Расчет внутриплощадочных трубопроводов КС.

Расчет выполняется на основе норм технологического проектирования магистральных газопроводов и СНиП 2.05.06-85. Согласно норм технологического проектирования после выбора материала труб производится определение диаметров технологических коммуникаций на их отдельных участках. Подробнее – это следующие участки: всасывание КС, участок между ступенями сжатия, участок нагнетания КС. Более подробно участки назначаются с учетом их производительности, давления в них и температуры газа.

Выбор материала для труб: Ду ³ 530 мм используется низколегированная сталь, для Ду <530 мм в зонах с умеренным климатом (температура выше –40 ⁰С) используется сталь 20, в противном случае низколегированная сталь.

Первым этапом расчета является определение диаметров труб для отдельных участков. Они находятся исходя из требований норм технологического проектирования по которым скорость газа в технологических трубопроводах должна находится в пределах 5–20 м/с.

После определения диаметров труб производится расчет толщины стенки труб.

d=n^.P^.D_н/(2(R₁+n^.P)),

где n – коэффициент надежности по нагрузке;

Р – внутреннее давление (избыточное);

R₁ – расчетное сопротивление материала трубы, равное

R₁=(m^.R₁^н)/(k₁^.k_н),

где m – коэффициент условий работы, зависящий от категории трубопровода;

k₁ – коэффициент надежности по материалу;

k_н – коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от его диаметра.

Полученное после расчетов значение толщины стенки округляется до ближайшего большего стандартного значения.

Далее по известному диаметру труб производится расчет потерь давления на отдельных участках. После нахождения суммарных потерь давления отдельно по участкам всасывания, участкам между ступенями сжатия и участка нагнетания расчетные значения сравниваются с их нормативными значениями. Расчетные и нормативные значения должны быть близки, в противном случае пересматриваются диаметры труб и толщина их стенок на отдельных участках.

Совмещенная характеристика Q-Н насосных станций и нефтепроводаХарактеристикой трубопровода называется зависимость потери напора от расхода.Характеристикой насоса называется зависимость развиваемого напора Н от подачи Q. Для элемента нефтепровода, включающего в себя нефтеперекачивающую станцию (НПС) и примыкающий к нему трубопровод характеристикой трубопровода принято считать зависимость напора в начальной точке трубопровода от расхода, а характеристикой нефтеперекачивающей станции – зависимость напора на выходе из блока регуляторов давления от расхода.Полная характеристика НПС и характеристика трубопровода, (примыкающего к НПС перегона), построенная на одном чертеже образуют совмещенную характеристику. Координаты точки пересечения этих характеристик определяют пропускную способность системы НПС-перегон и напор на выходе из блока регуляторов давления. На совмещенной характеристике проводят горизонтальные линии, показывающие ограничения напора для магистрали Н_{маг.доп} и для коллектора Н_{кол.доп}. Высота расположения этих линий соответствует напорам, допускаемым из условия прочности. Точка пересечения характеристики НПС с линией ограничения давления для коллектора определяет наименьшую пропускную способность , с которой может работать станция. На рис. 4.10 а, это точка 1. При меньшем расходе срабатывает защита и станция отключается. Точка пересечения характеристики НПС с линией ограничения давления для магистрали (точка 2 на рис 4.10 а) определяет наименьшую пропускную способность, при которой станция может работать без регуляторов давления. При меньших расходах включаются регуляторы, поддерживающие после себя давление на постоянном допускаемом уровне. Таким образом, линия 1-2-3 на рис 4.10 а представляет собой рабочий участок полной характеристики НПС, а линия 4-2-3 – рабочий участок характеристики (учитывающей действие регуляторов давления). Если линия ограничения давления в магистрали 4-2 проходит ниже точки 3 (рис. 4.10 б), то максимальный расход будет определяться точкой пересечения этой линии с характеристикой трубопровода. Рабочий участок полной характеристики НПС в этом случае показан линий 1-2, а с учетом работы регуляторов давления – отрезком 4-2. Характеристика трубопровода определяет «требуемый напор», т.е. необходимый для реализации заданного расхода. Разность между напором, определяемым полной характеристикой НПС, и требуемым напором, называют «свободным напором». На совмещенной характеристике он изображается вертикальным отрезком между полной характеристикой НПС и характеристикой трубопровода. Свободный напор полностью передается на следующую станцию, если давление на выходе из НПС меньше или равно допускаемому из условия прочности магистрали. Если линия ограничения давления для магистрали пересекает вертикальный отрезок, определяющий свободный напор, и, таким образом, делит его на две части, то на следующую НПС передается напор, соответствующий лишь нижней части этого отрезка. Остальная часть свободного напора (верхняя часть отрезка) подлежит дросселированию в блоке регуляторов.