1.5.8. Определение числа перекачивающих станций

На основании уравнения баланса напоров, необходимое число перекачивающих станций составит

, (1.40)

где H_СТ=m_Мh_М– расчетный напор станции.

Как правило, значение n₀оказывается дробным и его следует округлить до целого числа.

Рассмотрим вариант округления числа ПС в меньшую сторону (рис. 1.13.). В этом случае при n<n₀напора станций недостаточно, следовательно для обеспечения плановой производительности Q_ПЛнеобходимо уменьшить гидравлическое сопротивление трубопровода прокладкой дополнительного лупинга (вставки большего диаметра). При этом характеристика трубопровода станет более пологой и рабочая точка А₁сместится до положения А₂.

Рис. 1.13. Совмещенная характеристика нефтепровода

при округлении числа ПС в меньшую сторону

1 – характеристика трубопровода постоянного диаметра;

2 – характеристика трубопровода с лупингом (вставкой)

Необходимую длину лупинга определяем следующим образом. Запишем уравнение баланса напоров для расчетного n₀ и округленногоn числа перекачивающих станций

(1.41)

Вычитая из первого уравнения второе, получим

(1.42)

откуда

(1.43)

Аналогичное выражение можно получить и для вставки большего диаметра

(1.44)

Во втором случае при округлении числа перекачивающих станцийn₀ в большую сторону, в трубопроводе установится расходQ>Q_ПЛ (рис. 1.14). Если нет возможности обеспечить такую производи­тель­ность, требуется снизить напор станции. Уменьшить напоры ПС можно следующими способами: установкой сменных роторов, отключением части насосов (циклической перекачкой), а также обточкой рабочих колес.

Рис. 1.14. Совмещенная характеристика нефтепровода

при округлении числа ПС в большую сторону

При обточке рабочего колеса магистрального насоса его напор должен быть уменьшен до величины

(1.45)

Диаметр уменьшенного после обточки рабочего колеса равен

, (1.46)

где D_З– диаметр заводского рабочего колеса;

Q – подача насоса, равнаяQ_ПЛ;

а_М,b_М– коэффициенты характеристики магистрального насоса, равные

; (1.47)

(1.48)

h_М1,h_М2– напор магистрального насоса, соответственно при подачахина границах рабочего диапазона.

Для построения характеристики (Q–H) насоса с обточенным рабочим колесом пользуются соотношениями

(1.49)

где Q_З,h_М– координаты точки заводской напорной характеристики насоса.

Следует отметить, что степень обточки рабочего колеса D_У/D_Здолжна быть не менее 0,9. В противном случае это приведет к значительному уменьшению коэффициента полезного действия насоса.

При циклической перекачке эксплуатация нефтепровода осуществляется на двух режимах (рис. 1.15): часть планового времениT₂ перекачка ведется на повышенном режиме с производительностьюQ₂>Q_ПЛ(например, если на каждой ПС включеноm_Ммагистральных насосов). Остаток времениT₁нефтепровод работает на пониженном режиме с производи­тельностьюQ₁<Q_ПЛ(например, если на каждой ПС включеноm_М -1 магистральных насосов).

Параметры циклической перекачки определяются из решения системы уравнений

(1.50)

где V_Г – годовой объем перекачки,V_Г=G_Г/.

Значения Q₁ иQ₂ определяются из совмещенной характе­ристики либо аналитически. Решение системы сводится к вычислениюT₁ и T₂

.(1.51)