Материал: 2482

но включен и на прием продукта предыдущей станции, и на всасывание насосов для дальнейшей его перекачки.

Взависимости от способа включения самого резервуара различают следующие системы транзитной перекачки: через резервуар, с подключенным резервуаром, из насоса в насос.

Рассмотрим каждую из этих систем в отдельности. При последовательном включении резервуара жидкость, поступающая с предыдущей станции, прежде чем попасть на прием насосов, проходит через резервуар (рис. 6.5, б). Такой вид транспортировки нефтепродуктов называют перекачкой через резервуар.

Усиленное движение нефтепродукта способствует интенсивному испарению. Перекачка «через резервуар» применяется в случаях необходимости освобождения перекачиваемой жидкости от воздуха и газа до поступления ее в насос или для отстоя перекачиваемого продукта от воды по ходу перекачки. Не рекомендуется для перекачки нефти и светлых нефтепродуктов.

Впроцессе перекачки (с подключенным резервуаром) жидкость поступает

внасосы непосредственно из трубопровода, минуя резервуар, включенный в магистраль параллельно (рис. 6.5, в). Из трубопровода в резервуар или наоборот жидкость поступает лишь в периоды нарушения согласованности в работе перекачивающих станций. Потери от испарения из резервуаров значительно снижаются, так как в резервуары попадает часть перекачиваемого продукта. Основное количество нефтепродукта проходит из начального пункта нефтепровода в конечный, не заходя в резервуары промежуточных станций.

Перекачка «из насоса в насос» является наиболее совершенной в отношении предотвращения потерь продукта от испарения (рис. 6.5, г). Недостатком этой схемы является «жесткая» гидравлическая связь всех участков, работающих в данном режиме. Любое изменение на отдельном участке вызывает изменения на всех остальных. Аварийная остановка одного участка ведет к остановке всех последовательных участков.

Основные элементы магистрального трубопровода – сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод. Трубы защищают от коррозии специальными покрытиями и, как правило, заглубляют

вгрунт обычно на глубину 0,8 м.

С интервалом 10 – 30 км, в зависимости от рельефа трассы, на трубопроводе устанавливают линейные задвижки для перекрытия участков в случае аварии или ремонта. Магистральные нефтепроводы имеют производительность от 1 до 78 млн. т в год.

Для магистральных трубопроводов применяются цельнотянутые или сварные трубы диаметром 300 – 1220 мм. Толщина стенок определяется проектным давлением в трубопроводе, которое может достигать 10 МПа.

86

В таблице 6.3 приведены характеристики магистральных труб Челябинского трубного завода (ТУ-14-3Р-03-94, ТУ-14-3-1698-90) для рабочих давлений

5,4 – 7,4 МПа [53].

Примечание: в марках сталей, приведенных в таблице 6.3, буквами указаны легирующие добавки (Г – марганец, Б – ниобий, Ю – алюминий, А – азот,

Ф– ванадий, С – кремний).

Вкачестве перекачивающих агрегатов наиболее эффективны центробежные насосы, так как они легко поддаются синхронизации и автоматическому регулированию. Кроме того, в отличие от поршневых насосов они не дают опасного повышения давления даже при полном закрытии задвижки на нагнетании. Использование поршневых насосов может привести к тяжелой аварии вследствие недопустимого давления на выходе насосов предыдущей станции. В этом случае обязательна установка предохранительных клапанов на приеме и выходе, отрегулированных на допустимый избыток давления. Для приема избытка продукта из предохранительных клапанов предусматривают специальные резервуары.

Втаблице 6.4 приведены технические характеристики центробежных насосов, используемые при транспортировке по трубам нефти и нефтепродуктов.

Максимальный коэффициент полезного действия (КПД mах) насосов составляет 0,8 – 0,9. Частота вращения колес насосов соответствует 1480 мин -1. Харак-

теристики насосов даны для перекачиваемой воды при 20 °С.

87

Для труб произвольного сечения вместо диаметра d подставляют значение, равное 4 Rг. Величина Rг = / s – это гидравлический радиус, равный отноше-

нию смоченного периметра к площади сечения s. Для трубы круглого сече-

ния смоченный периметр равен ∙d, а площадь сечения ∙d2/4. Гидравлически радиус Rг будет равен d/4.

Перемещение жидкости связано с потерей напора. Потери напора зависят от величины скорости движения жидкости и пропорциональны скорости в квадрате.

Напор – это энергия, отнесенная к единице веса. Напор измеряют единицами длины (м, см, мм). Различают напор геометрический, пьезометрический и скоростной. Геометрический напор зависит от высоты положения, например, резервуара. При подъеме резервуара с жидкостью плотностью 1000 кг/ м3 на высоту 10 м в шланге (трубопроводе) на плоскости сравнения (у основания) будет действовать избыточное давление 0,98∙105 Н/м2 (1 атм.). Пьезометрический (пьезо – греч. давлю) напор зависит от величины давления, действующего на стенки трубы со стороны жидкости (газа). Пьезометрический напор определяют из выражения P g . Скоростной напор зависит от величины средней скоро-

сти и определяется выражением 22g.

При перемещении жидкости по трубопроводам насос должен развивать напор, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений трения по длине трубопровода; местных сопротивлений (вентили, изгибы, повороты); геометрической высоты, равной разности отметок уровней жидкости в конечном и начальном пунктах перекачки, а также на создание скоростного напора жидкости (свободного напора на выходе).

Величина потери напора на трение по длине для труб круглого сечения выражается следующим уравнением гидравлики, предложенным учеными Дарси и Вейсбахом в 1755 г. [37, 61]:

где – коэффициент гидравлического сопротивления; – средняя скорость движения жидкости, м/с; l – длина трубы, м; d – внутренний диаметр трубы, м; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

Потерю напора можно выразить через объемный расход, который определяется выражением:

где F – площадь трубы.

90