Трубопроводы со сбросами и подкачками

1.

ТРУБОПРОВОДЫ СО СБРОСАМИ И
ПОДКАЧКАМИ

2.

Перекачка нефти по магистральным
нефтепроводам нередко
сопровождается отборами
(сбросами) нефти для снабжения
попутных потребителей.
Сбросы могут быть непрерывными и
периодическими.
Непрерывный сброс может быть
организован для обеспечения
нефтью крупного потребителя,
например, нефтеперерабатывающего
завода.
Периодические сбросы обычно
производятся для пополнения
запасов близлежащих нефтебаз или
нефтеналивных пунктов.

3.

Участок нефтепровода от начальной точки до пункта сброса
(подкачки) будем называть левым, а от пункта сброса (подкачки)
до конечной или перевальной точки – правым. При сбросе
количество нефти, поступающей в правый участок нефтепровода,
уменьшится. Насосные станции, работающие на этом участке,
начнут «высасывать» нефть из трубопровода. В результате,
возрастет расход в левой части нефтепровода и уменьшатся
подпоры перед всеми промежуточными станциями.

4.

Уравнения баланса напоров
С увеличением сброса растет расход в левой части нефтепровода.
Определим изменение подпора перед станцией c’ + 1,
находящейся левее станции с + 1

5.

По длине левого участка нефтепровода подпоры перед станциями
(начиная со второй) убывают: наименьший подпор – у станции,
где ведется сброс. Подпоры по длине правого участка
нефтепровода возрастают: это можно показать аналогичным
рассуждением.

6.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ НЕФТЕПРОВОДА
ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ НАСОСНЫХ
СТАНЦИЙ

7.

Временное отключение какой-либо станции может быть вызвано
неполадками в системе энергоснабжения, аварией, необходимостью
проведения ремонтных работ и т.д. Выход из строя насосной
станции резко изменяет режим работы нефтепровода (расход,
давление, подпоры перед станциями). Независимо от того, какая
станция вышла из строя – вторая, третья и т.д. Или последняя,
из уравнения баланса напоров для всего нефтепровода следует,
что
Расход Q* устанавливается автоматически, в результате
саморегулирования. Очевидно, что он меньше расхода Q, который
был до отключения станции.

8.

Выясним, как изменятся подпоры перед станциями при
отключении станции с.
Имеем, что при отключении станции с подпор перед станцией с +
1 уменьшится на величину:
Видно, что чем ближе отключенная станция находится к
головной, тем больше будет снижение подпора перед станцией с
+ 1.

9.

Также можно показать, что в правой части нефтепровода подпоры
будут возрастать от станции к станции, но останутся меньшими,
чем были до отключения станции с.

10.

Режим работы нефтепровода при выходе из строя той или иной
станции можно рассчитать графически, пользуясь профилем трассы
и характеристикой насосной станции. На нефтепроводе с
горизонтальным профилем трассы расположены четыре станции, на
каждой из них – по три рабочих насоса. Линии гидравлического
уклона при нормальном режиме работы изображены сплошными, а при
отключении одной из станций – пунктиром

11.

РАСЧЕТ НЕФТЕПРОВОДОВ ПРИ
ЗАДАННОМ РАСПОЛОЖЕНИИ
НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИЙ

12.

Нефтеперекачивающие станции выгодно помещать
в пунктах, близко расположенных к селениям,
железным и шоссейным дорогам, к источникам
электроснабжения и водоснабжения. Большое
значение имеют благоприятные
топогеологические характеристики площадок
под нефтеперекачивающие станции. Мало того,
площадки должны быть так расположены, чтобы
давления нагнетания на станциях были по
возможности одинаковыми. Таковы требования
норм технологического проектирования. Выбор
площадок под нефтеперекачивающие
станции,свободный от ограничений, диктуемых
методом Шухова (зоны
возможногорасположения), в ряде случаев
позволяет удовлетворить указанным
требованиям наиболее разумно.

13.

Пусть все расчеты вплоть до выбора оптимального варианта
проделаны, число станций округлено в большую сторону, места
расположения нефтеперекачивающих станций выбраны.
Последовательность расчета
По характеристикам Q-H находим напоры, развиваемые подпорной
(∆Н) и основной (Нст) станциями.
Из уравнения баланса напоров для участка находим подпор ∆Н
перед второй станцией.
Расчеты для последующих участков аналогичные: определяем напор
нагнетания H и затем – подпор ∆H перед следующей станцией.

14.

Расчет напоров H и ∆H на станциях можно провести и по-другому:
начиная с последнего участка.
Последовательность расчета
Определяем требуемый напор
Определяем по характеристике Q-Н напор Нст и затем находим,
какой должен быть подпор перед последней станцией:
Определяем требуемый напор на предпоследней станции

15.

РАСЧЕТ «КОРОТКИХ»
НЕФТЕПРОВОДОВ

16.

Нефтепроводы с одной или двумя нефтеперекачивающими станциями
принято называть короткими.
Расчет сводится к определению диаметра нефтепровода при двух
значениях числа станций: n = 1 и n = 2 и к выбору более
выгодного варианта.
Сначала находим расчетную длину нефтепровода и величину ∆z.
Для этой цели откладывается от начальной точки трассы подпор
∆H1, и дважды напор Нст и проводятся линии i1 и i2
Уравнение баланса напоров

17.

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

18.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ ТРУБОПРОВОДНОГО
ТРАНСПОРТА

19.

Параметрами нефтепровода, характеризующими
его как с экономической, так и с
технической стороны, являются диаметр
трубопровода D, давление, развиваемое
насосными станциями р, число
нефтеперекачивающих станций n и толщина
стенки трубопровода d (производительность
нефтепровода Q задана).
Все четыре параметра связаны между собой:
изменение одного из них влечет за собой
изменение всех остальных. Чем больше
диаметр трубопровода или чем больше
давление, тем меньше потребуется
нефтеперекачивающих станций и наоборот.
Толщина стенки трубопровода при выбранном
сорте стали определяется величинами р и D.

20.

Капитальные затраты на сооружение магистрального нефтепровода
К можно разбить на две части: стоимость нефтеперекачивающих
станций Кст и стоимость трубопровода.
С увеличением D или р капитальные затраты на трубопровод
возрастают, а на нефтеперекачивающие станции – уменьшаются.
Значения параметров нефтепровода D, р, n и d, при которых
приведенные расходы оказываются наименьшими, называются
оптимальными.

21.

Для решения задачи об оптимальных параметрах нефтепровода
выражают капитальные затраты и эксплуатационные расходы в
зависимости от параметров D, р, n и d.
Уравнение приведенных затрат
Уравнение баланса давлений
Уравнение прочности

22.

Для капитальных затрат на
перекачивающие станции – это
затраты, пропорциональные мощности и
не зависящие от мощности.
Эксплуатационные расходы,
относящиеся к перекачивающим
станциям, складываются из расходов,
пропорциональных мощности, не
зависящих от мощности и из
отчислений на амортизацию и текущий
ремонт.
Затраты, не зависящие от параметров
нефтепровода, можно не учитывать.
Аналитический метод определения
оптимальных параметров нефтепровода
позволяет проследить как взаимосвязь
между параметрами, так и влияние на
них условий перекачки.