3. Нагрузки и воздействия на мт

При расчете трубопроводов следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании и эксплуатации.

1. Постоянные

• Масса (собственный вес)

q = n ^. _ст ^. F_сеч

n – коэффициент перегрузки = 1.1; _ст – плотность стали F_сеч – площадь сечения трубы

• Воздействие предварительного напряже­ния трубопровода (упругий изгиб и др.)

_изг=(Е ^. D)/(2 R)

Е – модуль Юнга = 2.1 ^. 10⁵ МПа; D – наружний диаметр; R – радиус упругого изгиба (не менее 900 диаметров)

• давление грунта сверху

q_гр = n ^. q_гр^н= n ^. _гр ^. h_ср

n = 1.2; h_ср – средняя глубина заложения трубопровода

• гидростатическое давление воды

q_гр = n ^. q_в^н=^. _в ^. h_в

n = 1; h_в – толщина слоя воды над трубой

2, Временные длительные нагрузки

• внутреннее давление

вызывает кольцевые и продольные напряжения

_кц = n ^. (Р ^. D_вн)/(2)

n = 1.1 для газа или 1.15 для нефти;  - толщина стенки

_{прод N} = n ^. _пр^н = n ^.  ^. _кц^н

 = 0.3 – коэффициент перераспределения

• масса продукта

q_газа=100 ^. Р ^. D_вн²

Р – давление газа, МПа; D_вн – диаметр [м]

q_нефти = _н ^. g ^. (D_вн²)/4

• температурное воздействие

_{пр t} = -  ^. E ^. t

 - коэффициент линейного расширения = 1.2 ^. 10^{-5 0}С^-1; t – разность между температурой эксплуатации и температурой фиксации трубы.

• воздействие неравномерных деформаций грунта без нарушения его структуры

3. Кратковременные нагрузки

• снеговая

q_сн = Р_сн ^. С_сн

Р_сн – вес снегового покрова на 1 м² грутна; С_сн – коэффициент снеговой нагрузки = 0.4 для одной нитки (для нескольких ниток – по СниП)

• ветровая

q_ветр = D_н ^. (q_стат + q_дин)

q_стат и q_дин – статическая и динамическая нагрузки на трубу

• гололедная

q_лед = 17 ^. b ^. D_н

b – толщина слоя гололеда, мм;

• нагрузка от морозного растрескивания грунта

• нагрузка от пропуска очистных устройств

• оползневые нагрузки

3. Особые нагрузки

• воздействие деформации земной поверхности в районах горных выработок

• воздействие деформации грунта, сопровождающееся изменением его структуры

• Воздействия, вызываемые развитием солифлюкционных и термокарстовых процес­сов

Оценка использования оборудования

Использование оборудования по времени оценивается коэф. экстенсивного использования k_Э. Для линейной части:

, где l_i- длина i-го участка;t_i- время работы i-го участка в анализируемом периоде работы трубопровода; L- длина анализируемого участка; t- продолжительность анализируемого периода.

Для оборудования: , где t_р – время работы оборудования в анализируемом периоде.

Проектная величина k_ЭП определяется соотношением: , где n_p, n – количество рабочего и установленного оборудования.

Высокое значение k_Э не всегда свидетельствует о рациональности использования оборудования. Большое значение имеет степень его загрузки. Интенсивность использования оборудования оценивается соотношением фактических значений производительности, потребляемой мощности или теплосъема к проектным, располагаемым или номинальным их значениям.

Возможность эффективного использования оборудования во многом зависит от производительности т/п. Для оценки степени загруженности т/п анализируются значения коэффициентов использования проектной производительности k_ПР и пропускной способности k_ТВ.

, , где Q - фактическая производительность; Q_пр- проектная производительность; Q_ТВ - техническая возможная (максимальная) пропускная способность.

Интенсивность использования перекачивающих агрегатов характеризуется коэффициентом загрузки k_И: , где N_E, N_P – потребляемая и располагаемая мощность агрегата при условиях эксплуатации.

Потребляемая агрегатами мощность определяется по приведенным характеристикам ЦН или из уравнения .

Располагаемая мощность ГТУ зависит от давления и температуры воздуха:

, где - номинальная мощность ГТУ; k_N - коэффициент технического состояния ГТУ, принимаемый по данным исследования технического состояния агрегата (при отсутствии данных принимается равным 0,95); k₀ - коэффициент, учитывающий влияние противообледенительной системы; k_Y - коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла выхлопных газов , k_Y=0,985; k_О - коэффициент, учитывающий влияние температуры наружного воздуха; Т_З, - фактическая и расчетная температура воздуха перед осевым компрессором; Р_А, - фактическое и расчетное давление воздуха.

Коэф. k₀ принимается равным 1 при отсутствии противообледенительной системы и при тем-ре на входе осевого компрессора выше 5 C. При прочих условиях можно принять k₀ = 0,9.

Располаг. мощность синхронного эл.двигателя принимается равной номин. мощности при номинальных параметрах системы охлаждения. Номинальные тем-ры охлаждения составляют 30°C при охлаждении воздухом и 40° при охлаждении водой. Повышение тем-ры воды или воздуха приводит к снижению располагаемой мощности. Интенсивность использования АВО характеризуется отношением фактического и ожидаемого среднего коэф. тепловой эффективности.

Качество очистки газа циклонными ПУ зависит от производительности. При малых производительностях скорости течения газа в циклонах получаются ниже оптимальных, что снижает качество очистки, а при больших производительностях возрастает унос газом жидкости. Нормальной работе пылеуловителя соответствует условие:Q_max > Q > Q_min Максимальная производительность Q_max и минимальная Q_min определяются по характеристикам пылеуловителей в зависимости от давления газа на выходе в КС и его плотности.