Расстановка перекачивающих станций по трассе нефтепровода

Рассмотрим расстановку станций на местности исходя из максимальной производительности нефтепровода при n=7 и Q₂=5280 м³/ч.

Гидравлический уклон при максимальной производительности составляет i=0,006648.

Напоры, развиваемые подпорными и магистральными насосами при максимальной подаче Q₂, равны

Н_мн=246,7–16,8х10^-6х2612²=132,08 м,

Н_пн=79,7-10^-6х2612²=72,877 м.

Расчетный напор станции составит

Найдем

Результаты расстановки станций приведены в таблица 2

Таблица 2 - расчетные значения высотных отметок НПС и длин линейных участков нефтепровода

Нефтеперекачивающая станция	Высотная отметка z_i, м	Расстояние от начала нефтепровода, км	Длина линейного участка . км
ГНПС-1			58,4
НПС-2	62,5	58,4	58,1
НПС-3	59,8	116,5
НПС-4	47,1	175,5	56,1
НПС-5	58,4	231,6	56,4
НПС-6	59,18
НПС-7	61,2
КП	62,4		–

Определение оптимальных режимов работы нефтепровода

Графический метод

Рассмотрим режимы работы магистрального нефтепровода.

Построим суммарную совмещенную характеристику линейных участков нефтепровода и НПС. Задаваясь расходами от 700 до 3100 м³/ч, определяем режимы течения нефти и рассчитываем потери напора на отдельных участках нефтепровода.

Найдем напоры подпорного и магистральных насосов. Результаты расчетов приведены в таблице 3

Таблица 3 - результаты гидравлического расчета участков нефтепровода и напорных характеристик насосов

Q,м³/ч
w,м/с	0,50	0,65	0,79	0,93	1,08	1,22	1,35	1,51	1,65	1,80	1,94	2,08	2,23
Re		7554,95	9233,86	10912,70	12591,58	14270,46	15957,43	17637,20	19316,88	20996,60	22676,34	24356,10	26035,8
λ	0,04	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02
i	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
H(мн),м	238,47	233,09	226,37	218,31	208,90	198,15	186,10	172,60	157,80	141,70	124,20	105,40	85,30
Н(пн),м	79,21	78,89	78,49	78,01	77,45	76,81	76,10	75,30	74,40	73,50	72,40	71,30	70,10
Н1,м	38,93	60,74	86,53	116,02	149,19	185,89	225,86	269,34	316,40	365,84	418,86	474,26	533,23
Н2,м	75,47	118,96	170,41	229,23	295,42	368,62	448,35	535,10	628,98	727,60	833,36	943,88	1061,52
Н3,м	102,60	168,12	245,63	334,24	433,95	544,22	664,34	795,02	936,43	1085,01	1244,33	1410,81	1588,03
Н4,м	151,79	238,25	340,53	457,47	589,05	734,57	893,08	1065,53	1252,15	1448,23	1658,47	1878,17	2112,04
Н5,м	190,65	298,17	425,36	570,77	734,40	915,36	1112,47	1326,91	1558,98	1802,80	2064,25	2337,45	2628,27
Н6,м	231,83	361,00	513,82	688,51	885,09	1102,49	1339,30	1596,93	1875,73	2168,66	2482,76	2810,97	3160,36
Н7,м	316,25	469,31	650,39	857,40	1090,34	1347,95	1628,56	1933,85	2264,22	2611,33	2983,53	3372,45	3786,47
К
	79,21	78,89	78,49	78,01	77,45	76,81	76,1	75,3	74,4	73,5	72,4	71,3	70,1
	317,67	311,982	304,862	296,318	286,35	274,958	262,2	247,9	232,2	215,2	196,6	176,7	155,4
	556,14	545,074	531,234	514,626	495,25	473,106	448,3	420,5		356,9	320,8	282,1	240,7
	794,61	778,166	757,606	732,934	704,15	671,254	634,4	593,1	547,8	498,6		387,5
	1033,082	1011,258	983,978	951,242	913,05	869,402	820,5	765,7	705,6	640,3	569,2	492,9	411,3
	1271,55	1244,35	1210,35	1169,55	1121,95	1067,55	1006,6	938,3	863,4		693,4	598,3	496,6
	1510,018	1477,442	1436,722	1387,858	1330,85	1265,698	1192,7	1110,9	1021,2	923,7	817,6	703,7	581,9
	1748,486	1710,534	1663,094	1606,166	1539,75	1463,846	1378,8	1283,5		1065,4	941,8	809,1	667,2
	1986,954	1943,626	1889,466	1824,474	1748,65	1661,994	1564,9	1456,1	1336,8	1207,1		914,5	752,5
	2225,422	2176,718	2115,838	2042,782	1957,55	1860,142		1628,7	1494,6	1348,8	1190,2	1019,9	837,8
	2463,89	2409,81	2342,21	2261,09	2166,45	2058,29	1937,1	1801,3	1652,4	1490,5	1314,4	1125,3	923,1
	2702,358	2642,902	2568,582	2479,398	2375,35	2256,438	2123,2	1973,9	1810,2	1632,2	1438,6	1230,7	1008,4
	2940,826	2875,994	2794,954	2697,706	2584,25	2454,586	2309,3	2146,5		1773,9	1562,8	1336,1	1093,7
	3179,294	3109,086	3021,326	2916,014	2793,15	2652,734	2495,4	2319,1	2125,8	1915,6		1441,5
	3417,762	3342,178	3247,698	3134,322	3002,05	2850,882	2681,5	2491,7	2283,6	2057,3	1811,2	1546,9	1264,3
	3656,23	3575,27	3474,07	3352,63	3210,95	3049,03	2867,6	2664,3	2441,4		1935,4	1652,3	1349,6
	3894,698	3808,362	3700,442	3570,938	3419,85	3247,178	3053,7	2836,9	2599,2	2340,7	2059,6	1757,7	1434,9
	4133,166	4041,454	3926,814	3789,246	3628,75	3445,326	3239,8	3009,5		2482,4	2183,8	1863,1	1520,2
	4371,634	4274,546	4153,186	4007,554	3837,65	3643,474	3425,9	3182,1	2914,8	2624,1		1968,5	1605,5
	4610,102	4507,638	4379,558	4225,862	4046,55	3841,622		3354,7	3072,6	2765,8	2432,2	2073,9	1690,8
	4848,57	4740,73	4605,93	4444,17	4255,45	4039,77	3798,1	3527,3	3230,4	2907,5	2556,4	2179,3	1776,1
	5087,038	4973,822	4832,302	4662,478	4464,35	4237,918	3984,2	3699,9	3388,2	3049,2	2680,6	2284,7	1861,4

График совмещенной характеристики участков нефтепровода и характеристики НПС в приложении 2.

Из совмещенной характеристики найдем значения подпор ab на входе и напоров на выходе каждой НПС. Для первого режима, соответствующего двум работающим магистральным насосам на каждой НПС (режим 3-3-3-3-3-3-3), производительность перекачки определяется пересечением характеристики нефтепровода 7и суммарной характеристики НПС при к_М=21, (рабочая точка М₂) и соответствует значению Q=2617 м³/ч. Подпор на головной НПС-1 равен отрезку ab, а напор на ее выходе равен отрезку ad. Чтобы найти подпор на входе НПС-2, нужно определить разность отрезков ad и ас, то есть из напора на выходе ГНПС-1 вычесть потери напора на первом участке (кривая 1). Рассуждая аналогично, определим величины отрезков, соответствующих подпорам и напорам остальных НПС (табл. 4).

Таблица №4 - напоры и подпоры нефтеперекачивающих станций на режиме 3-3-3

Нефтеперекачивающая станция	Количество работающих магистральных насосов	Обозначение отрезка
Подпор на входе НПС	Напор на выходе НПС
ГНПС – 1
НПС – 2
НПС-3
НПС-4
НПС-5
НПС-6
НПС-7

Численный метод

Рассмотрим режим перекачки с тремя работающими магистральными насосами на каждой НПС (режим 2-2). Производительность нефтепровода на этом режиме определим из решения уравнения 3.7.1.