4 Визначення пропускної здатності системи “нпс - прилегла ділянка нафтопроводу”

На насосних станціях магістральних трубопроводів насоси можуть працювати як послідовно, так і паралельно.

На сучасних нафтопроводах і нафтопродуктопроводах зде­більшого магістральні насоси з'єднують послідовно, підпірні насоси - паралельно. Підпірні і магістральні насоси працюють послідовно.

При послідовній роботі відцентрових насосів додається на­пір при постійній подачі. За цим принципом можна графіч­ним способом побудувати напірну характеристику послідовно працюючих насосів .

4.1 Визначення пропускної здатності системи “нпс - прилегла ділянка нафтопроводу” графоаналітичним способом

Із суміщеної характеристики трубопровідної системи видно, що для робочої точки напір, який створює станція, дорівнює втратам напору в трубопроводі:

H_гнс=Н_тр, (4.1)

Користуючись даними які були розраховані в попередньому пункті, накладаємо характеристику трубопроводу на характеристику НПС і визначимо робочу точку, яка характеризує пропускну здатність трубопроводу.

Рисунок 4.1-Суміщена характеристика НПС та трубопроводу

Як видно з характеристики робочою точкою системи підпірний + 3 магістральних насоси являється точка з такими параметрами :

• Q=2800 м³/год

• Н=720 м.

Робочу точку системи підпірний плюс один магістральний та системи підпірний плюс два магістральних насоси не визначаємо , тому що створюваний системою напір недостатній для нашого трубопроводу.

4.2 Аналітичний розрахунок пропускної здатності системи “нпс-прилегла ділянка нафтопроводу”

Із суміщеної характеристики трубопровідної системи видно, що для робочої точки напір, який створює станція, дорівнює втратам напору в трубопроводі:

H_гнс=Н_тр, (4.2)

, (4.3)

де А_гнпс, В_гнпс- коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики системи підпірний-3 основні насоси;

- розрахунковий коефіцієнт.

Знаходимо коефіцієнти :

Задаємось одним значенням коефіцієнта гідравлічного опору, знаходимо подачу в трубопроводі. Повторюємо гідравлічний розрахунок до знаходження коефіцієнта гідравлічного опору в другому наближенні. За уточненим значенням λ обчислюємо подачу в другому наближенні, яку створює станція, порівнюємо їх і, якщо модуль різниці між цими двома значеннями буде меншою або рівною 0,001м³/с, то розрахунок завершуємо і виводимо на друк пропускну здатність системи Q та відповідний напір H. Якщо ні, то підбираємо таке значення Q при якому ця різниця буде меншою або рівною необхідній .

Нехай λ=0,021 Тоді за формулою (4.4) визначаємо Q в першому наближенні:

(4.4)

Швидкість руху нафти за формулою (3.1) дорівнює

За формулою (3.3) визначаємо число Рейнольдса

.

Перше перехідне число Рейнольдса Re_I=352000.

Друге перехідне число Рейнольдса Re_ІІ=17600000.

Оскільки Re_І <Re<Re_ІІ, визначаємо коефіцієнт гідравлічного опору λ за формулою (3.8):

Визначаємо Q в другому наближенні:

За допомогою розробленої програми в Exel визначаємо таке значення подачі, при якій різниця між подачею та подачею в попередньому наближенні в трубопроводі буде меншою або рівною 0,0001 м³/с.