6. Определение наличия перевальных точек по трассе нефтепровода

Перевальной точкой называется такая возвышенность на трассе НП, от ко­торой нефть приходит к КП НП самотеком. Таких вершин в общем случае м. б. несколько. Расст. от начала НП до ближайшей из них назыв. расчетной дл. НП. Рассм-м это на примере НП протяж-ю L, д-м D и произв-ю Q (рис. 1.9).

Прежде чем приступить к расстановке ПС по трассе НП, необх-мо иссл-ть трассу на наличие перевальной точки. Для этого на сжатом профиле трассы в соотв-вии с выбранными масштабами длин и высот строится прямоугольный треуг-к, изобр-щий потери напора на некотором участке ТП. Построения выпол­няются в следующем порядке:

• В гориз-м масштабе откл-ся отр. ab, соотв-щий уч-ку НП длиной l;

• Опр-ся знач-е потерь напора на тр. (с учетом надбавки на местные сопр-я) для участка длиной l

.

• Из точки a перпендикулярно вверх откладываем отрезок ac , равный вели­чине h_l в масштабе высот.

Соединив точки b и c, получим треугольник abc, называемый также гидрав­лическим треугольником. Его гипотенуза bc определяет положение линии гид­равлического уклона в выбранных масштабах.

Рис. 1.9. Графическое определение перевальной точки и расчетной длины нефтепровода

Из конечной точки трассы с учетом требуемого остаточного напора h_ОТ па­раллельно гипотенузе bc проведем линию гидравлического уклона 1. Ее пере­сечение с линией профиля указывает на наличие перевальной точки. Для ее определения проведем параллельно линию гидравлического уклона 2, с расче­том, чтобы она касалась профиля и нигде его не пересекала. Место касания ли­нии 2 с линией профиля обозначает положение перевальной точки, опреде­ляющей расчетную длину нефтепровода.

Это говорит о том, что достаточно закачать нефть на перевальную точку, чтобы она с тем же расходом достигла конечного пункта трубопровода. Самотек нефти обеспечен, так как располагаемый напор (z_ПТ – z_K – h_ОТ) больше напора, необходимого на преодоление сопро­тивления на участке от перевальной точки до конечного пункта

(z_ПТ – z_K – h_ОТ)>i∙(L– l_ПТ) ,

где l_ПТ – расстояние от начального пункта нефтепровода до перевальной точки.

В этом случае за расчетную длину трубопровода принимают расстояние L_P=l_ПТ, а разность геодезических отметок принимается равной z= z_ПТ – z_H. Если пересечение линии гидравлического уклона с профилем отсутствует, то расчетная длина трубопровода равна его полной длине L_P=L, а z= z_K – z_H.

7. Расчет трубопроводов при заданном расположении насосных станций

В соотв-ии с нормами технол-го проек-я, ПС предпочтительно размещать вблизи насел. пунктов, ист-ков энерго- и водоснабжения, существ-й сети ж/д и шоссейных дорог. Кроме того, опред-ные требования предъявл-ся и к площадкам ПС. Таким образом, в ряде случаев местопол-е ПС м.б. задано изначально.

При этом в процессе проектирования приходится проверять выполнение условий по допустимым напорам и подпорам станций при их заданном положении по трассе.

Рассмотрим расчетную схему нефтепровода с фиксированным размещением станций (рис. 1.18).

Рис. 1.18. Расчетная схема нефтепровода с заданным положением перекачивающих станций

В пределах эксплуатационного участка подпор на входе с-й ПС и напор на ее выходе определяются выражениями

, (1.52)

, (1.53)

где z_C=z_C-z₁ – разность геодезических отметок с-й ПС и начала нефтепровода;

h_П=a_П – b_ПQ^2-m – подпор на ПС;

H_{СТ i} =m_{M i}(a_{M i} - b_{M i}Q^2-m) – напор, развиваемый насосами i-й ПС;

m_{M i} –количество работающих магистральных насосов на i-й ПС;

Q – производительность трубопровода, определяемая из уравнения баланса напоров для магистрали в целом.

В уравнениях (1.52) и (1.53) предусматривается, что собственные напоры перекачивающих станций могут быть различными (разное число работающих насосов, применение сменных роторов, обточка рабочих колес и т. д.).

Для каждой i-й ПС вычисляются значения фактического подпора H_i и напора H_ПСi , которые должны удовлетворять условиям

; (1.54)

, (1.55)

где H_{min i}, H_{ПC max i} – соответственно разрешенные значения минимального подпора на входе и максимального напора на выходе i-й ПС.

Если не выполняется условие (1.54), то следует принять меры к уменьшению гидравлического сопротивления отдельных перегонов. При нарушении условия (1.55) возникает необходимость уменьшения напора, развиваемого насосами отдельных перекачивающих станций.

Гидравлическое сопротивление участков трубопровода можно снизить:

прокладкой лупингов или вставок большего диаметра

Напоры ПС можно уменьшить

• отключением части насосов,

• обточкой рабочих колес магистральных насосов,

• применением сменных роторов,

дросселированием