«Решение задачи на замещение нефтепродуктов (Вариант 6б)»,
Нефтегазовое дело в Екатеринбурге

Решить задачу на замещение нефтепродуктов (Вариант 6б): Пример расчёта По трубопроводу длиной L=200 км и Dвн=350 мм перекачивается последовательно 2 нефтепродукта легкий и тяжелый, ?z=0. ?1??2; ?1=4,3 сСт; ?2 =14 сСт; ?1??2; ?1=724 кг/м3; ?2=824 кг/м3; На трубопроводе расположены 2 НПС, вторая расположена на 100-ом км. Каждая НПС оборудована 2-мя рабочими насосами НМ-500-300 параметры работы насоса Схема продуктопровода представлена на рис. 1. Задание: 1) Определить Q продуктопровода при работе на легком и тяжелом продукте. 2) Определить изменение режима работы продуктопровода при замещении легкого нефтепродукта тяжелым. В изменение режима входит: • изменение Q • изменение Р на обеих НПС • изменение подпоров (?Р) перед станцией №2. Рис. 1. Схема продуктопровода Графики изменения режима работы будем строить в зависимости от Х, т.е. длины зоны замещения. X примем равным: 0, 0*, 50, 100, 100*, 150, 200 км. При последовательной перекачке оперируют понятием «падение давления», а не «падение напора», т.к. величина Н является непоказательной, а именно, при одинаковом Н давления на НПС при разной плотности нефтепродуктов являются различными. Производительность найдем из уравнения баланса давлений, а в точках 0 и 200 из уравнения баланса напоров. Режим течения – зона смешанного закона сопротивления, m=0,123; ?=0,0074. Решение Уравнение баланса напоров (местные сопротивления не учитываются): . 1. Подставляем ?1, затем ?2 и получим Q1 и Q2, при этом данные используются в системе “СИ”. Для легкого нефтепродукта: . м3/с, производительность на “легком” нефтепродукте. Для тяжелого нефтепродукта: . м3/с производительность на “тяжелом” нефтепродукте. 2. Составим уравнение баланса давлений, если длина зоны замещения равна x. , откуда ; м3/с. Если x=0*,то x=0 в уравнении баланса давлений. При X=50км м3/с. При X=100км м3/с. При X=100* м3/с. При X=150км м3/с. Данные по изменению Q заносим в табл. 1. 3. Далее найдем напор насосных станций при X=0, X=0*, X=50, X=100, X=100*, X=150, X=200. Напор на НПС равен: м; м; м; м; м; м; м. Данные по изменению Н заносим в табл. 1. 4. Затем определим давление на станциях НПС-1 и НПС-2 по формуле: . При х=0 МПа. При х=0* МПа; МПа. При х=50 МПа; МПа. При х=100 МПа; МПа. При х=100* МПа; МПа. При х=150 МПа; При х=200 МПа. Данные по изменению Р1 и Р2 заносим в табл. 1. 5. Далее рисуем график изменения давлений на станциях НПС-1 и НПС-2 в зависимости от длины зоны замещения “тяжелого” нефтепродукта х (рис. 2). 6. Затем определим давление перед станцией 2 в процессе замещения нефтепродуктов. МПа - потери давления на длине 100 км, т.е. до 2-ой НПС. - подпор перед станцией НПС-2 - потери давления на участке 0-100 км в зависимости от длины зоны замещения. Рис. 2. Графики изменения давления на НПС-1 – Р1 и НПС-2 – Р2 в зависимости от Х МПа; МПа - давление перед станцией-2 при х=0. МПа; МПа - давление перед станцией-2 при х=0*. МПа - давление перед станцией-2 при х=50. МПа; МПа ?Р перед станцией НПС-2 при х=100 км. МПа; МПа ?Р перед станцией НПС-2 при х=150 км. МПа; МПа ?Р перед станцией НПС-2 при х=200 км. Данные по изменению ?Р заносим в табл. 1. 7. Строим график изменения давления перед НПС-2 в зависимости от длины зоны замещения “тяжелого” нефтепродукта х (рис. 3). При х=100 определяем лимитирующую производительность, приняв МПа. м3/с. Qlim – ограничивает пропускную способность трубопровода. Это Q участка, занятого вязким продуктом, следовательно, в процессе замещения нужно уменьшить Q до Q=Qlim, во избежание кавитации в насосах НПС-2. Таблица 1 Изменение режима работы продуктопровода в процессе замещения легкого нефтепродукта тяжелым X, км Qx H P1 P2 ?P 0 0,12554 550,96 3,91 3,91 -0,0035 0* 0,12843 537,91 4,35 3,82 0,3 50 0,125136 552,76 4,47 4,93 -0,034 100 0,12202 566,50 4,58 4,02 -0,3 100* 0,12474 554,53 4,48 4,48 -0,58 150 0,12186 567,20 4,58 4,58 -0,29 200 0,11925 578,46 4,68 4,68 0,004 Рис. 3. Изменение давления перед НПС-2 в зависимости от Х ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: № варианта - 6б; ? тяжелого продукта, кг/м3, ?Б - 835; ? легкого продукта, кг/м3, ?А - 735; ? тяжелого продукта, сСт, ?Б - 14,0; ? легкого продукта, сСт, ?А - 2,7; Dвн, мм - 320 * Обозначение «а» (например, 1а) означает, что идёт замещение лёгкого нефтепродукта на тяжёлый, обозначение «б» (например, 6б) – замещение тяжёлого нефтепродукта на лёгкий.