Расчет нефтепровода при заданном положении перекачивающих станций

Нефтеперекачивающие станции выгодно помещать в пунктах, близко расположенных к селениям, железным и шоссейным дорогам, к источникам электроснабжения и водоснабжения. Важное значение имеют благоприятные топогеологические характеристики площадок под нефтеперекачивающие станции. Мало того, площадки должны быть так расположены, чтобы давления нагнетания на станциях были по возможности одинаковыми. Таковы требования норм технологического премирования.

При расстановке станций по Шухову выполняется всегда с гарантией лишь последнее из них. Выбор площадок под нефтеперекачивающие станции, свободный от ограничений, диктуемых методом Шухова (зоны возможного расположения), в ряде случаев позволяет удовлетворить указанным требованиям наиболее разумно.

Пусть все расчеты вплоть до выбора оптимального варианта проделаны, число станций округлено в большую сторону, места расположения нефтеперекачивающих станций выбраны.

Дальше остается добиться, чтобы напоры на нагнетательных и всасывающих сторонах станций не выходили за пределы допустимых значений.

Последовательность расчета может быть следующей.

Начнем с первого участка (головная станция и примыкающий к ней перегон).

1. По характеристикам Q — Н находим напоры, развиваемые подпорной () и основной (HCT) станциями. Сложив их, получаем напор на нагнетательной стороне станции (напор нагнетания H):

.

2. Из уравнения баланса напоров для участка находим подпор перед второй станцией. С учетом потерь в коммуникациях станций это уравнение будет выглядеть так:

,

где l и — длина и разность высот конца и начала перегона между станциями (находим по профилю трассы); hCT — потеря напора в коммуникациях станции.

Расчеты для последующих участков аналогичные: определяем напор нагнетания H и затем — подпор перед следующей станцией.

Если на какой-либо станции напор Н окажется выше допустимого, то для снижения его до могут быть приняты следующие, уже указывавшиеся выше, меры: уменьшение числа рабочих насосов, обрезка колес насосов (сменные роторы), а также дросселированное.

Первый способ наиболее экономичный. При втором способе несколько снижается КПД насоса (допускают обрезку колес не более 10%). Дросселирование, т. е. искусственное увеличение гидравлического сопротивления, сопряжено с затратой энергии; поэтому его следует применять лишь тогда, когда оно оказывается единственно возможным средством снижения напора.

Следует иметь в виду, что снижение напора нагнетания неизбежно вызывает уменьшение подпора перед следующей станцией. Если подпор окажется ниже допустимого, то для повышения его до надо будет на рассматриваемом участке проложить лупинг, (вставку большого диаметра). Необходимая длина его определяется из уравнения

.

Расчет напоров H и на станциях можно провести и по-другому: начиная с последнего участка.

Последовательность расчета.

1. По формуле

,

где hКП — потеря напора в коммуникациях конечного пункта нефтепровода (включая и высоту уровня в приемном резервуаре), определяем напор Н, который должен быть на нагнетательной стороне последней станции (требуемый напор).

Если есть перевальная точка, то ее следует считать конечным пунктом. В этом случае требуемый напор на последней станции

.

2. Определяем по характеристике Q — Н напор HCT затем находим, какой должен быть подпор перед последней станцией:

.

3. По формуле

определяем требуемый напор на предпоследней станции. Затем находим подпор перед этой станцией и т. д.

Если для какого-либо участка окажется, что или , то меры, принимаемые для снижения Н или для повышения , те же, что и описанные выше.

Построение совмещенных характеристик Q — Н, а также линий гидравлического уклона, когда расположение станций задано, очевидно, теряет самостоятельное значение. Их надо вычерчивать лишь для контроля правильности расчетов.

Для участков, где давления нагнетания значительно отличаются от расчетного, необходимо уточнить (вновь определить) толщину стенки трубопровода. Далее решается вопрос о «раскладке» труб.