СПосле того, как выбрана трасса нефтепровода и определена его
протяженность, переходят к технологическим расчетам.
Задачей технологических расчетов является выбор технологическ х параметров проектируемой системы. В эту задачу входит,
вчастности, решен е следующих вопросов:
выбор д аметра нефтепровода и числа перекачивающих станц й;
определен е мест размещения перекачивающих станций;расчет реж мов эксплуатации нефтепровода.
Первая з эт х задач решается в три этапа. Сначала осуществляются многовариантные технологические расчеты нефтепровода при звестных диаметре (диаметрах) магистрали и числе перекач вающ х станций. Затем выполняется экономическая
оценка стоимости (капитальных вложений и эксплуатационных затрат) каждого из рассмотренных вариантов и, наконец, на основе того или иного критерия оптимальности выбирается наилучший
вариант из возможных. |
Д |
Вторая задача решается на основе результатов технико- |
|
экономическойбАоптимизации, выполненной на предыдущем этапе, и |
|
информации о районе пролегания нефтепровода, в частности, наличии |
|
населенных пунктов, подъездных дорог, линий электропередач и т.п. Третья задача решается после конкретизации параметров нефтепровода, полученной на первых Иэтапах технологического проектирования, в частности, после выбора конкретного оборудования, устанавливаемого на линейной части и перекачивающих станциях. В расчет режимов эксплуатации нефтепровода входят уточненные (поверочные) расчеты пропускной способности нефтепровода как в номинальных, так и в нерасчетных условиях; определение давлений до (в линиях всасывания) и после (в линиях нагнетания) перекачивающих станций; решения вопросов о
необходимости регулирования режимов перекачки [2].
Для технологических расчетов нефтепровода необходима информация о производительности и протяженности нефтепровода, располагаемом насосном и регулирующем оборудовании,
56
характеристиках труб, в частности, об ограничениях на максимально допустимые давления, о стоимостях основного и вспомогательного оборудования, стоимости строительно-монтажных работ и т. д. Задание на проектирование составляют в соответствии с требованиями НиП 1.02.01 —85. Это задание должно содержать:
наименования начального и конечного пунктов нефтепровода; грузопоток в нефтепроводе (млн т/год) при полном развитии с
указан ем роста загрузки по этапам; перечень нефтей (или их смесей), подлежащих транспортировке
с указан ем х свойств: |
плотности, вязкости (при двух значениях |
|||||
температуры), упругости насыщенных паров, температуры застывания |
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
и т.п.; |
|
|
|
|
|
|
|
перечень пунктов |
роса и подкачек нефтей с указанием их |
||||
объемов по сортам; |
|
|
|
|
|
|
|
услов я |
, приема и отгрузки; |
|
|
|
|
|
рекомендац |
организации управления и т.п. |
||||
поставки |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
|
|
Параметры магистральных нефтепроводов |
|||||
|
Грузопоток, |
|
Диаметр наружный, |
|
Рабочее давление, |
|
|
млн т/год |
|
мм |
|
МПа (атм) |
|
|
0,7-1,2 |
|
219 |
|
8,8-9,8 (90-100) |
|
|
1,1-1,8 |
|
273 |
|
7,4-8,3 (75-85) |
|
|
1,8-2,2 |
|
325 |
|
6,6-7,4 (67-75) |
|
|
бА |
5,4-6,4 (55-65) |
|
|||
|
2,2-3,4 |
|
377 |
|
|
|
|
3,2-4,4 |
|
426 |
|
5,4-6,4 (55-65) |
|
|
4-9 |
|
530 |
|
5,3-6,1 (54-62) |
|
|
7-13 |
|
630 |
|
5,1-5,5 (52-56) |
|
|
11-19 |
|
720 |
|
5,6-6,1 (58-62) |
|
|
15-27 |
|
Д |
|
||
|
|
820 |
5,5-5,9 (56-60) |
|
||
|
23-50 |
|
1020 |
5,3-5,9 (54-60) |
|
|
|
41-78 |
|
1220 |
5,1-5,5 (52-56) |
|
|
|
|
|
|
И |
||
|
|
|
|
|||
57
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
|
|
Нормативная годовая продолжительность (в сутках) работы |
|||||||
|
|
магистральныхнефтепроводов |
|
|
|
|||
|
Протяженность, |
|
|
Диаметр нефтепровода, мм |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
до 820 (включи- |
|
|
|
|
||
|
км |
|
|
свыше 820 |
|
|||
|
|
|
тельно) |
|
|
|
|
|
|
До 250 |
|
|
357 |
|
|
355 |
|
|
выше 250 до |
|
356 (355) |
|
|
353 (351) |
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
выше 500 до |
|
354 (352) |
|
|
351 (349) |
|
|
С700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выше 700 |
|
352 (350) |
|
|
349 (345) |
|
|
|
Пр мечан е. В ско |
ках указаны значения параметров для |
|
|||||
|
сложных услов й прохождения нефтепроводов (заболоченная |
|
||||||
|
местность, горные |
), если только в этих условиях находится |
|
|||||
участки |
|
|
|
|
|
|||
|
не менее 30 % о щей протяженности трубопровода. |
|
||||||
|
Пропускная |
спосо ность нефтепровода |
|
определяется по |
||||
грузопотоку и числу ра очих дней с учетом затрат времени на |
||||||||
техническое обслуживание нефтепровода, капитальный ремонт и |
||||||||
ликвидацию повреждений, а также на опорожнение и заполнение |
||||||||
резервуаров (табл. 5.1, 5.2). |
|
|
|
|
|
|||
|
бА |
|
|
|||||
|
|
5.2. Вставки, лупинги, перемычки |
||||||
структуру, чем простой трубопроводД, т.е. трубопровод с постоянным внутренним диаметром. Примером такого усложнения является вставка (рис. 5.1).
Линейный участок нефтепровода может иметь более сложную
И Рис. 5.1. Участок нефтепровода со вставкой
Вставкой называется трубопроводный сегмент (ВС), как правило, большего диаметра, чем основная магистраль, под-
58
ключаемый к ней последовательно с целью снижения гидравлического сопротивления и увеличения тем самым пропускной способности.
Гидравлические условия подключения вставки выглядят
следующим образом: |
|
|
|
|
С |
|
q1 q2 Q; |
||
|
|
|
|
(5.1) |
|
|
hAC |
hAB(1) hBC( 2) , |
|
использовать |
|
|
||
т.е. расходы q1 |
q2 |
нефти в основной магистрали и вставке |
||
одинаковы, а потери напора h(1) и h( 2) в каждом из последовательно |
||||
|
|
|
AB |
BC |
соединенных тру опроводов складываются. |
||||
бА |
||||
Если участок нефтепровода состоит из сегментов труб, имеющих |
||||
близкие д аметры, |
то |
для |
гидравлических расчетов можно |
|
средн й эквивалентный диаметр участка трубопровода. Луп нгом (от англ. "loop" – петля) называется дополнительный трубопровод, проложенный параллельно основной магистрали и соединенный с ней в двух сечениях: начальном x1 и конечном x2 (рис.
5.2) [1].
Обычно на нефтепроводах лупинги прокладываются как резервные нитки магистрали (например, на подводных переходах) или
|
Д |
для увеличения пропускной способности рассматриваемого участка. |
|
|
И |
Рис. 5.2. Схема участка нефтепровода с лупингом |
|
Гидравлические условия подключения лупинга записываются |
|
следующим образом: |
|
Q |
q1 q2 , |
|
(5.2) |
h1( |
1 2) h1( 22) . |
Они означают, что при разделении (и слиянии) потоков нефти в точках разветвления расходы q1 и q2 складываются, а потери
59
напора h1(12) и h1(22) в каждом из параллельно соединенных трубопроводов одинаковы.
Течение нефти на участке с лупингом можно представить как течение на таком же участке без лупинга, но в трубопроводе с увеличенным (эквивалентным) диаметром dЭ.
Перемычкой называется трубопровод, соединяющий два параллельных нефтепровода (рис. 5.3). Применяется для регулирован я пропускной способности и повышения надежности
многон точных нефтепроводов. |
|||
На р |
с. 5.3 показан участок двухниточного нефтепровода, |
||
С |
и CC1. При такой конфигурации |
||
|
|
две перемычки ВВ1 |
|
рассматр ваемый участок может иметь различные схемы |
|||
включен я |
ладать различной пропускной способностью. |
||
Напр мер, |
участок может |
при следующих схемах |
|
включен я элементов: |
|
||
имеющего |
|
||
1) |
(AD + A1D1) ли |
|
|
2) |
(AB + A1B1)→ B1C1→(CD + C1D1) или |
||
3) |
(ABС + A1B1С1)→ CD или |
||
4) |
AС → (CD + C D ) и т.д. |
||
|
работать1 1 |
||
|
|
А |
|
|
|
Рис. 5.3. Схема участка нефтепровода с перемычками |
|
|
|
Д |
|
|
5.3. Нефтепроводы с промежуточными перекачивающими |
||
|
|
станциями |
|
Большая |
|
часть |
нефтепроводов |
имеет |
промежуточные |
|
перекачивающие станции. Примерно там, гдеИпотери напора, связанные |
||||||
с преодолением сил вязкого трения слоев нефти друг о друга, |
||||||
становятся |
равными |
напору, |
создаваемому |
предыдущей |
||
перекачивающей |
станцией, |
устанавливается |
следующая |
|||
перекачивающая станция. При этом возможны две основные схемы перекачки: из насоса – в насос и с подключенными резервуарами.
При перекачке по схеме из насоса (рис. 5.4) – в насос конец пре-
60