2.4. Оборудование для зашиты от гидравлических ударов

Система сглаживания волн давления (ССВД) представляет собой комп­лекс оборудования и сооружений, осуществляющих снижение крутизны фронта волны повышения давления на приеме промежуточных МПС и в кон­це трубопровода.

В процессе эксплуатации в любых трубопроводах происходят сложные гидродинамические процессы, связанные с открытием-закрытием задвижек и изменением режима работы насосов. Главные побочные эффекты этих процессов выражаются на магистральные трубопроводах - в разрушитель­ном воздействии волн давления, а при проведении погрузочных операций на нефтеналивных терминалах - в эффекте гидроудара.

Воздействие волн давления и гидроудара может привести к разрушению груб и оборудования, и как следствие, разливам нефти, экологическим ката­строфам и большим экономическим потерям.

Современные системы сглаживания волн давления решают проблемы за­шиты трубопроводов, позволяя существенно увеличить пропускную спо­собность и надежность трубопроводных систем (рис. 2.52). Основными причины возникновения волн давления являются: быстрое закрытие магистральных задвижек; аварийная остановка насосных агрегатов; запуск или остановка насосов Возможные последствия избыточных волн давления: осевое разъединение фланцевых соединений; усталостное разрушение труб; нарушение целостности сварных швов; образование продольных трещин в трубах; нарушение соосности насосов и подводящих/отводящих труб; повреждения опорных конструкций;

Такие системы являются полностью автономными от инфрастуктуры и телеметрии, а также обладают возможностью функционирования в крити­ческих ситуациях без дополнительного вмешательства персонала.

Базовый состав ССВД включает исполнительный элемент - набор клапа­нов сглаживания волн давления и систему управления открытием клапанов сглаживания волн давления.

ССВД обеспечивает сброс части потока нефти из приемной линии МН в резервуары-сборники, снижая величину и скорость роста давления. Основные параметры ССВД:

• пропускная способность - от 700 до 15000 м³/ч;

• клапан ССВД срабатывает при скачке давления, превышающем величи­ну установленной настройки в диапазоне (0,1 -0.45) МПа, при скорости роста давления, превышающего величину установленной настройки в ди­апазоне (0,01 - 0.06) МПа/с:^

Защитный клапан Danflo 270 является основным оборудованием систе­мы сглаживания волн давления. Принцип работы строится на работе запол­ненного азотом плунжера, открывающего канал при определенной избыточ­ной величине давления (рис. 2.53).

Время срабатывания - не более 120 миллисекунд

Одним из первых этапов по выбору технических характеристик ССВД яв­ляется проведение гидравлического расчета волнового движения жидкости.

При проведении расчетов определяется объем жидкости, который дол­жен сбрасываться из системы при образовании волн давления, а также выби­рается давление сброса. Данные два параметра позволяют затем произвести необходимую комплектацию ССВД, которая при возникновении волн давле­ния позволит снизить колебания давления в системе трубопроводов до при­емлемых и безопасных величин.

Предохранительные клапаны сглаживания давления жидкости должны обладать быстрой реакцией: мгновенно открыться для сброса первоначаль­ного скачка давления, а затем закрываться в точном соответствии с процес­сом затухания волны давления в системе. При открытии предохранительного клапана поток жидкости обычно сбрасывается в резервуары-сборники, а за­тем возвращается назад в систему трубопровода.