Промысловые системы. Насосные станции

В соответствии с законом Бернулли для идеальной жидкости, характеризуемой отсутствием сил трения при движении, полная удельная энергия жидкости при движении по трубопроводу является постоянной для всех сечений.

В реальной жидкости при движении возникают силы трения; вследствие работы, затрачиваемой на преодоление сил трения, энергия жидкости должна уменьшаться вдоль трубопровода по направлению течения.

Таким образом, для осуществления перекачки по трубопро­воду реальной жидкости необходимо затрачивать энергию на преодоление сил трения по всей длине трубопровода. Такая работа выполняется перекачивающими насосными станциями, которые поднимают давление в трубопроводе до уровня, обес­печивающего компенсацию потерь напора па участке трубопро­вода. Для осуществления движения перекачиваемого продукта вдоль всей длины трубопровода необходимо сооружение не­скольких насосных станций (НС). На каждой НС создается максимальное давление (напор), которое падает по длине до минимально допустимого значения. Соответственно давление в трубопроводе изменяется по его длине, что создает различные статические условия в разных сечениях для работы трубы как несущей конструкции.

В настоящее время применяют две генеральные схемы пере­качки:

- перекачка нефти и нефтепродукта одного видаи

- перекачка по одному трубопроводу последовательно отличающихся по свойствам нефтепродуктов (рис. 2.3, В первом случае плотность жидкости неизменна по всей длине трубопровода (если не учитывать влияния изменения тем­пературы на плотность), и это создает одинаковые условия ра­боты для всех насосных станций, что благоприятно сказывается на режиме работы трубопровода в целом. Все НС при одина­ковом их удалении друг от друга развивают одинаковый напор, мощность насосов используется полностью.

Во втором случае в трубопровод последовательно закачиваются различные по свойствам нефтепродукты (например, нефть 1 — бензин 2 — дизтопливо 3 — нефть 4 и т. д.). Плотности этих жидкостей, вязко­сти и другие показатели отличаются друг от друга. Поэтому режим работы насосных станций меняется в зависимости от того, какой продукт находится в зоне действия той или иной станции. При переходе на перекачку продукта нового вида необходимо регулировать работу насосов, так как перекачка менее вязких и менее плотных продуктов (например, бензина) требует меньшего давления, а тяжелых — большего. Следова­тельно, станция, перекачивающая, например, тяжелую нефть в зоне 1, должна работать на полную мощность, а станция в зоне 2 (легкий бензин) будет недогруженной. Эти особенно­сти перекачки должны учитываться уже при проектировании трубопровода, ибо, несмотря на усложнение процесса пере­качки, необходимость последовательной перекачки диктуется прежде всего тем, что строить параллельно два трубопровода не всегда целесообразно. Действительно, всегда ли имеет смысл строить один трубопровод, например, для перекачки дизтоплива, а другой — бензина, если они будут транспортировать их с одного нефтеперерабатывающего завода в один и тот же пункт потребления. Ответ на этот вопрос может дать лишь тщательный учет экономических и технических его сторон.

Магистральный нефтепровод обычно сооружают в виде од­ной нитки трубопровода. Однако часто вдоль основной нитки на отдельных участках сооружают лупинги, увеличивая тем са­мым пропускную способность трубопровода и уменьшая потери напора, что позволяет увеличить расстояние между насосными станциями.

Насосные станции подразделяют на два основных вида:

- го­ловные (ГНС) и

- промежуточные (ПНС).

ГНС предназначены для подачи нефти в трубопровод, а ПНС — для поддержания не­обходимого режима перекачки, обеспечивающего по трубопро­воду пропуск определенного объема нефти.

Остановимся на тех­нологической характеристике этих сооружений. Каждая ПНС имеет насосный цех с установленными в них насосами и привод­ными двигателями, манифольд — помещение, в котором располо­жены всасывающие и нагнетательные коллекторы: обводные трубопроводные линии, задвижки, обратные клапаны. На всех ГНС и большинстве ПНС имеются резервуарные парки. На ГНС эти парки содержат емкости для создания и хранения необходимого запаса продукта. Поэтому общий объем таких резервуарных парков велик и может достичь 1—2 млн. м³. На ПНС резервуары имеют чисто технологическое назначение, а также служат для приема нефти в случае кратковременных остановок перекачки.

На рис. 2.4 изображены основные схемы перекачки нефти через ПНС, имеющие в своем составе резервуары. Первая

схема (рис. 2.4, а). Нефть принимается с предыдущей станции в приемный резервуар П, а подастся на следующую станцию из другого резервуара Р, называемого расходным. Эта схема позволяет вести учет нефти, поступающей с предыдущей стан­ции, и нефти, закачиваемой с данной на следующий перегон. При такой схеме перекачки неизбежны значительные потери нефтепродукта за счет испарения, поскольку герметизация ре­зервуаров несовершенна. Необходимость поочередного запол­нения и опорожнения резервуаров обусловливает так называе­мые «большие дыхания», при которых большие объемы смеси воздуха и легких фракций нефти выбрасываются наружу.

Вторая схема (рис. 2.4, б)'. Нефть поступает в резервуар ПР, из которого она одновременно откачивается на следующий перегон. Такой резервуар называют приемно-расходным. В этом случае «большие дыхания» отсутствуют, но интенсивное пере­мешивание нефти способствует ее интенсивному испарению и соответственно увеличению потерь нефтепродуктов, резервуар В при этом выключен.

Третья схема (рис. 2.4, 0). Перекачка осуществляется по схеме с подключенным резервуаром /С, который играет роль буферной емкости для выравнивания неравномерностей подачи нефти с предыдущей НС и закачиваемой в трубопровод на дан­ной НС. Поскольку разница в объемах перекачки незначительна, то уровень нефти в резервуаре К будет медленно колебаться без бурного перемешивания нефти. Это в значительной мере способствует уменьшению потерь от испарения. Применение же резервуаров с «плавающей крышей» позволяет практически пол­ностью предотвратить потери от испарений.

Четвертая схема (рис. 2.4, г). Резервуары полностью отклю­чают от магистрали, а подача нефти из предыдущего перегона осуществляется сразу к насосам. Такая схема перекачки нефти называется схемой «из насоса в насос». Резервуары в этой схеме используются лишь при остановках НС в аварийных си­туациях или при ремонтах. Эта схема является основной для ПНС, не имеющей в своем составе резервуаров. Однако пере­качка по схеме «из насоса в насос» требует обеспечения син­хронизации объема перекачиваемого продукта на всех НС, что не всегда возможно.

При перекачке по первой схеме с двумя резервуарами /, Я (рис. 2.5, а) следует открыть задвижки 1 и 4, остальные за­крыть; с четырьмя резервуарами /, Я, ///, IV (рис. 2.5, б) — открыть, например, задвижки / и 8, остальные закрыть. По второй схеме с двумя резервуарами открыты, например, за­движки 1 и 2, а остальные закрыты; с четырьмя резервуарами открыты, например, задвижки 5 и 6 (или 7 и 5), а остальные закрыты. По третьей схеме с двумя резервуарами открыты задвижки 3 и 5, а остальные закрыты; с четырьмя — открыты 7 и 9, остальные закрыты. Наконец, по четвертой схеме все задвижки кроме 5 в первом случае и 9 во втором закрыты, и резервуары имеют чисто профилактическое значение, так как в процессе перекачки они не участвуют.

Остановимся далее на схемах движения нефти через на­сосы ПНС. Обвязка насосов позволяет вести перекачку по двум схемам: последовательной (рис, 2.6, а) и параллельной (рис. 2.6, б]. При последовательной перекачке нефть поступает из резервуаров, проходя через очистные фильтры Ф\, 02- Подпор­ные насосы Я_ь Я₂ создают необходимый подпор для нормаль­ной работы грузовых насосов Л, А, /V В линии каждого насоса устанавливается обратный клапан (К\—-Кб), не позволяющий нефти двигаться в обратном направлении. Для отключения на­сосов в линии обвязочных трубопроводов устанавливаются за­движки (/—15).

Дата добавления: 2014-05-17; просмотров: 865; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!