Задачник по трубопроводному транспорту нефти нефтепродуктов и газа

где v0 = 4Q /TC• d 2 Д 0 —скорость жидкости и коэффициент гид­ равлического сопротивления в неразветвленной части трубопро­ вода, соответственно.

Течение жидкости на участке с лупингом можно представить как течение на таком же участке без лупинга, но в трубопроводе с увеличенным (эквивалентным) диаметром d 3. Для этого доста­ точно принять:

где Хэ — коэффициент гидравлического сопротивления в нераз­ ветвленной части трубопровода, вычисленный по эквивалентно­ му диаметру d3.

ЗАДАЧИ

36. Профиль участка нефтепродуктопровода ( L = 1 2 0 км, D = 530 х 8 мм, А = 0,15 мм) представлен таблицей:

(х - координата сечения; z - геодезическая отметка). Давле­ ние р к в конце участка равно 0,3 МПа. Какой минимальный

расход дизельного топлива ( р = 840 кг/м3, V = 5 сСт,

ру =0,01 МПа) должен быть в трубопроводе, чтобы в нем

не возникали самотечные участки? Ответ. 775 м3/ч.

34

40. Основываясь на условии предыдущей задачи, опре­ делить, на сколько нужно увеличить расход перекачки (со­ хранив при этом давление в конце участка трубопровода) для того, чтобы самотечный участок, имеющийся в трубо­ проводе, исчез.

Ответ. На 17,9 атм.

41. Данные о профиле нефтепродуктопровода, транс­ портирующего бензин (р = 735 кг/м3, ру =0,07 МПа), приведены в нижеследующей таблице:__________ _____

(х координата сечения; z - геодезическая отметка). Опре­ делить, имеются ли в этом трубопроводе самотечные участ­ ки и, если есть, то где они расположены. Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. Давления, выраженные в МПа, округлять с точностью до десятых.

Ответ. Имеется один самотечный участок с началом в сечении 60 км и протяженностью 34,975 км.________

42.Расход нефти на самотечном участке нефтепровода ( D = 720 х 10 мм, а = -1 °) равен 2000 м3/ч. Какова степень заполнения сечения трубопровода нефтью ( v = 25 сСт) на этом участке?

Ответ. 50,4 %.

43.Профиль нисходящего участка АВ нефтепродукто­

провода ( L = 5000 м, D = 530 х 8 мм, А = 0,3 мм) наклонен

к горизонту под углом а = 5° При перекачке бензина (р = 735 K T/ M 3, V = 0,6 сСт.) с расходом 700 м3/ч нем образу­

ется самотечный участок длиной 2000 м, считая от пере­ вальной точки А. Определить объем парогазовой полости.

Ответ. 318 м3

36

но, что течение нефти в обеих ветвях участка происходит в

зоне гидравлически гладких труб. Ответ. d3 = 799 мм.

чить пропускную способность участка на 20 %. Поскольку увеличить давление на перекачивающей станции оказалось невозможным, то решили проложить лупинг с диаметром, равным диаметру основной магистрали. Определить длину такого лупинга.

отвод, через который ведется подкачка той же нефти с рас-

о

ходом q = 500 м /ч. Какое давление необходимо поддержи­ вать в начале участка для того, чтобы в конце участка оно составляло 0,5 МПа.

Ответ. 30,1 МПа.

равно 5,5 МПа, а р к в конце участка - 0,3 МПа ( z K= 100 м); по трубопроводу перекачивают дизельное топливо ( р = 840

кг/м , v = 4 сСт). В сечении х = 80 км ( z80 = 75 м) к тру­ бопроводу присоединен практически горизонтальный отвод (D 0 = 156x5 мм, Д0 =0,1 мм, /0 = 4000 м). Найти расход жидкости в отводе, считая его полностью открытым и имеющим давление в конце, равное 0,2 МПа.

Ответ. 160 м3/ч.

37

1.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ НАСОСОВ И НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Справочный материал

Для создания и поддержания в трубопроводе напора, доста­ точного для обеспечения транспортировки нефти или нефтепро­ дукта, используют нефтеперекачивающие станции (НПС). Ос­ новное назначение каждой НПС состоит в том, чтобы забрать жидкость из сечения трубопровода с низким напором, увеличить этот напор и затем ввести транспортируемую жидкость в сечение трубопровода с высоким напором, поэтому главным элементом НПС являются насосы. Таким образом, насосы - это устройства для принудительного перемещения жидкости от сечения с меньшим значением напора Н в (в линии всасывания насоса) к

сечению с большим значением напора Н н (в линии нагнетания).

Величина Н = Н н —Н в разности напоров между линиями на­

гнетания и всасывания, то есть создаваемый насосом напор, на­ зывается дифференциальным напором насоса

Н = Н „ .-Н . = Р"-~Р‘- . (38)

Pg

Расход Q жидкости, проходящей через насос, называется его подачей.

Для перекачки нефтей и нефтепродуктов используют, в ос­ новном, центробежные насосы, в которых необходимый напор создается за счет центробежной силы. При этом, чем больше на­ пор Н , который должен создать такой насос, тем меньше подача Q , которую он может обеспечить. Зависимость Н = H(Q) назы­

вается гидравлической (Q —Н )— характеристикой насоса. Гид­

равлические характеристики центробежных насосов обычно представляют двучленной зависимостью

в которой а и b — коэффициенты аппроксимации. Гидравличе­ ские (Q —Н) — характеристики некоторых центробежных насо­

сов, предназначенных для перекачки нефти и нефтепродуктов, приведены в таблице 2.

Гидравлическая (Q —Н )— характеристика НПС складыва­

ется из соответствующих характеристик отдельных насосов станции, соединенных последовательно или параллельно, а также характеристик станционных трубопроводов (системы обвязки) станции:

HCT. = HcyM.(Q )- h ct(Q), (40)

где Н сум (Q)— суммарная характеристика насосов, установлен­ ных на станции; hCT(Q )- характеристика станционных трубо­ проводов.

Полезная мощность N n насосной установки определяется формулой

в которой Н —дифференциальный напор, развиваемый насосом; Q — подача насоса. В системе СИ мощность измеряется в Ват­

тах: [ N n ] = кг/ м3х м/с2х м3/сX м = (кг-м2/ с 2 )/с = Дж/с = Вт. Мощность N Bна валу насоса определяется формулой

_ PgQH

В. » (42) Ли.

где Т|н - коэффициент полезного действия центробежного на­ гнетателя.