7. Гідравлічні розрахунки і режими роботи нафтопроводу
Гідравлічними розрахунками визначаються робочий тиск на нафтоперекачуючій станції з врахуванням гідравлічних втрат, різниці геодезичних відміток, а також характеристики насосних агрегатів.
Гідравлічні розрахунки проводяться, виходячи з пропускної здатності нафтопроводу, розрахункових, фізичних характеристик рідини, що перекачується, і розрахункового діаметра.
Розрахунковий діаметр Dp нафтопроводу визначається за формулою
Dp =kдо · D , (7.1)
де D - номінальний внутрішній діаметр труб, який приймається по найменшій
товщині стінки, мм;
kдo - коефіцієнт (таблиця 7.1), який враховує запарафінування перерізу між моментами пропускання очисних пристроїв при умовах оптимальної періодичності очищення, а також телескопічність розкладки труб.
Таблиця 7.1 -Значення коефіцієнта kдo
Діаметр нафтопроводу |
kдo |
До 820 1020 1220 |
0,98 0,985 0,99 |
При перекачуванні різних сортів нафт в розрахунках приймається максимальне значення в'язкості нафти, що перекачується.
У розрахунках гідравлічних втрат коефіцієнт гідравлічного опору \ повинен визначатися в залежності від числа Рейнольдса (Re):
при числах Re менше 2000 за формулою:
λ=
, (7.2)
при числі Re від 2000 до 2800 за формулою:
λ = (0,16Re -13)·10-4, (7.3)
при числі Re від 2800 до Rei за формулою:
λ=
, (7.4)
при числі Re1 від Re2 до Re2 зa формулою:
λ=
В+
, (7.5)
Граничні значення Re1, Re2 і значення В приведені в таблиці 7.2. Число Рейнольдса визначається формулою
Re
=
41
де V - швидкість руху нафти в трубопроводі;
v - коефіцієнт кінематичної в'язкості. Гідравлічні втрати визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха
h
= λ
де L - довжина трубопроводу;
g - прискорення вільного падіння.
V=
де Q - об'ємна витрата нафти в трубопроводі. Таблиця 7.2 - Числові значення величин Re1, Re2 і В
Зовнішній діаметр, мм |
Re1· 10-3 |
Re2· 10-3 |
B·10+4 |
219 |
13 |
1000 |
157 |
273 |
16 |
1200 |
151 |
325 |
18 |
1600 |
147 |
377 |
28 |
1800 |
143 |
426 |
56 |
2500 |
134 |
530 |
73 |
3200 |
130 |
630 |
90 |
3900 |
126 |
720 |
100 |
4500 |
124 |
820 |
110 |
5000 |
123 |
920 |
115 |
5500 |
122 |
1020 |
120 |
6000 |
121 |
1220 |
125 |
6800 |
120 |
У таблиці приведені дані при наступних величинах шорсткості труб: для труб діаметором до 377 мм включно прийнята середня абсолютна шорсткість - 0,125 мм; для труб великого діаметру - 0,100 мм.
При числах Re, більших за вказані в таблиці 7.2, (в квадратичній зоні) значення коефіцієнта гідравлічного опору залишається постійним.
При розрахунках приймальних нафтопроводів повинна проводитись перевірка нерозривності струменя з врахуванням пружності парів при максимальній температурі рідини, що перекачується.
Розрахунок проводиться за відомчими керівними документами.
Об'єм суміші, яка утворюється у трубопроводі при послідовному перекачуванні нафт, визначається розрахунком.
При послідовному перекачуванні на НПС з ємністю і на наливних станціях магістральних нафтопроводів повинні передбачатися прилади для контролю складу нафт.
Режим послідовного перекачування слід передбачати при обов'язковому відключенні резервних ниток трубопроводу. На трубопроводах, призначених для послідовного перекачування нафт, спорудження лупінгів не допускається.
42