Определение числа перекачивающих станций. Расчет параметров циклической перекачки

На основании уравнения баланса напоров, необходимое число перекачивающих станций составит
, (1.40)
где H СТ =m М ×h М – расчетный напор станции.
Как правило, значение n 0 оказывается дробным и его следует округлить до целого числа.

Рассмотрим вариант округления числа ПС в меньшую сторону (рис. 1.13.). В этом случае при n <n0 напора станций недостаточно, следовательно для обеспечения плановой производительности Q ПЛ необходимо уменьшить гидравлическое сопротивление трубопровода прокладкой дополнительного лупинга (вставки большего диаметра). При этом характеристика трубопровода станет более пологой и рабочая точка А 1 сместится до положения А 2.
Рис. 1.13. Совмещенная характеристика нефтепровода
при округлении числа ПС в меньшую сторону
1 – характеристика трубопровода постоянного диаметра;
2 – характеристика трубопровода с лупингом (вставкой)
Необходимую длину лупинга определяем следующим образом. Запишем уравнение баланса напоров для расчетного n 0 и округленного n числа перекачивающих станций
(1.41)
Вычитая из первого уравнения второе, получим
(1.42)
звідки
(1.43)
Аналогичное выражение можно получить и для вставки большего диаметра
(1.44)
о втором случае при округлении числа перекачивающих станций n 0 в большую сторону, в трубопроводе установится расход Q>Q ПЛ (рис. 1.14). Если нет возможности обеспечить такую производительность, требуется снизить напор станции. Уменьшить напоры ПС можно следующими способами: установкой сменных роторов, отключением части насосов (циклической перекачкой), а также обточкой рабочих колес.
Рис. 1.14. Совмещенная характеристика нефтепровода
при округлении числа ПС в большую сторону
При обточке рабочего колеса магистрального насоса его напор должен быть уменьшен до величины
(1.45)
Диаметр уменьшенного после обточки рабочего колеса равен
, (1.46)
где D З – диаметр заводского рабочего колеса;
Q – подача насоса, равная Q ПЛ;
а М, b М – коэффициенты характеристики магистрального насоса, равные
; (1.47)
(1.48)
h М 1, h М 2 – напор магистрального насоса, соответственно при подачах і на границах рабочего диапазона.
Для построения характеристики (Q–H) насоса с обточенным рабочим колесом пользуются соотношениями
(1.49)
где Q З, h М – координаты точки заводской напорной характеристики насоса.
Следует отметить, что степень обточки рабочего колеса D У /D З должна быть не менее 0,9. В противном случае это приведет к значительному уменьшению коэффициента полезного действия насоса.
При циклической перекачке эксплуатация нефтепровода осуществляется на двух режимах (рис. 1.15): часть планового времени T 2 перекачка ведется на повышенном режиме с производительностью Q 2 >Q ПЛ (например, если на каждой ПС включено m М магистральных насосов). Остаток времени T 1 нефтепровод работает на пониженном режиме с производительностью Q 1 <qПЛ (например, если на каждой ПС включено m М -1 магистральных насосов).
Параметры циклической перекачки определяются из решения системы уравнений
(1.50)
где V Г – годовой объем перекачки, V Г =G Г /r.