1.4 Работа НПС на магистральный трубопровод.
Нефтепроводная система, включающая ряд насосных станций, резервуарных парков, систем регулирования давления, сложную систему местных сопротивлений и т.д., при перекачке нефтей, имеющих меняющиеся физические параметры, работает в условиях непрервного изменения режимов, подчиняющихся вероятностным закономерностям. Такая закономерность изменения режимов объясняется рядом факторов. Основными из лих являются:
-
Переменная загрузка нефтепровода, вызванная изменением величины подачи нефти с промыслов; нефти могут смешиваться у головных сооружений в различных пропорциях, что вызывает изменения расхода и их физических свойств;
-
Колебания физических параметров перекачиваемых нефтей,, вызванные сезонными и местными изменениями температуры грунта, влиянием содержания воды, парафинов, растворенного газа и т. д.;
-
Технологические факторы — изменения параметров насосов в результате их износа, наличие нестационарных процессов, связанных с переключением насосов, внезапной остановкой их из-за выключения электроэнергии, действия инерционных масс жидкости; изменение объема перевалочных операций и т. д.;
-
Аварийные и ремонтные ситуации, вызванные нарушением надежности работы оборудования; изменение уставок предельной защиты, внезапное срабатывание защиты.
Некоторые из изложенных факторов действуют систематически, другие — периодически, воздействие их может быть знакопеременным. При многообразии этих факторов создаются типичные условия стохастического (вероятностного) характера режимов работы трубопроводов. Они имеют случайный характер, точно определить их величину расчетным путем уже невозможно. В этом случае применяется аппарат математической статистики, позволяющий на основе теории вероятностей приближенно (с некоторой степенью вероятности) рассчитать возможные режимы работы нефтепровода.
Колебания в трубопроводе неизбежны, так как трудно устранить воздействие указанных факторов, требует применение для расчетов более сложных статистических методов анализа, Колебания расхода во времени приводят к увеличению затрат электроэнергии, увеличению себестоимости перекачки, снижают надежность работы трубопровода. Особенно отрицательно сказывается неравномерность перекачки на расходе электроэнергии. Расход электроэнергии увеличивается с ростом коэффициента вариации подачи.(Л.Г Колпаков «Центробежные насосы магистральных нефтепроводов»)
Для оптимизации расхода электроэнергии и работы НПС применяется регулирование режимов работы. Регулирование режимов работы можно подразделить на 2 группы:
1) Регулирование режима работы НПС воздействием на трубопровод, тут такие режимы регулирования как: дросселирование потока на напорном патрубке, байпасирование части жидкости на вход насоса.
2) Регулирование режимов работы НПС воздействием на насос, здесь можно выделить следующие методы регулирования: изменение частоты оборотов ротора насоса, применение сменных колес, обточка рабочего колеса. (Более подробно рассмотрены в следующем пункте курсовогопоекта)
Так же можно изменить схему соединения насосных агрегатов. Схему соединения подбирают от назначения НПС во время проектирования. Существуют следующие схемы соединения:
-
Параллельная схема соединения;
-
Последовательная схема соединения;
-
Комбинированная схема соединения.
Параллельную схему соединения применяют для увеличения производительности НПС. Последовательную — для увеличения напора.
В свою очередь комбинированная применяется как для увеличения подачи так и для увеличения производительности.
Дросселирование потока достигается путем частичного или полного перекрытия задвижки на напорном патрубке, при этом можно получить любой режим работы плоть до полного перекрытия трубопровода. Применение дросселирования не рекомендуется так как это приводит к снижению КПД насоса, и возможно к кавитации.
Байпасирование представляет собой перепуск части жидкости по обводной линии. Достигается открытием задвижки на обводной линии, напорный патрубок соединяется со всасывающим и происходит циркуляция жидкости. Данный метод не экономичен так как нет возможности малого регулирования потока.
(Галеев Карпаченко, «магистральные нефтепродуктопроводы»)