Гидравлические режимы работы нефтепродуктопровода

При
нормальной эксплуатации нефтепровода
(в работе находятся все перекачивающие
станции с тремя магистральными насосами)
рабочая точка находится в положении A.
Если при отключении ПС-4 на остальных
станциях число работающих насо­сов
не изменится, то рабочая точка переместится
в положение B.
Производительность нефтепровода
снизится до величины Q_*.
Подпоры на входе ПС определяются
величиной вертикальных отрезков между
характеристиками ПС и характеристикой
рассматриваемого участка:

• подпор
  на ПС-2 – отрезок a – b;

• подпор
  на ПС-3 – отрезок c – d.

Как
видно из характеристики (рис. 1.27), подпоры
на станциях, расположенных до отключенной
ПС, возрастают по мере удаления от начала
нефтепровода. Очевидно, что будут
возрастать и напоры ПС. Если имеются
ограничения по допустимым напорам и
подпорам, то наибольшее значение
гидравлического уклона, соответствующее
максимально возможной производитель­ности
нефтепровода при отключении с-й ПС (рис.
1.28), можно получить из условия

, (1.74)

откуда
предельное значение расхода составит

. (1.75)

Рис.
28. Графическое определение наибольшего
значения гидравлического уклона при
отключении ПС

Зная
предельный расход Q_max
нетрудно рассчитать суммарные потери
напора в трубопроводе H’ и определить
напоры, развиваемые магистральным и
подпорным насосами (h_М’
и h_П’).
Требуемое общее количество работающих
магистральных насосов можно найти по
формуле

. (1.76)

При
округлении k_M
в большую сторону избыток напора
погашается дросселированием.

В
рассматриваемом примере выполнению
условия (1.73) соот­ветствует k_M=5.
Как видно из совмещенной характеристики
(рис. 1.27), на первой и второй ПС в работе
должно находиться по два магистральных
насоса, а на третьей – один. Рабочая
точка в этом случае будет в положении
C, производительность нефтепровода
составит Q_**.
Величина подпора на входе ПС-2 соответствует
отрезку a’–b’,
а подпор на ПС-3 – отрезку c’–d’.

Распределение
подпоров и напоров ПС, соответствующих
расходам Q , Q_*
и Q_**
показано на рис. 1.29.

Рис.
1.29. Распределение подпоров и напоров
при отключении ПС

Режимы (цифрами показано
количество работающих магистральных
насосов на ПС):

–
3 — 3 — 3 — 3 (Q)

–
3 — 3 — 3 — 0 (Q*)

–
2 — 2 — 1 — 0 (Q**)

В
случае равнинного нефтепровода достаточно
отключить каждую вторую станцию. Тогда
в работе будут находиться ПС-1 и ПС-3.
Распределение подпоров и напоров ПС
будет относительно равномерным, однако
обязательно выполнение условия (1.73). В
рассматриваемом случае при k_M=5
потребуется дросселирование избыточного
напора на ПС-1 и ПС-3.

При
резко пересеченном рельефе местности
могут быть осложнения в связи с наличием
перевальных точек по трассе трубопровода.

8 Расчет возможных режимов работы. Эпюра разрешенных напоров.

Перекачивающие
станции магистрального нефтепровода
относятся к сложным и энергоемким
объектам. Доля энергозатрат на перекачку
составляет порядка 2530%
от годовых эксплуатационных расходов.
При отсутствии перекачивающих агрегатов
с регулируемой частотой вращения ротора
насоса эксплуатация нефтепровода может
происходить на различных режимах, смена
которых происходит дискретно при
изменении вариантов включения насосов
и перекачивающих станций. При этом
возникает задача выбора из ряда возможных
режимов наиболее целесообразных,
соответствующих наименьшим затратам
электро­энергии на перекачку.

В
свою очередь, в зависимости от уровня
текущей загрузки нефтепровода, из ряда
рациональных режимов должны выбираться
такие, которые обеспечивали бы выполнение
планового объема перекачки за фондовое
время.

Магистральный
нефтепровод разделяется на эксплуата­ционные
участки, в пределах которых перекачивающие
станции работают по системе «из насоса
в насос».

Режим
работы нефтепровода в пределах
эксплуатационного участка определяется
совместным решением уравнений, описывающих
гидравлическую характеристику линейных
участков трубопровода и напорную
характеристику перекачивающих станций.
При этом должны учитываться разрешенные
давления, определяемые исходя из
технического состояния трубопровода
на каждом линейном участке, а также
ограничения на работу насосов.

Производительность
нефтепровода при рассматриваемом режиме
перекачки определяется из решения
системы уравнений (баланса напоров)

, (1.77)

где H_ТР
– напор, необходимый для преодоления
гидравлического сопротивления
трубопровода, разности геодезических
отметок и создания остаточного напора
в конце эксплуатационного участка;

H_ПС
– напор, развиваемый всеми работающими
насосами при рассматриваемом режиме
перекачки;

z
_j
– разность геодезических отметок на
j-м линейном участке;

n –
число линейных участков (перекачивающих
станций);

h_ОСТ
– остаточный напор на конечном пункте
трубопровода;

h_
j
– потери напора на трение на j-м линейном
участке трубопровода;

n_M
j
– число магистральных насосов,
установленных на j-й ПС;

h_П
– напор, развиваемый подпорными насосами;

h_М
jk
– напор, развиваемый k-м магистральным
насосом j-й ПС;


_jk
– индекс состояния k-го магистрального
насосного агрегата j-й ПС (
_jk=1
при работающем насосе и 
_jk=0
при остановлен­ном насосе).

Потери
напора на трение h_
j
могут быть определены любым из известных
методов, например, по формуле Лейбензона.

Для
выполнения технологических расчетов
с применением ЭВМ рабочие характеристики
насосов h(Q)
и _н(Q)
могут быть представлены в виде полиномов

; (1.78)

; (1.79)

где a_i,
k_i
– коэффициенты аппроксимации, определяемые
методом наименьших квадратов.

Напор
на выходе c-й перекачивающей станции
определяется из соотношения

, (1.80)

где H_с
– подпор на входе c-й перекачивающей
станции.

H_СТс
– напор, создаваемый работающими
насосами c-й ПС

. (1.81)

Подпор
на всасывающей линии c-й
ПС определяется как разность между
напорами, создаваемыми (с-1) перекачивающими
станциями и потерями в трубопроводе,
состоящем из (с-1) линейных участков

. (1.82)

Напоры
на входе и на выходе c-й
перекачивающей станции должны
удовлетворять условию, накладываемому
ограничениями по минимально допустимому
подпору H_min
c
и максимальному напору H_ПС
max
c

.
(1.83)

Соседние файлы в папке Коллоквиум 2

• #

  18.12.2015103.03 Кб14020.jpg

• #

  18.12.2015147.56 Кб14029.jpg

• #
• #
• #
• #
• #
• #

УДК 622.691.4

М.В. Лурье, д.т.н., профессор, кафедра проектирования и эксплуатации газонефтепроводов, e-mail: lurie254@gubkin.ru; А.С. Дидковская, к.т.н., доцент РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, e-mail: didal@gubkin.ru

ИТЕРАЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

Предлагается обобщенный итерационный алгоритм численного расчета гидравлических режимов работы нефтепроводов с произвольным профилем, с промежуточными перекачивающими станциями и, возможно, с отводами. Допускается, в частности, наличие на трассе одного или нескольких самотечных участков; в этом случае алгоритм автоматически определяет начала и концы таких участков, степень их заполнения, а также положение перевальной точки.

Несмотря на то что рассматриваемый вопрос, казалось бы, давно решен, в его практической реализации до сих пор не существует единого подхода. Особенно в тех случаях, когда речь идет о работе гидравлически связанных участков нефтепроводов, разделенных промежуточными перекачивающими станциями (ПС), с различным сочетанием работающих и резервных насосов, или о нефтепроводах, обладающих многочисленными отводами для сброса и подкачки жидкости, а также о нефтепроводах с возможным возникновением самотечных участков. Алгоритмы, на которых базируются компьютерные программы, существующие на рынке, никогда не обсуждались в научнотехнической литературе, зачастую неизвестны пользователям, а тестирование их работы в ситуациях чуть более сложных, чем стандартные, обнаруживает элементарные ошибки или показывает, что расчеты сложных гидравлически зависимых участков трубопровода осуществляются в основном по отдельным перегонам между ПС. В данной работе предлагается универсальный алгоритм расчета стационарной работы магистральных нефтепроводов, позволяющий учитывать все перечисленные особенности.

ИТЕРАЦИОННЫМ АЛГОРИТМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА УЧАСТКА НЕФТЕПРОВОДА

Пусть участок трубопровода задается числовым массивом

V Х1′ X……………………..[Xk-1′ xJ……………x

Z0′ Z1′ Z2……………………[Zk-1′ zJ……………z

П)’

в первой строке которого указаны координаты хк сечений трубопровода с произвольным шагом Ах = хк — хк-1. Номер к=0 соответствует началу х=0 участка, номер к=п — концу участка трубопровода. Во второй строке массива указаны высотные отметки соответствующих сечений трубопровода. Профиль трубопровода в пределах каждого сегмента [хк-1, хк] предполагается прямолинейным.

Основным элементом расчета является алгоритм решения следующей вспомогательной задачи. В произвольном сечении хк трубопровода известны значения Qk расхода и Нк напора. Требуется рассчитать значения 0к-1 расхода, Нк-1 напора и давления рк = ркд х (Нк — zk) в предыдущем сечении хк-1 трубопровода.

Решение. Поскольку номер сечения произволен и может изменяться от конца участка (к=п) до начала участка (к=0) трубопровода, то рассматриваемый модуль позволяет рассчитать расходы, напоры и давления во всех сечениях

Рис. 1а. Расчетная схема вспомогательного алгоритма (случай напорного течения)

рассматриваемого участка. Расчетную схему вспомогательного алгоритма иллюстрируют рисунки 1а и 1б.

1-й случай: рк = ркд х (Нк — 2к) > ру , где Ру — упругость насыщенных паров транспортируемой жидкости. Это условие означает, что течение жидкости в сечении х=хк напорное и труба в этом сечении заполнена полностью.

Поскольку в сечении хк расход 0к и полный напор Нк известны,а сбросы или подкачки жидкости на сегменте [хк-1, хк] отсутствуют, то 0к-1=0к. Следовательно, расход 0к-1 жидкости в предыдущем сечении хк-1 участка найден.

Рассчитаем теперь напор Нк-1 в предыдущем сечении хк-1 участка. Для этого:

А АКУСТИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Адрес: 11&59S, г. Москш. ул. Загорьевская. Л- Ю, вдрп. 4 Тел./факс: (495) 934-74-BZ. 777-B6-IМ www.acsys.ni; marketSacsys.fu

Автоматизированный контроль сварных швов

Назначение

Особенности

Технические характеристики

* Сканер-дефектоскоп А2051 Бсаит предназначен для комплексного автоматизированного контроля стыковых сварных соединений металлоконструкций при толщине свар и ваемых деталей от 4 до 40 мм и радиусе кривизны внешней ПОВЕРХНОСТИ от 300 мм.

■ Ультразвуковым методом обеспечивается измерение толщины деталей, выявление и ранжирование дефектов сварного шва: пор. непровэров, шлаковых включений, трещин, подрезов и расслоений в околошовной зоне.

■ Лазерно-оптическим способом обеспечивается измерение смещения кромок шва. размеров и профиля валика усиления, обнаружение и измерение дефектов на внешней поверхности шва и околошовной зоны.

— Основной областью применения А2051 5са11Т является производственный и эксплуатационный контроль трубопроводов.

* Ультразвуковой контроль реализован на базе двух многоэлементных антенных решеток и алгоритмов цифровой фокусировки апертуры (ЦФА), что обеспечивает максимально возможную для ультразвукового метода чувствительность к дефектам, селекцию их тип о а. измерение эквивалентной площади и полный контроль всего сечения шва и околошовной зоны.

— Акустический контакт обеспечивается за счет автоматической подачи контактной жидкости из бака через инжекторы непосредственно под антенные решетки, что создает стабильный акустический контакт при малом расходе жидкости и позволяет контролировать не менее 10 погонных метров сварного шва от одной заправки бака.

* Л азе рн о-опти ческий ха нал н&п реры вн о измеряет положение антенных решеток относительно оси сварного шва.

— Ма гнит ное м ото p-ко лесо дл я надежн о го перемещения и удержания сканера на всей окружности трубы.

* Трехмерный датчик угла наклона и система позиционирования GPS/ ГЛОНАСС / Galileo обеспечивают пространственную привязку получаемых результатов.

* Bluetooth гарнитура оператора (наушник) позволяет оперативно следить за процессом проведения контроля в зашумленных условиях и дистанционно управлять движением сканера-дефектоскопа.

* Прото ко л контр о ля с г ер е ч не м ой нэру жен н ых дефектов и их параметров, а так же результаты проверки на соответствие проконтролированного шва действующим нормам отбраковки отображаются на встроенном дисплее.

+ Литий-феррум-полимерный аккумулятор обеспечивает непрерывную работу устройства в течение 4 часов с возможностью полного цикла заряда за 15 мин.

Чу всгвнте льн ость к дефе ктам свар наго шва от 0,5 кв. мм

Точность измерения геометрии, сварного шва 0.2 мм

Скоростьскачироеаннн 2 м/мин

Диапаз он контролируем ых толщин от 4 до 40 м м

Объем бака дня контактной жидкости 1 л

Радиус кривизны

контролируемой поверхности от 300 мм

Диапазон установки скорости ультразвука от 1 ООО до 9 999 ы/с

Время непрерывной работы

от аккумулятора, не менее 4 ч

Габаритные размеры 415×166*146 мм

Масса, не более 10 кг

Диапазон рабоч их температур от -20 до +50

• рассчитывается скорость перекачки vk = 4Qk/nd2;

• рассчитывается число Рейнольдса

Rek = vkd/v;

• рассчитывается коэффициент Xk гидравлического сопротивления

Ч = i (Rek , е);

• рассчитывается гидравлический уклон 7k (наклон линии CD)

ik = yd х vk2/2g;

• рассчитываются потери ДНк напора

на сегменте [xk-1 , x*] участка:

ДН = — H, = i.(x. — x.);

k k-1 k k k k-1

• рассчитывается напор Hk-1 в сечении xk-i:

Hk1 = Hk + ДНк ;

k-1 k k

• рассчитывается давление pk-1 в сечении xk-1:

Pk-i = pg х (Hk-i — zk-i).

Найденное давление pk-1 сравнивается:

• с максимально допустимым давлением pmax на данном участке трубопровода;

• с упругостью py насыщенных паров жидкости.

Имеются две возможности.

а. Давление p. .> p , где p — мак-

“ rk-1 rmax ‘ м r max

симально допустимое давление. Тогда алгоритм прекращает текущую итерацию и возвращается к расчету участка трубопровода,начиная с его конца (k=n), с измененным значением (Qk) нов расхода (см. решение основной задачи);

б. Давление pk-1 < pmax. Тогда вычисленное давление pk-1 сравнивается с упругостью py насыщенных паров жидкости. Здесь также возможны два варианта.

1) pk-1 > py . Это означает, что результаты выполненного расчета правомочны, ибо течение жидкости на всем сегменте [xk-1 , xk] является напорным, труба заполнена жидкостью полностью. Таким образом, параметры потока в сечении xk-1 рассчитаны, и можно переходить к расчету

лтшя

Шдрв& ЩЧС ЕШАЭ

ущцща

^ ТЦГ)фцТЪ

трубопровода

Рис. 2. Итерационный алгоритм гидравлического расчета

параметров потока в следующем хк-2 сечении в порядке убывания номера к от конца (к=п) к началу(к=1) участка трубопровода;

2) рк-1 < ру. Это означает, что результаты выполненного расчета неправомочны, ибо внутри рассчитываемого сегмента [хк-1 , хк] участка существуют сечения, в которых имеется парогазовая фаза (рис. 1б).

Координата х* сечения, в котором давление становится равным упругости ру насыщенных паров жидкости, рассчитывается по интерполяционной формуле

(Hk-zk) — py /(pg) ( .

k + (Zk- Zk-l) + i’k x (Xk- Xk-!) (Xk- Xk-l).

Рис. 1б. Расчетная схема вспомогательного алгоритма (случай безнапорного, самотечного течения)

Часть AC [хк-1 , х*] сегмента AB [хк-1 , хк] трубопровода представляет собой самотечный участок, причем сечение х=х* является его концом; на другой части CB [х* , хк] сегмента жидкость движется полным сечением.

Таким образом, все параметры течения жидкости в сечении х=хк-1 трубопровода найдены:

0к-1=О , Нк-1= 2к-1+ ру /рд , рк-1= ру .

2-й случай. рк=ру. Это означает, что в сечении х=хк течение жидкости безнапорное, т.е. оно происходит неполным сечением. Имеются две возможности.

1. 2к-1 > 2к. Это означает, что на всем протяжении сегмента [хк-1 , хк] участка трубопровода течение жидкости происходит неполным сечением,поэтому в сечении х=хк-1:

Ом = О , Нк-1 = 2к-1 + ру /рд , рк-1 = ру .

2. 2к-1 < 2к. Это означает, что на всем протяжении сегмента [хк-1 , хк] участка трубопровода течение жидкости происходит полным сечением, поэтому расчет осуществляется по правилам случая 1 для расчета напорного течения: Таким образом, расчет сегмента [хк-1 , хк] участка трубопровода завершен.

На основе описанного алгоритма расчета, названного вспомогательным, действует основной итерационный алгоритм. Этот алгоритм реализует решение следующей задачи.

Основная задача. Найти расход О жидкости на участке трубопровода с произвольным профилем, а также построить линию гидравлического уклона, если известны давление р0 в начале участка и давление р1_ в конце участка. Решение. Схема участка, подлежащего расчету, представлена на рисунке 2. Решение задачи строится методом итераций. Если предположить, что известен интервал 0 < О < Отах, в котором могут лежать значения расхода перекачки, то в качестве первого приближения берется значение О(1) = Отах /2. Расчет начинается с конца участка, т.е. с сечения хп = 1_. Поскольку напор Нп = г1_ + р1_ /рд в этом сечении известен, то линия гидравлического уклона всегда должна выходить из точки A и приходить в точку B.

1-е приближение. В сечении хп известны напор Нп и расход О(1), поэтому, согласно вспомогательному алгоритму,

переходя последовательно от сечения

хк к сечению хк-1 (к = п, п-1, п-2,., 1),

можно рассчитать значения (Нк, Ок = О(1)) напоров и расходов во всех сечениях участка трубопровода, включая его начало х = 0 (для определенности на рисунке 2 этому решению соответствует пунктирная линия гидравлического уклона с уклоном /’).

Поскольку напор Н1(1) , получившийся в начале участка, больше заданного напора Н1 = г0 + р0 /рд, т.е. линия гидравлического уклона пришла в точку, лежащую выше точки B, то расход перекачки необходимо уменьшить и взять значение О(2) = О(1)/2е(0, О(1)). Заметим, что если бы линия гидравлического уклона пришла в точку, лежащую ниже точки В, то расход перекачки потребовалось бы увеличить и в качестве второго приближения взять большее

значение 0<2> = (0<1> + ОтахУ^ОЧ Отах).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2-е приближение. Второе приближение осуществляется так же, как и первое, только с расходом О(2). В результате с помощью вспомогательного алгоритма будет построена линия гидравлического уклона с меньшим уклоном /» (рис. 2). Для примера показано, что в этом случае в трубопроводе существует самотечный участок между сечениями х и х .

к (2)

Поскольку напор Н ,получившийся в начале участка, меньше заданного напора Н1 = 20 + р0/рд, т.е. линия гидравлического уклона пришла в точку, лежащую ниже точки В, то расход перекачки необходимо увеличить и взять значение о( 3) = 0,5 х [а<1> + а(2>]е(а<2>, а(1>) и т.д.

В результате последовательных приближений получаем линию гидравлического уклона, выходящую из точки

А и приходящую в точку, как угодно близкую к точке В. Расход О последнего приближения принимаем за решение задачи. Для него рассчитываем все параметры течения (напоры и давления во всех сечениях участка трубопровода), а также по известным формулам для безнапорного течения жидкости в трубе находим степени заполнения самотечных участков, если таковые имеются [1].

ИТЕРАЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА НЕФТЕПРОВОДА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ПЕРЕКАЧИВАЮЩИМИ СТАНЦИЯМИ Алгоритм расчета, описанный выше, практически без изменений можно использовать для расчета трубопроводов с произвольным профилем, промежуточными перекачивающими станциями, а если необходимо, то и с отводами и лупингами (М.В. Лурье, 1992). Этот метод особенно удобен, когда расчеты осуществляются с использованием компьютерной техники.

На рисунке 3 изображен трубопровод, для простоты рассмотрения состоящий из двух участков — головной (ГПС) и одной промежуточной (ППС) станции между ними.

Давление рп подпора перед головной перекачивающей станцией и давление рЕ в конце трубопровода считаются известными. Кроме того, считаются известными (О-Н) — характеристики обеих перекачивающих станций, т.е. АН = F1(Q) и АН = Р2(О). Необходимо построить линию гидравлического уклона на протяжении всего трубопровода, в частности определить местоположение

самотечных участков (если таковые имеются), найти расход Q перекачки и давления на выходе каждой станции. Расчет начинается от конца трубопровода, т.е. от сечения A, и ведется до начала трубопровода, т.е. до сечения B. Для некоторого значения Q(1) расхода (0 < Q < Qmax) из точки B строится линия гидравлического уклона. Построение ведется путем перехода от сечения xk к сечению xk-1 согласно вспомогательному алгоритму, изложенному в предыдущем пункте. В частности, выявляются самотечные участки (если для выбранного значения Q(1) расхода они существуют). В результате действия вспомогательного алгоритма определяются напор HC, расход QC = Q(1) и давление p^™»- = pg х (Нс — z2) нагнетания, т.е. давление на выходе промежуточной перекачивающей станции.

Если давление p нагнет < p , где p

m “C ~ max’ m ~ max

— максимально допустимое давление по условию прочности труб, то рассчитывается давление p^- в линии всасывания промежуточной станции, то есть давление на ее входе: p^K. = p^r^T. — pg х F2(Q(1)). Иными словами, находятся напор и расход в точке D на входе промежуточной станции HD = He — F2(Q(1)).

Если p’”0 > p ., где p . — минимально

“C ~ min’ m ~ min

допустимое давление, определяемое кавитационным запасом насосов станции, то расчет может быть продолжен. Если хотя бы одно из двух указанных выше неравенств нарушено, то расчет прерывается и затем начинается заново с измененным значением Q(2) расхода: если нарушено первое неравенство, то расход уменьшается, если нарушено второе неравенство, то расход увеличивается. Если оба неравенства выполнены, то в сечении D известны напор и расход, и расчет продолжается в направлении начала трубопровода, в данном случае

— головной станции.

В результате действия вспомогательного алгоритма определяются напор HE, расход QE = Q(1) и давление p^r-H^. = pg х (не — z0) нагнетания, т.е. давление на выходе головной перекачивающей станции.

Если давление p^™»- < pmax, то вычисляется напор перед головной перекачивающей станцией:

p^. = p^^. — pg х F1(Q(1)).

Рис. 3. Итерационный алгоритм расчета трубопровода с промежуточными перекачивающими станциями

WWW.NEFTEGAS.INFO

\ транспорт и хранение нефти и газа \ 73

транспорт и хранение нефти и газа

Полученное давление сравнивается с заданным значением рп давления подпора головной станции. Если рЕвсас > рп, то это означает, что значение О(1) расхода, принятое в первой итерации, слишком велико и должно быть уменьшено. Если же рЕвсас- < рп, то это означает, что значение О(1) расхода, принятое в первой итерации, слишком мало и должно быть увеличено.

В качестве второго приближения берется значение О(2) расхода, большее или меньшее в зависимости от результатов сравнения рЕвсас- и рп, затем расчет повторяется заново от конца трубопровода, т.е. от сечения А. На рисунке 3 линией гидравлического уклона является линия АС’ D’ Е’ F’.

Выполняя итерации последовательно друг за другом, каждый раз то увеличивая, то уменьшая расход перекачки (по методу деления интервала возможных расходов пополам), находим такое значение О<”>, при котором линия гидравлического уклона, начинающаяся в А, приходит в точку, как угодно близкую к точке В. Последняя итерация дает искомое решение задачи.

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА С ОТВОДАМИ

Расчет трубопровода с отводами легко реализуется в рамках итерационного алгоритма, изложенного выше, если только дополнить его правилом расчета сегмента трубопровода, содержащего отвод. Пусть такой сегмент [хк-1, хк] расположен между двумя последовательными сечениями хк-1 и хк трубопровода (рис. 4). Профиль АВ трубопровода на сегменте полагается прямолинейным, идущим от высотной отметки zk-1 до высотной отмет-

лг

Рис. 4. Расчетная схема трубопроводного сегмента с отводом

Рис. 5. Расчет нефтепровода с головной и двумя промежуточными перекачивающими станциями

ки гк. В сечении х = хк-1 к трубопроводу присоединен отвод, имеющий внутренний диаметр dот и протяженность /от. Задача формулируется следующим образом: как по известным значениям расхода Ок и напора Нк в сечении хк трубопровода найти расход Ок-1 и напор Нк-1 в предыдущем сечении хк-1, если в этом сечении к трубопроводу присоединен отвод с известной длиной 1 ,

от. ‘

диаметром dот и высотной отметкой гот его конца?

Алгоритм расчета. Поскольку в сечении хк известен расход Ок и полный напор Нк, то сначала рассчитывается напор Нк-1 в предыдущем сечении хк-1 трубопровода. Для этого:

• рассчитывается скорость перекачки:

*к=^ ;

п х d2

• рассчитывается число Рейнольдса:

Re,

Затем рассчитывается расход Яот. = V х М2от. /4) нефтепродукта в отводе. Для этого относительно Уот решается уравнение Бернулли:

Н,

і- (2 +^-) = X ^

1 от Ра9 / от d0,

2д

где рот — давление в конце отвода (например, рот = ратм); ра — плотность жидкости, или равносильное ему уравнение:

XV2:

от. от.

2д^

і

к 4 +^д_)1

. к-і от. рад I.

причем правая часть этого уравнения известна.

Решение полученного уравнения осуществляется итерациями.

1-я итерация: Хот(1) полагается равным 0,02. Из уравнения вычисляется скорость V (1):

(і)

2д^

і X <1)

кД + -РЩ

.к-і от. рад I.

• рассчитывается коэффициент Хк = Х^ек , е) гидравлического сопротивления;

• рассчитывается гидравлический уклон 7к (тангенс угла наклона линии гидравлического уклона):

рассчитывается число Рейнольдса:

і

Re (1) =

V (1) d

от. от.

d 2д

• рассчитываются потери напора АНк на сегменте [хк-1 , хк ] трубопровода:

АН = Н., — Н. = I х (х — х ,) ;

к к-1 к к к к-1

• рассчитывается напор в сечении х^: Нк-1=Нк+АНк.

по Reот(1) и еот определяется режим течения нефтепродукта в отводе и в соответствии с этим рассчитывается коэффициент Хот(2) гидравлического сопротивления жидкости в отводе: если | Хот <1> — Хот (2) | < 10-3, то итерационный процесс заканчивается; в противном случае осуществляется

2-я итерация: Хот полагается равным Хот (2). Из основного уравнения вычисляется скорость V (2):

V

х

V

V

V

V

х

(2) :

2gdо

к4 + -М

.к-1 от рад I

рассчитывается число Рейнольдса в отводе:

V (2) d

от. от.

хк-2, как это было сделано для сечения х

Re (2)

от. у

по значениям Reот(2) и еот определяется режим течения нефтепродукта в отводе, в соответствии с которым рассчитывается коэффициент Хот (3) гидравлического сопротивления жидкости в отводе: если | Хот (2)- Хот (3) | < 10-3, то итерационный процесс заканчивается; в противном случае осуществляется третья итерация и т.д.

Как результат итерационного процесса находится скорость vот = иот(к), где К -номер последней итерации,и расход qот = vот (к) х ^от2/4 жидкости в отводе. Рассчитывается расход Qk-1 нефтепродукта в трубопроводе в сечении хк-1:

Ом = Qk + qот..

Поскольку в сечении хк-1 рассчитаны расход Qk-1, напор Нк-1 и давление рк-1, то можно перейти к расчету расхода, напора и давления в сечении

к-1 *

КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ

Итерационный метод расчета режимов работы трубопровода с промежуточными перекачивающими станциями реализуют главным образом с помощью специальных компьютерных программ. На рисунке 5 представлено окно результатов расчета, выполненных с помощью компьютерной программы «ТранзитНефть», разработанной РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (авторы алгоритма и программы — М.В. Лурье, А.С. Дидковская). В нижней части рисунка представлен

профиль трубопровода (кривая 1); в верхней — линия гидравлического уклона с двумя самотечными участками, возникающими на втором и третьем перегонах (кривая 2). Программа позволяет изменять число участков трубопровода, его профиль, число и тип устанавливаемых насосов, плотность и вязкость транспортируемой жидкости, учитывать раскладку труб по диаметрам, наличие сбросов и подкачек, устанавливать лупинги и т.д. Вверху рисунка видны такие результаты расчета, как давления до и после перекачивающих станций, коэффициенты полезного действия насосов, число и координаты самотечных участков, степень их заполнения жидкостью.

Литература:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. — М.: Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2012. — 456 с.

Ключевые слова: нефтепровод, давление, напор, расход, произвольный профиль, перекачивающие станции, стационарные режимы, напорные участки, самотечные участки, отводы, итерационный алгоритм, численный расчет.

V

Потому что деталь имеет значение.

С Ваше тепловизионное обследование станет еще более точным.

Термограммы с разрешением 1280 х 960 пикселей с технологией ЗирегРеэЫийоп (детектор 640 х 480 пикселей)

Простое и профессиональное создание отчета с помощью ПО с функцией анализа Температурный диапазон до 1200 ‘С Функция записи радиометрического видео

www.testo.ru www.term од г afia.ru

Режим — работа — магистральный нефтепровод

Cтраница 1

Режим работы магистрального нефтепровода определяется режимом работы перекачивающих станций: через емкость, с подключенной емкостью и без емкости. При режиме через емкость поступающая на станцию нефть подается в один или несколько резервуаров станции, а закачиваемая в трубопровод забирается в это же время подпорной насосной из другого резервуара или группы резервуаров. Этот режим применяется обычно на головных станциях, где отсутствуют средства измерения объема, массы и качества нефти, вследствие чего количество и качество поступающей и откачиваемой нефти определяются по измерениям в резервуарах. При этом режиме работы на станции должно быть большое число резервуаров с громоздкой и дорогой трубопроводной обвязкой и сложными манифольдами задвижек.
 [1]

Система календарного планирования режимов работы магистрального нефтепровода введена ОАО АК Транснефть в целях эффективного использования ресурсов при выполнении условий приема и поставки нефти.
 [2]

Влияние колебаний давления на прочность труб и режим работы магистральных нефтепроводов с промежуточными насосными станциями особенно заметно стало проявляться на нефтепроводах больших диаметров с большой пропускной способностью.
 [3]

Практически можно считать, что технологические изменения режима работы магистрального нефтепровода не меняют режим работы подпорных агрегатов.
 [5]

План работы каждого агрегата должен использоваться диспетчером при выборе режимов работы магистрального нефтепровода.
 [7]

СТР в соответствии с Регламентом разработки технологических карт, режимов работы магистральных нефтепроводов, планирования и учета потребления электроэнергии в ОАО МН ОАО АК Транснефть на основе посуточного графика движения нефти разрабатывает режимы работы МН на месяц с почасовой разбивкой.
 [8]

Планирование работы систем МН введено в ОАО АК Транснефть в соответствии с действующим Регламентом разработки технологических карт, режимов работы магистральных нефтепроводов, планирования и учета потребления электроэнергии в ОАО МН с целью эффективного использования всех имеющихся ресурсов при выполнении условий приема и поставки нефти.
 [9]

На основании месячных посуточных графиков движения нефти СТР ОАО МН разрабатывает технологические режимы работы МН ( технологических участков) на месяц с почасовой разбивкой в соответствии с требованиями Регламента разработки технологических карт, режимов работы магистральных нефтепроводов, планирования и учета потребления электроэнергии в ОАО МН ОАО АК Транснефть и до 27 числа месяца, предшествующего планируемому, представляет их диспетчерским службам РДП и ТДП.
 [10]

Резервуарные парки делятся на парки головных, промежуточных и оконечных НПС. На промежуточных станциях буферные емкости выравнивают режим работы магистрального нефтепровода.
 [11]

Выражение (4.121) получено при следующих допущениях: конвекция отсутствует; решается осесимметричная задача при параболическом распределении температуры по сечению ( пб 2); температура центра трубы постоянна и равна начальному значению в течение первой стадии охлаждения. Промышленная экспериментальная установка ( рис. 37) позволяет на промышленном уровне воспроизводить тепловые и гидравлические процессы горячего трубопровода. При этом на установке независимо от режима работы магистрального нефтепровода создают гидравлические и тепловые режимы / аналогичные происходящим в действующем нефтепроводе как при разогреве системы труба-грунт, так и при охлаждении ее, как при стационарных, так и при нестационарных режимах. При рабочих температурах потока нефти до 308 К все гидравлические и тепловые параметры измеряют при прохождении потока нефти через задвижки 1, 5 из основной магистрали, что характеризует работу концевых участков нефтепровода протяженностью 10 — 20 км.
 [13]

Страницы:  

   1