21 Выбор рациональных режимов эксплуатации магистрального нефтепровода

Задачей анализа расчетных режимов перекачки из множества возможных является поиск рациональных режимов, характери­зующихся наименьшими энергозатратами. Очевидно, что такие режимы будут принадлежать кусочно-выпуклой линии, ограничивающей область возможных режимов, и являться ее узловыми точками (рис. 1.31).

Рис. 1.31. Определение границы области рациональных режимов

Левой границей кусочно-выпуклой линии будет режим, имеющий наименьшую величину удельных энергозатрат на перекачку. Значения остальных узловых режимов будут определяться из условия

. (1.93)

Таким образом, параметры циклической перекачки, отвечающие наименьшим энергозатратам, будут определяться из условия работы нефтепровода на двух ближайших узловых режимах, принадлежащих граничной линии. С увеличением числа ПС и типов применяемых роторов магистральных насосов существенно возрастает и количество возможных режимов эксплуатации нефтепровода. Поэтому поиск рациональных режимов необходимо выполнять на ЭВМ.

22 Нефтепровод со сбросом

При сбросе количество нефти, поступающей в правый участок (за пунктом сброса), уменьшается. Перекачивающие станции, расположенные на правом участке, начнут «высасывать» нефть из левой части трубопровода, что приведет к возрастанию расхода на левом участке.

Подпоры на всех промежуточных станциях уменьшатся. Очевидно, что наименьшее значения подпора будет на перека­чивающей станции, где размещен пункт сброса, то есть на c-й ПС (рис. 1.32).

Рис. 1.32. Распределение подпоров и напоров

в случае перекачки со сбросом

Определим критические значения расхода Q_КР и сброса q_КР, соответствующие минимальному допустимому подпору на c-й ПС H_C=H_min.

Для левой части трубопровода уравнение баланса напоров в случае перекачки с критическим сбросом имеет вид

, где m_П – количество работающих (параллельно) подпорных насосов;

z_ЛЕВ=z_C-z_Н.

Критический расход при сбросе составит

. (1.96)Уравнение баланса напоров для правой части трубопровода записывается в виде

(1.97)

Из (1.97) с учетом (1.96) найдем значение критического сброса. (1.98)

23.Нефтепровод с подкачкой В случае подкачки гидравлическое сопротивление в левой части трубопровода возрастает, что приводит к уменьшению расхода. Вследствие этого подпоры на входе ПС, расположенных в левой части нефтепровода, будут возрастать и достигнут наибольшего значения у станции, где производится подкачка, то есть на c-й ПС. В правой части расход увеличивается на величину подкачки, что приводит к уменьшению подпоров ПС в правой части трубопровода.

Рис. 1.33. Распределение подпоров и напоровв случае подкачки наc-й ПС

Таким образом, в случае критической подкачки q_КР напор на выходе c-й ПС достигает максимально допустимого значения H_ПСmax.

Критический расход Q_КР=Q*+q_КР , соответствующий величине критической подкачки, найдем из уравнения баланса напоров для правой части трубопровода

Критический расход составит

. (1.100)

Полагая, что подпор перед c-й ПС в случае критической подкачки равен

, запишем уравнение баланса напоров для левой части

(1.102)откуда величина критической подкачки составляет

. (1.103)