СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

2

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Введение На магистральных нефтепроводах используется в основном три вида

нефтеперекачивающих станции (НПС): головные нефтеперекачивающие

эксплуатационных участков нефтепровода (ГНПС эксплуатационных участков).

ГНПС предназначена главным образом для приёма нефти с промыслов и подачи её в нефтепровод. Они имеют резервуарный парк, играющий роль буферной ёмкости между промыслами и магистралью и роль аварийной

ёмкости при аварии на магистрали или промыслах.

ПНПС служат для восполнения потерь энергии жидкости, возникающих при движении потока нефти по магистрали. Данные станции располагаются

по трассе через 100-150 км.

ГНПС эксплуатационных участков нефтепровода в основном предназначены для гидродинамического разобщения магистралей на относительно небольшие участки (400-600 км) с целью облегчения управлением перекачкой и локализации гидродинамических возмущений потока (гидроударов) в пределах данных участков. Эта функция подобных

НПС выполняется за счёт размещения на них резервуарных парков.

1 Справочник инженера по эксплуатации нефтегазопроводов и продуктопроводов. Земенков Ю. Д. с. 116

3

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Определение исходных расчетных данных

Нефтепровод длиной L=120 км (внешним диаметром D=820 мм, толщиной стенки δ=10 мм с абсолютной шероховатостью Δ=0,2 мм). Плотность нефти

ρ=870 кг/м3 , кинематическая вязкость ν=12 сСт, давление упругости насыщенных паров Pу=10 кПа. На НПС включены последовательно два насоса марки НМ 5000-210 (на 2500 м3 и НМ 3600-230) Подпор перед станцией составляет hп=40м, давление в конце участка равно Pк=0,30Мпа.

4

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Расчет гидравлического режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции

Предположим сначала, что самотечных участков в трубопроводе нет

(хотя в сечении х=20 км имеет довольно высокую геодезическую отметку).

где Zн, Zк — высотные отметки начала и конца участка, соответственно; hп-

подпор перед перекачивающей станцией; hк — напор в конце участка; H =

F(Q) — гидравлическая (Q — H)— характеристика перекачивающей станции; Q — расход перекачки; hн—к (Q)— потери напора между началом и концом участка; λ(Re, ε) — коэффициент гидравлическогосопротивления;

L — протяженность участка;

Тогда уравнение баланса напоров:

[0 + 40 + 272 − 0,26 (10−5) 2 + 304 − 0,579 (10−5) 2]

После упрощения получаем уравнение:

530.8494 = 2 (7645,2599 + 27,4452)

которое решаем методом итераций. Сначала выбираем 1 = 0,02

и находим скорость в первом приближении

530.84941 = √7645,2599 0,02 + 27,4452 = 1,7156 м/с

Затем проверяем правильность сделанного выбора:

и проверим правильность выбора:

Итак, = 1,5333 м/с. Рассчитываем гидравлический уклон:

= 0.026 1 1,53332 = 3,894 10−3 0.8 2 9.81

Это означает, что если бы в трубопроводе не было самотечных участков, то напор уменьшался бы на 3,894 м каждый километр протяженности трубопровода. Определим, какой напор будет в наивысшей точке профиля трубопровода, то есть в сечении х=20 км.

20 = 120 + 20

20 = 50 + 3,894 20 = 127,8879 м

6

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Выясняется, что это значение меньше высотной отметки Z=325 м

исследуемого сечения, следовательно, исходное предположение об отсутствии в трубопроводе самотечного участка неверно. В сечении х=20 км находится перевальная точка и начинается самотечный участок.

Следовательно, расчетная длина трубопровода равна не 120 км, а 20 км.

Составляем новое уравнение баланса напоров:

[0 + 40 + 272 − 0,26 (10−5) 2 + 304 − 0,579 (10^ − 5) 2]

После упрощения получаем уравнение:

530.8494 = 2 (1274,21 + 27,4452)

Которое решаем методом итераций. Сначала выбираем 1 = 0,02

и находим скорость в первом приближении

530.84941 = √1274,21 0,02 + 27,4452 = 1,7156 м/с

Затем проверяем правильность сделанного выбора:

В качестве второго приближения полагаем 2 = 0,02535 находим скорость перекачки:

7

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

530.84942 = √1274,21 0,02535 + 27,4452 = 2,98 м/с

и проверим правильность выбора:

= 2,98 3600 3,14 (0,842) =5390,964 м3/ч

Решив новое уравнение так же, как и предыдущее, методом итераций,

получаем v=2.98 м/с.

Это означает, что расход перекачки составляет Q=5390.964 м3/ч.

Далее находим давление в начале участка по формуле:

н = [ п + ( )] =

=870 9.81 [40 + (272 − 0,26 (10−5) + 304 − 0,579 (10−5))] =

=5.26 106Па или 5,26 МПа.

8

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Заключение

В данном курсовом проекте был произведен расчет гидравлического режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции. Протяженность нефтепровода L=120 км, внешний диаметр трубы составляет 820 мм, толщина стенки 10 мм. На НПС включены последовательно два насоса марки НМ 5000-210 (на 2500 м3 и НМ 3600-230).

В ходе расчета были получены результаты расхода перекачки Q=5390.964

м3/ч и давления в начале участка нефтепровода н = 5,26 МПа.

9

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Список литературы

1.Справочник инженера по эксплуатации нефтегазопроводов и продуктопроводов. Земенков Ю. Д. 2006.

2.Задачник по трубопроводному транспорту нефти, нефтепродуктов и газа. Лурье М.В.

3.Компьютерный практикум по трубопроводному транспорту нефти и нефтепродуктов. А.С.Дидковская, М.В.Лурье

10