Уточненный гидравлический расчет

Уточнив глубину залегания нефтепровода и толщину его стенки, проведем гидравлический расчет с измененными показателями:

;

;

h = 1.02i·L+z=1.02^.0.03061·519·10³ +46 =1666,26 м.

Уточним количество НПС:

;

Расстановка станций

Определим величину необходимого подпора:

где – давление насыщенных паров, Па;

–подпор, необходимый для бескавитационной работы насоса, м.

Расстановка НПС должна производиться с учетом равномерного распределения давления по всем насосным станциям нефтепровода.

Потери по длине нефтепровода – h_τ = 1666.26 м;

Число НПС – n=4.

Напор, создаваемый одним насосным агрегатом при заданном расходе:

.

Напор, развиваемый насосной станцией:

.

Тогда напор в конце трубопровода:

.

Полученное значение превышает допустимое, поэтому следует обточить колеса на всех насосных станциях. Напор станции после обточки колес в насосах должен быть равен:

.

Требуемый напор одного насоса:

.

Новый диаметр колеса должен быть равен:

.

Величина обточки составляет % = 4,84%.

Проверка.

Коэффициент быстроходности насоса:

Рис. Зависимость величины обрезки р.к. от коэффициента быстроходности

Полученное значение величины обточки входит в допустимый интервал 9%.

Новые коэффициенты характеристики насоса:

Таблица 14. Расстановка насосных станций. (Согласно приложению 2)

Номер станции	Отметка по трассе, км	Высотная отметка, м
НПС-1	0.00	134,00
НПС-2	101.00	238.00
НПС-3	223.00	264.00
НПС-4	388.00	180.00

Раскладка труб по толщине стенки

Для экономии металла на сооружение линейной части необходим расчет, позволяющий уменьшить толщину стенки в соответствии с эпюрой рабочих давлений, которая строится при работе трубопровода через одну отключенную станцию для возможности планового вывода любой станции из работы для проверки систем автоматизации и сигнализации.

Расчетная эпюра напоров получена по следующему принципу: напор в линии равен расстоянию от линии гидравлического уклона до линии профиля нефтепровода.

Расчетная эпюра приведена в Приложении 2.

Произведем расчет прочности трубопровода при толщине стенки δ=10 мм:

Пересчитаем значение предельного давления в значение максимально выдерживаемого напора для нашей нефти:

По ГОСТ 10706-76 толщина стенки трубы с наружним диаметром 1020 не может быть меньше 10 мм, значит, на всем протяжении трубопровода толщина не изменяется.

Прочностная эпюра построена в приложении 3.

Теплогидравлический расчет в зимний период

С учетом тепла сил вязкого трения изменение температуры потока нефти в трубопроводе описывается выражением:

;

где:

–число Шухова;

–температура, обусловленная теплом трения;

Т_н - начальная температура нефти,;

K - коэффициент теплопередачи, К = 2 ;

T_гр- температура грунта;

С_v = 1900 – удельная теплоемкость нефти.

;

;

.

Пересчитываем все параметры перекачки под эту температуру.

Плотность нефти:

.

Определение секундного расхода:

Вязкость нефти:

.

Число Рейнольдса:

Коэффициент гидравлического сопротивления:

.

Гидравлический уклон:

.

Напор, создаваемый одним насосным агрегатом при заданном зимнем расходе:

м.

Напор, развиваемый насосной станцией:

.

Общие потери в нефтепроводе:

.

Тогда напор в конце трубопровода:

.

Полученное значение превышает допустимое. Для регулирования применим метод изменения частоты ротора.

.

Требуемый напор одного насоса:

.

Для подачи требуемого напора необходимо снизить частоту вращения ротора до

2749 об/мин.

Таблица 16. Необходимая частота вращения ротора зимой.

Напор станции после изменения частоты вращения [м]	415,38
Напор насоса после изменения частоты вращения [м]	138,46
Новая частота вращения [об/мин]	2749