20. Способы регулирования работы насосных станций.

Изменения условий перекачки в процессе эксплуатации (изменение расхода, временный выход из строя какой-либо станции и т.д.) могут привести к нарушению нормального режима работы нефтепровода: к кавитации на одних станциях и давлениям, превышающим предельное, на других. Это означает, что пропускные способности отдельных участков нефтепровода окажутся неодинаковыми. Согласование работы насосных станций достигается регулированием. В результате регулирования подпоры перед станциями должны быть не меньше допустимых ΔНд, а напоры не должны превосходить предельного значения Нд.

При регулировании изменяется напор на насосной станции и одновременно расход. Регулирование может быть ступенчатое (отключение насосных агрегатов) и плавное, осуществляемое изменение частоты вращения двигателя или насоса, перепуском части потока нефти из нагнетательного коллектора во всасывающий и дросселированием потока.

Регулирование отключением одного или нескольких агрегатов – наиболее экономичный способ. Он применяется в тех случаях, когда необходимо уменьшить напор на величину, близкую к напору, развиваемому по крайней мере одним насосом. Чтобы точно установить нужные напор и расход, ступенчатое регулирование должно быть дополнено плавным регулированием. Регулирование изменением частоты вращения двигателя не получило распространение, так как существующие схемы пока еще сложны, громоздки и дороги. Регулирование изменением частоты вращения насоса может осуществляться при помощи специальных магнитных муфт или гидромуфт.

21. Увеличение подпоров перед станциями при изменении вязкости нефти. 1 вариант

В процессе эксплуатации МН вязкость нефти может меняться в связи с изменением ее температуры или компонентного состава, что приводит к изменению пропускной способности нефтепровода и напоров на НПС. Характер изменения напоров зависит от положения НПС на трассе. Если положение станции соответствует равномерной расстановке НПС, то напоры на ней не зависят от вязкости нефти. Условие постоянства напоров на станции можно представить в следующем виде :

(3.82)

где L - длина всего МН;

LX - длина участка от начала нефтепровода до НПС, на которой определяются напоры;

n - число НПС, установленных на всем МН;

nx - число НПС на участке LX.

При повышении вязкости нефти пропускная способность МН снижается, развиваемые НПС напоры возрастают, и напоры на станциях возрастают при (LX/nx) < (L/n) и снижаются при (LX/nx) > (L/n). Таким образом, если НПС перемещены ближе к концу нефтепровода, то одна из них будет лимитировать работу нефтепровода по условиям обеспечения бескавитационного режима работы насосов. На станциях, перемещенных к началу нефтепровода, повышение давления может привести к нарушению условия прочности труб.

Снижение вязкости нефти приводит к противоположным результатам: пропускная способность увеличивается, развиваемые напоры НПС снижаются, напоры на станциях, перемещенных к началу МН, уменьшаются, и напоры на станциях, смещенных к концу нефтепровода, возрастают.

Таким образом, проанализировав расстановку НПС, можно выделить критические точки и произвести по ним проверку вероятности реализации заданной производительности МН или оценку пропускной способности нефтепровода и, при необходимости, выполнить регулирование работы НПС.

21. увеличение подпоров перед станциями при изменении вязкости нефти. 2 вариант

Изменение подпора перед станциями при изменении вязкости перекачиваемой нефти

В течение года при сезонной смене температуры вязкость транспортируемой нефти изменяется (рис. 1.20). В случае повышения температуры нефти от t1 до t2 , вязкость нефти уменьшается. Это приводит к уменьшению гидравлического сопротивления трубопровода (H2<H1) и возрастанию расхода (Q2>Q1).

Рассмотрим влияние изменения вязкости нефти на величину подпоров ПС. Предположим, что на всех станциях установлено одинаковое число однотипных насосов, подпор на головной перекачивающей станции hП , остаточный напор на конечном пункте hОСТ. Примем для простоты, что нефтепровод состоит из одного эксплуатационного участка NЭ=1, а число ПС составляет n= 3 (рис. 1).

РИС. 1: график изменения подпоров перед станциями при изменении вязкости нефти.

с - целое число равное 1, 2, 3, 4 и т. д. i (со звёздочкой)> i, т. к. ν (вязкость со звёздочкой)>ν (вязкость).

В летнее время, если позволяет прочность трубы, можно увеличить подпор на ГПС включением дополнительного последовательно соединенного подпорного насоса.

22. нефтепроводы со сбросами и подкачками 1 вариант ответа

При нормальной эксплуатации нефтепровода под сбросом понимается отвод части нефти потребителю или в другой нефтепровод. В этом случае подключение производится на одной из НПС МН и может носить как постоянный характер, так и характер. При аварийной ситуации аналогом сброса является утечка нефти из нефтепровода.

Под подкачкой понимают подвод к МН нефти от месторождения, расположенного в зоне прохождения данного нефтепровода, или от другого нефтепровода. Подключение подводящего трубопровода всегда производится на территории НПС, и подкачка также может быть постоянной или периодической.

Сброс части нефти приводит к снижению производительности правой части МН (по отношению к месту сброса). Из условия баланса энергии в нефтепроводе производительность левой части нефтепровода должна возрасти. Повышение производительности левой части будет сопровождаться снижением развиваемого напора НПС и повышением потерь напора в участках, что вызовет снижение от станции к станции напора на их входе и выходе. После места сброса (в правой части) напор, развиваемый НПС, возрастет, потери в участках уменьшатся, и напор на НПС будет возрастать от станции к станции по ходу нефти. Таким образом, минимальный напор, а следовательно, максимальная опасность кавитации будут на станции, где производится сброс нефти. Очевидно, что величина производительности левого участка возрастает, а подпор НПС уменьшается с ростом величины сброса нефти, и в этом случае, при саморегулировании системы максимальная (критическая) величина сброса определяется допустимым значением подпора. Максимальная пропускная способность левого участка может быть определена из уравнения (3.78). Приняв в (3.78) hH=hD, hD=hK, длину и разность геодезических отметок правого участка и число и коэффициенты насосов, работающих на этот участок (включая насосы НПС сброса), получим пропускную способность правого участка . Критическая величина сброса определится как разница пропускных способностей участков:

(3.79)

Если фактическая величина сброса больше критической, то потребуется регулирование работы НПС. В этом случае производительность левого участка принимается равной его пропускной способности, а производительность правого участка принимается с учетом величины сброса :

(3.80)

Реализуется работа правого участка с производительностью аналогично 3.10.

Возможность повышения производительности левого участка ограничивается поставщиком нефти и вероятен вариант работы МН с производительностью левого участка меньше его пропускной способности, что и должно быть учтено при регулировании работы НПС.

При подкачке картина изменения режима работы МН противоположна случаю сброса нефти: производительность левого участка снижается и развиваемый НПС напор увеличивается, производительность правого участка увеличивается, и развиваемый НПС напор уменьшается. В результате напоры на НПС возрастают от станции к станции на левом участке и снижаются на правом. Режим работы нефтепровода ограничивается прочностью труб на выходе станции, где производится подкачка, следовательно, правый участок теперь заканчивается выходом из этой НПС. Определяя пропускную способность левого участка по формуле (3.78), следует принимать напор в конце участка равным HD и остальные параметры соответствующими этому участку. При определении пропускной способности правого участка принимается hH=HD. Критическая величина подкачки определится зависимостью

(3.81)

При фактической подкачке, превышающей критическую, определяется допустимая величина левой части МН и производится регулирование НПС.

22. нефтепроводы со сбросами и подкачками 2 вариант ответа

Перекачка нефти по магистральным нефтепроводам нередко сопровождается отборами (сбросами) нефти для снабжения попутных потребителей. Сбросы могут быть непрерывными и периодичес¬кими. Непрерывный сброс может быть организован для обеспечения нефтью крупного потребителя, например, нефтеперерабатывающего завода. Периодические сбросы обычно производятся для пополнения запасов близлежащих нефтебаз или нефтеналивных пунктов.

В случае прохождения трассы нефтепровода вблизи нефтепромыслов, может быть организована подкачка нефти в трубопровод. В зависимости от мощности месторождения подкачка также может быть непрерывной или периодической.

Расчет нефтепровода при непрерывных сбросах или подкачках выполняется по участкам, разграниченным пунктами сброса или подкачки, которые обычно размещаются на ближайших перекачивающих станциях.

При незначительных сбросах или подкачках, имеющих периодический характер, расчет нефтепровода выполняется без их учета. Однако следует отметить, что периодические сбросы или подкачки изменяют технологический режим перекачки. Это приводит к необходимости регулирования работы перекачивающих станций.

Рассмотрим режимы работы при периодических сбросах и подкачках. Предположим, что пункт сброса (подкачки) расположен на территории с-й ПС. Участок от начала трубопровода до пункта сброса назовем левым, а от пункта сброса до конечного пункта нефтепровода – правым.

Нефтепровод со сбросом

При сбросе количество нефти, поступающей в правый участок (за пунктом сброса), уменьшается. Перекачивающие станции, расположенные на правом участке, начнут «высасывать» нефть из левой части трубопровода, что приведет к возрастанию расхода на левом участке.

Подпоры на всех промежуточных станциях уменьшатся. Очевидно, что наименьшее значения подпора будет на перека¬чивающей станции, где размещен пункт сброса, то есть на c-й ПС (рис. 1.32).

Рис. 1.32. Распределение подпоров и напоров в случае перекачки со сбросом

Если величина сброса превышает qКР, то появляется необходимость повысить подпор на c-й ПС.

Повышение подпора можно обеспечить увеличением гидравлического сопротивления правой части трубопровода (дросселированием), или уменьшением напора перекачивающих станций, находящихся за пунктом сброса.

Нефтепровод с подкачкой

В случае подкачки гидравлическое сопротивление в левой части трубопровода возрастает, что приводит к уменьшению расхода. Вследствие этого подпоры на входе ПС, расположенных в левой части нефтепровода, будут возрастать и достигнут наибольшего значения у станции, где производится подкачка, то есть на c-й ПС. В правой части расход увеличивается на величину подкачки, что приводит к уменьшению подпоров ПС в правой части трубопровода (рис. 1.33).

Рис. 1.33. Распределение подпоров и напоров

в случае подкачки на c-й ПС

Таким образом, в случае критической подкачки qКР напор на выходе c-й ПС достигает максимально допустимого значения HПСmax.

Если подкачка q превышает значение qКР , необходимо регулирование, целью которого является снижение расхода в левой части трубопровода до величины (QКР – qКР) . Это достигается снижением напора ПС в левой части нефтепровода, либо увеличением ее гидравлического сопротивления.