3.2. Вибір схеми підключення насосів на нпс і визначення пропускної здатності

Графік залежності загальних втрат напору від подачі побудуємо в одній координатній площині з математичними моделями характеристик Hст1=f(Q); Hст2=f(Q); Hст3=f(Q) нафтоперекачувальної станції, що були отримані в розділі 2.1. В цій же координатній площині побудуємо прямі допустимого напору Hдоп (при робочому тиску Pдоп=5.9 МПа) і заданої витрати Q=5600.641 м³/год (додаток В).

З отриманого загального графіка (рис. 2.1, додаток В) видно, що найбільш оптимальним є послідовне підключення одного підпірного і двох робочих магістральних насосів (третій магістральний насос знаходиться в запасі). При такому підключенні забезпечується необхідний напір (при заданій подачі), оскільки він міститься між робочими напорами при схемах підключення “один підпірний насос — один робочий магістральний насос” та “один підпірний насос — два робочих магістральних насоса”. При одночасній роботі трьох магістральних насосів необхідний напір теж забезпечується, але третій насос буде споживати зайву потужність для створення більшого робочого напору, який при експлуатації нафтопроводу все рівно доведеться зменшувати до необхідного.

Для визначення пропускної здатності системи “НПС — прилегла дільниця нафтопроводу” на отриманому графіку (рис. 2.2, додаток В) знайдемо подачу, при якій перетинаються крива Hст2=f(Q) характеристики НПС при схемі підключення “один підпірний насос — два робочих магістральних насоса” і крива H=f(Q) залежності загальних втрат напору від подачі.

Отже, пропускна здатність системи “НПС — прилегла дільниця нафтопроводу”, визначена графоаналітичним способом, буде дорівнювати:

Q_о= 6400 м³/год.

4. Аналітичний розрахунок пропускної здатності системи “нпс — прилегла дільниця нафтопроводу”

Для знаходження пропускної здатності системи “НПС — прилегла дільниця нафтопроводу” аналітичним методом складемо програму на мові програмування GwBasic (додаток Г). За допомогою даної програми ми заходимо оптимальну пропускну здатність, коли напір, що створює нафтоперекачувальна станція H_ст, дорівнює загальним втратам напору в залежності від подачі Н_заг.

H_ст= Н_заг, (4.1)

де H_ст= A_ст-B_стQ², (4.2)

H_заг=1.02h+z+h_підп.. (4.3)

Для обчислення оптимальної пропускної здатності в цій програмі застосовано метод ітерації (поступового наближення). Ідентифікатори, що використовуються в даній програмі подані в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1. — Ідентифікатори, що використовуються в програмі.

Параметр

Q

H

Hcт

h

w

L

d







Ke

Re

ReI

ReII

Ідентифікатор

Q

H

HCT

HT

W

L

D

NU

LYA

E

KE

RE

RE1

RE2

Параметр

hпідп

z

aп

aм

bп

bм

Aст

Bст

Початкова подача

Кінцева подача

Крок зміни подачі

Ідентифікатор

HP

DZ

AN

A

BN

B

ACT

BCT

Q1

Q2

DQ

Опис виконання даної програми представлено в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2. — Словесний алгоритм програми аналітичного розрахунку пропускної здатності системи “НПС — прилегла дільниця нафтопроводу”.

Рядки програми	Опис
20-90	Ввід вхідних даних
100-260	Ітераційний цикл аналітичного розрахунку пропускної здатності (задаємося початковою і кінцевою подачею, а також кроком її зміни)
110-120	Знаходження напору, що створює НПС; H, м
130	Знаходження швидкості потоку рідини; w, м/год
140	Знаходження числа Рейнольдса, Re
150	Знаходження відносної шорсткості, 
160-210	Визначення коефіцієнту гідравлічного опору у відповідній зоні тертя; 
220	Знаходження втрат напору на тертя; h, м
230	Знаходження загальних втрат напору в трубопроводі; H, м
240	Знаходження різниці |Нст-H|
250	Якщо Нст=H (з певною точністю), тоді подача, для якої обчислюються Нст і H, буде шуканою
270-320	Вивід результатів розрахунку

Отже, оптимальна пропускна здатність системи “НПС — прилегла дільниця нафтопроводу”, визначена аналітичним способом, дорівнює:

Q_о=6342.5 м³/год.