На характеристике “горячего” трубопровода резкий переход из ламинарного режима в турбулентный отсутствует. Это объясняется тем, что при изотермической перекачке переход из одного режима в другой с увеличением расхода происходит сразу по всей длине трубопровода, а при “горячей” перекачке, в общем случае оба режима имеют место в трубопроводе одновременно. С увеличением расхода возрастает длина участка с турбулентным течением и сокращается длина участка с течением ламинарным.
Расходами QI и QII весь диапазон возможных производительностей делится на три зоны (I, II и III). Зона I никак не может быть рабочей поскольку расходы перекачки в ней очень малы, нефть имеет низкую температуру и поэтому произведенные затраты на ее подогрев практически бесполезны.
В какой же из двух - II или III зоне - должна находиться рабочая точка? Для ответа на этот вопрос проследим как изменяется положение характеристики “горячего” трубопровода в зависимости от различных факторов, а именно 1) вязкости нефти; 2) полного коэффициента теплопередачи; 3) начальной температуры нефти и 4) температуры окружающей среды.
Как видно из рис. 2.17, любое ухудшение условий перекачки, а именно: 1) переход на перекачку нефти большей вязкости (увеличение крутизны вискограммы), 2) длительные дожди или таяние снегов (увеличение полного коэффициента теплопередачи), 3) уменьшение начальной температуры нефти (вследствие отказа части печей подогрева) или 4) уменьшение температуры окружающей среды (резкое похолодание) приводят к тому, что характеристика трубопровода занимает более высокое положение.
II
 |
Чем это грозит? Проследим это на совмещенной характеристике “горячего” трубопровода и насосной станции (рис. 2.18).
 |
Пусть первоначально характеристика трубопровода занимала положение 1, а после ухудшения условий перекачки заняла положение 2. Если характеристика насосных станций занимает положение 3, то при этом рабочая точка перемещается из А1 в А2, т.е. в зону малых расходов, где работа трубопровода опасна, т.к. из-за низких температур перекачки любая остановка трубопровода грозит его “замораживанием”. При восстановлении прежнего положения характеристики трубопровода рабочей станет точка А3. Чтобы попасть назад в т. А1 надо либо включить дополнительные насосы для преодоления пикового напора на характеристике трубопровода, либо понизить величину пикового напора подкачкой маловязкой нефти или увеличением начальной температуры высоковязкой нефти.
Как видно, работа
“горячего” нефтепровода во II зоне его характеристики является неустойчивой,
т.к. существует постоянная опасность самопроизвольного перехода рабочей точки в
I область. При этом если и не произойдет “замораживание” трубопровода, то для
восстановления производительности 
придется
приложить много усилий.
Иначе дело обстоит, если характеристика насосных станций занимает положение 4. В этом случае первоначально рабочей является т. В1, а после ухудшения условий перекачки т. В2. Как только характеристика трубопровода вернется в первоначальное положение, рабочая точка автоматически переместится из т. В2 в т. В1. Таким образом, при работе “горячего” трубопровода в III зоне характеристики никаких проблем с его эксплуатацией не возникает. Все “горячие” трубопроводы работают с расходами Q > QII.
В связи с вышесказанным рассмотренные области характеристики “горячего” трубопровода получили следующие названия: I - зона малых расходов; II - зона неустойчивой работы трубопровода; III - рабочая зона.
Вернемся теперь к рис. 2.17, иллюстрирующем влияние различных факторов на положение характеристики “горячего” трубопровода.
Из рис. 2.17, а видно, что с увеличением коэффициента крутизны вискограммы зона его неустойчивой работы увеличивается, охватывая больший диапазон расходов. В связи с этим эксплуатация “горячих” трубопроводов, транспортирующих высоковязкие нефти, сопряжена с большими трудностями, чем таких же трубопроводов при перекачке нефтей средней вязкости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.