Проектирование и расчет эксплуатационного режима работы нефтепровода

курсовая работа

5. Методы регулирования эксплуатационного режима работы нефтепровода

Режимы работы нефтепровода определяются подачей и напором насосов ПС в рассматриваемый момент времени, которые характеризуются условиями материального и энергетического баланса перекачивающих станций и трубопровода. Любое нарушение баланса приводит к изменению режима работы и обуславливает необходимость регулирования .

К основным факторам, влияющим на режимы работы системы «перекачивающая станция - трубопровод», можно отнести следующие:

- переменная загрузка нефтепровода, вызванная различной закономерностью работы поставщиков нефти, нефтепровода и потребителей (НПЗ);

- изменение реологических параметров нефти вследствие сезонного изменения температуры, а также влияния содержания воды, парафина, растворенного газа и т. п.;

- технологические факторы - изменение параметров насосов, их включение и отключение, наличие запасов нефти или свободных емкостей и т.д.;

- аварийные или ремонтные ситуации, вызванные повреждениями на линейной части, отказами оборудования ПС, срабатываниями предельной защиты.

Некоторые из этих факторов действуют систематически, некоторые - периодически. Все это создает условия, при которых режимы работы системы «перекачивающая станция - трубопровод» непрерывно изменяются во времени.

Из уравнения баланса напоров следует, что все методы регулирования можно условно разделить на две группы:

1) методы, связанные с изменением параметров перекачивающих станций:

- изменение количества работающих насосов или схемы их соединения;

- регулирование с помощью применения сменных роторов или обточенных рабочих колес;

- регулирование изменением частоты вращения вала насоса;

2) методы, связанные с изменением параметров трубопровода

- дросселирование;

- перепуск части жидкости во всасывающую линию (байпасирование);

- применение противотурбулентных присадок.

Наилучшими характеристиками из существующих методов обладает метод циклической перекачки, при котором трубопровод последовательно (циклически) работает с разным числом (или разными параметрами) насосов. Недостатками такого метода является необходимость выполнения многочисленных включений и выключений электродвигателей и насосов.

При циклической перекачке выполнение заданной подачи Q обеспечивается циклической работой трубопровода на двух дискретных режимах с подачами Q1 и Q2. За время цикла Т время работы на каждом из режимов составляет:

(34)

(35)

Мощность, потребляемая из сети нерегулируемым электроприводом насоса,

(36)

где с - плотность, перекачиваемой жидкости, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2;

Q - производительность насоса, м3/с;

Н - напор развиваемый насосом, м;

знас - КПД насоса;

зЭД - КПД электродвигателя.

В режимах с подачами Q1 и Q2 КПД насосов и электродвигателей будут различными. При этом будет изменяться потребляемая из сети электрическая мощность. Причем КПД насосов и электродвигателей могут быть ниже номинальных значений.

Циклическая перекачка может осуществляться и без остановок перекачки путем изменения пропускной способности трубопровода. Уменьшение подачи также приводит к усиленному путевому охлаждению нефти и опасности его замораживания. Нарушение теплового равновесия приводит к перераспределению температурного поля вокруг трубопровода. Теплоотдача от нефти в грунт при этом уменьшается. Некоторое время температура жидкости поддерживается за счет тепла, аккумулированного грунтом. Но по мере остывания системы температуры массива и жидкости постепенно выравниваются. В подобных условиях, когда приходится переходить на режим перекачки с пониженной подачей, важно уметь рассчитывать допустимую длительность работы с измененными параметрами. Одним из важнейших факторов, влияющих на время безопасной работы является продолжительность работы трубопровода до изменения режима. Чем длительнее время, в течение которого трубопровод работал с устойчивой расчетной подачей, тем больше тепла аккумулировалось в грунте и тем меньше опасность замораживания трубопровода.

Если метод дросселирования признан чрезмерно энергоемким, то циклическая перекачка может успешно конкурировать с любым методом регулирования производительности. Наиболее существенным ограничением на применение циклической перекачки является возможное снижение предельно допустимого давления на линейной части, обусловленное старением трубопровода и коррозионными явлениями в металле трубы. В этом случае одним из возможных способов поддержания производительности на необходимом уровне является регулирование частотой вращения ротора насоса.

Делись добром ;)