МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА
Кафедра нефтегазового дела и нефтехимии
Режимы работы оборудования нефтеперекачивающих станций. Методические указания по выполнению лабораторных работ в программном комплексе «ГРАНС»
Выполнил:
Магистр 2-го года обучения
Баширов К.И.
Научный руководитель:
профессор, доцент, к.т.н.
Соломенник С.Ф.
г. Владивосток
2016 г.
Оглавление
Введение 5
1. Принципы технологического процесса перекачки нефти 6
1.1. Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода 6
1.1.1. Особенности характеристик центробежных насосов 7
1.2. Методы и средства регулирования режима работы нефтепровода 10
1.2.1. Факторы, влияющие на режимы работы системы 10
1.2.2. Методы регулирования режимов работы 13
2. Программный комплекс «ГРАНС» 20
2.1. Математическая модель 24
2.2. Гидравлический расчет нефтепроводных систем 27
2.3. Выходные документы 28
3. Описание комплекса программ «ГРАНС» 29
3.1. Главное окно комплекса программ 29
3.1.1. Меню 30
3.1.2. Панель инструментов 31
3.1.3. Дерево объектов 32
3.1.4. Панель параметров 32
3.1.5. Рабочее поле 34
3.1.6. Строка состояния 34
4. Основные элементы комплекса программ «ГРАНС» 35
4.1. Система нефтепроводов и режим системы нефтепроводов 35
4.1.1. Создание новой системы нефтепроводов и нового режима. 37
4.1.2. Создание нового режима для системы нефтепроводов 37
4.1.3. Загрузка режима системы нефтепроводов из базы 38
4.1.4. Быстрое сохранение изменений в системе и режиме 39
4.1.5. «Сохранить как» режим и систему нефтепроводов 40
4.2. Нефтепровод 40
4.2.1. Добавление 41
4.2.2. Удаление 43
4.3. НПС 44
4.4. Линейный участок 49
4.5. Переход 50
4.6. Местное сопротивление 51
4.6.1. Установка 53
4.6.2. Удаление 55
4.7. Автоматическая заслонка с САР 55
4.7.1. Установка 56
4.7.2. Удаление 58
4.8. Пункт поступления/сброса нефти 58
4.8.1. Установка 59
4.8.2. Удаление 61
4.9. Перемычка 61
4.9.1. Установка 62
4.9.2. Удаление 64
4.10. Включение и отключение участка нефтепровода 64
4.11. Путь 66
4.12. Расчет 67
4.13. Отчет 68
4.14. Давления 68
4.15. Расходы 69
4.16. Связь с базой данных 70
4.17. Настройка отчета 70
5. Пример создания, изменения и расчета режима системы нефтепроводов 72
5.1. Создание новой системы нефтепроводов 72
5.1.1. Создание новой системы нефтепроводов и нового режима 72
5.1.2. Добавления необходимых нефтепроводов в систему 73
5.1.3. Добавление перемычек 73
5.1.4. Добавление новых объектов системы 74
5.1.5. Отключение участков нефтепроводов 75
5.1.6. Установка пунктов поступления/сброса нефти 76
5.1.7. Сохранение системы нефтепроводов 77
5.2. Корректировка параметров режима системы нефтепроводов, его расчет и сохранение 78
5.2.1. Корректировка параметров объектов режима 79
5.2.2. Расчет режима 79
5.2.3. Сохранение режима 85
6. Завершение работы с комплексом программ 86
7. Задание для выполнения лабораторной работы в программном комплексе «ГРАНС» 87
Введение
Эксплуатация магистрального нефтепровода характеризуется определенным режимом работы. Под режимом работы предполагается совокупность значений технологических параметров: производительности и давления в трубопроводной системе.
Для выбора метода регулирования режима работы магистрального нефтепровода по величине затраченной энергии при эксплуатации разработан алгоритм выбора рационального режима работы нефтеперекачивающей станции в системе магистрального нефтепровода на стадии проектирования.
При рассмотрении каждого из методов регулирования для конкретных условий эксплуатации, необходимо определить, как будут рассчитываться удельные энергетические затраты на перекачку единицы массы (объема) нефти по каждому из них, то есть существуют определяющие факторы удельных энергозатрат по методам регулирования (рисунок 1).
Существенные затраты при транспортировке нефти приходятся на энергопотребление технологическим оборудованием нефтеперекачивающих станций (НПС) на всём протяжении участка магистрального нефтепровода (МН). Поэтому снижение энергетических затрат технологического оборудования всех станций, входящих в состав участка МН, является основной целью при расчёте технологических режимов перекачки нефти. Решение данной задачи приведёт к снижению себестоимости транспорта нефти. После расчета технико-экономических критериев для каждого из вариантов регулирования системы «НПС-нефтепровод», необходимо их сравнить и выбрать наименее затратный.
Принципы технологического процесса перекачки нефти
Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода
Магистральные нефтепроводы предназначены для транспорта нефти из районов ее добычи в морские, речные, железнодорожные пункты налива и на нефтеперерабатывающие заводы, а магистральные нефтепродуктопроводы - для транспорта нефтепродуктов из районов их производства до наливных станций или баз, расположенных в местах потребления. На магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах строят насосные перекачивающие станции (НПС) двух видов: головные и промежуточные.
Магистральный нефтепровод в общем случае состоит из следующих комплексов сооружений:
- головная и промежуточные НПС с технологическими трубопроводами и основным и вспомогательным оборудованием;
- конечный пункт (резервуарный парк НПЗ, пункт налива нефти ж/д эстакад либо терминал нефтеналивного порта);
- линейные сооружения (собственно трубопровод, а также запорная арматура, ЛЭП, системы автоматики и производственной связи, защитные сооружения, дороги и т.д.).
Головные станции располагаются в начале трубопровода и служат для перекачки нефти или нефтепродуктов из резервуарных парков в магистральный трубопровод. Промежуточные станции предназначены для повышения давления перекачиваемых продуктов в магистральном трубопроводе.
Рисунок 1.1 - Технологическая схема нефтеперекачивающей станции:
1 – линейная часть магистрального нефтепровода (ЛН МН); 2 – устройство приема и пуска скребка; 3 - площадка фильтров-грязеуловителей; 4 – площадка с предохранительными устройствами; 5 - подпорная насосная; 6 – резервуарный парк; 7 - система измерений количества и показателей качества нефти (СИКН); 8 – магистральный насосный цех; 9 – узел регулирования давления.
Для магистральных нефтепроводов используются насосы центробежные для перекачки нефти и нефтепродуктов с температурой -5 °С до + 80 °С, кинематической вязкостью не выше 3*10-4 м3, с содержанием механических примесей по объему не более 0,05% и размером не более 0,2 мм. На НПС в качестве основных используются центробежные насосы с подачей от 360 до 10 000 м3/ч с напором 210 - 260 м, а в качестве подпорных - насосы с подачей 360-5000 м3/ч с напором 28-120 м.