Классификация магистральных нефтепроводов и газопроводов. Системы перекачки. Уравнение баланса напоров. Формулы для гидравлического расчета нефтепровода. Определение наличия перевальных точек по трассе нефтепровода. Расчет трубопроводов при заданном расположении насосных станций

1. Классификация магистральных нефтепроводов и газопроводов.

·  Нефтепроводы

Согласно  нормам  технологического  проектирования  ВНТП 2-86  к магистральным нефтепроводам относятся трубопроводы протяженностью свыше 50 км, диаметром от 219 до 1220 мм включи­тельно, предназначенных для перекачки товарной нефти из районов добычи или хранения до мест потребления (перевалочных нефтебаз, НПЗ, пунктов налива и др.).

В  соответствии  со строительными нормами  и правилами      СНиП 2.05.06-85 магистральные нефтепроводы подразделяются на четыре класса:

1-й класс   –       Dу от 1000 до 1200 мм включительно;

2-й класс   –       Dу от 500 до 1000 мм;

3-й класс   –       Dу от 300 до 500 мм;

4-й класс   –       Dу менее 300 мм.

·  Газопроводы

Исходя из величины рабочего давления, магистральные газопроводы подразделяются на два класса:

1-й класс – при рабочем давлении свыше 2,5 МПа до 10 МПа включительно;

2-й класс – при рабочем давлении свыше 1,2 МПа до 2,5 МПа включительно.

Газопроводы, эксплуатируемые при давлениях ниже 1,2 МПа, к магистральным газопроводам не относятся. Протяженность магистральных газопроводов составляет обычно от нескольких десятков до нескольких тысяч километров, а диаметр – от 150 до 1420 мм вклю­чительно. Большая часть газопроводов имеет диаметр от 720 до1420 мм включительно.

2. Системы перекачки

В зависимости от оснащенности перекачивающих станций возможны четыре системы перекачки: постанционная, через резервуар насосной станции, перекачка с подключенным резервуаром и перекачка из насоса в насос.

При постанционной перекачке нефть поочередно принимают в один из резервуаров перекачивающей станции, а откачивают из другого. Эта система позволяет достаточно точно учитывать перекачиваемую нефть по замерам уров­ня в резервуарах. Основ. недостаток системы

– большие потери от испарения при заполнении-опорожнении резервуаров (потери от «больших дыханий»), а также значительная металлоемкость.

При перекачке через резервуар ПС нефть от предыдущей станции поступает в резервуар, который служит буферной емкостью, и одновременно из него   откачивается.    Вследствие пере-

мешивания нефти в резервуаре потери от испарения также велики.

При перекачке с подключенным резервуаром нефть через резервуар не проходит, поскольку он соединен с отводом от всасывающей линии станции. Уровень в резервуаре  изменя-

ется незначительно в зависимости от величины разности расходов, которые обеспечивают данная и предыдущая ПС. При равенстве этих расходов уровень нефти остается практически неизменным. Потери от испарения определяются суточными колебаниями температур (потери от «малых дыханий»).

Система перекачки из насоса в насос осуществляется при отключении резервуаров промежуточных перекачи­вающих станций.

Их используют только для приема нефти из трубопровода в случае аварий или ремонта. При отключенных резервуарах исключаются потери от испарения и полностью используется подпор, передаваемый от предыдущей ПС.

Первые три из вышеперечисленных систем перекачки – следствие применения поршневых насосов для транспорта нефти, поскольку существенно уменьшается воздействие от гидравлического удара на трубопровод. При использовании центробежных насосов наиболее предпочтительна система перекачки из насоса в насос, так как она позволяет достичь полной синхронизации работы ПС.

Таким образом, система перекачки из насоса в насос является основной и наиболее широко используемой на промежуточных ПС, расположенных внутри эксплуатационных участков. Перекачка с подключенным резервуаром применяется на перекачивающих станциях, расположенных на границах соседних эксплуатационных участков. Головная перекачивающая стация магистрального нефтепровода может работать по системе постанционной перекачки.

3. Характеристики насосов, насосных станций и трубопровода. Совмещённая характеристика.

Характеристиками центробежных насосов называются зависимости развиваемого напора H, потребляемой мощности N, коэффициента полезного действия η и допустимого кавитационного запаса Δh от подачи Q(рис. 1.3).

Рабочая зона

η max

Рис. 1.3. Характеристики центробежного насоса

Характеристикой перекачивающей станции принято называть суммарную зависимость напорных характеристик H(Q) для всех работающих насосов на ПС. Для определения суммарной напорной характеристики нескольких параллельно работающих насосов складываются абсциссы характеристик H(Q) (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Суммарная характеристика H(Q) параллельно соединенных насосов   1 – одного насоса;   2 – двух насосов;   3 – трех насосов

При последовательном соединении производится сложение ординат (напоров) насосов, соответствующим одинаковым расходам (рис. 1.5).