Расчет нефтепровода. Коршак, Любин - Расчёт нефтепровода. Учебное пособие по дисциплине Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов предназначено для студентов специальности 130501 Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

• Название: Учебное пособие по дисциплине Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов предназначено для студентов специальности 130501 Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ
• Анкор: Расчет нефтепровода
• Дата: 10.05.2022
• Размер: 2.24 Mb.
• Имя файла: Коршак, Любин - Расчёт нефтепровода.doc
• Тип: Учебное пособие; #520178
• страница: 9 из 14

Решение
1. Согласно расчетам, выполненным в примере 10.5, при работе четырех насосных станций расход в нефтепроводе должен иметь плановое значение Q= 1066 м³/ч, фактически он составляет Q= 1036 м³/ч. Следовательно, для достижения плановой пропускной способности коэффициент увеличения производительности

.

2. Число Рейнольдса при перекачке нефти с расходом Q₀

.

3. Коэффициент гидравлического сопротивления по формуле (2.21)

.

4. Величина коэффициента Б^* по формуле (1.16)

с²/м⁵.

5. Необходимая величина коэффициента гидравлического сопротивления на последнем участке нефтепровода по формуле (3.13)



6. Требуемая величина коэффициента A(Q) по формуле (3.14)

.

7. Из формул (3.11) и (3.12) находим необходимые концентрации присадок

 для «CDR-102»

;

 для «NECADD-547»

.

Пример 10.7.Выполнить расстановку насосных станций по трассе нефтепровода, рассмотренного в примере 10.5.
Решение
1. По формуле (4.1) вычисляем длину перегона, на который хватило бы напора H_ст1 при условии, что нефтепровод был бы горизонтальным,

.

2. На рис.10.2 в начале нефтепровода (точка А₁) вверх в вертикальном масштабе откладываем напор Н_ст1 = 663,3 м, а вправо в горизонтальном масштабе  = 92371 м. Линия, соединяющая концы данных отрезков, есть гидравлический уклон в нефтепроводе с учетом местных сопротивлений.

3. В точке пересечения линии гидравлического уклона с профилем трассы (точка А₂) располагается НС-2. Откладывая от нее вверх в масштабе напор Н_ст2 = 663,3 м и проводя через полученную точку линию гидравлического уклона, в месте ее пересечения с профилем трассы находим место расположения следующей НС-3 (точка А₃).

4. Положение НС-4 и НС-5 определяется аналогично, но напор

Н_ст4 = Н_ст5 = 2 · 221,1 = 442,2 м.

5. В заключение проверяется правильность расстановки насосных станций. Для этого в точке А₅ вверх откладывается напор

Н_ст5 + h_пн – H_кп = 442,2 + 49,1 – 30 = 461,3 м.

Линия гидравлического уклона, проведенная из полученной точки, приходит точно в конечную точку трубопровода на профиле. Следовательно, все построения выполнены верно.

Аналогично выполняется расстановка станций в пределах каждого эксплуатационного участка, когда таких участков несколько.

Пример 10.8. Определить все возможные режимы работы нефтепровода диаметром 512 мм и протяженностью 520 км для перекачки нефти вязкостью 0,997  10^–4 м²/с и плотностью 855 кг/м³. Пять насосных станций оборудованы основными насосами НМ 1250-260 с роторами диаметром 395 мм, а на головной насосной станции установлены подпорные насосы НПВ 1250-60 с роторами диаметром 445 мм. Нивелирные высоты мест расположения насосных станций и длина обслуживаемых ими участков: z_н = z₁ =20 м; l₁ = 105 км; z₂ = 30 м; l₂ = 107 км; z₃ = 20 м; l₃ = 104 км; z₄ = 65 м; l₄ = 105 км; z₅ = 85 м; l₅ = 100 км; z_к = −30 м. Принять H_кп = 30 м.



Рис.10.2. Расстановка насосных станций по трассе нефтепровода

для условий примера 10.7

Решение
1. Напоры основных и подпорных насосов при подачах, соответствующих границам рабочей зоны, по формуле (2.3)

;

;

;

;

;

.

2. Вычисляем коэффициенты напорных характеристик основных (Б^*, А, Б) и подпорных (b_п*, а_п, b_п) насосов по формулам

;



При m= 0,25

;

;

;

;

;

;

При m = 0,1

;

;

;

;

;

.

3. Разность нивелирных высот конца и начала трубопровода

Δz= z_к − z_н = − 30 – 20 = − 50 м.

4. Предположим, что режим перекачки турбулентный, зона трения – гидравлически гладкие трубы. Тогда по формуле (5.2) величина гидравлического уклона при единичном расходе

.

5. При общем числе работающих основных насосов на насосных станциях n_н = 15 получаем , .

Подставляя данные в (5.1), получим

.

6. Число Рейнольдса при этом расходе по формуле (2.17)

.

Так как Re < Re_I, то режим перекачки выбран верно.

7. Максимально допустимый напор на выходе из насосных станций

,

а допустимый кавитационный запас на входе в основные насосы вычисляем по формуле (1.10)

.

С учетом потерь напора в обвязке насосных станций примем минимальный подпор на их входе ΔH_min = 25 м.

8. Предположим, что на каждой станции включено последовательно по три основных насоса. Соответственно, подпоры и напоры насосных станций в соответствии с формулами (5.3) составят:

;

;



Так как разрешенное значение минимального подпора ΔH_min на входе в насосную станцию № 2 больше Δh₂, то работать с 15 основными насосами нельзя.

9. Полагая, что общее число основных насосов на всех станциях n_н = 14, находим

, ;

по формуле (5.1)

.

10. Число Рейнольдса по формуле (2.17)

.

11. Величины подпоров и напоров насосных станций при количестве включенных насосов на станциях 3-3-3-3-2:

;

;

















Так как для всех насосных станций неравенства (5.4) выполняются, то работоспособность нефтепровода обеспечивается.

Результаты расчета напоров и подпоров при другом количестве работающих насосов и различных комбинациях их включения на станциях представлены в табл.10.2.

Пример 10.9.Используя результаты расчетов в примере 10.8, определить оптимальные режимы работы нефтепровода. В качестве привода основных насосов используются электродвигатели типа СТДП 1250-2УХЛ4 (мощность N_ном мн = 1250 кВт), подпорных ВАОВ500М-4У1 (N_ном2 = 400 кВт).
Решение
1. В качестве примера рассмотрим работу 14 основными насосами с производительностью 0,275 м³/ч. Часовой объем перекачки составляет

Q= 0,257 · 3600 = 990 м³/ч.

Таблица 10.2

Напоры и подпоры насосных станций при различных количествах работающих насосов

и комбинациях их включения

Номер режима	Основные насосы	Основные насосы на станциях	Q, м3/ч	НС-1		НС-2		НС-3		НС-4		НС-4		Eуд, (кВт∙ч)/т
				h1, м	Н1, м	h2, м	Н2, м	h3, м	Н3, м	h4, м	Н4, м	h5, м	Н5, м
1	14	3-3-3-3-2	990,0	51,2	735,2	64,0	748,0	74,2	758,2	68,3	752,3	71,2	527,2	11,4
2		3-3-3-2-3		51,2	735,2	64,0	748,0	74,2	758,2	68,3	752,3	–116,2	527,2
3		3-2-3-3-3		51,2	735,2	64,0	507,5	–132,4	548,7	–152,4	528,7	–116,2	527,2
4		3-3-2-3-3		51,2	735,2	64,0	748,0	74,2	548,7	–152,4	528,7	–116,2	527,2
5	13	3-3-3-2-2	967,3	51,8	741,6	101,7	791,5	189,4	879,1	216,1	675,9	67,3	527,2	10,8
6		3-2-3-3-2		51,8	741,6	101,7	561,6	–40,6	649,2	–13,9	675,9	67,3	527,2
7		3-3-2-3-2		51,8	741,6	101,7	791,5	189,4	649,2	–13,9	675,9	67,3	527,2
8		3-2-3-2-3		51,8	741,6	101,7	561,6	–40,6	649,2	–13,9	446,0	–162,6	527,2
9	12	3-3-2-2-2	932,0	52,7	751,3	151,3	849,9	286,5	752,2	128,3	594,1	22,7	488,4	10,2
10		3-2-3-2-2		52,7	751,3	151,3	617,1	53,6	752,2	128,3	594,1	22,7	488,4
11		3-2-2-2-3		52,7	751,3	151,3	617,1	53,6	519,4	–104,6	361,2	–210,2	488,4
12	11	3-2-2-2-2	894,7	53,6	761,2	202,2	673,9	150,3	622,0	38,3	510,0	–23,1	448,6	9,6
13	10	2-2-2-2-2	855,0	54,5	532,3	15,4	493,2	10,5	488,3	–54,2	423,7	–70,1	407,7	8,98
Продолжение табл.10.2
Номер режима	Основные насосы	Основные насосы на станциях	Q, м3/ч	НС-1		НС-2		НС-3		НС-4		НС-4		Eуд, (кВт∙ч)/т
				h1, м	Н1, м	h2, м	Н2, м	h3, м	Н3, м	h4, м	Н4, м	h5, м	Н5, м
14	9	2-2-2-2-1	812,8	55,4	539,4	65,8	549,7	109,1	593,1	93,0	123,7	123,7	365,7	8,35
15		2-1-2-2-2		55,4	539,4	65,8	307,7	–132,9	351,1	–149,0	335,0	–118,3	365,7
16		2-2-1-2-2		55,4	539,4	65,8	549,7	109,1	351,1	–149,0	335,0	–118,3	365,7
17		2-2-2-1-2		55,4	539,4	65,8	549,7	109,1	593,1	93,0	335,0	–118,3	365,7
18	8	2-2-2-1-1	767,6	56,4	546,7	117,4	607,7	210,2	700,5	244,0	489,2	77,4	322,5	7,70
19		2-1-2-2-1		56,4	546,7	117,4	362,5	–35,0	455,3	–1,1	489,2	77,4	322,5
20		2-1-2-1-2		56,4	546,7	117,4	362,5	–35,0	455,3	–1,1	244,0	–167,8	322,5
21		2-1-1-2-2		56,4	546,7	117,4	362,5	–35,0	210,2	–246,2	244,0	–167,8	322,5
22	7	2-2-1-1-1	713,8	57,4	554,7	170,6	667,9	314,3	563,0	150,9	399,5	29,9	278,6	7,07
23		2-1-2-1-1		57,4	554,7	170,6	419,3	65,7	563,0	150,9	399,5	29,9	278,6
24		2-1-1-2-1		57,4	554,7	170,6	419,3	65,7	314,3	–97,7	399,5	29,9	278,6
25		2-1-1-1-2		57,4	554,7	170,6	419,3	65,7	314,3	–97,7	150,9	–218,7	278,6
26	6	2-1-1-1-1	661,2	58,4	562,0	225,0	476,8	169,0	420,8	54,9	306,7	–19,0	232,9	6,39
27	5	1-1-1-1-1	603,6	59,4	314,4	25,7	280,7	19,8	274,8	–43,7	211,3	–69,1	185,9	5,68
28	4	1-1-1-1-0	539,8	60,30	318,5	79,5	337,7	125,1	383,3	113,5	371,7	137,6	137,6	4,93
Окончание табл.10.2
Номер режима	Основные насосы	Основные насосы на станциях	Q, м3/ч	НС-1		НС-2		НС-3		НС-4		НС-4		Eуд, (кВт∙ч)/т
				h1, м	Н1, м	h2, м	Н2, м	h3, м	Н3, м	h4, м	Н4, м	h5, м	Н5, м
29		1-0-1-1-1		60,30	318,5	79,5	79,5	–133,2	125,1	–144,7	113,5	–120,6	137,6
30		1-1-0-1-1		60,30	318,5	79,5	337,7	125,1	125,1	–144,7	113,5	–120,6	137,6
31		1-1-1-0-1		60,30	318,5	79,5	337,7	125,1	383,3	113,5	113,5	–120,6	137,6
32	3	1-1-1-0-0	467,6	61,3	322,7	134,6	396,0	232,9	494,3	274,5	274,5	88,1	88,1	4,14
33		1-0-1-0-1		61,3	322,7	134,6	134,6	–28,5	232,9	13,1	13,1	–173,3	88,1
34		1-1-0-1-0		61,3	322,7	134,6	396,0	232,9	232,9	13,1	274,5	88,1	88,1
35		1-1-0-0-1		61,3	322,7	134,6	396,0	232,9	232,9	13,1	13,1	–173,3	88,1
36	2	1-1-0-0-0	383,5	62,3	326,8	191,0	455,5	343,3	343,3	174,8	174,8	37,3	37,3	3,27
37		1-0-1-0-0		62,3	326,8	191,0	191,0	78,7	343,3	174,8	174,8	37,3	37,3
38		1-0-0-1-0		62,3	326,8	191,0	191,0	78,7	78,7	–89,7	174,8	37,3	37,3
39		1-0-0-0-1		62,3	326,8	191,0	191,0	78,7	78,7	–89,7	–89,7	–227,3	37,3
40	1	1-0-0-0-0	340,6	62,7	318,6	283,1	283,1	258,6	258,6	178,7	178,7	125,5	125,5	2,02

___________________________