Схемы и режимы эксплуатации магистрального нефтепровода
Режим эксплуатации магистрального нефтепровода — это заданный режим работы магистрального нефтепровода, зависящий от его технического состояния и установленной производительности.
Ни один магистральный нефтепровод не может осуществлять свою работу с постоянной производительностью в течении всего рабочего периода. Причинами непостоянства режима работы магистрального нефтепровода могут быть:
- Плановые остановки нефтепровода.
- Внеплановые остановки нефтепровода.
- Неравномерность приема нефти и нефтепродуктов на перерабатывающих заводах, нефтебазах, автозаправочных станциях и т.п.
- Неравномерность поставок продукция с нефтегазовых предприятий.
Существует две принципиальные схемы работы магистрального нефтепровода:
- «Мягкая схема», которая подразумевает работу магистрального нефтепровода с подключенными к нему резервуарами.
- «Жесткая схеме» или схема «насос в насос».
Отличительной чертой первой схемы работы является то, что на перекачивающих насосных станциях строятся резервуарный парки, задача которых заключается в сглаживании неравномерности поставок нефти и нефтепродуктов с нефтегазовых предприятий. На таких нефтепроводах возможно осуществление следующих режимов работы: работа на следующую нефтеперекачивающую станцию одним или несколькими агрегатами; работа нефтеперекачивающих станции, минуя другие нефтеперекачивающие станции одним или несколькими насосами. А в зависимости от длины и давлений в нефтеперекачивающих станциях количество режимов работы магистрального нефтепровода может достигать нескольких десятков.
При работе магистрального нефтепровода по второй схеме работы, наличие резервуарных парков на нефтеперекачивающих станция не предусмотрено (кроме головных). Для нормального функционирования магистрального нефтепровода при данной схеме работы на промежуточные нефтеперекачивающие станции передается подпор. Для такой схемы работы нефтепровода характерно большое количество режимов работы, так как на таких нефтепровода частым явлением является включение, подключение или отключение различных узлов. Данные причины и условия стали причиной возникновения такой технологической операции, как моделирование работы магистрального нефтепровода.
Моделирование режима работы магистрального нефтепровода
Моделирование режима работы магистрального нефтепровода — это построение модели работы магистрального нефтепровода на основе инженерных расчетов и ее изучение.
В мероприятия по моделированию режима работы магистрального нефтепровода могут входить: выбор схемы его работы, расчет количества нефтеперекачивающих станций, расчет количества дюкеров и лупингов, расчет параметров магистрального нефтепровода (например, количество перевальных точек, протяженность, производительность, диаметр труб и т.п.), определение необходимости монтажа точек сбросов и подкачек, определение количества используемых насосных установок, а также расчет их оптимальных рабочих параметров, расчет объема перекачек, идентификация технических характеристик оборудования.
Алгоритм моделирования режима работы магистрального нефтепровода выглядит следующим образом. Для начал определяют его производительность, в зависимости от количества работающих насосов на нефтеперекачивающих станциях. Следующей операцией является расчет подпоров (давления) на входе в нефтеперекачивающую станции и напор на выходе из неё. Далее проверяется выполнение следующих условий:
Рисунок 1. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, $ΛН_{min}, ΛH_{ПСmaxj}$ - максимально допустимые значения напора и подпора на нефтеперекачивающей станции. Если данное условия выполняется для каждой перекачивающей станции по все длине магистрального нефтепровода, то предлагаемая комбинация включения насосов применима.
Также критерием, который служит для выбора наиболее оптимального режима работы магистрального нефтепровода является объем (величина) затрат на перекачку одной тонные нефти. Данный показатель высчитывается по формуле:
Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где $N_{ПОТР П}$— мощность, потребляемая подпорными насосами; $N_{ПОТР М}$— мощность, потребляемая к-м магистральным насосом на j-й НПС; $Q$ — производительность нефтепровода при выбранном числе насосов.
Потребляемые мощности в этом случае определяются по формулам:
Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где hn — напор подпорного насоса при подаче Q; hMjk— напор k-го магистрального насоса на j-й НПС при подаче Q;ηн ,ηэ ,ηмех— величины КПД соответственно насоса, электродвигателя и механической передачи.
КПД механической передачи обычно принимают равным 0,99. КПД электродвигателя определяется по формуле:
Рисунок 4. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где $r_1 , r_2$ — эмпирические коэффициенты; $K_3$— коэффициент загрузки электродвигателя, равный отношению мощности на валу электродвигателя $N_{эл}$ к его номинальной мощности $N_{эн}$.
А КПД насоса по формуле:
Рисунок 5. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где $к_1, к_2, к_3$— коэффициенты аппроксимации, определяемые методом наименьших квадратов.
Моделирование режима работы магистрального нефтепровода является важной технологической операцией, от успешности которой зависит весь производственный процесс, связанный с транспортировкой нефти и нефтепродуктов.
