Демонтаж бетона: rezkabetona.su

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

гвдравлический уклон и диаметр основной «нитки» трубопровода

(4 Г

(5.20)

где со- расчетный коэффициент

(В = -

п2-т •

Га \

V d у

(5.20а)

Когда d = d, то при ламинарном течении (m = 1) со = 0,5, при турбулентном течении в зоне гидравлически гладких труб (т = 0,25) со = 0,296, в зоне смешанного трения (т=0,123) со = 0,272 и в зоне квадратичного трения (т = 0) со = 0,25.

;, Обший расход на сдвоенном участке равен сумме расходов в основном трубопроводе и в лупинге

где Q - расход в лупинге

Qnyii

-Г-; .:.уп,пы-: (5.21)

yd луп J

Q„ - расход в основной магистрали на сдвоенноК! участке,

Qm=-

Если к трубопроводу длиной L и диаметром d подключена параллельная нитка длиной Х,,,, и диаметром d , то потери напора в таком сложном трубопроводе можно определить по формуле

h = /(L-X„) + /X„ =/[L-(1-co)X; .

Аналогичная зависимость получается и для вставки

(5.23)

h = i[L-(l-Q)xJ , гае Q= -- (5.24)

vd..

На линейной части трубопровода имеются местные сопротивления - задвижки, повороты, сужения и т.п. Потери напора на них определяют по формуле „ ,, . ,„,,

(5.25)

где - коэффициент местного сопротивления, зависящий как от вида сопротивления, так и от характера течения жидкости.

Потери напора на местных сопротивлениях можно выразить через длину трубопровода, эквивалентную местным сопротивлениям.

Ьз=,-. •гНы.тЩ (5.26)

А,

С помощью эквивалентной длины расчет потерь на трение в трубопроводе с местными сопротивлениями сводится к расчету потерь на трение в прямой трубе, приведенная длина которой .ц.

(5.27)

где - геометрическая длина трубопровода.

В этом случае в формулу Дарси - Вейсбаха или Лейбензона вместо L необходимо подставлять .

Для магистральных трубопроводов потери напора на местные сопротивления незначительны, их принимают равными 2% от потерь на трение.

Кроме того, в конце трубопровода должен поддерживаться остаточный напор Н,,,, необходимый для закачки нефти в резервуары.

В соответствии с «Нормами проектирования» магистральные нефтепроводы протяженностью более 600 км делятся на эксплуатационные участки, длиной от 400 до 600 км. Соответственно их число составляет

Пз=Ь,/(400...600),

.1Гн 137



где - геометрическая длина трубопровода (включая самотечные участки).

На станциях, расположенных на границе эксплуатационных участков, вместимость резервуарного парка должна составлять 0,3...0,5 суточной пропускной способности трубопровода. Следовательно напор Н„ будет использован N3 раз.

Таким образом, полные потери напора в трубопроводе

.штбЬ., .... « = 02 L + AZ + NA. . ,,..(5.28) где Az - разность геодезических отметок конца и начала z, трубопровода.

Станции, расположенные на границах эксплуатационных участков, являются как бы головными для своих участков. Поэтому на них устанавливаются подпорные насосы, развивающие суммарный напор n-Hj. Следовательно, суммарный напор, развиваемый насосными станциями нефтепровода, складывается из напора, развиваемого всеми подпорными насосами «головных» насосных станций N3 • Н2 и суммарного напора п станций, т.е.

H = N,-H2 + n-H„, """:"-"v (5 29)

1,*; где Н - расчетный напор одной станции

И. =m....h.

(5.30)

В магистральном трубопроводе устанавливается такой расход Q , при котором суммарный развиваемый напор, определяемый по формуле (5.29), равен полным потерям напора в трубопроводе, вычисляемым по формуле (5.28). я ,г

Соответственно, уравнение баланса напоров имеет вид

N,H2 + пН„ = 1,02/L + Az + N,H

(5.31)

Из формулы (5.31) следует, что расчетное число насосных станций равно , .

,1........ 1,02 / L + Az + N3(H„,-Н2) Н-НзНг

.,W!sv<f(t,,;r" ~ jj, . (5.32)

jswyii.K<ri:;tMit;k •VA.iii -U:um<yil j

Расчетное число насосных станций, как правило, получается дробным. Оно может быть округлено как в сторону большего (п), так и в сторону меньшего (п") числа станций.

Если заказчика устраивает, что фактическая производительность нефтепровода отличается от проектной, то принимается соот-

ветствующий вариант. При округлении числа станций в большую сторону требуемая производительность трубопровода достигается при его работе на переменных режимах.

Если же заказчик настаивает на точном обеспечении проектной производительности нефтепровода, то необходимо прибегнуть к регулированию либо характеристик станций, либо трубопровода, либо

того и другого. . ,:,vs.., • . , .ПЧ-).-: rJf.;:-v ,...,Ч: <

§5.2. Регулирование совместной работы насосных станций и нефтепровода

Регулирование совместной работы трубопровода и насосных станций осуществляется следующими методами:

1) изменением количества работающих насосов; . ,

2) применением сменных роторов или обточки рабочих колес;

3) изменением частоты вращения вала насоса;

4) дросселированием; " -

5) байпасированием (перепуск части жидкости из напорной во всасывающую линию);

6) применением противотурбулентных присадок. . ?.-(, Регулирование работы нефтепровода изменением количества работающих насосов применяется на действующих нефтепроводах и описано ниже. .f; ; ,,

Регулирование применением сменных роторов или обточкой рабочих колес применяется при округлении числа насосных станций в большую сторону (п > п) . При этом напор каждой станции должен быть уменьшен с Н„ до Н*, величина которого находится по формуле

Н- b02/L + Az + N3(H„-H3) H-N3.H,

(5.33)

Уменьшение напора станций достигается применением рабочих колес меньшего диаметра или их обточкой. Требуемый диаметр рабочего колеса находится по формуле

d;=d

a + . аЧ4Н

(5.34)



где h*,, - необходимый напор одного насоса, Ъ Н/т, При а = О формула (5.34) принимает вид

hL-bQ

(5.35)

Для построения характеристики H-Q насоса с обточенным колесом используются следующие соотнощения:

Qv=Q3a.; К.-К

(5.36)

где h„„,Q,a„- соответственно напор и подача на заводской характеристике насоса. г: у-ъм к

В зависимости от величины коэффициента быстроходности обточку колес можно выполнять в следующих пределах: при 60 < < 120 допускается обрезка колес до 20 %; при 120 < < 200 -до 15 %; при200<п <300-до 10%.

На практике обточку всех рабочих колес не производят, а решают смешанную задачу: часть роторов насосов заменяют на сменные, а часть обтачивают.

Пусть неизменными роторы остаются на станциях, суммарный напор всех насосов со сменными роторами равен Н,, а суммарный напор насосов с обточенными рабочими колесами равен Н *. Легко показать, что в этом случае

Н*+Н,,=(п-п,)Н,

: (5.37)

Задача заключается в том, чтобы при заданном числе насосов, оставшихся на (n-Oj) "~ станциях, подобрать такую комбинацию включения сменных роторов, чтобы необходимая обточка была минимальной.

Изменение частоты вращения ротора - прогрессивный и экономичный метод регулирования, позволяющий полностью исключить обточку рабочих колес.

Согласно теории подобия центробежных насосов параметры их работы при изменении частоты вращения ротора связаны соотношениями: ........ .,

"об1 V"o62y

1 "061

(5.38)

где Н,, Q, - напор и подача насоса при частоте n„g,; Н, Q2 - то же при п2.

Несложно показать, что коэффициенты в уравнении напорной характеристики насоса с измененной частотой вращения ротора равны

н:=Н„ •

"о62

а =а-

; b* = b-

(5.39)

При новом числе оборотов ng, величина суммарного развиваемого напора в уравнении баланса напоров имеет вид

Н = nm.

+ aQ

V "об1 J

+ N -Н,

(5.40)

С учетом (5.40) уравнение (5.31) легко приводится к квадратному, решением которого является искомая величина относительного изменения числа оборотов роторов насосов

-aQ +

(aQ)-4H„

Н-Кз-(Н,-Н,„)

(5.41)

Если регулирование осуществлять в пределах только одного эксплуатационного участка, то в формуле (5.41) под п следует понимать число насосных станций, на которых прибегли к регулированию изменением числа оборотов ротора, а под Н - разность между полным напором, необходимым для ведения перекачки, и напором, развиваемым насосными станциями, на которых регулирования не производится.

Применение противотурбулентных присадок - эффективный метод уменьшения гидравлического сопротивления трубопроводов за счет гашения турбулентных пульсаций. Введение присадки в поток приводит к тому, что изменяется величина коэффициента в выражении для так называемого универсального закона сопротивления

- = 0,88-1п(а Re Та)-3,745,

(5.42)

где X - коэффициент гидравлического сопротивления при числе Рейнольдса Re; А,, - числовой коэффициент, при отсутствии присадки А„ = 28. • •-




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



Яндекс.Метрика