Расчет режима работы трубопровода для последовательной перекачки двух сортов нефти

Исходные данные

Dвн, м.

L, км.

НС.

L1, км.

Число нас.

Kэ, мм.

Pк МПа.

Pпод, МПа.

1, М2/с.

1, кг/м3.

2 М2/с.

2 кг/м3.

L2, км.

0,4.

4(3+1).

0,1.

0,1.

0,3.

2,0*10−6.

6,5*10−6.

Характеристика насоса НМ-500−300.

Таблица 1.

м3/ч.
H, м.

Определить пропускную способность трубопровода и параметры регулирования перекачивающей станции (если регулирование требуется);

Рассчитать режим работы станции и параметры регулирования;

Замещение одного нефтепродукта другим.

Профиль трассы (3).

Таблица 2.

L, км.
Z, м.

Решение задачи:

1. Определение рабочей точки при перекачке бензина

Определим давление развиваемое одним насосом:

где.

;

Определим давление развиваемое головной насосной станцией:

Характеристика Q-P насосной станции (бензин) Таблица 3.

. м3/ч.	Давл. развив. одним насосом PH, МПа.	Давл.развив. ГПС.	Давл.развив.двумян.с.
	2,80.	8,69.	17,08.
	2,56.	7,99.	15,69.
	2,27.	7,12.	13,94.
	1,89.	5,96.	11,62.
	1,42.	4,57.	8,84.

Полученные результаты наносятся на график. Строим характеристики головной и суммы двух насосных станции, работающих на перекачке бензина.

Для построения характеристики Q-P трубопровода при перекачке бензина произведем следующие гидравлические расчеты и результаты расчета представим в табл. 4.

Таблица 4.

. м3/ч.	. м/с.			. МПа.	МПа.	. Мпа.
	0,66.	132 696,39.	0,1 828.	1,80.	— 0,06.	1,74.
	0,88.	176 928,52.	0,1 746.	3,05.	— 0,06.	2,99.
	1,11.	221 160,65.	0,1 690.	4,61.	— 0,06.	4,55.
	1,33.	265 392,78.	0,1 650.	6,49.	— 0,06.	6,43.
	1,55.	309 624,91.	0,1 619.	8,66.	— 0,06.	8,60.

На совмещенной характеристике определяем рабочую точку с параметрами.

С учетом.

,.

Аналогично проводим расчеты для насосных станций, работающих на дизельном топливе:

где.

Результаты вычислений представим в таблицу 5.

Характеристика Q-P насосной станции ДТ Таблица 5.

. м3/ч.	Давл. развив. одним насосом PH, МПа.	Давл.развив. ГПС.	Давл.развив.двумян.с.
	3,09.	9,57.	18,84.
	2,83.	8,80.	17,31.
	2,51.	7,84.	15,38.
	2,08.	6,55.	12,81.
	1,57.	5,02.	9,74.

Аналогично проводим расчеты и строим характеристику трубопровода, работающем наДТ, заносим результаты в таблицу 6.

Таблица 6.

. м3/ч.	. м/с.			. МПа.	МПа.	. Мпа.
	0,66.	40 829,66.	0,2 301.	2,50.	— 0,07.	2,43.
	0,88.	54 439,54.	0,2 164.	4,18.	— 0,07.	4,11.
	1,11.	68 049,43.	0,2 068.	6,24.	— 0,07.	6,17.
	1,33.	81 659,32.	0,1 995.	8,67.	— 0,07.	8,60.
	1,55.	95 269,20.	0,1 938.	11,46.	— 0,07.	11,40.

По результатам расчетов строим характеристику.

Получаем рабочую точку.

,.

Для этих результатов проверим, будет ли соблюдаться достаточный подпор на второй насосной станции.

На профиле трассы проводим построение линий гидравлического уклона. На вертикальной оси откладываем значения напора, развивающий двумя перекачивающими станциями при перекачке бензина.

В конце трубопровода откладываем значение.

Соединив точки, получим гидравлический уклон трубопровода, работающего при перекачке бензина. (рис. 2, лин 1).

Затем откладываем значение напора, развиваемого ГНС:

Аналогично проводим расчет для диз. топлива :

На рис. 2 видно, что Н подпора при перекачке бензина условие подпора не соблюдается, при перекачке Д.Т. в найденном режиме условие подпора тоже не соблюдается.

Необходима регулировка режима, изменение режима проводим дросселированием.

Чтобы определить с соблюдением условия подпора на 2 насосной станции необходимо нанести на рис. 1 характеристики участков трубопровода длиной 170 км при перекачке бензина и Д. Т. Результаты расчета заносим в таблицу 7.

Таблица 7.

. м3/ч.	Бензин.	Дизельное топливо.
	. МПа.	МПа.	. Мпа.	. МПа.	МПа.	. Мпа.
	1,30.	— 1,25.	0,05.	1,81.	— 1,38.	0,43.
	2,21.		0,96.	3,02.		1,65.
	3,34.		2,09.	4,51.		3,14.
	4,69.		3,45.	6,27.		4,90.
	6,27.		5,02.	8,29.		6,92.

Построим характеристику трубопровода работающего на бензине (рис.1).

Между кривыми 1 и 7 откладываем отрезок EF, соотв-ей величине Pпод=0,3 МПа. Произошло изменение режима. Расход стал равным.

Чтобы графически определить величину дросселирования между кривыми 2 и 3 на отрезке AB откладывает отрезок, равный значению конечного давления 0,1 МПа. Оставшаяся часть и будет Pдрос.=1,4 МПа.

Построим характеристику трубопровода работающего на Д.Т. (рис.1).

Между кривыми 4 и 8 откладываем отрезок KL, соответствующей величине KL=Pпод=0,3 МПа. Произошло изменение режима. Расход стал равным трубопровод пропускной станция перекачка Чтобы графически определить величину дросселирования между кривыми 5 и 6 на отрезке CD откладывает отрезок, равный значению конечного давления 0,1 МПа. Оставшаяся часть и будет Pдрос.=1,9 МПа.

Замещение одного нефтепродукта другим:

Для данной задачи рассматривается процесс замещения бензина дизельным топливом для трёх различных состояний:

1 случай:

Трубопровод заполнен бензином и Д.Т. начинает закачиваться в трубопровод. ГПС перекачивает ДТ, а ППС перекачивает бензин. Определяем рабочую точку для этого состояния. Строим суммарную характеристику насосных станций для этого случая (рис.3)Воспользуемся таблицей 3 и 5.

Пример:

Аналогично определяются точки для других расходов, результаты в таблице 9.

Таблица 9.

м3/ч.
	17,96.	16,50.	14,66.	12,21.	9,29.

По полученным данным строится характеристика перекачивающих станций (рис 3, линия 9)-характеристика перекачивающих станций, одна из которых работает на Д.Т., а вторая — на бензине.

На рис. 3 видно, что условие подпора на 2НС в первом случае перекачки не соблюдается. Необходима регулировка режима, изменение режима проводим дросселированием.

Между кривыми 4 и 7 откладываем отрезок KL, соответствующей величине KL=Pпод=0,3 МПа. Произошло изменение режима. Расход стал равным.

Чтобы графически определить величину дросселирования между кривыми 3 и 9 на отрезке CD откладывает отрезок, равный значению конечного давления 0,1 МПа. Оставшаяся часть и будет Pдрос.=1,1 МПа.

2 случай:

Д.Т. вытеснило бензин на участке между насосными станциями длиной 170 км и граница смеси миновала ППС.

Составим пропорцию:

Для расчета потерь давления из-за разности геодезических отметок нам необходимо знать высоту 170-го километра. Из рис. 2 определили, что метра.

Тогда.

Полные потери:

Аналогичные расчеты проводим для других расходов.

Результаты в таблице10:

Таблица 10.

м3/ч.	МПа.	МПа.	Мпа.
	0,50.	1,19.	1,68.
	0,84.	1,19.	2,03.
	1,28.	1,19.	2,46.
	1,79.	1,19.	2,98.
	2,40.	1,19.	3,58.

Рассмотрим участок трубопровода, в котором Д.Т. занимает участок трубопровода от ГПС до ППС с заполнением второй НС.

Таблица 11.

м3/ч.	МПа.	МПа.	Мпа.
	1,81.	— 1,38.	0,43.
	3,02.	— 1,38.	1,65.
	4,51.	— 1,38.	3,14.
	6,27.	— 1,38.	4,90.
	8,29.	— 1,38.	6,92.

Пример:

Аналогично определяются точки для других расходов, результаты в таблице 12.

Таблица 12.

м3/ч.	МПа.
	2,11.
	3,68.
	5,6.
	7,88.
	10,5.

На рис. 3 видно, что условие подпора на 2НС во втором случае перекачки не соблюдается. Необходима регулировка режима, изменение режима проводим дросселированием.

Между кривыми 4 и 8 откладываем отрезок MN, соответствующей величине Pпод=0,3 МПа. Произошло изменение режима. Расход стал равным.

Чтобы графически определить величину дросселирования между кривыми 5 и 10 на отрезке CD откладывает отрезок, равный значению конечного давления 0,1 МПа. Оставшаяся часть и будет Pдрос.=2,1 МПа.

3 случай:

Граница смеси между бензином и Д.Т. находится на расстоянии 100 км от головной насосной станции.

Составим пропорцию :

Для расчета потерь давления из-за разности геодезических отметок на необходимо знать высоту 100-го. Из рисунка 2 определили, что.

Тогда.

Аналогичные расчеты проводим для других расходов, результаты в таблице13.

Таблица 13.

м3/ч.	МПа.	МПа.	Мпа.
	1,06.	— 0,27.	0,79.
	1,78.	— 0,27.	1,51.
	2,66.	— 0,27.	2,38.
	3,69.	— 0,27.	3,42.
	4,88.	— 0,27.	4,61.

Рассмотрим участок трубопровода, в котором бензин занимает участок от границы смеси (100км) до конца трубопровода.

Таблица 14.

м3/ч.	МПа.	МПа.	Мпа.
	1,03.	0,19.	1,22.
	1,75.	0,19.	1,94.
	2,65.	0,19.	2,84.
	3,73.	0,19.	3,92.
	4,97.	0,19.	5,16.

Определяем характеристику трубопровода, складывая суммарные потери для каждого расхода.

Таблица 15.

м3/ч.	МПа.
	2,01.
	3,45.
	5,22.
	7,34.
	9,77.

Для того чтобы проверить, соблюдается ли условие подпора на 2НС, построим характеристику трубопровода длиной 170 км, учитывая, что граница смеси находится в рассматриваемом случае между головной и промежуточной насосными станциями, на расстоянии 100 км от головной. Результаты расчёта приведены в таблице 16.

Таблица 16.

м3/ч.	МПа.
	2,75.
	4,35.
	6,18.

На рис. 3 видно, что условие подпора на 2НС в третьем случае перекачки не соблюдается. Необходима регулировка режима, изменение режима проводим дросселированием.

Между кривыми 4 и 11 откладываем отрезок OP, соответствующей величине Pпод=0,3 МПа. Произошло изменение режима. Расход стал равным.

Чтобы графически определить величину дросселирования между кривыми 9 и 12 на отрезке EF откладывает отрезок, равный значению конечного давления 0,1 МПа. Оставшаяся часть и будет Pдрос.=1,8 МПа.