Расчет отвода от магистрали нефтепродуктопровода

 

Целью расчета является определение диаметра отвода.

Расчетная схема к данной задаче приведена на рис. 1.21.

 

 

Полагая геометрические размеры сети заданными, а режимы течения во всех участках одинаковыми, выразим величину напора в точке врезки отвода (т. Б):

 

- для участка АБ

; (1.31)

- для участка БВ

; (1.32)

- для участка БГ

. (1.33)

Обозначим соотношение расходов в МНПП до и после точки врезки отвода через 1/j, т.е.

.

Отсюда q = Q × (1 - j). (1.34)

Решая совместно уравнения (1.31) и (1.33), получим

. (1.35)

Аналогично при совместном решении уравнений (1.31) и (1.32) получим

. (1.36)

Поскольку левые части (1.35) и (1.36) равны, то следовательно, равны и правые. Приравнивая их и освобождаясь от знака радикала, после ряда преобразований при допущении, что z_В + h_остВ » z_г + h_остГ находим

, (1.37)

где q - безразмерный комплекс, равный .

Зная величину j, по формулам (1.35) или (1.36) находим расход на участке АБ, а затем по формуле (1.34) расход в отводе q.

 

Найденный расход q должен удовлетворять условию

. (1.38)

Критический (минимально допустимый) расход в отводе q_кр лимитируется условием начала расслоения потока и соответственно существенным увеличением объема смеси. Его находят по формуле

, (1.39)

где a - коэффициент, зависящий от режима течения, для турбулентного режима a = 1,2;

j - угол наклона трубопровода к горизонту;

r_т, r_л, r _в - плотность соответственно тяжелого, легкого и вытесняющего нефтепродукта; наихудшему случаю соответствует вариант, когда r _в = r_л.

Минимально требуемый расход сброса q_треб. определяется из технических соображений, а именно: общая продолжительность сброса нефтепродуктов не должна превышать 30 % от времени их перекачки по МНПП, т.е.

, (1.40)

где V_сбр. - годовой объем сброса нефтепродукта на нефтебазу;

t - продолжительность перекачки по МНПП рассматриваемого

нефтепродукта.

Алгоритм решения задачи определения диаметра отвода следующий:

1) по известным расходу сброса q и проектной производительности магистральной части нефтепродуктопровода Q_П находится ориентировочная величина относительного сброса

φ₀=1-q/Q_П;

2) вычисляется безразмерный комплекс

;

3) находится гидравлический уклон в отводе при единичном расходе

;

4) вычисляется расчетный внутренний диаметр отвода

.

В ходе расчетов рассматривается два случая: m=0,123 и m=0.25. После выбора стандартного диаметра отвода в каждом случае проверяется правильность выбора m.

 

Изменение параметров работы трубопровода в период

Смены жидкостей

 

Нагляднее всего анализ может быть сделан для трубопровода только с одной перекачивающей станцией

 

Изменение расхода

 

Чтобы учесть различие свойств последовательно перекачиваемых жидкостей уравнение сохранения энергии для трубопровода правильнее записать в единицах давления. Пусть насосами в трубопровод закачивается жидкость Б плотностью r_Б и с кинематической вязкостью n_Б, а на конечном пункте принимается в резервуары жидкость А плотностью r_А и с кинематической вязкостью n_А. В этом случае уравнение баланса давлений имеет вид

, (1.41)

где h_п, h_ост - напор соответственно подпорных насосов и на входе

в резервуарный парк конечного пункта;

f_Б, f_А - гидравлический уклон при единичном расходе в случае

перекачки жидкостей соответственно Б и А, ;

x - длина участка трубопровода, занятого вытесняющей жидкостью Б;

l - длина трубопровода;

А_н, Б_н - коэффициенты в формуле для вычисления напора станции,

Из уравнения (1.41) находим мгновенный расход в трубопроводе при вытеснении жидкости А жидкостью Б

 

. (1.42)

При обратной последовательности движения жидкостей, когда жидкость Б занимает участок трубопровода той же длины x, мгновенный расход находится аналогично и составит

 

. (1.43)

В числителе формул (1.42) и (1.43) первое слагаемое, как правило, значительно больше остальных. Величины соотношений плотностей для бензина и дизтоплива составляют r_Б / r_А» 1,11 и r_А / r_Б» 0,9, т.е. близки к единице. С учетом этого можно утверждать, что Q_БА» Q_АБ, т.е. последовательность движения жидкостей в трубопроводе практически не влияет на его производительность.