2 Гидравлический расчёт трубопровода
2.1 Гидравлический расчет нефтепровода, определение числа перекачивающих станций
Определяем секундный расход нефти и ее среднюю скорость по формулам (3.6.1) и (3.6.2)
Определяем режим течения
Так как Re>2320 режим течения жидкости турбулентный.
Определим зону трения.
Для этого определяем относительную шероховатость труб при kэ=0,05мм
где kэ – эквивалентная шероховатость [1, табл. 3.6.2], м.
Первое переходное число Ренольдса
Второе переходное число Ренольдса
Так как Re< ReI, то течение нефти происходит в зоне гидравлически гладких труб, поэтому коэффициент гидравлического сопротивления вычисляем по формуле [2, табл.3.6.1]
Определяем гидравлический уклон в нефтепроводе по формуле (3.6.7)
Определяем полные потери в трубопроводе, приняв Нкп=40 м. Число эксплуатационных участков определяем по формуле (3.6.9)
где 1,02 - коэффициент, учитывающий надбавку на местные сопротивления в линейной части нефтепровода;
ΔZ – разность геодезических отметок конца и начала нефтепровода, м;
Нкп – остаточный напор в конце эксплуатационного участка, необходимый для закачки нефти в резервуары.
Определяем расчетный напор одной станции по формуле (3.6.11)
Расчетное число насосных станций определяем по формуле (3.6.13)
Если округлить число НПС в меньшую сторону (6 станции), то гидравлическое сопротивление трубопровода можно снизить прокладкой лупинга. Приняв диаметр лупинга равным диаметру основного трубопровода, найдем значение ω и длину лупинга по формулам (3.6.15) и (3.6.14)
При
D=Dл
величина
где n1 - округленное меньшее целое число перекачивающих станций.
Построим совмещенную характеристику нефтепровода постоянного диаметра и нефтепровода, оборудованного с лупингом и нефтеперекачивающих станций. Для этого выполняем гидравлический расчет нефтепровода в диапазоне от 4800 до 6200 с шагом 200 м3/ч. Результаты вычислений представлены в таблице 1.
График совмещенной характеристики нефтепровода и нефтеперекачивающей станции представлен на рисунке 1.
Точка пересечения М характеристики нефтепровода с лупингом и нефтеперекачивающих станции (n=6) подтверждает правильность определения длины лупинга, так как QМ=Q=5860м3/ч.
Таблица 1-Результаты расчета характеристик трубопровода и перекачивающих
|
Расход |
Напор насосов |
Характеристика трубопроводов |
Характеристика нефтеперекачивающих станций | ||||||||
|
магистрального насоса |
подпорного насоса |
с постоянным диаметром |
с лупингом |
21 |
20 |
19 |
18 |
14 | |||
|
4800 |
163,16 |
121,95 |
1922,06 |
1879,08 |
3670,21 |
3507,05 |
3343,89 |
3180,73 |
2528,10 | ||
|
5000 |
157,65 |
119,40 |
2054,69 |
2008,53 |
3549,45 |
3391,80 |
3234,15 |
3076,50 |
2445,90 | ||
|
5200 |
151,92 |
116,75 |
2191,36 |
2141,92 |
3423,77 |
3271,85 |
3119,93 |
2968,01 |
2360,34 | ||
|
5400 |
145,96 |
113,99 |
2332,03 |
2279,22 |
3293,15 |
3147,19 |
3001,23 |
2855,27 |
2271,43 | ||
|
5600 |
139,78 |
111,13 |
2476,67 |
2420,38 |
3157,61 |
3017,83 |
2878,05 |
2738,28 |
2179,16 | ||
|
5800 |
133,37 |
108,17 |
2625,23 |
2565,38 |
3017,14 |
2883,77 |
2750,40 |
2617,02 |
2083,54 | ||
|
6000 |
126,74 |
105,10 |
2777,68 |
2714,18 |
2871,74 |
2745,00 |
2618,26 |
2491,52 |
1984,56 | ||
|
6200 |
119,88 |
101,93 |
2934,00 |
2866,74 |
2721,41 |
2601,53 |
2481,64 |
2361,76 |
1882,23 | ||
станций
При округлении числа НПС в большую сторону рассчитаем параметры циклической перекачки. Из совмещенной характеристики трубопровода и нефтеперекачивающей станции при n=7, m=3 рабочая точка переместится в точку М2, а расход соответствует Q2=6062 м3/ч. Если на каждой НПС отключить по одному насосу n=7, m=2, то рабочая точка переместиться в точку М1, а нефтепровод будет работать с производительностью Q1=5355м3/ч.
Так как выполняется условие Q1< Q< Q2, по формуле (3.6.17) рассчитываем время работы нефтепровода на режимах, соответствующих расходам Q1 и Q2
