7. Уточнений гідравлічний розрахунок нафтопроводу

Уточнений гідравлічний розрахунок виконуємо методом послідовних наближень.

1. В першому наближені приймаємо значення пропускної здатності рівним

м³/с.

Коефіцієнт гідравлічного опору для першого наближення рівний

Визначаємо коефіцієнти математичної моделі для нафтопроводу в цілому

(7.1)

де , − коефіцієнти математичної моделі підпірного насоса;

, − коефіцієнти математичної моделі магістрального насоса;

r – кількість магістральних насосів, які працюють на станції (r=3);

n – кількість станцій (n=4).

Отже

Проводимо уточнення пропускної здатності

, (7.2)

де ω – коефіцієнт, який зводить параметри лупінга до параметрів основної магістралі (ω=0,297)

Параметр рівний

.

Якщо тиск, що створює головна НПС (Р_ГНПС) більший за допустимий (Р_доп), то необхідно проводити дроселювання

, (7.3)

де − напір, що дроселюється на одній станції.

, (7.4)

де − відповідно напір, що створює головна перекачувальна станція і допустимий напір.

А оскільки головна НПС (Р_ГНПС) менший за допустимий (Р_доп), то непотрібно проводити дроселювання

Отже

м,

м.

Уточнена пропускна здатність рівна

м³/с.

Перевіряємо умову

Для наших значень

.

Оскільки умова не виконується, то проводимо друге наближення.

2. Для другого наближення приймаємо Q=Q_у і Н_ГНПС = 945,1−373∙Q².

Визначаємо швидкість руху нафти

м/с.

Визначаємо число Рейнольдса

Визначаємо коефіцієнт гідравлічного опору

Знаходимо напір головної НПС

м.

Знаходимо напір

м.

м.

Проводимо уточнення пропускної здатності

м³/с.

Перевіряємо умову

,

Оскільки, умова виконується, то уточнена витрата дорівнює м³/с. Напір головної НПС дорівнює

м.

Програма для розрахунку необхідної кількості НПС наведена в додатку Е, за допомогою Microsoft Ecxel.

Для зручності доцільно звести розраховані дані в таблицю 7.1.

Таблиця 7.1 Уточнений розрахунок продуктивності.

Qпоч., м3 /с	ν, м/с	λ	Qy , м3/с
0,7743	1,5336	0,0230	0,7742
0,7742	1,5334	0,0230	0,7742

8. Розстановка станцій на профілі траси трубопроводу за методом Шухова

Розстановка станцій на профілі траси трубопроводу за методом Шухова зображена в додатку Ж.

Метод визначення місця розташування проміжних насосних станцій був в свій час запропонований В.Г.Шуховим для нафтопроводів, насосні станції яких були обладнані поршневими насосами. За цим же методом знаходиться місце розташування насосних станцій, оснащених відцентровими насосами.

Розміщення станцій на трасі нафтопроводу проводиться графічною побудовою на стислому профілі траси при відомих значеннях таких параметрів:

1. гідравлічного нахилу для основної магістралі і;

2. гідравлічного нахилу для ділянок з лупінгами (вставками) /_л (і_в);

3. розрахункового напору нафти на виході насосних станцій Н_нСр;

4. величини залишкового напору, що передається на кінцевий пункт експлуатаційної ділянки або кінцевий пункт нафтопроводу h_K;

5. величини підпору, що повинен бути забезпечений на вході кожної проміжної НС для безкавітаційної роботи магістральних насосів.

Підпір на вході в НС може змінюватись в досить широкому діапазоні від мінімально допустимого значення, яке залежить від допустимого кавітаційного запасу насосів Ah_d, до максимально допустимого значення. Останнє може бути визначене із такої умови: сума підпору і напору, що створений насосами проміжної НС при проектній продуктивності , не повинна перевищувати максимально допустиме значення із умови міцності як корпуса насоса, так і трубопроводу. Це треба враховувати при визначенні місця розташування проміжних станцій на трасі трубопроводу.

Для графічного розташування НС використовують допоміжний прямокутний трикутник, горизонтальний катет якого в масштабі довжин відповідає певній довжині 1₀ (наприклад,1₀= 100 км), а вертикальний катет у масштабі висот профілю відповідає втратам напору (з врахуванням втрат напору в місцевих опорах) на цій довжині для основної магістралі, а також для ділянок з лупінгом (вставкою). Гіпотенузи цих трикутників являють собою гідравлічні нахили для основної магістралі і та для лупінга (вставки).

1. Напір на виході ГНПС:

Оскільки то Н_гпс=Н_гнпс=721,47 м

2. Напір, що створює підпірний насос при уточненому значені витрати:

3. Визначаємо втрати напору в трубопроводі для трикутника лінії падіння напору:

де - довжина трубопроводу в трикутнику ліній падіння напору. Приймаємо :