948,24
| 2665,86
| 2302,8
| 1859,06
| kмн=15
| 3496,05
| 3366,6
| 3150,85
| 2848,8
| 2460,45
| 1985,8
|
Совмещенная характеристика участков нефтепровода и характеристика НПС показана в приложении 2.
Из совмещенной характеристики (приложение 2) найдем значения подпоров на входе и напоров на выходе каждой НПС. Для первого режима, соответствующего трем работающим магистральным насосам на каждой НПС (режим 3-3-3-3-3), производительность перекачки определяется пересечение характеристики нефтепровода 2 и суммарной характеристики НПС при kм=15, и соответствует значению Q=5708 . Подпор на головной НПС-1 равен отрезку ab, а напор на ее выходе равен отрезку ad. Чтобы найти подпор на входе НПС-2, нужно определить разность отрезков ad и ac, то есть из напора на выходе ГНПС-1 вычесть потери напора на первом участке. Величины отрезков, соответствующих подпорам и напорам НПС приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Напоры и подпоры нефтеперекачивающих станций на режиме 3-3.
Нефтеперекачивающая станция
| Количество работающих магистральных насосов
| Обозначение отрезка
| подпор на входе НПС
| напор на выходе НПС
| ГНПС-1
| 3
| 90,5
| 500
| НПС-2
| 3
| 83,3
| 496
| НПС-3
| 3
| 85
| 492
| НПС-4
| 3
| 81
| 496
| НПС-5
| 3
| 81,3
| 495
|
Численный метод
Рассмотрим режим перекачки с тремя работающими магистральными насосами на каждой НПС (режим 3-3-3-3-3). Производительность нефтепровода на этом режиме определим из решения уравнения 3.7.1.
Определяем максимально допустимый напор на выходе из насосных станций по формуле 3.7.6:
и допустимый кавитационный запас на входе в основные насосы по формуле (3.7.7):
С учетом потерь напора в обвязке насосных станций примем:
По формуле (3.7.3) определяем напор, развиваемый основными магистральными насосами головной нефтеперекачивающей станции:
м. Напор на выходе ГНПС-1 определяем по формуле:
По формуле (3.7.4) определяем подпор на входе НПС-2:
Определяем напор на выходе НПС-2:
м.
|