Tipovye_raschyoty_pri_sooruzhenii_i_remonte

249

Примечание. Для агрегатов АНО-201 и АНО-202 указаны в числителе данные, относящиеся к наполнительной части, в знаменателе – к опрессовочной.

Таблица 3.35

Техническая характеристика агрегатов для продувки и пневматического испытания воздухом

Примечание. Компрессоры ЗИФ-55, КС-9, ДК-9, ПК-10, АКС-8, УКП-80 применяют для вытеснения воды на газопроводах диаметром до 500 мм (в связи с их небольшой подачей).

249

Отсюда вытекают следующие преимущества:

•минимальные сроки выполнения работ;

•деление трубопровода на участки, последовательность выполнения на них и направление движения очистных устройств могут быть выбраны произвольно;

•повышение кратности пропуска очистных устройств, практически не связано ни с каким увеличением сроков работ кроме времени на установку в трубопровод следующего очистного устройства, если узел пуска не предусматривает последовательный запуск нескольких поршней.

3.9.2. Определение технологических параметров

3.9.2.1. Промывка трубопроводов

Очистку полости промывкой следует выполнять на трубопроводах (участках трубопроводов) любых назначений и диаметров, которые испытываются гидравлическим способом. При промывке по трубопроводам пропускают поршни-разделители, перемещающиеся в потоке воды, закачиваемой для гидравлического испытания. Впереди поршнейразделителей в трубопровод для размыва загрязнений рекомендуется заливать воду в объеме 10-15% от объема участка.

При промывке основными параметрами являются давление воды на поршень-разделитель на узле пуска, скорость перемещения поршнейразделителей по трубопроводу, протяженность промываемого участка.

Давление воды на узле пуска устанавливают с учетом следующих факторов:

•потерь давления на участке перед разделителем, характеризуемых степенью загрязнения трубопровода;

•перепада давлений, вызываемых собственно поршнем-разделителем (обычно до 0,1 МПа);

•объема залитой впереди поршня-разделителя воды;

•гидравлических потерь на перемещение воды на участке за поршнем-

разделителем, которые определяются разностью вертикальных отметок трубопровода.

На практике давление воды на узле пуска устанавливают и поддерживают на уровне 0,2-0,3 МПа при спокойном рельефе местности.

Оптимальная скорость перемещения поршней-разделителей регламентирована нормативами и должна быть не менее 1-1,5 км/ч. Для создания такой скорости необходимо применение одного или нескольких наполнительных агрегатов, имеющих соответствующую производительность и обеспечивающих необходимое давление.

250

Протяженность промываемого участка ограничивается износоустойчивостью очистного устройства [94]. На практике средняя протяженность промываемых участков составляет 15-60 км.

Время заполнения трубопровода водой или воздухом до избыточного давления 0,1 МПа можно определить по номограмме (рис.3.34). Для сокращения размеров и удобства использования номограмма построена на логарифмической сетке с соответствующими делениями осей абсцисс и ординат. Номограмма состоит из двух частей: в правой части по оси абсцисс

отложена протяженность l участка трубопровода от 1 до 100 км, наклонные линии обозначают условные диаметры Dу трубопроводов от 200 до 1400 мм. По оси абсцисс в левой части отложена продолжительность наполнения tнап от 0,1 до 1000 ч, наклонные линии означают подачу Q компрессорных станций и наполнительных агрегатов. По оси ординат отложена емкость внутренней полости трубопровода в м3.

Для определения времени заполнения трубопровода воздухом до создания давления p (МПа) необходимо воспользоваться следующей формулой:

Номограмма позволяет производить расчеты при работе на любое давление несколькими агрегатами, При использовании для наполнения трубопровода группы наполнительных агрегатов (или компрессоров, состоящей из n агрегатов, время наполнения τн необходимо разделить на число этих

агрегатов. Если трубопровод заполняется воздухом последовательно компрессорами низкого и высокого давления, то время заполнения следует определять раздельно для каждого приема, а затем полученные результаты просуммировать.

При необходимости определения времени заполнения трубопровода агрегатами, производительность которых не указана в номограмме (см.рис.3.34), по двум произвольно выбранным продолжительностям заполнения проводят наклонную линию, которая, естественно, пройдет параллельно ранее нанесенным.

При выборе типа и количества наполнительных агрегатов при заполнении трубопровода водой приходится определять потери давления на преодоление сил трения и перемещении загрязнений (табл.3.36).

251

252

Рис.3.34. Номограмма для определения времени заполнения трубопровода водой или воздухом

252

Таблица 3.36

Зависимость потерь на трение от диаметра трубопровода и расхода воды на 1 км

3.9.2.2. Продувка трубопровода

При продувке основными параметрами являются длина продуваемого участка, необходимое давление в ресивере, диаметр обводной линии, время заполнения ресивера до заданного давления.

Расчетная схема продувки приведена на рис.3.35. При расчете параметров продувки используют абсолютное давление воздуха или газа.

Рис.3.35. Расчетная схема процесса продувки:

1 – ресивер; 2 – запорный кран; 3 – перепускная линия; 4 – очистной поршень; 5 – перепускной патрубок очистного поршня; 6 – продуваемый участок

Предельную длину участка, продуваемого в режиме механического перемещения загрязнений непосредственно перед поршнем, определяют из выражения:

где k1 – коэффициент, зависящий от вида загрязнения; при очистке от глинистых грунтов k1=2,5–3,0, от других загрязнений k1=4–5; Dу – условный

253

диаметр трубопровода, м; V– объем загрязнений в расчете на 1 м продуваемого трубопровода, м3,

Р – масса загрязнений в расчете на 1 м продуваемого трубопровода (табл.3.37),

кг, ρгр – плотность грунта, кг/м3.

При расчете параметров продувки трубопроводов, прокладываемых в сложных условиях, значения Р увеличивают в 1,5-2 раза.

Таблица 3.37

Масса загрязнений Р (кг/м) в 1 м продуваемого участка

Следует иметь в виду, что каждое очистное устройство имеет свое ограничение «пробега» по износоустойчивости. Так, очистной поршень типа ОП применяется на участках протяженностью не более 40 км.

Распределение сопротивлений по длине участка трубопровода при его очистке определяют по формуле [35;132]:

где η – коэффициент бокового давления грунта; сгр – сцепление грунта; f – коэффициент трения при перемещении загрязнений по внутренней поверхности трубопровода; х – текущая координата по длине продуваемого участка.

При расчетах используют усредненные параметры грунтовых загрязнений (табл.3.38) и принимают равным х равным длине продуваемого участка L.

В ориентировочных расчетах значения σ можно принять в зависимости от диаметра трубопровода Dу:

254

где с1 – коэффициент, характеризующий сужение потока в запорной арматуре, ориентировочно равный 0,6-0,7.

Параметры продувки в других режимах рассчитываются по методикам, приведенным в [35].

Время повышения давления от начального p0 до испытательного pисп с помощью группы опрессовочных агрегатов с учетом возможного наличия в трубопроводе воздушных пробок определяется соотношением [96]:

производительность i –го опрессовочного агрегата, м3/ч; pисп – испытательное давление, Па; pо – начальное давление, Па; ν- коэффициент Пуассона; δ- толщина стенки трубы; Е – модуль Юнга, Н/м2; Zo – коэффициент сжимаемости воздуха; ко – часть испытываемого трубопровода, занятая воздухом, для расчета можно принять в среднем ко =0,05.

Коэффициент сжимаемости воздуха находим по уравнению Бертло:

где Ткр – критическая температура воздуха, К; То– температура испытательной среды, К; pкр – критическое давление воздуха, Па.

3.9.3. Расчет продолжительности выполнения работ по очистке полости, испытанию и удалению воды (ОПИУ или ОПИ)

Продолжительность работ по ОПИУ (ОПИ) применительно

кобъекту следует рассчитывать последовательно в два этапа:

•на первом этапе рассчитывают продолжительность работ по ОПИУ (ОПИ) для каждого участка испытаний;

•на втором этапе с учетом полученных результатов расчета первого этапа определяют продолжительность работ по ОПИУ (ОПИ) для всего объекта.

Продолжительность работ (Т) по ОПИУ или ОПИ на участке испытания рассчитывают по формуле:

257

где τi – продолжительность проведения i-го вида работ i-го процесса по принятой технологической структуре и организационно-технологической схеме.

Продолжительность выполняемых работ определяют следующим образом:

а) подготовительные работы потоков ОПИУ или ОПИ (τподг.) – рассчитывают по действующим нормативным документам с учетом фактических объемов работ для данной технологической структуры;

б) промежуточные работы потоков ОПИУ или ОПИ (τпром.) для всех процессов – устанавливают по любой из технологических структур в

соответствии с действующими нормативными документами и с учетом фактических объемов работ для данного процесса;

в) заключительные работы потоков ОПИУ или ОПИ (τзакл.) – рассчитывают по действующим нормативным документам с учетом фактических объемов работ для данной технологической структуры.

Расчет продолжительности выполнения простых процессов включает определение:

•продолжительности осуществления процесса промывки с пропуском поршней-разделителей по формуле (сут):

где Dу – условный диаметр трубопровода, м; l – протяженность участка, км; К1

– коэффициент, учитывающий организационно-технические перерывы в работе наполнительных агрегатов или передвижных компрессорных станций К1=0,6-0,8; К2 – коэффициент, учитывающий объем предварительного заполнения трубопровода водой для его промывки, К2 = 1,15-1,20; Qнап – производительность наполнительного агрегата, м3/ч; Z1 – число наполнительных агрегатов;

• продолжительности продувки воздухом по формуле (сут.):

где Dрес – диаметр ресивера, м; lрес – длина ресивера, км; Ррес – давление в ресивере при продувке, кгс/см2; Qкомп – производительность компрессора, м3/ч;

Z – число компрессоров; τпроп– продолжительность организации продувки и пропуска очистного поршня, τпроп = 1 сут.;

258