Расчет режимов работы нефтепровода

2.4 Расчет режимов работы нефтепровода

Расчет возможных технологических режимов перекачки нефти по рассматриваемому участку нефтепровода выполняется на основании расчетных значений плотности и кинематической вязкости нефти, которые составляют:

плотность нефти ρ=863,7 кг/м3;

вязкость нефти ν=8,37∙10–6 м2/с.

Расчетные параметры линейных участков нефтепровода приведены в таблице 2.

2.4.1 Методика определения режимов

Режим работы перекачивающих станций определяется совместным решением уравнений, описывающих гидравлическую характеристику линейных участков трубопровода и характеристику перекачивающих станций.

Производительность трубопровода определяется из системы уравнений:

, (23)

где Hтр – полные потери напора на преодоление гидравлического сопротивления трубопровода, разности геодезических отметок и создание остаточного напора в конце трубопровода;

Hнс – напор, развиваемый всеми работающими насосами при заданном режиме перекачки;

Dzj – разность геодезических отметок на j –м линейном участке;

n – число линейных участков (перекачивающих станций);

Hост – остаточный напор в конечном пункте трубопровода, Hост =40 м;

htj – потери напора на трение в j – м линейном участке трубопровода;

1,02 – коэффициент, учитывающий местные сопротивления на линейном участке;

nмнj – число магистральных насосов, установленных на j-й перекачивающей станции;

hпн – напор, развиваемый подпорными насосами;

hмнjk – напор, развиваемый k-м магистральным насосным агрегатом j-й перекачивающей станции;

fjk – индекс состояния k-го насосного агрегата j-й ПС (если насос находится в работе fjk=1; если остановлен fjk=0).

Потери напора на трение определяются по формуле Лейбензона:

, (24)

где n – расчетная вязкость нефти;

Q – расход нефти;

Lj – длина j-го линейного участка;

D – внутренний эквивалентный диаметр j-го линейного участка.

Значения коэффициентов b и m в формуле Лейбензона зависят от режима течения нефти и шероховатости внутренней поверхности стенки трубопровода.

Режим течения определяется безразмерным критерием Рейнольдса:

Re =. (25)

В таблице 3 приведены значения коэффициентов b и m для различных режимов течения жидкости.

Таблица 3 – Зависимость коэффициентов b и m от режима течения

Напор, развиваемый магистральными hмн и подпорными hпн перекачивающими агрегатами, определяется по формуле (1.2).

Напор на выходе с-й перекачивающей станции определяется из соотношения:

Ннс = Нвсс + Нмнс, (26)

где Нвсс – напор на входе с-й перекачивающей станции;

– напор, создаваемый работающими насосами с-й перекачивающей станции.

Напор на входной линии с-й перекачивающей станции определяется как разность между напорами, создаваемыми (с-1) перекачивающими станциями и потерями напора в трубопроводе, состоящем из (с-1) линейных участков.

. (27)

Напоры на входе и выходе перекачивающих станций должны удовлетворять условию, накладываемому ограничениями:

; , (28)

где Рн max с – максимальное допустимое давление на нагнетании с-й НПС;

Рвс min с, Рвс max с – соответственно минимальное и максимальное допустимые давления на входе с-й НПС;

g – ускорение свободного падения.