|
Гидравлические особенности расчета нефтепровода при последовательной перекачке нефтейОсобенности гидравлического расчета последовательной перекачки нефтей связаны с тем, что в трубопроводе одновременно находится несколько нефтей с разными вязкостями и плотностями. Из-за последовательной транспортировки нескольких нефтей параметры эксплуатации отдельных участков нефтепровода постепенно меняются. Если различия в плотностях и вязкостях нефтей невелики, то перемещение партий практически не влияет на гидравлические характеристики нефтепроводной системы. Если же эти различия существенны, то в трубопроводе могут возникать затруднения, связанные с падением КПД работы нагнетательных агрегатов, проявлением волн давления в момент прохождения партий через перекачивающие станции, возникновением или исчезновением безнапорных участков, а также с необходимостью управления параметрами работы насосов для сохранения наименьших допустимых значений подпоров перед станциями и недопущения перегрузок в нагнетательных линиях. Если на участке трубопровода происходит замещение одной нефти другой, а вязкости и плотности этих жидкостей имеют отличия друг от друга, то уравнение Бернулли в стандартном виде неприменимо. Предполагая процесс вытеснения нефтей практически стационарным (или как говорят, квазистационарным) и игнорируя протяженностью зоны смешения (xc), запишем уравнения Бернулли для участков (x1, xc) и (xc, x2) нефтепровода, занятых соответственно нефтью №1 и №2:
Убрав из этих зависисмостей давление pc в месте соприкосновения партий, получается обобщенное уравнение Бернулли для анализируемого случая: Если же исключить из уравнений высотную отметку zc, получим еще одну зависимость: При игнорировании потерь напора на местных сопротивлениях величины h1-c и hc-2 обозначают здесь потери напора на участках (x1, xc) и (xc, x2) соответственно: где L1-c, Lc-2 - длины этих участков. Уравнения служат для определения скорости u перекачки и давления pc в месте контакта нефтей соответственно и могут быть записаны в терминах напоров: Из 2-го уравнения следует, что разница напоров (H1 - H2) между началом и концом нефтепровода не равняется суммированному значению гидравлических потерь на участках, которые заполнены 1-ой и 2-ой нефтью; она содержит еще одно слагаемое, определяемое разностью плотностей транспортируемых нефтей (см. рисунок выше). Это означает, что напор H(x), представляемый линией АСДВ гидравлического уклона, не является сплошным; в месте соприкосновения нефтей имеет место разрыв СД. Значение этого разрыва называется скачком напора:
Присутствие на линии гидравлического уклона скачков напора приводит к тому, что при проходе границы контакта нефтей с разными плотностями и вязкостями через промежуточную перекачивающую станцию режим ее эксплуатации меняется, и в нефтепроводе формируются волны давления, которые распространяются вверх и вниз по потоку.
|
|