Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Определение числа и расстановка НС





 

Задача определения числа НС и их расстановка вдоль трубопровода связаны не только с технологическими параметрами, но и с прочностными характеристиками трубопровода. Основной нагрузкой на трубы является внутреннее давление, поэтому тол­щина их стенки определяется в основном этим давлением. Если известна толщина стенки труб δ, то, определив на основании прочностных расчетов внутреннее давление р, можно узнать предельное давление на выходе из каждой НС. Можно посту­пить иначе — задать расчетное давление на выходе из НС, а оп­ределять необходимую толщину стенки труб.

Определение числа НС

Пусть по прочностным характеристикам труба со стенкой δ до­пускает создание в ней внутреннего давления р. Напор, соот­ветствующий этому давлению на выходе из НС:

На входе в НС давление не может быть нулевым. Для нормаль­ной работы насосов головной станции требуется создание под­пора для обеспечения бескавитационной работы первого насоса Δh1=p1/ρ.

В конечной точке трубопровода должен быть создан напор h2, равный высоте продукта в приемном резервуаре. Для упро­щения расчетов h2 принимают обычно равным нулю. Учитывая сказанное, можно составить уравнение баланса напоров для трубопровода полной длины

где п — число НС; z1, z2 — расстояния от плоскости сравнения (обычно геодезическая отметка) соответственно начальной и ко­нечной точек трубопровода; hr — потери напора на трение.

Из (2.12) n= (z2—z1 + hr—Δh1)/HCT. Если не учитывать Δh1, то

Расстановка насосных станций

По методике, принятой в настоящее время, расстановка НС осу­ществляется так называемым графоаналитическим методом. Оп­ределив гидравлический уклон в трубопроводе по (2.9) или (2.10) и учитывая (2.7), формулу (2.13) можно представить в несколько ином виде: n=(z2 —z1 + il)/HCT.

Далее задача заключается в расстановке п станций по длине l по известному продольному профилю трубопровода.

Пусть задан профиль (рис. 2.9), вдоль которого необходимо расставить насосные станции. Определив (по 2.8) гидравличе­ский уклон, от вертикали, проходящей через концевую точку трассы, строим линии этого уклона (00 и т. д.). Это построение выполняется до тех пор, пока одна из линий не коснется в ка­ком-либо сечении профиля. Такая точка называется перевальной (точка П на рис. 2.9).

 

 

Расстояние от начала трубопровода до этой точки называют расчетной длиной трубопровода. За пере­вальной точкой движение нефти осуществляется самотеком, и следовательно, все насосные станции должны быть размещены до перевальной точки. На рис. 2.10 изображен участок профиля за перевальной точкой. Проведя из концевой точки линию i, видим, что для течения нефти на участке достаточен напор, расходуемый на компенсацию потерь на трение, т. е.

Из рис. 2.12 видно, что напор в точке П больше необходи­мого (2.14) на величину Этот избыточный напор на участке трубопровода ПП1 должен привести к увеличению скорости течения. Так как расход жидкости остается постоянным, то на участке ПП1 жидкость будет заполнять не все сечение труб. Это подтверждается практикой эксплуатации.

Определив перевальную точку, расставляют НС по методу Шухова. Пусть задан профиль до перевальной точки (рис. 2.11), на котором необходимо разместить три НС. Отложив по верти­кали от точки А З HСТ, проводим через точки 1, 2, 3 прямые с уклоном i. Допустим, что линия ЗП коснулась перевальной точки; тогда станции следует расставить в точках А, В и С. Однако такой случай встречается редко, чаще число п оказы­вается нецелым. Поэтому приходится ставить либо большее число станций, что экономически невыгодно, либо меньшее, но для компенсации недостающего напора прокладывать лупинги.

На рис. 2.12 показан профиль, на котором по (2.13) должно быть больше трех, но меньше четырех станций. Как и в преды­дущем примере, по вертикали откладываем напор З HСТ, через точку 3 проводим линию i. Чтобы линия i достигла переваль­ной точки, можно поставить лупинг на участке З'П. Линия ЗЗ'П характеризует падение напора для случая, когда лупинг установлен на перегоне за ПНС2. Если разместить лупинг на начальном участке, то линия напора будет иметь вид 33"П.

 

 

Формализация процесса расстановки НС

Графический метод расстановки НС чрезвычайно осложняет получение наилучшего решения задачи о выборе оптимальной трассы. Для использования методов оптимального проектиро­вания при выборе наилучшей трассы необходимо формализо­вать рассмотренный метод таким образом, чтобы НС можно было расстанавливать без графических построений П. П. Бородавкиным и Б. И. Кимом предложен следующий алгоритм оп­ределения числа и расстановки НС, легко реализуемый на ЭВМ. Запишем формулу (2.36) в виде


где хn — координата перевальной точки; z0, zn — отметка на­чальной и перевальной точек; Hст — напор на выходе из НС.

Неизвестными величинами в (2.15) являются хn и zn, для определения которых необходимо исследовать профиль трассы нефтепровода на наличие перевальной точки. Рассмотрим произ­вольный профиль трассы длиной l, заданный координатами то­чек излома рельефа местности (рис. 2.13). Проведем из конце­вой точки трубопровода (xk, zk) заданную линию гидравличе­ского уклона. Если на профиле имеются перевальные точки, то линия гидравлического уклона пересечет или коснется про­филя трассы.

Из рисунка видно, что возможное превышение каких-либо точек профиля над линией

где j = 1, 2, 3,..., k.

Рассмотрим следующие случаи: Δhj,<0; Δhjj>0; Δhj<=0.

В первом случае пере­вальная точка на профиле отсутствует. Отсюда zn = zk и хn = lАК. Во втором слу­чае перевальная точка на­ходится среди некоторого числа точек с Δhj>0. Точка с максимальным значением Δhj и будет перевальной, а ее координаты искомыми величинами. В третьем случае пе­ревальной будет точка с Δhj= =0 и с минимальным для данного i значением x j.

Алгоритм решения задачи определения числа НС при про­филе трассы, заданном набором значений

и гидравлическом уклоне i можно описать следующим образом.

Первый шаг. Исключаем из (2.16) все точки с z<=zk.

Второй шаг. Для х=хk-1 (если эта точка не исключена) определяем Δhk-1. Если Δhk-1, то значения x k-1, zk-1 и Δhk-1 заносим в специальный список (назовем его со) и исклю­чаем из (2.16) точки с с z<=zk. Если Δhk-1<0, то исключаем эту точку, а заодно и все точки z<=z из (2.16) и из дальней­шего рассмотрения. Далее для x = xk-2 (если эта точка уже ис­ключена, то рассматриваем x=xk-3) определяем Δhk-2. Анало­гично, если Δhk-2>0, значения хk-2, z k-2 и Δhk-2 заносим в спи­сок со и исключаем из (2.16) точки с z<=zk-2. Если Δhk-2<0, то исключаем эту точку, а вместе с ней и все точки z<=zk-2 из даль­нейшего рассмотрения. Вычисления выполняем последовательно для всех x 0<х<хk.

Третий шаг. Рассматриваем список ω. Если в нем не оказа­лось ни одного значения Δhj, то хп = lАК и zП = zk. В противном случае (если в списке со имеются точки с Δhj>=0) определяем max Δhj и min xj, если Δhj = 0.

Четвертый шаг. Определяем по (2.15) число НС n.

Уравнение линий гидравлического уклона для определения координат любой НС можно представить в виде

где j — порядковый номер НС; х — текущая координата.

Точки пересечения с профилем трассы и будут искомыми ко­ординатами (координаты первой станции х = хo, z=zo).

Число НС (n), определяемое по формуле (2.15), оказыва­ется чаще всего дробным и округляется до ближайшего целого. При округлении числа НС в большую сторону (допустим, до n') необходимо уменьшить напор, приходящийся на каждую станцию, до H'ст = (n/n')Hст.


Координаты НС получим, определив точки пересечения линии (2.17) с профилем трассы при Hст и n'>=j>1.

Рассмотрим случай, когда число НС округлено в меньшую сторону, предположим, до n*. Уменьшение числа НС обычно компенсируют прокладкой лупинга, длина которого Л*. Стои­мость сооружения лупинга, как и основной нитки, зависит от условий местности. Поэтому целесообразно разместить его по трассе так, чтобы стоимость строительства была наименьшей. Вычислим координаты НС по формуле (2.17) при всех n*>=j>1 и обозначим их через xj, zj. Прокладка лупинга позволяет изме­нить положение промежуточных НС в некоторых пределах. Для определения границ возможного расположения НС воспользу­емся уравнением.

соответствующим размещению лупинга на любом перегоне между НС (здесь iЛ — гидравлический уклон лупинга).

Обозначим точки пересечения линии (2.18) с профилем трассы через хj*, zj*. Исследуем далее условия местности на участке прокладки лупинга длиной Л* перед точками x2*, z2*, xз*, z3*,..., xn*, zn* и хП, zП. Поскольку величина i Л<1, то на некоторых участках перед НС может оказаться локальная пе­ревальная точка. В этих случаях для определения стоимости сооружения лупинга необходимо рассматривать участок мест­ности длиной XjПхj, где хj'— решение уравнения (2.18) и уравнения линий гидравлического уклона, проходящей через локальную перевальную точку (обозначим ее хjП, zjП):

Если для прокладки лупинга выбран участок перед концевой или перевальной точкой трубопровода, то окончательными ко­ординатами НС будут хj, Zj, а если этот участок выбран перед второй НС, то ее координатами будут хj*, z j*. В остальных случаях координаты НС определяются соответствующими рас­четами.

Алгоритм решения задачи расстановки НС при заданном профиле трассы (2.16) и гидравлических уклонах в магистрали и лупинге описывается следующим образом.

Первый шаг. Определяем координаты второй НС по формуле (2.17) при j = 2. Для этого вычисляем Z2,1 при х = х1 и сравни­ваем с z1.

Если Z2,1<z1, то, интерполируя Z2 в интервале x0<x<xi, находим х2 и z2.

Если Z2,1=z1, то вычисляем Z2,2 при х=х2 и сравниваем с z2. Если Z2,2<z2, то х2 = х1 и z2=z1. Если Z2,2>z1 то вычисляем Z2,3 при х=х3 и сравниваем с z3, и т. д.

Если Z2,1>z1, то вычисляем Z2,2 и сравниваем с z2. Про­должаем таким образом вычисления для всех хо<х<хП до тех пор, пока не найдем х2 и z2. Затем при j = 3 и x 2<х<хП опре­деляем х3 и z3, и т. д.

Второй шаг. Аналогичным образом вычисляем хj*, zj* по формуле (2.18).

Третий шаг. Исследуем по исходной информации условия местности на участке длиной Л* перед точками х2*, z2*; x з*, z3*; х*п*,, z*n*, хП, zП. Вычисляем стоимости прокладки лупинга на каждом из этих участков и выбираем наилучший, т. е. тот, которому соответствуют наименьшие затраты.


Координатами насосных станций, находящихся до лупинга, будут x1, z1; x2, z2; xj*-1, zj*-1, а для станций, расположенных после лупинга, xj*,zj*,....,xn**, zn**, где j* — номер НС, перед которой размещен лупинг.

При целом числе станций или округлении п в большую сто­рону решение заканчивается первым шагом.







Date: 2015-06-07; view: 1308; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.015 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию