Определение оптимальной периодичности очистки
Периодическая очистка увеличивает затраты на обслуживание МН и сокращает затраты электроэнергии на транспорт нефти. При плановой производительности нефтепровода, оптимальной периодичности пропуска очистных устройств будет соответствовать минимум суммы затрат на очистку труб и на транспорт нефти S0:
,
(4.72)
где Aе – годовые затраты электроэнергии на транспорт нефти, кВт час; Cе – стоимость электроэнергии, руб/(кВт час); С0 – стоимость одной очистки, руб; п – количество очисток в году.
Годовой расход электроэнергии во многом зависит от оптимальности регулирования работы МН. Максимальный эффект от очистки может быть получен при регулировании отключением насосов, переключением насосов с различными диаметрами рабочих колес и при работе с переменной производительностью. После очистки МН будет иметь максимальную пропускную способность, превышающую плановую производительность. В дальнейшем, по мере засорения пропускная способность постепенно снижается и может стать меньше плановой производительности. Отключением и переключением насосов необходимо добиться производительности МН, не намного превышающей плановую. Продолжительность работы при установленной схеме определяется из условия равенства средней производительности для данного периода плановой. Затем включением или переключением насосов вновь повышается производительность выше плановой и так далее. В результате такого регулирования будет обеспечена работа МН в межочистной период с плановой производительностью при максимальном кпд регулирования. Регулирование работы МН редуцированием может свести на нет эффект от очистки.
Необходимое количество насосов определяется из уравнения баланса напоров (4.18), при этом потери напора на трение определяются с учетом засорения участка:
,
(4.73)
где Еi – средняя эффективность работы участка в i-ом периоде,
,
(4.74)
где Е1i и Е2i – эффективность работы участка в начале и в конце i-го периода, принимаемые на основании исследования изменения Е в межочистной период.
В общем случае, эффективность работы участка в процессе эксплуатации экспоненциально снижается от начальной Е0 после очистки до минимального значения. Дальнейшее изменение Е зависит от причин засорения участка, температуры нефти (сезона) и производительности.
Если снижение эффективности связано со скоплениями воды, то с понижением температуры и повышением производительности будет происходить частичный вынос воды, и Е будет стремиться к новому, более высокому значению.
При запарафинивании участка повышение эффективности связано с повышением температуры, что приводит к повышению растворимости парафина в нефти и, как следствие, к отмыву части отложений.
Так как все процессы засорения участка идут медленно, возможно интерпретировать изменение Е линейной зависимостью
,
(4.75)
где а – коэффициент, характеризующий скорость изменения Е, 1/час. Величину а можно определить, зная два значение Е:
, (4.76)
где Е – известное значение эффективности по прошествии часов после пропуска очистного устройства.
В этом случае АЕ определяется зависимостью
, (4.77)
где Ni – мощность, потребляемая электродвигателем i-го насоса, КВт; i – продолжительность i-го периода работы МН, час; r – количество работающих насосов на МН.
Мощность, потребляемая электродвигателем,
,
(4.78)
где Ni – мощность, потребляемая электродвигателем, Вт; н – к.п.д. насоса; м – механический кпд; – к.п.д. электродвигателя.