2.2 Расстановка перекачивающих станций по трассе нефтепровода

Рассмотрим расстановку станций на местности исходя из максимальной производительности нефтепровода при n=7 и Q₂=6062 м³/ч.

Гидравлический уклон при максимальной производительности составляет i=0,005337.

Напоры, развиваемые подпорными и магистральными насосами при максимальной подаче Q₂, равны

Расчетный напор станции составит

Построим гидравлический треугольник. За горизонтальный катет примем отрезок ab, равный l=100 км, который отложим в масштабе длин. Вертикальный катет ac равен 1,02il=1,020,005337100 000=136,0935 м и отложим его в масштабе высот. Гипотенуза треугольника bc и есть положение линии гидравлического уклона в принятых масштабах построений (чертеж 1).

Результаты расстановки станций приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Расчетные значения высотных отметок НПС и длин линейных участков нефтепровода

Нефтеперекачивающая станция	Высотная отметка Zi, м	Расстояние от начала нефтепровода, км	Длина линейного участка li, км
ГНПС – 1	129,8	0	66,284
НПС – 2	143,080	66,284	79,824
НПС – 3	82,448	146,108	70,196
НПС – 4	74,220	216,308	65,868
НПС - 5	153,680	282,176	68,8
НПС-6	153,104	350,980	64,796
НПС-7	174,308	415,776	79,220
КП	182	495	-

3 Определение оптимальных режимов работы нефтепровода

3.1 Графический метод

Рассмотрим режимы работы магистрального нефтепровода на эксплуатационном участке протяженностью 282,176 км.

Построим суммарную совмещенную характеристику линейных участков нефтепровода и НПС. Задаваясь расходами от 4400 до 6200 м³/ч, определяем режимы течения нефти и рассчитываем потери напора на отдельных четырех участках нефтепровода.

Найдем напоры подпорного и магистральных насосов. Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты гидравлического расчета участков нефтепровода и напорных характеристик насосов

Расход				4400		4600		4800		5000		5200		5400		5600		5800		6000		6200
Скорость течения ωо,м/с				1,55		1,62		1,70		1,77		1,84		1,91		1,98		2,05		2,12		2,19
Число Рейнольдса Re				26583,76		27792,11		29000,46		30208,81		31417,1		32625,52		33833,87		35042,22		36250,58		37458,93
Коэффициент гидравлического сопротивления λ				0,0248		0,0245		0,0242		0,0240		0,0238		0,0235		0,0233		0,0231		0,0229		0,0227
Гидравлический уклон i				0,0030		0,0033		0,0035		0,0038		0,0041		0,0044		0,0046		0,0049		0,0052		0,0056
Напор магистрального насоса Нмн,м				173,50		168,44		163,16		157,65		151,92		145,96		139,78		133,37		126,74		119,88
Напор подпорного насоса Нпн,м				126,73		124,39		121,95		119,40		116,75		113,99		111,13		108,17		105,10		101,93
Потери напора на участке Н,м	1-ый участок		219,24		235,90		253,12		270,88		289,18		308,01		327,38		347,27		367,69		388,62
	2-ой участок		406,64		443,37		481,31		520,46		560,80		602,32		645,01		688,86		733,86		780,00
	3-ий участок		616,53		670,90		727,07		785,03		844,75		906,22		969,42		1034,34		1100,96		1169,27
	4-ый участок		940,65		1011,58		1084,86		1160,47		1238,38		1318,57		1401,01		1485,70		1572,61		1661,71
Напор, развиваемый насосами Н,м	кпн	0	126,73		124,39		121,95		119,40		116,75		113,99		111,13		108,17		105,10		101,93
		1	300,23		292,83		285,11		277,05		268,67		259,95		250,91		241,54		231,84		221,81
		2	473,73		461,27		448,26		434,70		420,58		405,91		390,69		374,91		358,58		341,70
		3	647,23		629,71		611,42		592,35		572,50		551,87		530,47		508,28		485,32		461,58
		4	820,73		798,15		774,58		750,00		724,42		697,83		670,25		641,65		612,06		581,46
		5	994,22		966,59		937,74		907,65		876,34		843,79		810,02		775,03		738,80		701,35
		6	1167,72		1135,03		1100,89		1065,30		1028,25		989,75		949,80		908,40		865,54		821,23
		7	1341,22		1303,47		1264,05		1222,95		1180,17		1135,71		1089,58		1041,77		992,28		941,11
		8	1514,72		1471,92		1427,21		1380,60		1332,09		1281,68		1229,36		1175,14		1119,02		1061,00
		9	1688,22		1640,36		1590,37		1538,25		1484,01		1427,64		1369,14		1308,51		1245,76		1180,88
		10	1861,72		1808,80		1753,52		1695,90		1635,92		1573,60		1508,92		1441,88		1372,50		1300,76
		11	2035,21		1977,24		1916,68		1853,55		1787,84		1719,56		1648,69		1575,26		1499,24		1420,65
		12	2145,68		2079,84		2011,20		1939,76		1865,52		1788,47		1708,63		1625,98		1540,53		2268,95

Из совмещённой характеристики (рисунок 2) найдём значения напоров на входе и напоров на выходе каждой НПС.

Например, для режима (3-3-3-3) производительность перекачки определяется пересечением характеристики нефтепровода 4 и суммарной

характеристики НПС при k_м=12 (рабочая точка A) и соответствует значению Q =6062 м³/ч.

Подпор на головной НПС – 1 равен отрезку ab, а напор на её выходе равен отрезку ad. Чтобы найти подпор на выходе НПС – 2, нужно определить разность отрезков ad и ac, то есть из напоров на выходе ГНПС – 1 вычесть потери напора на первом участке. Аналогично определим величины отрезков, соответствующих напорам и подпорам.

Таблица 4 - Напоры и подпоры нефтеперекачивающих станций на режиме (3-3-3-3)

Нефтеперекачивающая станция	Количество работающих магистральных насосов	Обозначение отрезка
		подпор на входе НПС	напор на выходе НПС
ГНПС-1	3	ab=100	ad=480
НПС-2	3	cd=100	cf=480
НПС-3	3	ef=110	ez=490
НПС-4	3	Hz=110	hA=480