 |
|
Гидравлический расчёт трубопровода
2.1 Гидравлический расчет нефтепровода, определение числа перекачивающих станций
Определяем секундный расход нефти и ее среднюю скорость по формулам
,
Определяем режим течения
Так как Re>2320, режим течения жидкости турбулентный.
Определим зону трения
Для этого определяем относительную шероховатость труб при kэ=0,05мм
Первое переходное число Ренольдса
Второе переходное число Ренольдса
Так как Re< ReI, то течение нефти происходит в зоне гидравлически гладких труб, поэтому коэффициент гидравлического сопротивления вычисляем по формуле из таблицы (3.6.1)
.
Определяем гидравлический уклон в нефтепроводе по формуле
.
Определяем полные потери в трубопроводе, приняв Нкп=40 м. Число эксплуатационных участков определяем по формуле
,
,
.
Определяем расчетный напор одной станции по формуле
Расчетное число насосных станций определяем по формуле
.
Если округлить число НПС в меньшую сторону (6 станций), то гидравлическое сопротивление трубопровода можно снизить прокладкой лупинга. Приняв диаметр лупинга равным диаметру основного трубопровода, найдем значение ω и длину лупинга по формулам
.
.
Строю совмещенную характеристику нефтепровода постоянного диаметра и нефтепровода, оборудованного с лупингом и нефтеперекачивающих станций. Для этого выполню гидравлический расчет нефтепровода в диапазоне от 1900 до 3100м3/ч с шагом 200 м3/ч. Результаты вычислений представлены в таблице 1.
Таблица 1 - результаты расчета характеристик трубопровода и перекачивающих станций
| Расход Q, м3/ч | Напор насосов | Характеристика трубопровода | Характеристика нефтеперекачивающих станций | ||||||
| Hм, м | Hп, м | с постоян-ным диаметром Н=1,02 iLр+Δz+ Nэhост | с лупингом Н=1,02 i[Lр-lл(1-ω)]+Δz+ Nэhост | ||||||
| 186,1 | 76,1 | 1651,16 | 1585,466 | 2681,5 | 3425,9 | 3798,1 | 3984,2 | ||
| 172,6 | 75,3 | 1957,75 | 1878,132 | 2491,7 | 3182,1 | 3354,7 | 3527,3 | 3699,9 | |
| 157,8 | 74,4 | 2285,93 | 2194,85 | 2283,6 | 2914,8 | 3072,6 | 3230,4 | 3388,2 | |
| 141,7 | 73,5 | 2633,44 | 2527,61 | 2057,3 | 2624,1 | 2765,8 | 2907,5 | 3049,2 | |
| 124,2 | 72,4 | 3005,38 | 2884,42 | 1811,2 | 2432,2 | 2556,4 | 2680,6 | ||
| 105,4 | 71,3 | 3395,45 | 3257,27 | 1546,9 | 1968,5 | 2073,9 | 2179,3 | 2284,7 | |
| 85,3 | 70,1 | 3809,503 | 3654,17 | 1264,3 | 1605,5 | 1690,8 | 1776,1 | 1861,4 |
График совмещенной характеристики нефтепровода и нефтеперекачивающей станции представлен в приложении 1.
Точка пересечения М характеристики нефтепровода с лупингом и нефтеперекачивающих станции (n=6) подтверждает правильность определения длины лупинга, так как QМ=Q=2529,715 м3/ч.
При округлении числа НПС в большую сторону рассчитаем параметры циклической перекачки. Из совмещенной характеристики трубопровода и нефтеперекачивающей станции при n=7, m=3 рабочая точка переместится в точку М2, а расход соответствует Q2=2612 м3/ч. Если на каждой НПС отключить по одному насосу n=7, m=2, то рабочая точка переместиться в точку М1, а нефтепровод будет работать с производительностью Q1=2300м3/ч.
Так как выполняется условие Q1< Q< Q2, по формуле 3.6.17 рассчитываем время работы нефтепровода на режимах, соответствующих расходам Q1 и Q2.
