Определение числа перекачивающих станций

На этапе проектирования нефтепроводов, когда требуемая (плановая) производительность нефтепровода Q_пл задана, урав­нение баланса напоров используется для определения расчет­ного числа нефтеперекачивающих станций п₀. Полагая п = n₀

(3.49)

В формуле (3.49) напор станции определяется при использо­вании роторов наибольшего диаметра из предусмотренных для данного типа насосов.

Как правило, значение n₀ оказывается дробным и его следует округлить до целого числа.

Рассмотрим вариант округления числа ПС в меньшую сто­рону (рис. 3.15). При п < п₀ напора станций для обеспечения плановой производительности Q_пл недостаточно, поэтому не­обходимо уменьшить гидравлическое сопротивление трубопро­вода прокладкой дополнительного лупинга (устройством встав­ки большего диаметра) или применением противотурбулентной присадки. При этом характеристика трубопровода станет более пологой и рабочая точка А₁ сместится до положения А₂.

Рис. 3.15. Совмещенная характеристика нефтепровода при округлении числа НПС в меньшую сторону:

1 — характеристика трубопровода постоянного диаметра; 2 — характеристика трубопровода с лупингом; 3 — характеристика нефтеперекачивающих станций (n<n0).Необходимую длину лупинга lл для обеспечения проектной производительности числом станций п < п₀ определим следую­щим образом.

Аналогичное выражение можно получить и для длины встав­ки большего диаметра

При округлении числа перекачивающих станций п₀ в большую сторону, в трубопроводе установится расход Q > Q_пл (рис. 3.16). Если нет возможности обеспечить такую производительность, требуется снизить напоры нефтеперекачивающих станций. Уменьшить напоры НПС можно следующими способами: от­ключением части насосов, установкой сменных роторов, умень­шением числа оборотов вала насоса, а также обточкой рабочих колес.

Рис. 3.16. Совмещенная характеристика нефтепровода при округлении числа НПС в большую сторону:

1 — характеристика трубопровода; 2 — суммарная характеристика п НПС без регулирования (n>n0); 3 — то же с регулированием

Наиболее рациональным является обеспечение плана пе­рекачки числом станций п > п₀ путем переменного включения и отключения части насосов на НПС. При циклической пере­качке эксплуатация нефтепровода осуществляется на двух ре­жимах (рис. 3.17): часть планового времени τ₂ перекачка ведется на повышенном режиме с производительностью Q₂>Q (напри­мер, если на каждой НПС включено т_м магистральных насо­сов). Остаток времени τ₁ нефтепровод работает на пониженном режиме с производительностью Q₁<Q (например, если на каж­дой НПС включено т_м— 1 магистральных насосов).

Параметры циклической перекачки определяются решением системы уравнений

V_юд — плановый (годовой) объем перекачки нефти,

V_год— 24Np • Q_пл; τ₁ τ₂ — продолжительность работы неф­тепровода на первом и втором режимах.

Значения Q₁ и Q₂ определяются графически из совмещенной характеристики нефтепровода и нефтеперекачивающих станций либо аналитически.

Рис. 3.17. Совмещенная характеристика нефтепровода при циклической перекачке:

/ — характеристика нефтеперекачивающих станций до отключения части на­сосов; 2 — характеристика нефтеперекачивающих станций после отключения части насосов; 3 — характеристика трубопровода

Решение системы (3.64) сводится к вычислению времен τ1 и τ2