1. Режими роботи нафтопроводу
Жоден нафтопровід не працює з постійною продуктивністю протягом розрахункового числа доби перекачування. Це пов'язано з цілим рядом причин:
неритмичностью поставок нафти з промислів;
нерівномірністю прийому нафти нафтопереробними заводами;
плановими і позаплановими зупинками трубопроводу і т. д. Продуктивність Q, яка встановлюється в нафтопроводі, визначається формулою (1).
(1)
З неї видно, що величина Q за інших рівних умов залежить від кількості нафтоперекачувальних станцій і величин коефіцієнтів А і В. У свою чергу, якщо обладнання на НПС однотипно, то при послідовному з'єднанні насосів А=т м * а м і В=т м * b м, а при паралельному з'єднанні А=а м і В=
Таким чином, величина продуктивності нафтопроводу визначається кількістю і схемою включення працюючих насосів на станціях.
У переважній більшості випадків насоси на нафтоперекачувальних станціях з'єднуються послідовно. Нерідко вони мають ротори різного діаметру, а число включених насосів на кожній станції різному. Врахувати ці чинники можна, замінивши твори пА і ПВ на суми
; ; (2)
де п - загальне число магістральних насосів, встановлених на j-й НПС; , - Коефіцієнти напірної характеристики к-го магістрального насоса на j-й НПС; j jk - індекс стану до-го магістрального насосного агрегату j-й НПС. Відповідно, формула (1) набуває вигляду
(3)
Формула (3) дозволяє розрахувати продуктивність нафтопроводу при загальному числі працюючих насосів рівному. Однак для неї байдуже, де ці насоси встановлені: всі на головний ПС, все на кінцевій НПС або якось інакше. Крім того, при зміні кількості працюючих магістральних насосів на НПС, експлуатаційні дільниці нафтопроводу будуть функціонувати незалежно один від одного, тобто система стає гідравлічно розімкнутої.
У дійсності, величини підпорів і напорів на виході нафтоперекачувальних станцій повинні задовольняти умовам
(4)
(5)
де D Н тin, H ПСmaxj - дозволені значення підпору і напору на виході j-й НПС. Фактичні значення підпору і напору на виході з-й нафтоперекачувальної станції в межах одного експлуатаційного ділянки визначаються за формулами
(6)
(7)
Алгоритм розрахунку можливих режимів роботи нафтопроводу такий:
1) здався кількістю та номерами працюючих на кожній НПС насосів (останнє враховує можливе відмінність діаметрів їх роторів) за формулою (3) обчислюють продуктивність нафтопроводу Q;
2) за формулами (6) і (7) розраховують підпори DH j на вході і напори H ПСj на виході кожної станції;
3) перевіряють виконання умов (4) і (5): якщо вони виконуються для кожної станції, то така комбінація включення насосів можлива, в іншому випадку - ні.
В якості прикладу розглянемо режими роботи магістрального нафтопроводу протяжністю L=436кмі діаметром D=0,704 м, по якому перекачується нафта щільністю r=860 кг/м 3 і в'язкістю v=15 мм;/с. Нафтопровід обладнаний трьома нафтоперегонними станціями, обладнаними однотипними насосами НМ 2500-230 з діаметром робочого колеса D 2=405 мм. Підпір на головний перекачувальної станції забезпечується насосами НПВ 2500-80 з діаметром робочого колеса D 2=540 мм. Мінімально допустимий підпір НПС становить DH mjn=35 м, а максимально допустимий напір НПС дорівнює H ПСmax=780 м,
У табл. 1 наведені результати розрахунку підпорів і напорів перекачувальних станцій при різній кількості працюючих насосів і комбінаціях їх включення.
Таблиця 1 - напір і підпори нафтоперекачувальних станцій при різних числах працюючих насосів і комбінаціях їх включення
Номер режімаОбщее число працюючих основних насосовКомбінація включення основних насосів на станціяхQ, m 3/чГНПСНПС - 2НПС - 3 D Н 1, мН 1, м D Н 2, мН 2, м D Н 3, мН 3 , м193-3-3227283.7729,182,4727,785.4730,7283-3-2215485,8745,0155,6814,8227,3666,833-2-385.8745,0155,6595.07,6666,8473-2-2202487,8761,323 1,9680.9150,9599,953-3-187,8761,3231,9905.4375.4599,963-1-387.8761,3231,9456,4-73,6599,9762-2-2187989,9548.882.3541.171.4530,383-2-189,9778,3311,7770,6300.9530,393-1-289,9778,3311,7541,171.4530,31052-2-1171692,0561,0160,2629,2222,5456,9II2-N292,0561,0160,2-12,1456,9456,9123-1-192,0795.5394,8629,2222,5456,9133-2-092,0795,5394.8863,8456,9456,91442-1-1152994,0573,4241,6481,3140,6380,3152-2-094,0573,4241.6721,0380.3380,3163-0-194,0813,...
