35. Расчет коротких трубопроводов

Нефтепроводы с одной или двумя нефтеперекачивающими станциями будем называть короткими.

Расчет сводится к определению диаметра нефтепровода при двух значениях числа станций: п =1 и n = 2 и к выбору более выгодного варианта.

Сначала находим расчетную длину нефтепровода и величину . Для этой цели откладываем от начальной точки трассы подпор , и дважды напор НCT и проводим линии i1 и i2, как это показано на рис. 1. (При другом профиле трассы могут быть две перевальные точки: для линии i1 и для линии i2 или может оказаться, что перевальной точки не будет.)

Затем из уравнения баланса напоров

находим D1 и D2 — значения диаметра трубопровода при п = 1 и n = 2. Далее, приняв D1 и D2 по ГОСТ, определяем капитальные затраты, эксплуатационные расходы по обоим вариантам и выбираем наилучший из них.

Рис. 1. К расчету нефтепроводов малой протяженности

Напор HCT определяем по характеристике Q — H, подобрав предварительно марку и число насосов, работающих на станции.

Расположение второй станции (если принято п = 2) может быть найдено обычным путем, по Шухову. Если же место для второй станции задано, то по-прежнему расчет должен быть закончен определением напоров нагнетания на обоих станциях и подпора перед второй станцией.

36. Изменение подпора перед станциями при изменении вязкости нефти

Подпор перед насосной станцией с + 1 определим из уравнения баланса напоров для участка lC+1 (между первой и с + 1 станциями):

.

Учитывая, что

(из уравнения баланса напоров для всего нефтепровода), получим:

.

В этом уравнении от вязкости нефти зависит лишь величина . Таким образом, изменение подпора при изменении вязкости определяется значением , где представляет собой среднее расстояние между нефтеперекачивающими станциями на участке lC+1 , а — для всего нефтепровода.

Если , то при увеличении вязкости нефти дробь возрастает и, следовательно, уменьшается подпор . Для случая , — наоборот, при увеличении вязкости нефти подпор перед станцией с + 1 увеличивается.

И наконец, если , изменение вязкости нефти не оказывает влияния на величину подпора, так как при любом значении f в этом случае

Изменение подпоров перед станциями при изменении вязкости иллюстрируется рис. 1.

Вертикальные пунктирные линии отсекают на профиле трассы одинаковые расстояния (на чертеже ); L — расчетная длина нефтепровода.

Сплошные и пунктирные линии гидравлического уклона i и соответствуют вязкостям и ; . Отрезки аА1 = A1A2 = А2Аз и представляют собой напоры НCT и развиваемые насосными станциями при вязкости нефти и ; отрезок 1a подпор перед первой станцией .

Примем точку 1 за начало координат. Тогда линии гидравлического уклона, идущие от точек А и , будут описываться уравнениями

и

,

где l — расстояния от начальной точки трассы 1, а H и - соответствующие им ординаты. В точках пересечения этих линий Н == , т. е.

.

Учитывая, что

и ,

нетрудно убедиться, что линии гидравлического уклона при вязкостях и пересекаются на расстояниях

,

где с — целое число == 1, 2, 3 и т. д.

Рис. 1. Изменение подпоров перед станциями при изменении вязкости перекачиваемой нефти

Если бы третья станция находилась в точке В, над которой пересекаются линии i и , т. е. на расстоянии, кратном , то при любом увеличении или уменьшении вязкости нефти подпор остался бы неизменным ( условие ).

Но эта станция расположена дальше точки пересечения гидравлических уклонов и ; для нее

.

Поэтому подпор перед третьей станцией при увеличении вязкости понижается, что и показано на чертеже. Нефтеперекачивающая станция 2 находится левее точки пересечения линий i и для нее

.

Поэтому подпор перед ней при вязкости больше, чем при вязкости .

Изменение подпоров при изменении вязкости нефти следует учитывать при расстановке нефтеперекачивающих станций: от вязкости зависят границы зон их возможного расположения. Если характер профиля таков, что , то правая граница зоны

возможного расположения станции с + 1 будет определяться точкой пересечения линии гидравлического уклона при наибольшей вязкости нефти с линией, проведенной эквидистантно профилю на высоте, равной наименьшему допустимому подпору . На рис. 17 третья станция поставлена неправильно: правая граница ее зоны возможного расположения должна быть в точке С, где расстояние от профиля до линии гидравлического уклона равно . Вторая станция на рис. 17 может находиться лишь на . Поэтому правая граница зоны ее возможного расположения определяется линией гидравлического уклона i при наименьшей вязкости .

Левая граница зоны возможного расположения станции с + 1, где подпор имеет наибольшее значение, должна определяться по той линии гидравлического уклона ( i или ), которая проходит выше над профилем трассы.