Последовательная перекачка нефтепродуктов

Один из сложных режимов эксплуатации продуктопровода – это процесс замещения одного продукта другим; в процессе замещения изменяется давление НПС, подпор перед НПС и производительность нефтепродуктопровода, что непосредственно связанно с настройкой САР.

Пример 7.2. Решение задачи на замещение нефтепродуктов

По трубопроводу длиной L=200 км и D_вн=350 мм перекачивается последовательно 2 нефтепродукта легкий и тяжелый, Dz=0.

n₁<n₂; n₁=4,3 сСт; n₂ =14 сСт;

r₁<r₂; r₁=724 кг/м³; r₂=824 кг/м³;

На трубопроводе расположены 2 НПС, вторая расположена на 100-ом км.

Каждая НПС оборудована 2-мя насосами НМ-500-300

параметры работы насоса

Схема продуктопровода представлена на рис 7.4.

1) Определить Q продуктопровода при работе на легком и тяжелом продукте.

2) Определить изменение режима работы продуктопровода при замещении легкого нефтепродукта тяжелым.

В изменение режима входит:

· изменение Q

· изменение Р на обеих НПС

· изменение подпоров (ΔР) перед станцией №2.

Рис. 7.4. Схема продуктопровода

Графики изменения режима работы будем строить в зависимости от Х, т.е. длины зоны замещения.

X примем равным: 0, 0_*, 50, 100, 100_*, 150, 200 км.

При последовательной перекачке оперируют понятием «падение давления», а не «падение напора», т.к. величина Н является непоказательной, а именно, при одинаковом Н давления на НПС при разной плотности нефтепродуктов являются различными.

Производительность найдем из уравнения баланса давлений, а в точках 0 и 200 из уравнения баланса напоров.

m=0,123; b=0,0074 - зона смешанного закона сопротивления.

Решение

Уравнение баланса напоров:

.

1. Подставляем n₁, затем n₂ и получим Q₁ и Q₂, при этом данные используются в системе “СИ”.

Для легкого нефтепродукта:

.

м³/с, производительность на “легком”

нефтепродукте.

Для тяжелого нефтепродукта:

.

м³/с производительность на “тяжелом” нефтепродукте.

2. Составим уравнение баланса давлений, если длина зоны замещения равна x.

,

откуда

;

м³/с.

Если x=0_*,то x=0 в уравнении баланса давлений.

При X=50км

м³/с.

При X=100км

м³/с.

При X=100_*

м³/с.

При X=150км

м³/с.

Данные по изменению Q заносим в табл. 7.3.

3. Далее найдем напор насосных станций при

X=0, X=0_*, X=50, X=100, X=100_*, X=150, X=200.

Напор на НПС равен:

м;

м; м;

м; м;

м; м.

Данные по изменению Н заносим в табл. 7.3.

4. Затем определим давление на станциях НПС-1 и НПС-2 по формуле:

.

При х=0 МПа.

При х=0_* МПа;

МПа.

При х=50 МПа;

МПа.

При х=100 МПа;

МПа.

При х=100_* МПа;

МПа.

При х=150 МПа;

При х=200 МПа.

Данные по изменению Р₁ и Р₂ заносим в табл. 7.3.

5. Далее рисуем график изменения давлений на станциях НПС-1 и НПС-2 в зависимости от длины зоны замещения “тяжелого” нефтепродукта х (рис. 7.5).

6. Затем определим давление перед станцией 2 в процессе замещения нефтепродуктов.

МПа - потери давления на длине 100 км, т.е. до 2-ой НПС.

- подпор перед станцией НПС-2

- потери давления на участке 0-100 км в зависимости от длины зоны замещения.

Рис. 7.5. Графики изменения давления на НПС-1 – Р₁ и НПС-2 – Р₂

в зависимости от Х

МПа;

МПа - давление перед станцией-2 при х=0.

МПа;

МПа - давление перед станцией-2 при х=0*.

МПа - давление перед станцией-2 при х=50.

МПа;

МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=100 км.

МПа;

МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=150 км.

МПа;

МПаΔР перед станцией НПС-2 при х=200 км.

Данные по изменению ΔР заносим в табл. 7.3.

7. Строим график изменения давления перед НПС-2 в зависимости от длины зоны замещения “тяжелого” нефтепродукта х (рис. 7.6).

При х=100

м³/с.

Q_lim – ограничивает пропускную способность трубопровода. Это Q участка, занятого вязким продуктом, следовательно, в процессе замещения нужно уменьшить Q до Q=Q_lim, во избежание кавитации в насосах НПС-2.

Таблица 7.3

Изменение режима работы продуктопровода в процессе замещения легкого нефтепродукта тяжелым

Рис. 7.6. Изменение давления перед НПС-2 в зависимости от Х

Вопросы к защите задачи по замещению нефтепродуктов

1. Объяснить общую тенденцию изменения давления на станциях.

2. Объяснить скачки давления на станциях 1 и 2 в точках 0 и 0_* и точках 100 и 100_*.

3. Объяснить график подпора перед НПС-2.

4. С учетом графика подпора определить лимитирующую производительность, если минимально допустимый подпор принять [DP_доп]=0,2МПа.

Пример 7.3. Решение задачи гидравлического расчета

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: