Совместная работа насосов и трубопроводной сети.

- Насосы НПС и линейная часть нефтепровода составляют единую гидродинамическую систему. Режим работы такой системы определяется ее рабочей точкой.

- Рабочей точкой системы, состоящей из одного или нескольких насосов и трубопроводной сети, называется точка пересечения суммарной H-Q характеристики всех насосов с суммарной H-Q характеристикой сети.

- Рабочая точка системы характеризует гидродинамическое единство ее элементов (насосов и трубопроводов). Оно состоит в том, что через насос и трубопровод проходит одно и то же количество жидкости, при этом насос развивает только такой напор, который теряется в трубопроводе

- Рабочая точка системы определяет рабочие точки отдельных насосов, входящих в систему. Рабочие точки насосов (их Н и Q координаты) показывают напор и подачу, развиваемые насосами при работе их в данной системе.

- Поскольку рабочая точка принадлежит характеристике трубопровода, то её координаты показывают пропускную способность трубопровода и потери напора в нем при работе на него данных насосов с данной Q-Н характеристикой.

- Таким образом, координаты рабочей точки системы насосы – трубопроводная сеть показывают как режим работы всей системы, так и каждого его элемента.

- На нефтеперекачивающих станциях в общем случае возможны следующие схемы соединения насосов: последовательное, параллельное и смешанное параллельно-последовательное соединение.

- 1. Последовательное соединение.

- 1 и 2 – насосы,

- 3 – трубопроводная сеть.

-

- Допустим, НПС оснащена двумя насосами с характеристиками 1 и 2. Станция работает на трубопровод с характеристикой 3.

- Рабочая точка такой сложной системы есть точка пересечения характеристики трубопровода 3 с суммарной характеристикой насосов, т.е. с кривой, являющейся суммой кривых 1 и 2 по напору при равных Q.

- НС состоит из насосов 1 и 2, которые соединены последовательно, поэтому производительности насосов равны, и производительность каждого насоса равна производительности НС – Q^*. При Q^* насос 1 развивает согласно его характеристике напор Н₁, а насос 2 – напор Н₂. Таким образом, определены режимы работы каждого насоса и соответственно их рабочие точки – m₁ и m₂.

- 2. Параллельное соединение.

- 1 и 2 – насосы с известными характеристиками,

- 3 – трубопроводная сеть.

- Рабочая точка находится как точка пересечения суммарной характеристики насосов с характеристикой трубопроводной сети. При параллельном соединении насосов в самом общем случае производительности у них могут быть разными, напоры же всегда одинаковы, в противном случае насос с большим напором «задавит» насос с меньшим напором, и тот в гидродинамическом смысле уже не будет являться насосом, а станет одним из элементов трубопроводной сети. Следовательно, суммарная характеристика насосов находится графическим сложением подач насосов при одинаковых напорах.

- После сложения 1 и 2 получим характеристику 1+2 и рабочую точку системы М (Q^*;H^*), отражающую режим работы системы. НС и сеть 3 находятся в гидродинамическом единстве, т.е. напор НС строго равен потерям напора в сети 3 и составляет Н^*. Поскольку НС образовано параллельно соединенными насосами, то напоры у насосов одинаковы и напор каждого насоса равен напору НС Н^*. При напоре Н^* насос 1 согласно его характеристике имеет подачу Q₁, а насос 2 при этом же напоре Н^* подачу Q₂. Таким образом, определили режим работы каждого насоса и соответственно рабочие точки насосов – m₁ и m₂.

- 3. Смешанное параллельно последовательное соединение.

- Решаем задачу аналогично предыдущим.

17. Расчёт внутриплощадочных трубопроводов.

- Цель расчёта: определить оптимальные значения диаметров и толщин стенок технологических трубопроводов станции. Расчёты выполняются на основе норм технологического проектирования и СНиП 2.05.06-85 с использованием плана технологических коммуникаций станции.

- Расчёт производится отдельно для следующих участков:

- 1. узел подключения к магистрали – резервуарный парк;

- 2. резервуарный парк – вход подпорной НС;

- 3. выход подпорной НС – вход основной НС;

- 4. выход основной НС – узел регулирования давления;

- 5. узел регулирования давления – узел подключения к магистрали.

- Расчёты выполняются по вариантам. К рассмотрению принимаются не менее трёх различных диаметров трубопровода. Один из них должен равняться диаметру магистрали.

- Для каждого диаметра трубопровода производится выбор материала труб. Для труб диаметром до 426мм включительно используются бесшовные и сварные трубы из углеродистой и низколегированной стали. Для труб диаметром 530мм и выше используются только сварные (и только прямошовные) трубы из низколегированной стали.

- Выбор конкретной марки стали определяется климатом района расположения НПС.

- Если климат умеренный (температура самой холодной пятидневки не ниже –40⁰С) для труб диаметром до 426мм включительно принимается сталь 20, для диаметра 530мм и выше сталь низколегированная s_врем.==560-600МПа.

- Если климат в районе строительства суровый (температура самой холодной пятидневки ниже –40⁰С) для сооружения внутриплощадочных трубопроводов используется низколегированная сталь.

- Далее рассчитывается толщина стенки трубопровода.

- ,

- где – толщина стенки трубопровода, мм;

- – коэффициент надёжности по нагрузке;

- – рабочее давление трубопровода в, МПа;

- – наружный диаметра трубопровода, мм;

- – расчётное сопротивление материала трубопровода растяжению:

- ,

- где – нормативное сопротивление материала трубопровода растяжению в, МПа: ;

- – коэффициент условий работы трубопровода. Для трубопроводов НПС = 0,75;

- – коэффициент надёжности по материалу трубопровода. Для низколегированных сталей = 1,47, для углеродистых = 1,4;

- - коэффициент надёжности по назначению трубопровода.

- Для трубопроводов диаметром 1200мм и менее =1 для прочих 1,05.

- Полученное расчётным путём значение округляется до ближайшего большего стандартного значения.

- После определения производится расчёт потерь напора для каждого участка и каждого трубопровода. На основе рассчитанных потерь напора производится определение стоимости электроэнергии затрачиваемой на преодоление гидросопротивление трубопровода. После этого для каждого участка и каждого диаметра трубопровода находятся суммарные затраты на сооружение и эксплуатацию коммуникаций. В заключении проводится сравнение вариантов по отмеченным затратам и окончательно принимается тот диаметр для которого затраты меньше.

- Нормами технологического проектирования задаются следующие значения рабочего давления в трубопроводах НПС.

- Участок вход подпорной НС – вход основной НС – 2,5МПа.

- Для участка: выход основной НС – узел регулирования давления:

- Р=Р_м+DР,

_- где Р_м - рабочее давление магистрали;

_- DР – находится как половина напора основного насоса при его производительности 0,7Q_опт.