- •Оглавление
- •Исходные данные
- •Предварительный расчет
- •Выбор насосного оборудования и определение количества насосных станций.
- •Экономический расчет
- •Уточнение глубины залегания нефтепровода
- •Определение толщины стенки
- •Уточненный гидравлический расчет
- •Расстановка станций
- •Раскладка труб по толщине стенки
- •Теплогидравлический расчет в зимний период
- •Теплогидравлический расчет в летний период
- •Регулирование режима работы насосных станций при отключении нпс-2
- •Список использованной литературы
Уточненный гидравлический расчет
Уточнив глубину залегания нефтепровода и толщину его стенки, проведем гидравлический расчет с измененными показателями:
;
;
h = 1.02i·L+z=1.02.0.03061·519·103 +46 =1666,26 м.
Уточним количество НПС:
;
Расстановка станций
Определим величину необходимого подпора:
где – давление насыщенных паров, Па;
–подпор, необходимый для бескавитационной работы насоса, м.
Расстановка НПС должна производиться с учетом равномерного распределения давления по всем насосным станциям нефтепровода.
Потери по длине нефтепровода – hτ = 1666.26 м;
Число НПС – n=4.
Напор, создаваемый одним насосным агрегатом при заданном расходе:
.
Напор, развиваемый насосной станцией:
.
Тогда напор в конце трубопровода:
.
Полученное значение превышает допустимое, поэтому следует обточить колеса на всех насосных станциях. Напор станции после обточки колес в насосах должен быть равен:
.
Требуемый напор одного насоса:
.
Новый диаметр колеса должен быть равен:
.
Величина обточки составляет % = 4,84%.
Проверка.
Коэффициент быстроходности насоса:
Рис. Зависимость величины обрезки р.к. от коэффициента быстроходности
Полученное значение величины обточки входит в допустимый интервал 9%.
Новые коэффициенты характеристики насоса:
Таблица 14. Расстановка насосных станций. (Согласно приложению 2)
Номер станции |
Отметка по трассе, км |
Высотная отметка, м |
НПС-1 |
0.00 |
134,00 |
НПС-2 |
101.00 |
238.00 |
НПС-3 |
223.00 |
264.00 |
НПС-4 |
388.00 |
180.00 |
Раскладка труб по толщине стенки
Для экономии металла на сооружение линейной части необходим расчет, позволяющий уменьшить толщину стенки в соответствии с эпюрой рабочих давлений, которая строится при работе трубопровода через одну отключенную станцию для возможности планового вывода любой станции из работы для проверки систем автоматизации и сигнализации.
Расчетная эпюра напоров получена по следующему принципу: напор в линии равен расстоянию от линии гидравлического уклона до линии профиля нефтепровода.
Расчетная эпюра приведена в Приложении 2.
Произведем расчет прочности трубопровода при толщине стенки δ=10 мм:
Пересчитаем значение предельного давления в значение максимально выдерживаемого напора для нашей нефти:
По ГОСТ 10706-76 толщина стенки трубы с наружним диаметром 1020 не может быть меньше 10 мм, значит, на всем протяжении трубопровода толщина не изменяется.
Прочностная эпюра построена в приложении 3.
Теплогидравлический расчет в зимний период
С учетом тепла сил вязкого трения изменение температуры потока нефти в трубопроводе описывается выражением:
;
где:
–число Шухова;
–температура, обусловленная теплом трения;
Тн - начальная температура нефти,;
K - коэффициент теплопередачи, К = 2 ;
Tгр- температура грунта;
Сv = 1900 – удельная теплоемкость нефти.
;
;
.
Пересчитываем все параметры перекачки под эту температуру.
Плотность нефти:
.
Определение секундного расхода:
Вязкость нефти:
.
Число Рейнольдса:
Коэффициент гидравлического сопротивления:
.
Гидравлический уклон:
.
Напор, создаваемый одним насосным агрегатом при заданном зимнем расходе:
м.
Напор, развиваемый насосной станцией:
.
Общие потери в нефтепроводе:
.
Тогда напор в конце трубопровода:
.
Полученное значение превышает допустимое. Для регулирования применим метод изменения частоты ротора.
.
Требуемый напор одного насоса:
.
Для подачи требуемого напора необходимо снизить частоту вращения ротора до
2749 об/мин.
Таблица 16. Необходимая частота вращения ротора зимой.
Напор станции после изменения частоты вращения [м] |
415,38 |
Напор насоса после изменения частоты вращения [м] |
138,46 |
Новая частота вращения [об/мин] |
2749 |