4 Визначення пропускної здатності системи

“НПС – прилегла ділянка нафтопроводу”

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

Для визначення пропускної здатності графоаналітичним методом будується суміщена характеристика декількох схем включення насосів (додаток Г). За цим принципом можна графічним способом побудувати напірну характеристику послідовно працюючих насосів.

Розглянемо 3 схеми підключення насосів:

схема №1 – 1 підпірний + 1 магістральний насос;

схема №2 – 1 підпірний + 2 магістральний насос;

схема №3 – 1 підпірний + 3 магістральний насос.

На рисунку Г.1 відкладаємо дані характеристики підпірного і магістрального насосів. На цьому ж рисунку на осі витрат відкладаємо розрахункове значення витрати. Через яке проводимо вертикальну лінію до перетину з характеристикою трубопроводу. Таким чином отримаємо

Для першої схеми включення параметри робочої точки будуть наступними

Для другої схеми включення параметри робочої точки будуть наступними

Для третьої схеми включення параметри робочої точки будуть наступними

Робочі точки третьої схеми найбільше підходить для спільної роботи з трубопроводом.

4.2 Аналітичний розрахунок пропускної здатності системи “нпс

– прилегла ділянка нафтопроводу ”

Аналітичний метод полягає у знаходженні такого значення подачі Q, яке б задовільняло рівність напорів, створених головною КС, та напорів, необхідних на подолання втрат. На сьогодні перевага віддається саме цьому методу розрахунку режимів роботи насосних станцій і трубопроводу через широке використання засобів обчислювальної техніки

Для визначення кількості насосів для забезпечення необхідного обсягу перекачування використаємо формулу

, (4.1)

де h_п – напір, що створює один підпірний насос;

h – напір, що створює один основний насос.

Напори, необхідні на подолання втрат, розраховуються за формулою

, (4.2)

де - коефіцієнт гідравлічного опору;

- перепад висот;

- тиск, необхідний на кінці ділянки;

- коефіцієнт, що визначається за формулою

. (4.3)

Визначення коефіцієнта гідравлічного опору проводиться за методикою, описаною в пункті 3.

Запишемо рівняння балансу напорів наступним чином

_(4.4)

Із рівняння (4.4) отримаємо вираз для знаходження пропускної здатності

(4.5)

де А – коефіціент, який знаходиться за формулою

. (4.6)

Наведемо приклад розрахунку

Приймаємо .

Відповідно формули (2.24)

Задаємось у першому наближенням λ₁ =f(Q_розр)=0,0218.

Знаходимо коефіцієнт А за формулою (4.6)

А= + 35 – 30 = 972,22 м.

Знаходимо подачу в першому наближенні за формулою ( 4.5 )

Знаходимо швидкість нафти в трубопроводі при Q₁ за формулою (3.4 )

Знаходимо число Рейнольдса за формулою ( 3.5 )

Оскільки розрахункове число Re_I<Re<Re_II , то коефіцієнт гідравлічного опору слід обчислювати за формулою (3.10)

Уточнюємо значення подачі

Перевіряємо виконання умови

де ɛ – наперед задана точність, ɛ=0,0001.

Оскільки , проводимо подальші наближення Q_гпс .

Знаходимо число Рейнольдса за формулою ( 3.5 )

Оскільки розрахункове число Re_I<Re<Re_II , то коефіцієнт гідравлічного опору слід обчислювати за формулою (3.10)

Уточнюємо значення подачі

Перевіряємо виконання умови

Умова виконується

.

.

Остаточне значення пропускної здатності становить

Знайдемо напір ГПС при даній пропускній здатності за допомогою формули (2.24)

_{Порівнюючи значення продуктивності , які знайшли за графоаналітичним і аналітичним методом бачимо, що вони дещо відрізняються. Це можна пояснити похибкою графічного визначення продуктивності, оскільки аналітичний метод є більш точним. Але великий масштаб графіків дозволив дуже сильно наблизитись до істинного значення. Також за суміщеною характеристикою НПС і трубопроводу бачимо, що найкраща схема підключення насосів НПС №3: "один підпірний і три магістральні"}