Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка - Магистральный нефтепровод 2-я редак...doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
21.08.2019
Размер:
2.29 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра транспорта и хранения нефти и газа

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ МОДЕЛИ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА

Методическое указание к лабораторной работе

по дисциплине “Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов”

для студентов специальности 130501

Проектирование, сооружение и эксплуатация

газонефтепроводов и газонефтехранилищ”

Санкт-Петербург

2010

УДК 622.002.5.004.62(075.80)

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ МОДЕЛИ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА. Методическое указание к лабораторной работе по дисциплине “Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов” / Коршак А.А., Подавалов И.Ю., Дзарданов О.И.; Санкт-Петербургский государственный горный институт (ТУ), СПб, 2010, 18 с.

Методическое указание предназначено для студентов специальности 130501 “Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ” очной формы обучения. В ней даны краткие теоретические данные, описан принцип действия лабораторной установки, дана методика проведения экспериментов и обработки результатов. В приложении приведены необходимые справочные материалы.

Табл. 6, ил. 7, Библиогр.: 3 назв.

Научный редактор проф. А.А. Коршак

© Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова,

2010 г.

Цель работы - изучение закономерностей изменения давления, расхода и энергозатрат на перекачку в зависимости от количества, схемы включения и числа оборотов привода насосов, а также от изменения конфигурации трубопроводов.

Основные задачи:

1) проверочный гидравлический расчет трубопровода;

2) построение совмещенной характеристики трубопровода и насосов;

3) построение кривой зависимости удельных энергозатрат на перекачку от расхода;

4) определение КПД регулирования.

В ходе работы на установке студенты должны:

    • убедиться:

1) в адекватности методики определения расхода по совмещенной характеристике (режимы I … III);

2) в определяющем влиянии лимитирующего участка на величину расхода;

3) в возможности добиться максимального расхода, благодаря уменьшению напора одних насосов и увеличения напора других.

    • научиться:

1) строить график зависимости удельных энергозатрат на перекачку от расхода;

2) вычислять КПД регулирования.

1. Краткие теоретические сведения

1.1. Расчет производительности трубопровода

Применительно к данной экспериментальной установке, в предположении, что имеет место зона гидравлически гладких труб турбулентного режима, уравнение баланса напоров удобно записывать в виде

, (1)

где n – количество включенных НПС; Ai, Bi – эмпирические коэффициенты в уравнении, описывающем напорную характеристику i-ой НПС; Q – производительность модельного трубопровода; К – коэффициент, величина которого зависит от длины и диаметра модельного трубопровода, а также от вида и качества местных сопротивлений.

Из уравнения (1) находим величину производительности трубопровода

. (2)

Величины коэффициентов Ai и Bi для каждой НПС при заданной частоте вращения роторов насосов находятся решением системы уравнений

, (3)

где Н1, Н2 - напор i-ой НПС при подачах соответственно Q1 и Q2.

Решая систему уравнений (3), получаем:

или , . (4)

Величина коэффициента К находится методом наименьших квадратов из условия

, (5)

что дает

, (6)

где S – число опытов по определению полных потерь напора в трубопроводе; hj – величина полных потерь напора при производительности Qj

;

Рнij, Рвсij – давления соответственно нагнетания и всасывания i-ой НПС при производительности Qj; - плотность воды, принять 1000 кг/м3.

1.2. Расчет удельных энергозатрат на перекачку

Величина удельных энергозатрат на перекачку на данной экспериментальной установке находится по формуле

, (7)

где - мощность, потребляемая i-ой НПС при производительности Qj.

1.3. Определение коэффициента полезного действия насосных станций

По определению

, (8)

где - полезная затраченная мощность на i-ой НПС при производительности Qj равная

. (9)

1.4. Регулирование работы НПС при остановке

промежуточной насосной станции

Характер изменения напоров по длине трубопровода, состоящего из трёх НПС, оборудованными одинаковыми насосами, показан на рисунке 1.

КП

НПС1

НПС2

НПС3

Hст1

Hст3

hп

hост

Z1=Zн

Zк

2

Z3

l1

l2

l3

Рисунок 1 – Изменение напора по длине нефтепровода:

в исходном режиме;

при отключении НПС 2

Пусть первоначальные напоры НПС составляют соответственно , , . После отключения НПС №2 производительность нефтепровода уменьшается. В соответствии с характеристикой центробежных насосов их напор на НПС №1 и НПС №3 увеличивается. Соответственно, напор НПС №1 при неизменном количестве работающих насосов возрастет, а линия гидравлического уклона проходит более полого (пунктир). Так как диаметр нефтепровода неизменен, то под тем же углом должен проходить и гидравлический уклон на последнем перегоне. Так как его длина примерно в двое меньше, чем между первой и третьей НПС, то для перекачки по последующему перегону потребуется напор , примерно в 2 раза меньший, чем . Излишний напор в условиях магистрального нефтепровода ( ) ликвидируется отключением части насосов на НПС №3 в сочетании с дросселированием, либо уменьшением частоты вращения роторов.

КПД методов регулирования вычисляется по формуле

, (10)

где , - соответственно полезно затраченная и потребленная мощность i-ой НПС.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.