Расстановка нефтеперекачивающих станций по трассе с округлением в большую и меньшую стороны

Необходимое для обеспечения заданной пропускной способности нефтепровода число НПС определяется из уравнения балансов между полными потерями напора в трубопроводе и напором развиваемым насосами НПС. Для эксплуатационного участка оно может быть записано следующим образом

,(6.19)

где H_п – начальный напор в участке (напор развиваемый подпорными насосами); n₀ – теоретическое число НПС; H_ст= kH_н-h_ст – напор развиваемый НПС; k – количество рабочих магистральных насосов на, НПС; H_н – напор развиваемый одним насосом; h_ст =15¸20м – внутристанционные потери напора; Н – полные гидравлические потери, м; h_к =20 ¸ 40 м – остаточный напор в конце участка.

Из (6.19.) теоретическое число НПС будет равно

. (6.20)

Практически всегда n₀ будет получаться в виде неправильной дроби и возникает необходимость округления числа НПС.

При округлении в большую сторону суммарный напор всех НПС будет превышать необходимый для обеспечения заданной пропускной способности. Если характеристику НПС представить аналитически

(6.21)

где а и b – коэффициенты позволяющие описать характеристику НПС, то уравнение баланса напоров можно записать в следующем виде

. (6.22)

В этом случае:

(6.23)

Если повышение пропускной способности не желательно, напор развиваемый всеми НПС необходимо снизить на величину

. (6.24)

Это возможно выполнить заменой рабочих колес на части насосов или обточкой рабочих колес. Во избежание снижения к.п.д. насосов обточка не должна превышать 10%.

Если суммарный напор НПС не снизить, то величина D H будет потеряна на дросселирование.

При округлении в меньшую сторону (n < n₀) пропускная способность нефтепровода снизится. Для повышения ее до заданного уровня используют прокладку лупинга для снижения потерь напора в трубопроводе на величину

(6.25)

где i – гидравлический уклон нефтепровода, i_л – гидравлический уклон лупингованного участка, i_л = ωi.

При одинаковых диаметрах лупинга и магистрали:

, (6.26)

w = 0,296 – для зоны Блазиуса, w = 0,272 – для зоны смешанного трения.

Принятые НПС надо расставить по трассе МН таким образом, чтобы давление за НПС не превышало допустимого по прочности трубопровода или насоса, а на входе в НПС не было меньше допустимого гарантирующего бескавитационный режим работы насосов:

, (6.27)

, (6.28)

где h – напор на входе в НПС; P_¶ – допустимое давление труб МН; Dh_¶ – допустимый кавитационный запас насоса; P_s – давление насыщения нефти, Па; P_a – атмосферное давление, Па; h_вст – потери напора в трубопроводах от магистрали до входа в первый работающий насос h_вст ≈ 10 м.

Для упрощения задачи определения положения НПС используется графоаналитический метод (метод Шухова) их расстановки. Для начала рассмотрим вариант расстановки четырех НПС, причем при округлении количества станций в большую сторону и регулировании избытка напора путем обточки рабочего колеса насоса.

Для этого на сжатом профиле (Рис. 6.5) (вертикальный масштаб профиля соответствует масштабу напора, горизонтальный – длины нефтепровода) от начальной точки трассы в масштабе высот профиля откладываем по вертикали величину подпора Н_п, затем от подпора отложим суммарный напор всех НПС Н_ст, получим точку А. От конечной точки трассы откладываем величину Н_к (20-40м), получим точку В. Соединим точки А и В, полученная наклонная прямая и есть линия гидравлического уклона i. Из точек 3,2,1 суммарного напора станций проводим линии параллельные линии гидравлического уклона. Точки пересечения этих линий с линией подпора спроецируем на профиль трассы и получим место расположения НПС.

Рис. 6.5. Расстановка НПС с округлением в большую сторонучисла станций.

Далее анализируют возможность и целесообразность сооружения НПС в выбранном месте. Вместо точки расположения НПС можно получить зону расположения НПС. При этом правая граница зоны будет соответствовать минимально допустимому подпору по условию безкавитациооной работы насосов , левая – ограничиваться величиной напора, который способен выдержать трубопровод, т.е. максимально допустимому напору из условия прочности трубопровода .