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

Рис. 4.7. Характеристика трубопровода

/Область /наш течения

Облпсть ламинарного

на рис. 4.7. Начальная точка характеристики - конец отрезка Аг, откладываемого по оси Я вверх, если >-Zi или вниз, если <2i. Величины V, L и D определяют крутизну характеристики. Чем больше вязкость перекачиваемой жидкости, протяженность трубопровода и чем меньше его диаметр, тем характеристика круче. При расчетах нет нужды вычерчивать характеристику от начальной точки, соответствующей Q = 0. Вполне достаточно построить характеристику трубопровода по трем или даже двум точкам, находящимся в узком диапазоне расходов, ожидаемых при эксплуатации рассчитываемого трубопровода.

Характеристикой насоса называется зависимость развиваемого им напора Я от подачи Q. Для центробежных насосов, применяемых на магистральных нефтепроводах, характеристики имеют вид полого-падающих кривых. Участок характеристики, соответствующий наиболее высоким значениям к. п. д.,- рабочая область. Для этой области зависимость Я от Q очень удачно аппроксимируется выражением

Ha-bQ\ (4.12)

Однако, когда бывает необходимо совместно решать уравнения характеристик насоса (насосной станции) и трубопровода, целесообразно вместо (4.12) принять

На - ЬО"-. (4.13)

В формулах (4.12) и (4.13) а и b - постоянные величины, определяемые обработкой координат точек, взятых в рабочей области характеристики. По смыслу в (4.12) или (4.13) а - напор при Q = 0; коэффициент b свидетельствует о крутизне характеристики. В формуле (4.13) величина т та же, что и в формуле Лейбензона для потерн напора в трубопроводе.

Характеристики насосов получают опытным путем при работе на воде. При работе на нефти (вязкая жидкость) характеристика Q-Я снижается, становится более крутой. Методику пересчета характеристики «с воды на нефть» можно найти в специальных руководствах.

Плотность не влияет на характеристику Q-Я: напор, развиваемый насосом, не изменяется при изменении плотности перекачиваемой жидкости.

Изменением диаметра колеса насоса D, а также частоты вращения п изменяют характеристику. Известно, что

DJDQJQ; DJD = /HJH,

(4.14)

(При изменении частоты вращения - аналогичные равенства.) Звездочкой обозначены новые, измененные условия. При обточке колес (D <£)) или при уменьшении частоты вращения (л <л) характеристика Q-Н снижается.

Характеристика насоса после обточки колеса до диаметра может быть получена на основании прежней характеристики при помощи формул (4-14). При этом нельзя перестраивать характеристику, пользуясь лишь одной из этих формул.

Если необходимо, чтобы характеристика насоса проходила через точку с координатами Q, Н, находящуюся под характеристикой, соответствующей диаметру колеса D, то диаметр колеса после обточки может быть найден по формуле

(4.15)

Эта формула выводится из (4.12) и (4.14). Входящие в нее а и b - те же, что и в формуле (4.12).

Характеристику группы соединенных между собой насосов (суммарную характеристику) получают сложением характеристик насосов, входящих в эту группу. При последовательном соединении складываются напоры при одинаковых расходах, а при параллельном - расходы при одинаковых напорах (рис. 4.8). Уравнение суммарной характеристики имеет такой же вид, как (4.12) или (4.13).

Теперь перейдем к основному технологическому элементу нефтепровода, включающему в себя нефтеперекачивающую станцию (НПС) и примыкающий к ней трубопровод (перегон). Для этого элемента характеристикой трубопровода принято считать зависимость напора в начальной точке трубопровода от расхода, а характеристикой нефте-

Рис. 4.8. График построения суммарной характеристики двух насосов, соединенных последовательно (а) и параллельно (б)

НПС Перегон

Рис. 4.9. Схема основного технологического элемента нефтепровода

перекачивающей станции -зависимость напора на выходе из блока регуляторов давления от расхода. Выход из блока регуляторов давления принимают за начальную точку трубопровода (перегона). Конечной точкой будем считать точку врезки в магистраль всасывающего участка, подводящего нефть к первому насосу следующей станции.

На рис. 4.9, изображающем схему НПС и перегона, указаны гидравлические сопротивления отдельных участков, а также напоры в характерных точках. Обозначено: Лвс - потеря напора во всасывающем участке; Лкол - потеря напора в коллекторе, т. е. в трубопроводной обвязке насосов и блока регуляторов давления; Л„ач - потеря напора на участке от блока регуляторов до магистрали; + Лг - потеря напора на трение и преодоление разности геодезических высот для перегона между станциями; Яст - напор на выходе из блока регуляторов давления (в начальной точке перегона); Яв - напор во всасывающем патрубке первого насоса; ЛЯ - напор на входе в НПС (или в конечной точке перегона).

Очевидно, что

ДЯ = /гвс + Яв

(4.16)

Напор Яв называют подпором. Этот же термин применяют и для ДЯ.

В соответствии с рис. 4.9 и принятыми обозначениями для перегона между двумя промежуточными станциями

Яст = /г„зя + 1/ + А2 + АЯ. (4.17)

Для перегона, на котором имеется перевальная точка,

Яст = /г„ач + 17л + А2„ + Я„. (4.18)

Здесь /„ и Дгд относятся к перевальной точке, а Я - напор на перевальной точке, гарантирующий сплошность потока. Для перегона между промежуточной НПС и конечным пунктом

Яст = /г„ач-[-17-Ь Д2 + Як,

(4.19>

где Як = Лк + Ярез - напор в конце магистрали, учитывающий потерю напора в трубопроводах конечного пункта и высоту уровня Ярез в заполненном резервуаре.