Проектирование ГНПС Волгоград

 

                                 Ктр=Lтр*К=1,712*81960=140,32 руб.                        (53)

      

 А общие капиталовложения  в парк:

 

                            Кобщ=Kp+Ктр=2576+140,32=2716 т. Руб.                   (54)

 

 Из всех рассмотренных вариантов самым выгодным (по минимуму капиталовложений в парк) является вариант  РВС 50000 с плавающей крышей, n=8 и технологическим трубопроводом парка Dн=820 мм, δ=6мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. РАЗРАБОТКА УЗЛА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Данный узел располагается на выходе основной НС ГНПС и НПС и служит для поддержания заданных величин давления на входе и выходе станции методом дросселирования. Узел регулирования должен состоять не менее чем из двух регулирующих устройств.

Определение потребного количества устройств производится по условной пропускной способности узла регулирования давления, рассчитываемой по формуле:

                                                       ;                                          (55)

          где:   кр – условная пропускная способность узла регулирования давления, м3/ч; ρ – плотность перекачиваемой жидкости, т/м3; Q – подача НС, м3/ч; n – коэффициент запаса, равный 1,2; ΔР – потери давления в регулирующем устройстве, принимаемые для экономичности перекачки не более 0,2÷0,3(принимаем 0,3) кг/см2.

=9091 (м3/ч)

 

Количество рабочих устройств:

                                                        n =                                                    (56)

 

где:    кр – условная пропускная способность узла регулирования давления, м3/ч; ρ – плотность перекачиваемой жидкости, т/м3; кv – условная пропускная способность устройства регулирования, м3/ч.

 

Выбираем самостоятельно тип регулирующего устройства – задвижка с электроприводом диаметр условный DУ = 250 мм, условную пропускную способность кv=1700 м3/ч и рассчитываем количество рабочих регулирующих устройств:

n = 9091/1700 = 5,34 ≈ 6

Принимаем 6 рабочих устройства и плюс одно, т.к. при отключении одного (выходе из строя) оставшиеся в работе устройства должны выполнять все функции узла регулирования.

В итоге имеем:

На узле регулирования давления должно находится 3 регулирующие заслонки (диаметр условный DУ = 300 мм, рабочее давление Рраб=7,5МПа;  допустимый перепад давления ∆Рдоп=2МПа).

 

 

 

 

 

 

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ  ГНПС

Технологическая схема насосной станции представляет собой технологическую обвязку основных объектов станции. К таким объектам относятся:

1.Фильтры-грязеуловители. В типовом  варианте на узле устанавливаются 3 параллельно соединенных фильтра;

2.Узлы предохранительных устройств, которые защищают входные коммуникации и оборудования на них от повышенного давления;

3.Узлы учета комбинированного  типа;

4.Резервуарный парк емкость  которого будет составлять двух – трех суточную производительность магистрали в количестве 8 штук (согласно расчетов);

5.Узлы предохранительных устройств 2, которые служат для защиты  коммуникаций и оборудования после резервуарного парка;

6.Узлы учета 2, которые служат  для измерения количества нефти, поступающей в магистраль;

7.Основная насосная станция  и подпорная. Согласно расчетов, основная комплектуется насосами  НМ в количестве трех (2 рабочих, 1 резервных). Схема соединения последовательная. Подпорная комплектуется насосами НПВ в количестве двух (1 рабочих, 1 резервный).

8.Узел регулирования давления. Он регулирует режим работы  НПС и всего нефтепровода. Регулирующих  устройств должно быть не менее  двух, причем параллельно соединенных, на случай выхода из строя одного из них;

9.Узел подключения к магистрали  в большинстве случаев представляет  камеру пуска скребка и диагностического снаряда.

Схема действует следующим образом:

Принимаемая с промыслов нефть проходит предварительную очистку от механических примесей с помощью фильтров-грязеуловителей, затем проходит узел предохранительных узлов, потом поступает на узел учета и только после этого подает в резервуары.

Для защиты коммуникаций резервуарного парка, а также оборудования узла учета и фильтров-грязеуловителей от повышенного давления на приеме устанавливаются предохранительные устройства прямого действия.

Для поддержания требуемого давления в магистрали на выходе основной насосной предусмотрен узел регулирования давления методом дросселирование при помощи регулирующей заслонки.

Перекачивающую станцию с магистральным нефтепроводом связывает узел подключения к магистрали, оборудованный в нашем случае камерой скребка.

 

 

 

 

 

 

 6. РАСЧЕТ РЕЖИМА РАБОТЫ ГНПС

Расчет состоит в выборе технически возможных и экономически целесообразных методов регулирования работы насосов, обеспечивающих транспорт заданных объемов жидкости с наименьшими затратами.

Самым экономичным способом регулирования режима работы насосной станции является ступенчатое регулирование. К способам ступенчатого регулирования относятся:

1) Смена рабочего колеса (ротора  насоса);

2) Изменение количества работающих  насосов на НС;

3) Изменение схемы соединения  насосов на НС;

4) Изменение диаметра рабочего  колеса насоса.

В нашем случае нужно добиться двух производительностей ГНПС:

Qр – основной производительности  станции и Qмах – максимальной  производительности станции, на случай перераспределения потоков в системе нефтепроводов в процессе ее эксплуатации.

Так как данную задачу решаем на стадии проектирования, то для  достижения поставленной цели будем использовать один способов регулирования – изменение диаметра рабочего колеса насоса с подрегулированием при помощи дросселирования.

Для регулирования режима работы необходимо произвести построение совместной характеристики насосов и трубопровода (приложение 2).

 При построении характеристики  насосов возьмем любые пять  подач с их комплексной характеристики и определим соответствующий напор.  Принятые напоры для заданных подач запишем в таблицу 6.1.    

	Q1=3000 м3/час	Q2=3500м3/час	Q3=4000 м3/час	Q4=4505.8 м3/час	Q5=50000 м3/час
Hп=Hs	140	135	130	110	100
Носн, м	250	230	220	200	170
Носн+Hп,м	390	365	350	310	270
2Носн+Hп,м	640	595	570	510	440
Нтр,м	153	193	245	299	357

Таблица 6.1

Значения для построения характеристики НС и НП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим некоторые значения потерь напора для построения характеристики трубопровода.

Для расчета потери напора по длине трубопровода для нескольких производительностей можно также воспользоваться формулой:

                                                                    (57)                      

где: β, m – коэффициенты, принимаемые в соответствии с режимом течения: для зоны Блазиуса β = 0,0246, m = 0,25;

        ν – вязкость при расчетной температуре, м2/с;

        Dвн – внутренний диаметр трубопровода, мм;

        Q – подача насоса, м3/с;

         L – длина трубопровода, м;

          Δz – разность геодезических отметок начала и конца трубопровода, м;

          Нк – максимальный напор в конце нагнетательного трубопровода Нк принимаем равным 30 м с учетом потерь напора в трубопроводах конечного пункта и высоты уровня в заполненном резервуаре), м;

 

1. Для Q1 = 3000 м3/ч = 0,833 м3/с

 

 

2. Для Q2 = 3500 м3/ч = 0,972 м3/с

Н = 196

3. Для Q3 = 4000 м3/ч = 1,11 м3/с

Н = 245

4. Для Q4 = Qmax= 4505,8 м3/ч = 1,25 м3/с

Н = 299

5.  Для Q5 = 5000 м3/ч = 1,389 м3/с

Н = 357

 

1. Регулирование режима  работы при помощи изменения  диаметра рабочих колес

Произведем регулирование режима работы ПНПС при помощи изменения диаметра рабочих колес:

Требуемый диаметр рабочего колеса находится по формуле:

 

                                                                                  (58)

 

 

 

 

где D0 – диаметр необточеного рабочего колеса, м;

Н′нас – необходимый напор насоса с обточенным ротором, м;

Q1 – рабочая производительность  насосов, м3/ч;

a и b –эмпирические коэффициенты.

  Эмпирические коэффициенты a и b находятся с помощью формулы, аппроксимирующей Н–Q характеристику насоса:

                                                     Н = a – bּQ2                                             (59)

  где   a и b – эмпирические коэффициенты; Н – напор насоса, м; Q – производительность насоса м3/ч.

Описание метода нахождения коэффициентов a и b:

На исходной Н–Q характеристике произвольно берется две точки, обычно на границах рабочей зоны, и данная формула записывается дважды: «Первый раз для координат одной из точек, второй для координат другой» – получается система двух уравнений с двумя неизвестными a и b, из этих уравнений a и b находятся:

220+ b0·40002 = 160+ b0·60002

220 – 160 = b0·(60002 – 40002)

b0 = 3·10-6;

a0 = 165 + 3·10-6·60002 = 268.

 

1)Определим требуемый диаметр  рабочего колеса, который обеспечит  насосу необходимое значение производительности равной Qmax:

 Расчет:

 Исходные данные для расчета: Dо=450мм(диаметр не обточенного  рабочего колеса насоса НМ 5000-210);b0=3·10-6;a0 = 268.

= 0,397 (м)

D1/D0 = 0,397/0,45 = 0,882; таким образом рабочие  колёса насосов обтачиваются на 11%, что превышает максимальную обрезку при проектировании равную 10%.

 

2)Определим требуемый диаметр  рабочего колеса, который обеспечит  насосу необходимое значение  производительности равной Qраб:

 

Расчет:

Исходные данные для расчета: Dо= 450мм(диаметр не обточенного рабочего колеса насоса НМ 5000-210;b0=3·10-6;a0 = 268.

= 0,377м

D1/D0 = 0,377/0,45 = 0,838; таким образом рабочие  колёса насосов обтачиваются на 16%, что  превышает максимальную обрезку при проектировании равную 10%.

 

Изменение H-Q характеристики после обточки рабочего колеса:

                                                  

;                                            (61)

                                                     

,                                               (62)

Где  Н0 и Q0 – напор и подача насоса при диаметре рабочего колеса, равном Д0; Н и Q – напор и подача насоса при диаметре рабочего колеса, равном Д. 

 

       Таблица 6.2

Значения для построения совмещенной характеристики НС и НП после обточки рабочего колеса

	Q1=3000 м3/час	Q2=3500 м3/час	Q3=4000 м3/час	Q4=4505,8  м3/час	Q5=5000 м3/час
Нобр(Qр)	251	249	240	230	219
Нп(Qр)	141	140	139	137	121
2Нобр+Нп(Qр)	642	638	619	597	559
Нобр(Qмах)	250	248	235	225	200
Нп(Qмах )	140	140	136	132	115
2Нобр+Нп(Qмаx)	640	636	602	582	515
Q.обр(р)	2514	2933	3352	3776	4190
Q.обр(мах)	2646	3087	3528	3974	4410