Теория / Транспортировка нефти
.pdf
Расчет гидравлического режима магистрального трубопровода. Уравнение Дарси-Вейсбаха и гидравлический уклон i
41
Расчет гидравлического режима магистрального трубопровода. Определение коэффициента гидравлического сопротивления λ
|
|
– абсолютная шероховатость внутренней поверхности трубы (м). Значения |
|
d |
при расчётах: новые трубы – 0,05 мм; трубы после нескольких лет |
|
|
|
эксплуатации – 0,15 ÷ 0,25 мм; старые – 0,5 ÷ 1,0 мм. |
42 |
|
|
|
|
Удельный расход электроэнергии (кВт*ч/1000т*км), металловложения и стоимость магистральных нефтепроводов различного диаметра
|
Скорость перекачки |
|
|
|
|
Диаметр нефтепровода, мм |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нефти, м/с |
219 |
273 |
|
325 |
377 |
426 |
530 |
720 |
|
820 |
1020 |
1220 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
30,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
44,9 |
31,2 |
|
23,6 |
18,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1,0 |
53,4 |
36,5 |
|
23,8 |
23,1 |
16,5 |
12,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 |
61,9 |
43,4 |
|
35,7 |
27,9 |
18,5 |
14,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1,2 |
|
50,3 |
|
44,6 |
34,0 |
20,4 |
15,8 |
10,3 |
|
8,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,3 |
|
|
|
|
41,5 |
23,4 |
18,1 |
11,8 |
|
10,4 |
8,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4 |
|
|
|
|
|
23,6 |
20,5 |
13,3 |
|
11,5 |
9,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
23,6 |
14,8 |
|
12,8 |
10,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,6 |
|
|
|
|
|
|
27,4 |
16,4 |
|
13,9 |
11,4 |
10,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1,7 |
|
|
|
|
|
|
|
18,4 |
|
15,2 |
12,2 |
10,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
20,4 |
|
16,6 |
13,3 |
11,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,9 |
|
|
|
|
|
|
|
22,8 |
|
18,3 |
14,4 |
11,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Металловложения |
31-37 |
46-52 |
|
55-64 |
64-82 |
85-102 |
95-105 |
150-165 |
174-192 |
268-298 |
396-430 |
|
|
|
(т/км) |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоимость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
строительства |
- |
- |
|
- |
- |
- |
350 |
500 |
|
650 |
1000 |
1250 |
|
|
(тыс. долл. за 1 км) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Пропускная способность, млн.т/год |
|
|
5-10 |
10-20 |
15-30 |
20-50 |
40-80 |
|||||||
Условный диаметр трубопровода, мм |
|
|
500 |
700 |
|
800 |
1000 |
1200 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
43
Насосы для перекачки нефти и нефтепродуктов
Насосы − гидравлические машины для перекачки жидкостей (устройства для принудительного перемещения жидкости) от сечения с меньшим значением напора (в линии всасывания) к сечению с большим значение напора (в линии нагнетания).
Насос нефтяной магистральный типа НМ – горизонтальный, одноступенчатый, с рабочим колесом двухстороннего входа и спиральным отводом жидкости от колеса.
Предназначен для перекачивания нефти и нефтепродуктов с температурой от -5°С до 80°С. Приводом служит электродвигатель, который соединен с насосом упругой муфтой
Насос нефтяной подпорный вертикальный типа НПВ – вертикальный, одноступенчатый, с рабочим колесом двустороннего входа.
Предназначен для перекачивания нефти к магистральным насосам и создания перед ними подпора, необходимого для обеспечения бескавитационной работы.
44
Центробежные нефтеперекачивающие агрегаты (ЦНА) для перекачки нефти и нефтепродуктов
ЦНА состоит из двух основных частей:
привода, вращающего вал насоса (мощный электродвигатель);
и центробежного насоса, внутри корпуса (статора) которого находится ротор (рабочее колесо).
С помощью этих лопаток ротора нефть перемещается из области низкого давления (линии всасывания) в область высокого давления (линию нагнетания).
Развиваемый насосом дифференциальный напор − это разность удельных механических энергий жидкости на выходе из насоса и на входе в него, т.е. создаваемое им увеличение давления, выраженное в метрах столба транспортируемой жидкости.
Брандемауэрная стенка
Насос |
Электродвигатель |
45 |
Устройство нефтяных насосов с односторонним подводом жидкости к ротору (рабочему колесу)
1 – полость всасывания (на оси ротора), 2 – полость нагнетания (перпендикулярно оси ротора),
3 и 7 – фланцы для подключения гидравлических коммуникаций, 4 – вал подключения электродвигателя, 5 – диффузор (место, в котором происходит возрастание давления), 6 – рабочее колесо,
8 и 9 – корпус.
46
Устройство нефтяных насосов с односторонним подводом жидкости к ротору (рабочему колесу). Возникновение кавитации на входе в насос
Магистральным нефтяным насосам на входе необходимо иметь избыточное давление (т.н. кавитационный запас), чтобы предотвратить явление кавитации.
Кавитация – это явления образования в перекачиваемой жидкости полостей (кавитационных пузырьков), заполненных парами этой жидкости или растворенных в ней газов (для нефти – растворенного в ней природного газа), с последующим схлопыванием этих пузырьков, образованием ударной волны и высвобождением большого количества энергии. Кавитация возникает на входе (в области всасывания) насоса в результате местного понижения давления жидкости при увеличении её скорости. Кавитация приводит к быстрому износу частей ротора (рабочего колеса) насоса и снижает эффективность работы насоса.
47
Центробежные нефтеперекачивающие агрегаты (ЦНА) для перекачки нефти и нефтепродуктов с двусторонним подводом жидкости
48
Центробежные нефтеперекачивающие агрегаты (ЦНА) для перекачки нефти и нефтепродуктов с двусторонним подводом жидкости
Нефть из линии всасывания (1) попадает внутрь рабочего колеса (2) в осевой его части.
Колесо закреплено на массивном вале (3), приводимом во вращение приводом — электродвигателем (на рисунке не показан).
Центробежная сила инерции перемещает нефть от центра к периферии колеса в линию нагнетания (4) насоса, создавая тем самым в линии нагнетания давление большее, чем в линии всасывания.
49
Принцип работы центробежных МН
1 |
2 |
|
3 |
4 |
50