Определение оптимальных режимов работы и параметров циклической перекачки. Анализ расчетных свойств нефти, насосно-силового оборудования. Оценка влияния рельефа и ограничений по давлению на режим перекачки. Методика и примеры технологического расчета.
Аннотация к работе
Определить оптимальные режимы работы МН и параметры циклической перекачки для обеспечения суточной производительности Gcyt для нефти с расчетной температурой Тср. При этом должны выполняться условия по давлению на входе и выходе НПС, а ткаже отсутствовать самотечные участки между НПС (допускается присутствие самотечного участка между НПС-3 и КП). Профиль МН приведен в таблице 2, а его технологические параметры в таблице 3.Расчетная плотность нефти при температуре тср : (1.1) где x - температурная поправка, кг/(м3•К). x=1,825 - 0,001315?r293 где r293 - плотность нефти при 293К, кг/м3. А? и В? - постоянные коэффициенты, определяемые по двум значениям вязкости n1 и n2 при двух температурах Т1 и Т2: ;Для перекачки нефти используются центробежные магистральные насосы НМ 1250-260 трех разновидностей в зависимости от диаметра рабочего колеса и один подпорный насос НПВ 1250-60. Запишем характеристики H-Q и ?-Q этих насосов в аналитическом виде: , (1.5) H - напор, развиваемый насосом, м; 1) Насос НМ 1250-260 (1,0) D2=460мм; характеристики берем из таблиц: , ч2/м5, , , . 2) Насос НМ 1250-260 (1,0) D2=450мм - получен путем обточки насоса НМ 1250-260 (1,0) D2=460мм, поэтому по формулам теории подобия получаем напорную характеристику насоса, выраженную через коэффициенты a и b, соответствующие насосу (, ч2/м5): , (1.7) где D0 и D - диаметры рабочего колеса до и после обточки соответственно.Для этого определим максимально возможную пропускную способность каждого из трех эксплуатационных участков. Рассмотрим первый участок (от НПС-1 до НПС-2). Запишем уравнение Бернулли для участка (пренебрегая скоростным напором): . Определим, какой напор будет в наивысшей точке профиля первого эксплуатационного участка, то есть в сечении х=80км: , т.к. это значение больше высотной отметки z0=185,2 м исследуемого сечения, следовательно на участке нет самотечного участка. Аналогичные расчеты проводятся для 2 и 3 эксплуатационных участков: На втором и третьем участках величина напора получилась больше высотных отметок, следовательно нет самотечных участков.Магистральный нефтепровод разделяется на эксплуатационные участки, в пределах которых нефтеперекачивающие станции работают по системе «из насоса в насос». Режим работы нефтепровода в пределах эксплуатационного участка определяется совместным решением уравнений, описывающих гидравлическую характеристику линейных участков трубопровода и напорную характеристику нефтеперекачивающих станций. При этом должны учитываться разрешенные давления, определяемые исходя из технического состояния трубопровода на каждом линейном участке, а также ограничения на работу насосов. Производительность нефтепровода при рассматриваемом режиме перекачки определяется из решения уравнения баланса напоров: (2.1) где НП - напор, развиваемый подпорными насосами; HM jk - напор, развиваемый k-м магистральным насосом j-й НПС;В зависимости от различных вариаций видов насосов и их количества на каждой НПС можно получить множество возможных режимов перекачки нефти по МН. Возможные режимы перекачки приведены в таблице 1. Рассмотрим режим № : количество работающих насосов 3. На 1 станции работает один насос марки НМ1250-260 с D2=460мм ротором 1,0 (а м =316,8м, в м =4,19?10-5 ч2/м5), на 2 станции работает один насос марки НМ1250-260 с D2=450мм ротором 1,0 (обточ.), на 3 станции работает один насос марки НМ1250-260 с D2=418мм ротором 0,7.Критерием выбора оптимальных режимов из числа возможных является величина удельных энергозатрат на перекачку 1 тонны нефти ЕУД, вычисленная по формуле Зависимость к. п. д. насоса от подачи описывается полиномом вида: (3.4) где k1 , k2 , k3 - коэффициенты аппроксимации, определяемые методом наименьших квадратов. Коэффициент полезного действия электродвигателя НЭ в зависимости от его загрузки определяется выражением Значения коэффициентов в формуле (3.5) определяются методом наименьших квадратов по паспортным характеристикам электродвигателей насосных агрегатов. Поскольку найденная величина Q не совпадает ни с одним из рациональных режимов, то обеспечить плановый объем перекачки возможно только при циклической перекачке на двух режимах, удовлетворяющих условию: (3.7) где QA и QB - производительность трубопровода на первом и втором дискретных режимах.Рассмотрим режим № КПД насоса определяется по формуле 3.4 Коэффициенты k1 , k2 , k3 указаны для каждого насоса в таблице 2 КПД электродвигателей: Мощность, потребляемая электродвигателями: Величина удельных энергозатрат: Таблица 3 - Результат поиска узловых точекТак как Q = 333,48 м3/ч, то циклическую перекачку будет вести на двух режимах - QA и QB. режиму QA соответствуют: QA = 326,63 м3/ч, ЕУД1 = 20,175 КВТ*с/кг. режиму QB соответствуют: QB = 339,77 м3/ч, ЕУД2 = 20,441 КВТ*с/кг.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ
1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
1.1 РАСЧЕТНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТИ
1.2 НАСОСНО-СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
1.3 ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И ОГРАНИЧЕНИЙ ПО ДАВЛЕНИЮ НА РЕЖИМ ПЕРЕКАЧКИ