Методика проведения работы

1 Используя полученные напорные характеристики насосов и трубопровода, по формулам (4.3)-(4.4) с учетом (3.19) рассчитать напоры и подпоры перекачивающих станций при различном количестве работающих насосов и комбинациях их включения. Результаты занести в таблицу 4.1. Сделать выводы о возможности использования режима, приняв и для всех станций.

Таблица 4.1 – Напоры и подпоры перекачивающих станций при различном количестве работающих насосов и комбинациях их включения

Номер режи-ма	Общее число насо-сов	Комбинация включения насосов		НС1	НС2	НС3	Возмож-ность режима
			s w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:lang w:val="EN-US"/></w:rPr><m:t>2</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000" wsp:rsidRPr="00BE340B"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>">		s w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:lang w:val="EN-US"/></w:rPr><m:t>3</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000" wsp:rsidRPr="00490914"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>">
		2-2-2
		2-2-1
	2-1-2
	1-2-2
		2-2-0
	2-0-2
	2-1-1
	1-2-1
	1-1-2
		2-1-0
	2-0-1
	1-2-0
	1-0-2
	1-1-1
		2-0-0
	1-1-0
	1-0-1
		1-0-0

2 Для режимов с незначительным отклонениями от условий (4.1) и (4.2) рассчитайте для каждого РД1 и РД2, при котором режим становится возможным.

3 Выполните пункты 1-2 для трубопровода с подключенным лупингом.

4 Для возможных режимов рассчитайте давления в контрольных точках и степени открытия РД1 и РД2. Результаты расчетов сведите в таблицу 4.2

Таблица 4.2 – Расчетные параметры возможных режимов работы трубопровода

Номер режи-ма	Комби-нация включения насосов	на РД1	на РД2	Давление в контрольной точке
…

5 Запустить последовательно все насосы в порядке следования перекачиваемого продукта. Ожидайте примерно 5-10 минут для удаления из системы пузырьков воздуха и наступления установившегося режима перекачки.

6 Установите на стенде полученные возможные режимы и заполните таблицу 4.3. Сравните значения с теоретическими.

Таблица 4.3 – Параметры возможных режимов работы трубопровода по опытным результатам

Номер режи-ма	Комби-нация включения насосов	Сте-пень откры-тия РД1	Сте-пень откры-тия РД2	Давление в контрольной точке
…

Содержание отчета

1 Записать цель работы.

2 Записать основные теоретические сведения.

3 Выполните расчет режимов работ технологического участка магистрального трубопровода и заполните результаты расчета в таблицу 4.2. Определите возможные режимы. Для режимов с незначительным отклонением от условий (4.1) определите необходимые потери на РД1 и РД2

4 Для полученных возможных режимов рассчитайте давления на контрольных точках и заполните таблицу 4.2

5 После проведения экспериментов запишите получившиеся давления на контрольных точках и заполните таблицу 4.3.

6 Начертите совмещенную характеристику насосных станций и трубопровода. Обозначьте на полученном графике полученные экспериментальные возможные режимы.

7 Начертите линии гидравлического уклона по длине трубопровода.

8 Сделать выводы по лабораторной работе.

Контрольные вопросы

1 Каковы условия возможности существования режимов работы технологического участка магистрального трубопровода?

2 Из каких параметров определяются разрешенные значения подпора и напора на входе и выходе перекачивающей станции?

3 Назовите способы регулирования режимов работы технологического участка магистрального трубопровода.

4 Достаточно ли одного регулятора давления для регулирования технологического участка методом дросселирования?

5 Покажите с помощью графических построений как изменятся параметры режима при частичом перекрытии линейной задвижки.

5 Лабораторная работа №4
Моделирование изменения режима работы магистрального трубопровода при возникновении утечки

Цель работы

Определение местоположение утечки на трубопроводе по данным датчиков давления и расхода.

Теоретическая часть

Одним из условий эксплуатации магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов, с точки зрения охраны окружающей среды, является своевременное обнаружение и ликвидация аварийных утечек. Утечки могут возникать из-за коррозионного износа линейной части трубопровода, а также частичного или полного разрыва трубы вследствие воздействия нагрузок и напряжений, превышающих допустимые значения, заводских дефектов и других факторов (повреждение при строительных работах, оползни, карстовые явления и т. д.).

Наиболее простым способом обнаружения крупных утечек при полном или частичном разрыве трубопровода является метод, основанный на построении линий гидравлического уклона и измерении расхода. При повреждении трубопровода расход на участке до места истечения будет больше, чем на участке после места аварии на величину утечки. Поэтому значение гидравлического уклона до места разрыва будет больше, чем после него. Проекция точки пересечения линий гидравлического уклона на профиль трассы трубопровода будет указывать на место аварии (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Изменение линии падения напора по длине линейного участка трубопровода в зависимости от интенсивности утечки

При безаварийной работе расход в трубопроводе Q при установившемся режиме постоянен, напор в начале и конце участка трубопровода соответственно составит H₁=A₁ и H₂=B₁.

В случае возникновения утечки расход на участке до места аварии возрастет (Q₁ > Q), а на участке после повреждения уменьшится (Q₂<Q); начальное и конечное давления в трубопроводе снизятся соответственно до значений H₁=А₂ и H₂=В₂. Излом линии гидравлического уклона в точке E указывает на наличие утечки.

Чем больше величина повреждения, тем значительней расход утечки и, следовательно, больше разница между расходами Q₁ и Q₂. Начальное и конечное давления в трубопроводе уменьшатся до значений H₁=А₃ и Р₂=В₃, а излом линии падения давления будет наблюдаться в точке F.

И, наконец, при полном разрыве трубопровода транспортируемая жидкость не будет поступать на конечный пункт, т.е. Q₂=0. Место утечки в этом случае будет в точке M пересечения линии гидравлического уклона с профилем трассы трубопровода.

Как видно из рисунка, чем больше расход утечки и чем точнее выполнено построение продольного профиля трассы трубопровода, тем выше точность графического метода.

При сильно пересеченной местности при использовании данного метода необходимо учитывать специфические условия работы трубопровода: наличие перевальных точек и самотечных участков на трассе.

Координаты места утечки в случае повреждения линейной части магистрального трубопровода можно определить и расчетным путем из уравнения баланса давлений

(5.1)

где , – напор соответственно в начале и конце участка трубопровода;

– длина участка;

– расстояние от начала участка до места утечки;

Dz – разность геодезических отметок конца и начала участка трубопровода; в условиях лабораторного стенда

Решая (5.1) относительно , найдем расстояние до места повреждения трубопровода

(5.2)

Ввиду незначительного вклада в условиях лабораторной установки погрешностей датчиков расхода при расчете координаты утечки, оценим графически точность ее определения, используя погрешности датчиков давления, пересчитанных в напорные метры.

Рисунок 5.2 – Линии падения напора по длине линейного участка трубопровода с учетом погрешности средств измерения давления

Неопределенность координаты утечки задается показанным на рисунке 5.2 параллелограммом.

Геометрическое решение величины неопределенности координаты утечки можно решить следующим образом:

(5.3)