1) Классификация нефтеперекачивающих станций и характеристика основных объектов.
Нефтеперекачивающие (насосные) станции подразделяются на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). Головная нефтеперекачивающая станция предназначена для приема нефти с установок ее подготовки на промысле или из других источников и для последующей закачки нефти в магистральный трубопровод. Промежуточные станции обеспечивают поддержание в трубопроводе напора, достаточного для дальнейшей перекачки.
Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС, можно условно разделить на две группы:
– первая – объекты основного (технологического) назначения.
– вторая – объекты вспомогательного и подсобно-хозяйственного назначения.
К объектам первой группы относятся: резервуарный парк; подпорная насосная станция; узел учета нефти с фильтрами; магистральная насосная; узел регулирования давления и узлы с предохранительными устройствами; камеры пуска и приема очистных устройств; технологические трубопроводы с запорной арматурой.
К объектам второй группы относятся: понижающая электроподстанция с распределительными устройствами; комплекс сооружений, обеспечивающих водоснабжение станции; комплекс сооружений по отводу промышленных и бытовых стоков; котельная с тепловыми сетями; инженерно-лабораторный корпус; пожарное депо; узел связи; механические мастерские; мастерские ремонта и наладки контрольно-измерительных приборов (КИП); гараж; складские помещения; административно-хозяйственный блок и т. д.
На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: прием и учет нефти; краткосрочное хранение нефти в резервуарах; внутристанционная перекачка нефти (из резервуара в резервуар); закачка нефти в магистральный нефтепровод; пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств. На ГНПС может производится подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов.
На промежуточных нефтеперекачивающих станциях происходит повышение напора транспортируемой нефти с целью обеспечения ее дальнейшей перекачки. При работе ПНПС в режиме из насоса в насос (т. е. режиме, при котором конец предыдущего участка нефтепровода подключен непосредственно к линии всасывания насосов следующей НПС) промежуточные НПС не имеют резервуарных парков. В других случаях, когда перекачка ведется через резервуары или с подключенными резервуарами такие парки на ПНПС имеются. На ПНПС устанавливаются также системы сглаживания волн давления и защиты от гидравлического удара.
2) Размещение промежуточных насосных станций.
Места расположения насосных станций определяют гидравлическим расчетом. Здесь мы не будем подробно останавливаться на вопросах гидравлического расчета, рассмотрим лишь основные закономерности, используемые при определении мест установки НС.
При перекачке нефти и нефтепродукта давление, создаваемое на ГНС или НС, расходуется на преодоление сил трения при движении продукта по трубопроводу. В соответствии с этим уравнение баланса удельных энергий можно представить в виде
nHст = HТ + z2 – z1 (1.1)
где n – число насосных станций;
Нст = (Р1 – Р2) / ρ – напор, создаваемый на одной станции;
ρ – плотность перекачиваемой жидкости;
Р1 – давление на выходе из НС;
Р2 – давление на входе в НС;
z1, z2 – геодезическая отметка соответственно начала и конца нефтепровода;
HТ – потери напора в трубопроводе.
Общее число насосных станций n определяют по формуле (1.1).
Обычно расчетное значение np оказывается нецелым числом. Поэтому за n принимают ближайшее к nр число, а пропускную способность нефтепровода на отдельных участках выравнивают с помощью лупингов – параллельных трубопроводов определенного диаметра и длины, размещаемых в необходимом месте по длине трубопровода. Покажем на примере (рис. 1.1), как решается графически задача расстановки НС по методу Шухова. Пусть n > np. Отложив из начальной точки А по вертикали линию соединим прямую точку М с конечной точкой трассы В
AM = n (Р1 – Р2) / ρ
Разделив затем AM на n участков, равных по длине значению напора, создаваемого одной НС, проводим через соответствующие точки на AM прямые, параллельные МB. Точки пересечения этих прямых с линией профиля местности будут местами установки промежуточных насосных станций.
Несколько сложнее решается задача при nр > n, когда n станций не обеспечивают необходимой пропускной способности трубопровода, так как гидравлический уклон i, определенный по формуле
I = (nHст – (z2 – z1)) / L (1.2)
(здесь L – длина трубопровода) будет меньше необходимого. В этом случае строят так называемый параллелограмм гидравлических уклонов (рис. 1.2).
На участке bВ необходима прокладка лупинга. Следует заметить, лупинг может быть установлен на любом участке нефтепровода, не только в его концевой части. Можно сделать даже несколько лупингов, но общая длина их горизонтальной проекции должна быть равна длине горизонтальной проекции лупинга В.