Основные закономерности перекачки нефти и нефтепродуктов по магистральному нефтепроводу

1. Основные закономерности перекачки нефти и нефтепродуктов по магистральному нефтепроводу

Факультет ПС и ЭСТТ
Кафедра П и ЭГНП
Основные закономерности перекачки нефти
и нефтепродуктов по магистральному
нефтепроводу

2. Упрощенная гидравлическая модель МН

Конечный уровень
b
b
Напорный резервуар
Напорный трубопровод
Насос
Приемный трубопровод
Начальный уровень
a
a
Приемный резервуар
Уровень сравнения
2

3. Уравнение Бернулли для начального уровня

Давление
a
a
Высота над уровнем
сравнения
Скорость изменения
уровня
2
a
Pa
c
Hа
za
g
2 g
Пьезометрический
Геометрический
Скоростной
3

4. Уравнение Бернулли для конечного уровня

Скорость изменения
уровня
Давление
Высота над уровнем
сравнения
2
b
Pb
c
Hb
zb
g
2 g
Пьезометрический
Геометрический
Скоростной
4

5. Энергетический баланс гидравлической модели МН

b
H в H a H нас -h тп -h тн
b
Полный напор на
конечном уровне
Потери энергии в
напорном трубопроводе
Напор
насоса
a
a
Потери энергии в
приемном трубопроводе
Полный напор на
начальном уровне
5

6. Удельная работа гидравлической модели МН

Удельная работа гидравлической модели МН количество
энергии,
которое
необходимо
сообщить каждому килограмму жидкости для её
перемещения из начального сечения системы в
конечное сечение.
Насос – единственный источник энергии в
системе.
Удельная работа системы тождественна
удельной работе насоса
6

7. Удельная работа (напор) насоса

H в H a H нас -hтп hтн
Н нас Н а Н b hтп hтн
Pa Pb
c c
z a zb
hтп hтн
g
2 g
2
a
2
b
Удельная работа (напор) насоса затрачивается на преодоление
разности давлений в приемном и напорном резервуарах, разности
высотных отметок начального и конечного уровней, разницы
скоростных напоров начальном и конечном уровнях и преодоление
сил трения в приемном и напорном трубопроводах
7

8. МН как гидравлическая система

2
2
Pa Pb
ca cb
Н нас
za zb
hтп hтн
g
2 g
Начальный уровень – уровень
взлива в резервуаре откачки
a
Потери в напорном трубопроводе – потери в
ЛЧ и технологических трубопроводах КП
a
Потери напора в
приемном трубопроводе – потери
в технологических трубопроводах станции
b
b
Конечный уровень – уровень
взлива в резервуаре закачки
Источник энергии – напор работающих магистральных
и подпорных насосов (дифференциальный напор)
8

9. МН как гидравлическая система

Вакуум в резервуаре откачки и избыточное давление
в резервуаре закачки ограничены технологическими
требованиями => их разностью можно пренебречь
Н нас
Pa Pb
c c
za zb
hнпс hТН
g
2 g
2
a
2
b
Скорость откачки и скорость закачки ограничены
технологическими требованиями => их разностью можно
пренебречь
9

10. МН как гидравлическая система

Напор в конце МН
Напор НПС
Н нас hнпс za zb hлч H кон
Разность высотных
отметок НПС и КП
Потери напора в
линейной части МН
10

11. Напор НПС

Напор НПС равен суммарному дифференциальному
напору работающих подпорных и магистральных
насосов (с учетом схемы их соединения),
уменьшенному на величину потерь напора в
технологических трубопроводах станции.
Напор НПС расходуется на преодоление разницы
высотных отметок станции и конечного пункта,
потерь напора на трение в линейной части и
создание напора в конце МН (в точке врезки
технологических трубопроводов РП).
11

12. Гидравлическая характеристика перегона МН

800
Гидравлическая характеристика
перегона МН – потребный напор
700
Напор H (м)
600
500
400
300
Потери на трение на ЛЧ
200
100
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
Подача Q (м3/час)
6000
7000
8000
12

13. Разница высотных отметок и напор в конце МН

800
Разность высотных отметок
магистрального трубопровода
и…
700
Напор H (м)
600
максимального уровня взлива
в резервуарах
500
400
Потери напора в технологических трубопроводах КП
от точки врезки до…
300
самого удаленного резервуара
200
100
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Подача Q (м3/час)
Принимаем постоянным с максимальной
оценкой напора
13

14. Потери напора в ЛЧ МН

Потери на местные
сопротивления (изгибы,
арматуру и т.п.)
Потери на трение
hлч (Q ) hтр (Q ) hмс (Q )
n
2
w
hтр (Q ) i
1, 02 hтр (Q )
2 g
i 1
Коэффициент
местного
сопротивления
Скорость движения
нефти по трубопроводу
14

15. Потери напора на трение (по Л.С. Лейбензону)

Коэффициенты
hтр (Q)
Внутренний диаметр
трубопровода
Объемная производительность
трубопровода
Q
m
D
2 m
5 m
L
Расчетная длина
трубопровода
15

16. Коэффициенты формулы Л.С. Лейбензона

Что отражает снижение этого параметра?
Что отражает появление в формуле этого параметра?
16

17. Рабочая точка МН

Суммарная напорная (Q-H)
характеристика насосных цехов
1000
Рабочая точка
Напор H
800
600
Гидравлическая характеристика
ЛЧ МН
400
200
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Расход Q
17

18. Графическая интерпретация уравнения Бернулли для МН

Геометрический
Удельная потенциальная энергия положения в начальном сечении МН.
Определяется высотной отметкой станции
18

19. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Пьезометрический
Геометрический
Удельная энергия давления в начальном сечении МН. Создается
насосами станции.
19

20. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Скоростной
Пьезометрический
Геометрический
Удельная кинетическая энергия в начальном сечении МН. Создается
насосами станции
20

21. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Скоростной
Полный
Пьезометрический
Геометрический
Полная удельная энергия в начальном сечении МН
21

22. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Геометрический
Геометрический напор зависит от высотной
отметки трассы трубопровода. Может как
уменьшаться, так и увеличиваться.
22

23. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Пьезометрический
Геометрический
Пьезометрический напор как правило
снижается за счет потерь на трение. Однако
при наличии резких углублений на трассе
может расти.
23

24. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Скоростной
Пьезометрический
Геометрический
Скоростной напор зависит от внутреннего
диаметра трубопровода. При постоянном
диаметре не изменяется.
24

25. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Полный
Скоростной
Пьезометрический
Геометрический
Полный напор линейно снижается за счет
потерь на трение.
25

26. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Полный
Линия гидравлического
уклона
Линия H(x), представляющая зависимость полного напора от координаты
вдоль оси трубопровода, называется линией гидравлического уклона.
26

27. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Полный
Линия гидравлического
уклона
Гидравлический уклон
i - гидравлический уклон (тангенс угла наклона линии гидравлического
уклона к горизонту) – потери напора на трение, отнесенные к единице
длины трубопровода.
При равных масштабах по осям
27

28. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Геометрический
28

29. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Пьезометрический
Геометрический
29

30. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Скоростной
Пьезометрический
Геометрический
30

31. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Скоростной
Полный
Пьезометрический
Геометрический
31

32. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Потери напора
Скоростной
Полный
Пьезометрический
Геометрический
32

33. Графическая интерпретация уравнения Бернулли

Потери напора
Скоростной
Полный
Пьезометрический
Геометрический
Разность высотных отметок
33

34. Гидравлическая характеристика линейной части МН с несколькими перегонами

2000
1800
Суммарная гидравлическая
характеристика ЛЧ МН
1600
Напор H (м)
1400
Потери напора
на перегонах
МН
1200
1000
800
600
400
200
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Подача Q (м3/час)
34