4 Регулирование методом перепуска (байпасирования).

Метод перепуска части жидкости во всасывающую линию насосов (байпасирование) применяется в основном на головных станциях. При открытии задвижки на обводной линии (байпасе) напорный трубопровод соединяется с всасывающим, что приводит к уменьшению сопротивления после насоса и рабочая точка перемещается из положения А₁ в А₃ (рис. 1.25). Расход Q_Б=Q₃-Q₂ идет через байпас, а в магистраль поступает расход Q₂.

Коэффициент полезного действия байпасирования составляет

. (1.69)

На практике байпасирование используется редко из-за неэкономичности. Метод регулирования байпасированием следует применять при крутопадающих характеристиках насосов. В этом случае он экономичнее дросселирования.

6 Режимы работы нефтепровода при отключении отдельных нефтеперекачивающих станций. Построение совмещенных характеристик.

Временное отключение какой-либо перекачивающей станции может быть вызвано перебоями в системе энергоснабжения, аварией, ремонтными работами и т. п. При выходе из строя перекачивающей станции режим нефтепровода резко изменится. Рассмотрим нефтепровод, состоящий из одного эксплуатационного участка с n перекачивающими станциями. Все ПС оборудованы однотипными насосами. Запишем уравнение баланса напоров

, (1.70)

где a_П, b_П, a_М, b_М – коэффициенты напорной характеристики подпорного и магистрального насоса;

m_{M i} – число работающих магистральных насосов на i-й перека­чивающей станции;

m_П – число работающих подпорных насосов на ГПС.

Из уравнения баланса напоров производительность нефтепровода со всеми работающими станциями составляет

. (1.71)

Если бы нефтепровод был рассчитан на работу при любых напорах (давлениях), то при отключении любой одной станции расход в трубопроводе составил бы

. (1.72)

Очевидно, что Q_*<Q.

В действительности величины напоров и подпоров перекачивающих станций должны удовлетворять условиям

, (1.73)

где H_{ПС max i}, H_{min i} – разрешенные значения напора и подпора i-й ПС.

В качестве примера рассмотрим работу нефтепровода с четырьмя перекачивающими станциями [3]. Примем для простоты, что все перекачивающие станции оснащены однотипными насосами, нефтепровод состоит из одного эксплуатационного участка, перевальные точки по трассе нефтепровода отсутствуют (L=L_Р), ограничения по напору и подпору ПС одинаковы (H_ПСmax, H_min).

Рассмотрим случай, когда аварийное отключение произошло на станции ПС-4 (рис. 1.26).

Рис. 1.26. Расчетная схема нефтепровод

Перекачивающая станция, расположенная до отключенной (ПС-3), будет работать на сдвоенный перегон, то есть протяженность третьего линейного участка будет равна l_3-4=l₃+l₄.

Проверим выполнение граничных условий (1.73). Результаты вычислений представим в табличной форме (табл. 1.6).

Таблица 1.6

Расчетные значения подпоров и напоров ПС

Участок	Подпор на входе ПС	Напор ПС	Напор на выходе ПС	Потери напора на участке
1		HCT1=mM1(aM––bMQ*2-m)	HПС1=H1+ +HCT1	H1=1,02fl1Q*2-m+z2-z1
2	H2= HПС1-H1	HCT2=mM2(aM––bMQ*2-m)	HПС2=H2+ +HCT2	H2=1,02fl2Q*2-m+z3-z2
3+4	H3= HПС2-H2	HCT3=mM3(aM––bMQ*2-m)	HПС3=H1+ +HCT3	H3-4=1,02f(l3+l4)Q*2-m+ +zK-z3
КП	HКП= HПС3-H3-4= hОСТ

Графическое решение задачи о регулировании работы нефтепровода при отключении одной из перекачивающих станций показано на рис. 1.27.

Рис. 1.27. Совмещенная характеристика ПС и участков нефтепровода

Условные обозначения :

1 - характеристика участка 1,02^.f^.l₁^.Q^2-m + z₁ , (z₁= z₂-z₁);

2 - характеристика участка 1,02^.f^.(l₁+l₂)^.Q^2-m + z₂ , (z₂= z₃-z₁);

3 - характеристика участка 1,02^.f^.(l₁+l₂+l₃)^.Q^2-m + z₃ , (z₃= z₄-z₁);

4 - характеристика участка 1,02^.f^.(l₁+l₂+l₃+l₄)^.Q^2-m + z₄+ h_ост , (z₄= z_К-z_Н);

a-b , a’-b’ - подпор на ПС-2 ; c-d , c’-d’ - подпор на ПС-3;

k_M – общее число работающих магистральных насосов