18.Циклическая перекачка.

Для обеспечения планового объёма перекачки за расчётный период организуется так называемая [2, 27] циклическая перекачка, при которой эксплуатация МН осуществляется на двух режимах (рис. 15.6б): часть планового времени _A перекачка ведется на повышенном режиме с производительностью Q_A>Q_пл, а остаток времени _B МН работает на пониженном режиме с меньшим числов включенных насосов и производительностью Q_B<Q_пл. Параметры циклической перекачки определяются решением системы уравнений

(5.79)

где V_пл – плановый (суточный, годовой) объем перекачки нефти, V_пл=_плQ_пл;

τ_A, τ_B – продолжительность работы нефтепровода на режимах A и B. Решение системы (3.64) сводится к вычислению времени _A и _B

(5.80)

Значения Q_A и Q_B определяются в результате решения уравнения баланса напоров с учётом схемы включения насосов.

19.Выбор рациональных режимов эксплуатации магистрального нп.

Задача оптимального управления процессом перекачки сводится к определению режимов работы системы, минимизирующих стоимость израсходованной электроэнергии при обязательном выполнении плана приема и сдачи нефти за некоторый плановый период [2, 27, 28].

Для выбора рациональных режимов сперва необходимо определить все возможные режимы работы МН алгоритм расчета при этом следующий [2]:

1. задаваясь при помощи _ij количеством и номерами работающих насосов на каждой НПС (последнее учитывает возможное различие диаметров их роторов) по формуле (5.57) или (5.63) и т.п. вычисляют производительность нефтепровода Q, при этом нужно учитывать, что:

• при одном и том же суммарном числе работающих на станциях насосов, количеств комбинаций их включения может быть несколько, при этом пропорционально общему числу насосов изменяется и производительность;

• при режимах, отвечающих условиям (5.52) и (5.53), либо на всех НПС работает одинаковое число насосов, либо большее число насосов включено на станциях, расположенных в начале МН, в связи с этим часть заведомо «не проходящих» режимов можно исключить из расчёта;

2. по формулам (5.50) и (5.51) рассчитывают подпоры на входе и напоры H_ПСj на выходе каждой станции;

3. проверяют выполнение условий (5.52) и (5.53): если они выполняются для каждой станции, то такая комбинация включения насосов возможна, в противном случае – нет, так как даже если и возможна перекачка на данном режиме с учётом действия САР, данный режим будет уступать по экономичности другим с близкими производительностями.

Критерием выбора оптимальных режимов из числа возможных является величина удельных энергозатрат на перекачку 1 тонны нефти E_УД, вычисленная по формуле [1, 2, 18, 27]

, (5.95)

где N_П – мощность, потребляемая подпорными насосами;

N_НМij – мощность, потребляемая j-м магистральным насосом на i-й НПС;

Q – производительность нефтепровода при выбранном числе насосов.

Найденные для всех возможных режимов работы нефтепровода величины E_УД наносят на график в зависимости от Q, после чего через минимальные значения E_УД при каждом расходе проводится огибающая линия. Узловыми точками этой линии является множество рациональных режимов эксплуатации (рис. 3.31).

Порядок поиска узловых точек и построения огибающей, приведенной на рис. 5.19б, следующий:

1. определяется производительность перекачки Q_А, соответствующая режиму с минимальными энергозатратами E_{УД min} ;

2. для каждого i-го режима перекачки, отвечающего условию Q_i>Q_А , рассчитывается значение производной (тангенса угла наклона линии соединяющей i-ю точку с точкой А)

(5.98)

и находится ее минимальное значение. Режим, соответствующий минимальной производной и Q_i=Q_B , будет оптимальным в интервале расходов Q_B<Q<Q_C и является следующей узловой точкой огибающей линии, построенной по формуле (5.97);

3. далее новой нижней границей интервала расходов назначается значение Q_B, и процедура поиска следующей узловой точки производится аналогично, начиная со второго пункта.

Рис. 5.19. Определение границы области рациональных режимов:

а – зависимость удельных энергозатрат от расхода перекачиваемой нефти;

б – граница области рациональных режимов

Перекачка нефти по трубопроводам осуществляется циклически с производительностями, величина которых определяется плановым заданием или ограничениями на работу нефтепроводов (например, необходимостью снижения давления в связи с ремонтом магистрали без остановки перекачки).

Порядок пользования графиком, приведенным на рис. 5.19б, следующий:

1. в соответствии с плановым заданием на перекачку V_ПЛ за время τ_ПЛ вычисляют среднюю производительность нефтепровода в рассматриваемый период Q_ПЛ=V_ПЛ / τ_ПЛ ;

2. определяют ближайшие значения расходов, соответствующих узловым точкам огибающей линии и удовлетворяющие неравенству Q_A<Q_ПЛ<Q_B;

3. рассчитывают продолжительность работы нефтепровода в плановый период с данными производительностями по формулам (5.80).