Контрольная работа по предмету Нефтегазовые технологии на тему: Энергосберегающие технологии транспорта нефти и газа. Вариант 7

Практическое задание на тему:
«Замещение нефтепродуктов»

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 (ΔР) 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 ΔР перед станцией НПС-2 при х=100 км.
МПа;
МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=150 км.
МПа;
МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=200 км.
Данные по изменению ΔР 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


Приложение 1
Исходные данные
№ вари-анта * ρ тяжелого продукта, кг/м3, ρБ ρ легкого продукта, кг/м3, ρА ν тяжелого продукта, сСт, νБ ν легкого продукта, сСт, νА
Dвн, мм
1а 840 740 5,9 1,2 300 2б 830 730 10,1 2,2 340 3а 820 720 9,7 1,8 390 4б 845 745 8,0 1,6 360 5а 855 755 12,0 2,4 380 6б 835 735 14,0 2,7 320 7а 810 710 11,0 2,5 310 8б 815 715 7,0 1,5 370 9а 820 720 5,3 1,3 400 10б 825 725 6,9 1,7 330
* Обозначение «а» (например, 1а) означает, что идёт замещение лёгкого нефтепродукта на тяжёлый, обозначение «б» (например, 6б) – замещение тяжёлого нефтепродукта на лёгкий.