Совместная работа нефтепровода и насосных станций

Параллельное соединение насосов используется для того, чтобы увеличить общую производительность НС, а последовательное соединение — для увеличения общего напора за НС.

Графически построение суммарных характеристик Q — Н показано на рисунке 10.

Рисунок 10 — Построение суммарных характеристик насосов при последовательном (а) и параллельном (б) соединении Каким условием лимитируется давление и напор на входе в НС?

Величины давления и напора на входе НС лимитируются исходя из требований по обеспечению нормальной работы насоса в безкавитационном режиме. Кавитация — это явление «холодного» кипения жидкости, возникающее при снижении давления на входе насоса ниже давления насыщенных паров (давления упругости паров) перекачиваемой жидкости.

Кавитационный режим является недопустимым для работы центробежных насосов. Поэтому подпор на входе в НС поддерживают выше давления упругости паров на величину кавитационного запаса, определяемого по технической характеристике центробежного насоса.

Каким условием лимитируется давление и напор на выходе НС?

Напор на выходе НС создается центробежным насосом и равен сумме подпора или напора на входе НС и напора, развиваемого самим насосом. Его величина, а также величина давления на выходе НС лимитируется максимально допустимым напором, определяемым прочностными характеристиками корпуса насоса и трубопровода.

Показать графически, как изменяется рабочая точка системы если:

на линейной части подключить лупинг;

дополнительно подключить в работу еще одну или несколько станций без изменений в линейной части трубопровода?

После подключения лупинга на линейной части трубопровода (т.е. при увеличении пропускной способности) рабочая точка системы сместится вправо (рисунок 11).

Рисунок 11 — Увеличение пропускной способности после прокладки лупинга (1 — характеристика НС; 2 — характеристика трубопровода; 3 — характеристика трубопровода после прокладки лупинга) Коэффициент увеличения пропускной способности при прокладке лупингов может иметь различные значения в зависимости от длины и диаметра лупинга.

Аналогично, при подключении в работу еще одной или нескольких станций рабочая точка системы сместится вправо (рисунок 12).

Рисунок 12 — Увеличение пропускной способности после подключения в работу дополнительных насосных станций (1 — характеристика НС; 2 — характеристика НС после подключения дополнительных станций; 3 — характеристика трубопровода).

Заключение

Режим работы нефтепровода определяется не только режимами работы центробежных насосов, но всегда зависит так же от гидравлической характеристики трубопровода.

Гидравлическая характеристика трубопровода — это зависимость потерь напора в трубопроводе от производительности.

Зависимость напора, развиваемого центробежным насосом, от производительности, с которой он работает, называется Q — Н характеристикой центробежного насоса и графически изображается как полого падающая ветвь параболы. Насосы могут быть соединены между собой последовательно либо параллельно. Тогда суммарная характеристика группы работающих насосов строится либо суммированием напоров при одном и том же значении производительности (для последовательного соединения) либо суммированием производительностей при одном и том же значении напора (для параллельного соединения).

Пересечение суммарной характеристики всех работающих НС с суммарной характеристикой всех участков трубопровода дает рабочую точку системы, координаты которой определяют производительность продуктопровода и суммарный напор НС, необходимый для перекачки при этой производительности.

Координаты рабочей точки могут быть найдены аналитически путем совместного решения двух уравнений, описывающих, соответственно, Q — Н характеристику трубопровода и НС. Уравнение, полученное в ходе решений этих зависимостей, называют уравнением баланса напоров.

Графически режимы работы насоса определяются путем построения на одном чертеже и в одинаковом масштабе кривой Q-Н насоса и кривой, характеризующей гидравлический режим (гидравлическая характеристика) трубопровода. Рабочий режим определяет точка пересечения обеих кривых.

Литература

Эксплуатация объектов хранения и распределения жидких углеводородов: учебное пособие для студентов нефтегазового профиля / Ю. Д. Земенков [и др.]; ред. Ю. Д. Земенков; Тюм.

ГНГУ. — СПб.: Недра, 2007. — 535 с.

Типовые расчеты процессов в системах транспорта и хранения нефти и газа: учебное пособие для студентов нефтегазового профиля / Тюм.

ГНГУ; ред. Ю. Д. Земенков. — СПб.: Недра, 2007. — 599 с.

История и перспективы развития нефтегазовой промышленности и топливно-энергетического комплекса: учебное пособие для студентов нефтегазового профиля / Ю. Д. Земенков [и др.]; общ. ред. Ю. Д. Земенкова; Тюм.

ГНГУ. — СПб.: Недра, 2007. — 224 с.

Мониторинг гидродинамических и технических характеристик трубопроводных систем: учебное пособие для студентов нефтегазового профиля / ред. Ю. Д. Земенков. — Тюмень: Вектор Бук, 2008. — 445 с.

Лист 24 Изм. Лист №докум. Подпись Дата.

Изм. Лист №докум. Подп. Дата Разраб. Лит. Лист Листов Проверил Рецензир. Н.контр. Утверд.