4 Расстановка перекачивающих станций по трассе нефтепровода

Согласно нормам проектирования магистральных нефтепроводов

РД153-39.4-113-01 применение лупингов и вставок допускается в отдельных случаях при их технико-экономическом обосновании. За окончательный примем вариант сооружения однониточного нефтепровода с n = 9 перекачивающими станциями. В этом случае расстановку станций на местности будем производить исходя из максимальной производительности нефтепровода, то есть Q₂ = 2042 м³/ч.

Расчетное значение гидравлического уклона, соответствующее производительности Q₂ составляет i = 3,4767∙10^-3 м/м.

Напоры, развиваемые подпорным и магистральными насосами при подаче Q₂, соответственно равны:

h_М = 258,7 – 8,564110^–62042²= 222,99 м;

h_П = 102,4 – 3,758410^–62042² = 86,72 м.

Расчетный напор ПС в этом случае составит H_СТ = 3·h_М = 3186,12 = 668,97 м.

Выполним построение гидравлического треугольника. За горизонтальный катет примем отрезок аb равный l = 100 км, который отложим в масштабе длин.

Вертикальный катет ас треугольника равный:

1,02·i·l = 1,02·3,4767·10^-3·100·10³ = 354,62 м отложим перпендикулярно отрезку аb в масштабе высот.

Расстановка перекачивающих станций на местности показана в приложении А. При расстановке принято, что величина подпора перед промежуточными ПС равна h_П, а в конце каждого эксплуатационного участка величина остаточного напора составляет: h_ост = 40 м.

Результаты графических построений приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Расчетные значения высотных отметок ПС и длин линейных участков нефтепровода

Перекачивающая станция	Высотная отметка Zi, м	Расстояние от начала нефтепровода, км	Длина линейного участка ℓi, км
ГНПС-1	182,00	0	123,88
НПС-2	150,25	123,88	127,80
НПС-3	100,10	251,68	113,32
НПС-4	116,75	365,00	117,50
НПС-5	138,35	482,50	115,00
НПС-6	148,10	597,50	120,00
НПС-7	133,90	717,50	115,00
НПС-8	148,25	832,50	107,50
НПС-9	201,85	940,00	140
КП	106,00	1080	-

5 Режимы работы нефтепровода при отключении нефтеперекачивающих станций

Изменение напоров и подпоров станций исследуем, пользуясь совмещенной характеристикой. Аварийное отключение произошло на станции НПС-8.

Определим с какой максимальной производительностью может работать нефтепровод при отключении НПС-8, участок нефтепровода от 7 до 9 НПС является лимитирующим.

Максимально возможный напор НПС-7 равен а минимально допустимый подпор НПС-9 – ΔН_min = h_ДОП + 5 = 32 + 5 = 37 м. Соответственно предельно допустимая величина гидравлического уклона на перегоне с отключенной НПС равна:

Предельное значение расхода на участке с отключенной НПС составит:

где f – гидравлический уклон при единичном расходе:

На совмещенной характеристике видно, что максимальный расход в нефтепроводе равный «отсекает» зону с числом работающих насосов на всем эксплуатационном участке больше 9.

Исходя из величин допустимых напоров и подпоров, изменяя число работающих насосов на оставшихся перекачивающих станциях найдем такой режим, при котором производительность трубопровода будет максимальной.

Рисунок 3 – Совмещенная характеристика перекачивающих станций и перегонов нефтепроводов

1-характеристика участка НПС-5-НПС-6:

2-характеристика участка НПС-5-НПС-7:

3- характеристика участка НПС-5-НПС-8:

4-характеристика участка НПС-5-НПС-9:

4-характеристика участка НПС5-КП:

K_М – общее число работающих магистральных насосов НМ 2500-230

Рассматривая варианты из числа работающих насосов меньше 9, приемлемым вариантом остается режим работы, при котором общее число работающих насосов равно 7. При этом режим работы на станциях будет 2-2-2-0-1.

Тогда:

- подпор на входе НПС-5 = Н_ПОДП;

- напор на выходе НПС-5 = g,

- подпор на входе НПС-6 = gh;

- напор на выходе НПС-6 = dh,

- подпор на входе НПС-7 = gf;

- напор на выходе НПС-7 = bf,

- подпор на входе НПС-9 = bc;

- напор на выходе НПС-9 = ac,

Остаточный напор на конечном пункте равен h_ОСТ = 40 м.