Сооружение подводных нефтегазопроводов

Ответ. ? 20 3 , т.

Практическая работа №4

Тема: Испаряемость жидкостей

Методические указания:

Испаряемость жидкостей. При каждой температуре для нефти и нефтепродуктов существует давление pу., при котором жидкая и паровая фаза находятся в термодинамическом равновесии. Это давление называют упругостью насыщенных паров, pу. (кг/м с2). Например, упругость насыщенных паров бензина при T= 200C составляет ? 0,07 МПа, для различных керосинов, дизельных топлив и нефтей p у ? 0, 01 ч 0, 02 МПа.

Для стабильных жидкостей p у < 1,0 атм. (0,1 МПа); для нестабильных - упругость насыщенных паров больше атмосферного давления.

Напомним, что 1 Па =1 Н/м2 ; 106 Па = 1 МПа; 1 атм. = 98100 Па, 1 МПа ? 10 атм.; нормальное атмосферное давление равно 0,1013 МПа.

Задачи

13. Согласно правилам технической эксплуатации нефтепродуктопроводов, в них производятся ежемесячные инвентаризации. Так, например, на 01 апреля на участке некоторого практически горизонтального нефтепродуктопровода (D = 377 мм, д = 8 мм, L = 140 км) находился автомобильный бензин Аи-92 (с20 = 750 кг/м3) при температуре 7 0С. Давления в начале и конце участка составляли 35 и 3 атм., соответственно. На 01 мая на рассматриваемом участке опять находился тот же бензин, однако его температура составляла 150С, а давления - 45 и 5 атм., соответственно. Определить, на сколько изменилась масса бензина на данном участке нефтепродуктопровода.

Ответ. Уменьшилась на 85,485 т.

14. Найти зависимость изменения Дp давления в полностью заполненном жидкостью участке остановленного трубопровода от изменения ДT температуры.

Ответ. Д p = ?Д T

где d0 ? первоначальный внутренний диаметр трубопровода; д ? толщина его стенки; E ? модуль Юнга; K ? модуль упругости жидкости.

15. При опрессовке участка нефтепродуктопровода (d0 = 514 мм, д = 8 мм, E=2 ?1011 Па, бT = 3,3·10?5 1/ 0C), перекачивающего дизельное топливо (с20 = 840 кг/м3, K =1,5·109 Па, p у = 5 ·10 3 Па), в нем создали давление p1 = 2,5 МПа; при этом температура нефтепродукта и трубы составила 10 0С. Определить, какое давление будет в испытуемом участке, если температура нефтепродукта (и трубы) понизится на 30С, т.е. станет равной 7 0С.

Ответ. 0,06 МПа (т. е. давление снизится почти на 25 атм.).

16. Определить динамическую вязкость нефти (900 кг/м3), если известно, что 300 мл этой нефти вытекают из камеры капиллярного вискозиметра через вертикальную цилиндрическую трубку с внутренним диаметром 2 мм за 500 с.

Ответ. 5,78 сПз.

Практическая работа №5

Тема: Деформируемость трубопровода

Методические указания:

Деформируемость трубопровода. Если нефть или нефтепродукт находятся в трубопроводе под давлением p большем, чем давление p0 окружающей среды, то поперечное сечение трубопровода увеличено, причем увеличение Дd внутреннего диаметра и площади ДS поперечного сечения даются формулами:

,

где ; d0 ? номинальное значение диаметра; д ?толщина стенки трубопровода (д << d0 ) ; E ? модуль Юнга материала, из которого сделан трубопровод. Например, для трубных сталей Па или 2·105 МПа.

Объём V внутренней полости трубопровода изменяется, хотя и незначительно, при изменении температуры. Изменение ДV объема внутренней полости трубопровода связано с тепловым расширением. В расчетах используют формулы

и

в которых V0 ? начальный объем трубопровода; T ? температура трубопровода; T0 ? начальная температура; бT ? коэффициент теплового (объемного) расширения металла, из которого сделан трубопровод (для сталей .

При одновременном изменении давления жидкости в трубопроводе на величину Дp и температуры - на ДT изменение ДV объема трубопровода рассчитывают по формуле:

Задачи

17. Определить кинематическую вязкость нефти, если известно, что 50 мл этой нефти вытекает из камеры вискозиметра через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм за 4 мин.

Ответ. 18,5 , сСт.

18 Для определения вязкости нефти ( сн = 900 кг/м3) в нее брошена металлическая дробинка ( d = 0,5 мм, с = 7800 кг/м3), которая под действием силы тяжести медленно опускается вниз с постоянной скоростью 0,5 см/с. Определить динамическую и кинематическую вязкости нефти.

Ответ. 188 сПз, 209 сСт.

19. Для выявления свойств парафинистой нефти проводят эксперименты по свободному истечению порции нефти объемом 200 мл из камеры вискозиметра. В первом опыте истечение происходит через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм, а во втором - через аналогичный капилляр с внутренним диаметром 4 мм. В первом опыте время истечения оказалось равным 3000 с, во втором - 150 с. Считая нефть степенной жидкостью Освальда, найти константы n и k /с модели.

Ответ. n = 0,756, k/с 1,61·10?4 м2/c 1,244.

20. Эксперименты показали, что парафинистая нефть имеет предельное напряжение ф0 сдвига, и ее свойства могут быть описаны в рамках модели вязко-пластичной жидкости Шведова-Бингама. Найти предельное напряжение сдвига, если для течения жидкости в горизонтальной трубке с внутренним диаметром 5 мм и длиной 50 см с расходом 3 см3 /c необходима разность Дp давлений 150 кПа, а для течения с вдвое большим расходом- 200 кПа.

Ответ. ф0 = 199 Па.

Практическая работа №6

Тема: Гидравлический расчёт трубопровода

Методические указания:

Гидравлические режимы работы нефте- и нефтепродуктопроводов

Основными уравнениями для расчета установившихся течений однородной несжимаемой жидкости в трубопроводе являются уравнение Бернулли

а также уравнение сохранения массы массы жидкости

записанные для потока жидкости в трубопроводами между сечениями 1 и 2. Здесь:

M ? массовый расход жидкости (кг/с);

- полный напор в сечении x , (м);

h 1?2 ? потери напора между сечениями 1 и 2 (м).

Для участка трубопровода, все сечения которого полностью заполнены жидкостью,

Здесь:

? потери напора на трение;

2

?потери напора на местных сопротивлениях (поворотах, задвижках, тройниках и т.п.);

л = л (Re,е) ? коэффициент гидравлического сопротивления;

? число Рейнольдса; е = Д d ? относительная шероховатость; Д ? абсолютная шероховатость; ? коэффициент Кориолиса ( = 2 для ламинарного течения; = 1 для турбулентного течения); тk ? коэффициент местного сопротивления.

Если трубопровод имеет постоянный диаметр, то уравнения (16) и (17) упрощаются:

где L ? расстояние между сечениями 1 и 2; Q ? объемный расход жидкости.

Задачи

21. Средняя по сечению скорость v течения нефти (с = 900 кг/м3) в трубопроводе ( D = 1020 мм; д = 10 мм) равна 1,0 м/с. Определить годовую пропускную способность нефтепровода.

Ответ. 21,365 млн. т/год.

22. Нефтепродуктопровод состоит из двух последовательно соединенных участков: первого - с диаметром D1 = 530 мм и толщиной стенки д1 = 8 мм, и второго с диаметром D2 = 377 мм и толщиной стенки д2 = 6 мм. Скорость стационарного течения бензина в первом участке составляет 1,2 м/с. Какова скорость течения бензина во втором?

Ответ. 2,38 м/с.

23. Перекачка нефти ( с = 890 кг/м3; м = 0,015 Пз.) ведется по нефтепроводу (D = 530 Ч8 мм) с расходом 800 м3/ч. Определить режим течения и вычислить коэффициент гидравлического сопротивления.

Ответ: Турбулентный режим в области гидравлически гладких труб; .

24. Перекачка бензина Аи-92 ( с = 750 кг/м3; м = 0,5 сПз.) ведется по нефтепродуктопроводу (D = 530 Ч8 мм; Д = 0,22 мм) с расходом 1100 м3/ч. Определить режим течения и коэффициент гидравлического сопротивления.

Ответ: Турбулентный режим в области квадратичного трения; .

Практическая работа № 7

Тема: Расчёт трубопровода при изотермическом режиме течения

Методические указания:

Необходимым условием того, чтобы сечения трубопровода были заполнены жидкостью, является условие

p > pу , или (20)

где pу. ? упругость насыщенных паров транспортируемой жидкости.

Геометрически это условие означает, что линия H(x) гидравлического уклона должна проходить выше профиля z(x) трубопровода на величину pу./ сg.

Безразмерную величину i= ?dH/dx, определяющую уменьшение напора на единицу длины трубопровода, называют гидравлическим уклоном. Для трубопровода с постоянным диаметром существует следующее равенство:



Иногда гидравлический уклон измеряют в м/км, то есть в метрах падения напора на 1 км протяжённости трубопровода (1 м/км соответствует i = 0,001).

Гидравлической (Q?H) ? характеристикой участка трубопровода называется зависимость разности пьезометрических напоров ДH=(p1?p2) ·с·g в начале и конце участка от расхода Q транспортируемой жидкости. Если участок трубопровода не имеет парогазовых полостей, т.е. все его сечения заполнены жидкостью, то, как это следует из (18):

25. Дизельное топливо Л-02-62 ( с = 840 кг/м3; м = 4,0 сПз.) транспортируют по нефтепродуктопроводу (D = 530 мм; д = 8 мм; Д = 0,22 мм) с расходом 700 м3/ч. Определить режим течения и вычислить коэффициент гидравлического сопротивления.

Ответ: Турбулентный режим в области смешанного трения; .

26. Чему равен гидравлический уклон на участке трубопровода (D = 377 мм, д = 8 мм, Д = 0,15 мм), транспортирующего дизельное топливо ( н = 5 сСт.) с расходом 250 м3/ч?

Ответ. 1,37 м/км.

27. Данные о профиле нефтепровода, транспортирующего сырую нефть (с = 850 кг/м3), приведены в нижеследующей таблице

x, км	0	20	40	60	80	100	120
z, м	100	150	200	100	50	50	150
p, МПа	5,0						0,5

(x - координата сечения; z - геодезическая отметка). Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. Упругостью насыщенных паров нефти пренебречь; давление, выраженное в МПа, округлить с точностью до десятых.

Ответ.

х, км	0	20	40	60	80	100	120
p, МПа	5,0	3,9	2,8	3,0	2,7	2,0	0,5

28. Данные о профиле нефтепродуктопровода, транспортирующего бензин А-80 ( с = 735 кг/м3), приведены в нижеследующей таблице

x, км	0	20	40	60	80	100
z, м	75	120	180	160	130	30
p, МПа		3,8		2,6

(x - координата сечения; z - геодезическая отметка). Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. Давление, выраженное в МПа, округлить с точностью до десятых.

Ответ.

x, км	0	20	40	60	80	100
p, МПа	4,6	3,8	2,9	2,6	2,4	2,6

Практическая работа № 8

Тема: Расчёт трубопровода при ламинарном течение

Методические указания:

Коэффициент л гидравлического сопротивления можно вычислить по следующим правилам. Если течение жидкости в трубопроводе - ламинарное, то есть струйное, послойное (для этого число Рейнольдса Re должно быть меньше 2320), то для вычисления л используется формула Стокса:



По мере увеличения числа Рейнольдса ( Re > 2300) течение жидкости в трубопроводе постепенно теряет гидродинамическую устойчивость и переходит в турбулентное, то есть завихренное с перемешивающимися слоями. Наиболее известной формулой для расчета коэффициента л в этом случае является формула Альтшуля:

справедливая в широком диапазоне чисел Рейнольдса, начиная от 104 до 106 и выше.

Если 104 < Re < 27 /е 1,143 , то формула Альтшуля переходит в другую формулу - формулу Блазиуса:

имеющую ту характерную особенность, что в нее так же, как и в формулу Стокса для ламинарного режима, не входит величина е относительной шероховатости внутренней поверхности трубопровода. Последнее означает, что в рассматриваемом диапазоне чисел Рейнольдса трубопровод ведет себя как гладкий, поэтому течение жидкости в этом диапазоне называют даже течением в гидравлически гладкой трубе.

Задачи

29. Построить гидравлическую (Q?H)? характеристику линейного участка нефтепровода (D = 325 Ч8 мм, L = 180 км), по которому транспортируется нефть ( н = 20 сСт), если известно, что профиль нефтепровода монотонно опускается вниз от отметки zн = 200 м в начале участка до отметки zк = 100 м в его конце. Потерями на местных сопротивлениях пренебречь. Указание. Заполнить пустые ячейки таблицы:

Q, м3/ч	100	150	200	250	300
Н, м	22	307	404	645	924
Н, м	22	307	404	645	924

30. Построить гидравлическую (Q?H)? характеристику участка нефтепродуктопровода (D = 530 мм, д = 7 мм; Д = 0 2, мм, L = 125 км), по которому транспортируется дизельное топливо Л-05-62 ( с = 840 кг/м3, н = 9 сСт), если известно, что профиль трубопровода монотонно поднимается вверх от отметки zн = 75 м в начале участка до отметки zк = 180 м в его конце. Потерями на местных сопротивлениях пренебречь.

Указание. Заполнить пустые ячейки таблицы:

Q, м3/ч	800	900	1000	1100	1200
Н, м
Н, м	408	479	559	646	740

31. Нефтепродуктопровод состоит из двух последовательно соединенных участков: первого - D1 =530Ч8 мм, L1 = 60 км, и второго - D2 =377Ч6 мм, L2 = 30 км. Скорость стационарного течения бензина ( н = 0 6, сСт) в первом участке составляет 1,2 м/с. Зная что шероховатость Д внутренней поверхности участков составляет 0,15 мм, найти потери напора в нефтепродуктопроводе.

Ответ. 501 м.

32. По участку нефтепровода ( D=820Ч8 мм, L = 140 км, Д = 0 2, мм, zн = 120 м, zк = 160 м) перекачивают маловязкую нефть ( с = 850 кг/м3, н = 7 сСт) с расходом 2500 м3/ч. Какое давление необходимо поддерживать в начале участка, если в конце участка оно равно 3 атм.? Известно также, что все сечения нефтепровода заполнены нефтью полностью.

Ответ. 31,6 атм. ( ? 31, МПа).

Практическая работа № 9

Тема: Расчёт трубопровода при турбулентном течение

Методические указания:

В области перехода течения от ламинарного к турбулентному, т.е. в диапазоне чисел Рейнольдса от 2320 до 104, можно использовать аппроксимационную формулу Гинзбурга:

в которой ? коэффициент перемежаемости. Очевидно, что конструкция последней формулы обеспечивает непрерывность перехода от формулы Стокса для ламинарного режима течения к формуле Блазиуса для турбулентного режима в зоне гидравлически гладких труб.

Если же Re > 500/ е , то вторым слагаемым в круглой скобке формулы Альтшуля можно пренебречь по сравнению с первым, откуда следует, что при «больших» скоростях трение жидкости определяется, главным образом, степенью гладкости внутренней поверхности трубопровода, то есть параметром е . В этом случае можно использовать более простую формулу - формулу Шифринсона:

Отсюда следует, что сопротивление трения пропорционально квадрату средней скорости жидкости, из-за чего рассматриваемый режим течения называют квадратичным.

Задачи

33. Сырая нефть (с = 890 кг/м3, н = 10 сСт.) течет в практически горизонтальном участке нефтепровода (D = 820 Ч10 мм, L = 140 км) под действием разности давлений между началом и концом участка, равной 15 атм. Найти расход перекачки.

Ответ: 1809 м3/ч.

34. Бензин А 76 ( с = 740 кг/м3, н = 0 6 , сСт.) перекачивают по трубопроводу (D = 530 Ч 7 мм, Д = 0,2 мм; L = 120км; zн = 50 м, zк = 100 м), при этом давление в начале трубопровода составляет 55 атм., а в конце - 3 атм. Найти расход перекачки.

Ответ: 1475 м3/ч.

35. Пропускная способность GБ участка нефтепродуктопровода (D = 530Ч8 мм, Д = 0,15 мм, L = 125 км, zн = 50 м, zк = 150 м, где z н, z к ? высотные отметки начала и конца участка, соответственно) составляет на бензине (сБ = 740 кг/м3, нБ = 0,6 сСт) 8,0 млн.т/год. Какова пропускная способность GД того же участка трубопровода на дизельном топливе ( сД = 840 кг/м3, нД = 6 0, сСт), если известно, что давления в начале и конце участка при переходе с перекачки бензина на дизельное топливо не изменяются, а 1 год составляет 8400 часов?

Ответ. 7,34 млн.т/год.

Практическая работа № 10

Тема: Расчёт трубопровода с самотечным участками

Методические указания:

Самотечным называется участок [x1 , x2] трубопровода, на котором жидкость течет неполным сечением, самотеком, под действием силы тяжести.

Давление в парогазовой полости над свободной поверхностью жидкости остается практически постоянным, равным упругости pу насыщенных паров транспортируемой жидкости, поэтому течение на самотечном участке называют безнапорным.

При этом разность напоров между сечениями x1 (началом самотечного участка) и x2 (концом самотечного участка) существует и равна разности (z1? z2) высотных отметок этих сечений. Стационарные самотечные участки в трубопроводе могут существовать только на нисходящих сегментах.

Начало П каждого стационарного самотечного участка в трубопроводе называется перевальной точкой. Видно, что на этом участке линия гидравлического уклона проходит параллельно оси трубопровода на расстоянии pу./сg от нее. Гидравлический уклон течения на самотечном участке равен абсолютной величине тангенса угла наклона профиля трубопровода к горизонту, то есть i= |tgв| .

Расход Q жидкости на самотечном участке в стационарном режиме равен расходу жидкости Q0 в заполненных сечениях трубопровода

,

где S, S0 ? площади сечений, занятых жидкостью на самотечном и полностью заполненном участках трубопровода (S?S0), v,v0 ? скорости жидкости на этих участках, соответственно.

Степень у =S / S0 заполнения самотечного участка нефтью может быть различной, она зависит от отношения г = i /tg |в| гидравлических уклонов (tg |в| ) на самотечном участке и () на участках трубопровода, полностью заполненных нефтью.

Обобщив многочисленные исследования в области безнапорных течений в каналах кругового сечения, можно предложить следующие аппроксимационные формулы для расчета степени заполнения сечения трубы нефтью на самотечном участке при расслоенном течении:

если . В этом случае сечение трубы заполнено полностью;

если 32,32 то

если ,то

Если , то

Формулы (29) позволяют рассчитать степень у заполнения сечения трубопровода нефтью по известному отношению г гидравлических уклонов i и tg |в| на напорном и самотечном участках, соответственно.

Задачи.

36. Профиль участка нефтепродуктопровода ( L = 120 км, D=530Ч8 мм, Д = 0,15 мм) представлен таблицей:

x, км	0	10	15	20	30	40	60	80	120
Z, м	50	100	50	150	100	200	50	75	0

(x - координата сечения; z - геодезическая отметка). Давление pк в конце участка равно 0,3 МПа. Какой минимальный расход дизельного топлива (с = 840 кг/м3, н = 5 сСт, pу = 0,01 МПа) должен быть в трубопроводе, чтобы в нем не возникали самотечные участки?

Ответ. 775 м3/ч.

37. Профиль участка нефтепродуктопровода ( L = 120 км, D=530Ч8 мм, Д = 0,15 мм) представлен таблицей к предыдущей задаче № 36. Давление p к. в конце участка равно 0,3 МПа. По трубопроводу перекачивают дизельное топливо (с = 840 кг/м3, н = 5 сСт., pу = 0,01 МПа) с расходом 650 м3/ч. Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок и если имеется, то где он расположен?

Ответ. Имеется между 40 и 49,942 км.

38. Профиль участка нефтепровода L = 150 км, D = 530 мм, д = 7 мм) представлен таблицей:

x, км	0	25	50	75	100	125	150
z, м	100	100	150	200	50	0	50

(x - координата сечения; z - геодезическая отметка). По трубопроводу перекачивают нефть (с = 850 кг/м3, н = 15 сСт., p у. = 0, 03 МПа). Определить давление pн в начале участка нефтепровода, если расход Q перекачки составляет 500 м3/ч, а давление pк в конце участка равно 0,3 МПа.

Ответ. ? 1,57 МПа.; в трубопроводе имеется самотечный участок, расположенный между 75 и 81,845 км.

39. По участку нефтепродуктопровода (L = 120 км, D=529Ч8 мм, Д = 0,2 мм), сжатый профиль которого представлен таблицей:

x, км	0	20	40	60	80	100	120
z, м	50	100	150	100	200	120	40

(x - координата сечения; z - геодезическая отметка), ведется перекачка некоторого топлива (с = 780 кг/м3, н = 3 сСт., pу = 0,02 МПа) с расходом 500 м3/ч, причем давление p к в конце участка равно 1 атм. Как изменится расход перекачки, если давление в конце участка увеличить на 5 атм.?

Ответ. Не изменится.

Практическая работа № 11

Тема: Расчёт трубопровода со вставкой

Методические указания:

Вставкой называют трубопроводный сегмент (ВС), как правило, большего диаметра, чем основная магистраль, подключаемый к ней последовательно с целью снижения гидравлического сопротивления и увеличения пропускной способности.

Для вставки: справедливы соотношения:

{

т.е. расходы q1 и q2 нефти в основной магистрали и вставке одинаковы, а потери напора h А?В и h B?C в каждом из последовательно соединенных трубопроводов складываются.

В развернутом виде система уравнений (30) имеет вид:

{

где L1 , d1 и L2, v 2 ? длины и внутренние диаметры составляющих сегментов.

Задачи.

40. Основываясь на условии предыдущей задачи, определить, на сколько нужно увеличить расход перекачки (сохранив при этом давление в конце участка трубопровода) для того, чтобы самотечный участок, имеющийся в трубопроводе, исчез.

Ответ. На 17,9 атм.

41. Данные о профиле нефтепродуктопровода, транспортирующего бензин (с= 735 кг/м3, p у = 0,07МПа), приведены в нижеследующей таблице:

x, км	0	20	40	60	80	100
z, м	75	180	250	350	230	50
p, МПа	3,2					0,3

(x - координата сечения; z - геодезическая отметка). Определить, имеются ли в этом трубопроводе самотечные участки и, если есть, то где они расположены. Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. Давления, выраженные в МПа, округлять с точностью до десятых.

Ответ. Имеется один самотечный участок с началом в сечении 60 км и протяженностью 34,975 км.

x, км	0	20	40	60	80	100
p, МПа	3,2	2,1	1,2	0,1	0,1	0,3

42. Расход нефти на самотечном участке нефтепровода (D=720Ч10 мм, б = ?10С) равен 2000 м3/ч. Какова степень заполнения сечения трубопровода нефтью ( н = 25 сСт) на этом участке?

Ответ. 50,4 %.

43. Профиль нисходящего участка АВ нефтепродуктопровода ( L = 5000 м, D=530Ч8 мм, Д = 0,3 мм) наклонен к горизонту под углом б = 50. При перекачке бензина (с = 735 кг/м3, н = 06 , сСт.) с расходом 700 м3/ч в нем образуется самотечный участок длиной 2000 м, считая от перевальной точки А. Определить объем парогазовой полости.

Ответ. 318 м3

Практическая работа № 12

Тема: Расчёт трубопровода с лупингом

Методические указания:

Лупингом (от английского слова “loop” - петля) называют дополнительный трубопровод, проложенный параллельно основной магистрали и соединенный с ней в двух сечениях: начальном x1 и конечном - x2 .

Для лупинга справедливы соотношения:

{

Они означают, что при разделении (или слиянии) потоков жидкости в точках разветвления расходы q1 и q2 складываются, а потери напора h(1)1?2 и h(2)1?2 в каждом из параллельно соединенных трубопроводов приравниваются.

В развернутом виде система уравнений (32) имеет вид:

{

Эта система служит для определения двух неизвестных: v1 и v2, скоростей течения жидкости в каждой из ветвей трубопровода.

Система легко разрешается в двух случаях.

1) Если режимы течения жидкости в каждом из трубопроводов находятся в зоне гидравлически гладких труб (зоне Блазиуса),

то

Течение жидкости на участке с лупингом можно представить как течение на таком же участке без лупинга, но в трубопроводе с увеличенным (эквивалентным) диаметром dэ . Для этого достаточно принять:



Задачи.

44. По участку нефтепровода ( L = 125 км, D = 530 мм, д = 7 мм, Д = 0 2, мм) транспортируют нефть ( н = 8 сСт.) с расходом 1000 м3/ч. Создаваемый перекачивающей станцией напор повысить нельзя, поэтому для увеличения пропускной способности участка на 20 % решено сделать вставку из трубопровода с большим диаметром (D в. = 720Ч10 мм, Д в. = 0,15 мм). Какой длины должна быть такая вставка?

Ответ. 45,655 км.

45. Перекачка авиационного керосина (топлива самолетного ТС-1), с = 820 кг/м3, н = 2,5 сСт., ведется с расходом Q = 300 м3/ч по участку практически горизонтального нефтепродуктопровода (D = 325 Ч 6 мм, Д = 0,15 мм, L = 120 км). Для увеличения пропускной способности этого участка на 25 %, ввиду невозможности повысить рабочее давление на перекачивающей станции, решено сделать вставку, то есть заменить часть имеющегося трубопровода трубопроводом большего диаметра (D1 =377Ч7 мм, Д1 = 0,2 мм). Какой длины должна быть такая вставка?

Ответ. 80,42 км.

46. Нефтепродуктопровод состоит из трех последовательно соединенных участков: (D1 =530Ч8 мм, L1 = 70 км), (D2 =505Ч8 мм, L2 = 50 км), (D3 =510Ч7 мм, L3 = 30 км) с одинаковой шероховатостью внутренней поверхности. По трубопроводу перекачивают автомобильный бензин (н = 0, 6 сСт) с расходом 1000 м3/ч. Каков эквивалентный внутренний диаметр нефтепродуктопровода?

Ответ. 502 мм.

Практическая работа № 13

Тема: Расчёт трубопровода с лупингом (2 случай)

Методические указания:

Система служит для определения двух неизвестных: v1 и v2, скоростей течения жидкости в каждой из ветвей трубопровода.

Система легко разрешается и во втором случае.

2) Если режимы течения жидкости в каждом из трубопроводов находятся в зоне квадратичного трения, то л(1) = const. И л(2) = const. Из (33) получаем:

где , л ?скорость жидкости и коэффициент гидравлического сопротивления в неразветвленной части трубопровода, соответственно.

Течение жидкости на участке с лупингом можно представить как течение на таком же участке без лупинга, но в трубопроводе с увеличенным (эквивалентным) диаметром dэ . Для этого достаточно принять:

, где

где л - коэффициент гидравлического сопротивления в неразветвленной части трубопровода, вычисленный по эквивалентному диаметру dэ .

Задачи.

47. Найти эквивалентный диаметр нефтепровода (D = 720 мм, д = 10 мм), моделирующий течение нефти на участке с лупингом ( Dл = 530 мм, дл = 8 мм), если известно, что течение нефти в обеих ветвях участка происходит в зоне гидравлически гладких труб.

Ответ. d э = 799 мм.

48. По горизонтальному участку нефтепровода (D = 820 мм, д = 10 мм, L = 120 км) перекачивают сырую нефть (н = 25 сСт.) с расходом 2000 м3/ч. Требуется увеличить пропускную способность участка на 20 %. Поскольку

увеличить давление на перекачивающей станции оказалось невозможным, то решили проложить лупинг с диаметром, равным диаметру основной магистрали. Определить длину такого лупинга.

Ответ. 46,228 км.

49. По горизонтальному участку нефтепровода (D = 820 Ч 10 мм, L = 120 км) перекачивают сырую нефть ( с = 900 м3/ч, н = 25 сСт.). Расход Q нефти в начале участка составляет 2000 м3/ч. В сечении x = 40 км существует отвод, через который ведется подкачка той же нефти с расходом q = 500 м3/ч. Какое давление необходимо поддерживать в начале участка для того, чтобы в конце участка оно составляло 0,5 МПа.

Ответ. 30,1 МПа.

50. Давление pн в начале участка нефтепродуктопровода (D=530Ч8 мм, Д = 0,15 мм, L = 125 км, zн = 25 м) равно 5,5 МПа, а pк в конце участка - 0,3 МПа (zк = 100 м); по трубопроводу перекачивают дизельное топливо (с = 840 кг/м3, н = 4 сСт). В сечении x = 80 км ( z80 = 75 м) к трубопроводу присоединен практически горизонтальный отвод (D0 =156Ч5 мм, Д 0 = 0,1 мм, l0 = 4000 м). Найти расход жидкости в отводе, считая его полностью открытым и имеющим давление в конце, равное 0,2 МПа.

Ответ. 160 м3/ч.

Практическая работа № 14

Тема: Истечение жидкости через отверстие в трубопроводе

Методические указания:

При нарушении герметичности резервуаров и трубопроводов истечение жидкости из отверстий в их стенках происходит, как правило, при переменном напоре. Для преодоления жидкостью отверстия требуется некоторая разность давлений (Д p) - (p внут. ? p внеш ) внутри трубопровода и вне него или в терминах напоров - разность напоров ДH. Если при этом размеры отверстия много меньше ДH, то говорят о “малом” отверстии. Расход q жидкости через отверстие выражается формулой:

q = м ?s ? 2g ? ДH ,

в которой s ? площадь отверстия, а м ? так называемый коэффициент расхода. Для отверстий в тонких стенках обычно принимают м = 0,62. Таким образом, для малых отверстий особенности его формы не играют существенной роли, а важна лишь площадь отверстия.

Если в трубопроводе ведут перекачку, то давление внут. p есть давление в том сечении трубопровода, в котором находится отверстие, а если истечение происходит в остановленном трубопроводе (самотеком), то возможны три случая [4].

Первый случай. Площадь s отверстия настолько мала, что вытекающая жидкость не создает в трубе сколько-нибудь заметного движения и жидкость в трубе можно считать покоящейся. Тогда для распределения давления в трубопроводе справедлива гидростатическая формула

p внут = p у + сg ? (z - z? ) ,

где z ? высотная отметка зеркала жидкости в трубопроводе, а ? z ? высотная отметка сечения, в котором расположено сквозное отверстие. При этом внешнее давление считать равным атмосферному.

Здесь p - вакуумметрическое давление в полости, насыщенной парами перекачиваемой жидкости, то есть разность ДH напоров, заставляющая вытекать жидкость через отверстие в стенке трубопровода, равна высоте “давящего” столба жидкости над отверстием за вычетом вакуумметрической высоты, создаваемой разряжением, образующимся в парогазовой полости трубы над зеркалом опускающейся жидкости.

По мере вытекания жидкости высота z зеркала жидкости изменяется, так что z есть функция z=z(t) времени t. Помимо этого, нужно учитывать, что длина столба опускающейся жидкости может уменьшаться как непрерывно, так и скачками - из нее могут исключаться целые участки трубопровода, имеющие ? ? образную форму. Это случается всякий раз, когда зеркало жидкости сравнивается по высоте с лежащей по ходу движения местной вершиной профиля.

Если жидкость вытекает через малое отверстие из сосуда, площадь S(z) зеркала в котором известна в виде функции от его вертикальной отметки z , то время t 1?2 снижения уровня жидкости от отметки z1 до отметки z2

В частном случае, если сосуд, о котором идет речь, есть прямолинейный участок трубопровода: S(z)=S = const .

81. Уровень бензина ( с = 735 кг/м3) в вертикальном цилиндрическом резервуаре (D = 15 м) составляет 8 м, считая от его дна. В боковой поверхности резервуара на высоте 1 м от дна образовалось круглое коррозионное отверстие с диаметром d = 05, см, через которое бензин вытекал в течение 28 ч до тех пор, пока течь не устранили. Сколько тонн бензина потеряно?

Ответ. 10,53 т.

82. В дне подземного горизонтального цилиндрического резервуара - “сигары” (L = 50 м, D = 8 м), полностью заполненного дизельным топливом (с = 840 кг/м3), образовалась течь. Возникшее отверстие имеет площадь 1 см2. Какое количество топлива может быть потеряно за сутки, если течь вовремя не устранить?

Ответ: 55,1 т.

83. В середине 2-км отвода (D=219Ч6 мм) от нефтепродуктопровода образовалось небольшое коррозионное отверстие ( d = 1 мм), через которое бензин ( с = 740 кг/м3, p у. = 70кПа) вытекал в течение суток. Определить объем вытекшего топлива, если известно, что отвод состоит из двух равных по длине прямолинейных сегментов, наклоненных к середине участка под углом 30 (sin 30 ? 0,052 ), что первоначально отвод был заполнен полностью и что упругостью трубы и паров жидкости можно пренебречь.

Ответ. 22,37 м3.

84. Определить объем нефти (с = 870 кг/м3, н = 15 сСт), вытекшей за 6 ч из работающего участка трубопровода (D=720Ч10 мм, L = 120 км, z н = 150м, z к = 100м) через отверстие (x? = 80 км, z? = 50 м) площадью 1 см2 в его стенке, если известно, что избыточные давления p н в начале и p к в конце участка оставались постоянными и составляли 4,5 и 0,3 МПа, соответственно.

Ответ. 96,7 м3.

85. Определить объем нефти (с = 870 кг/м3, н = 15 сСт), вытекшей за 6 ч из работающего участка трубопровода (D=720Ч10 мм, L = 120 км, z 150 н = м, z 100 к = м) через отверстие (x? = 80 км, z? = 50 м) с площадью 25 см2 в его стенке, если известно, что давления н p в начале и к p в конце участка оставались постоянными и составляли 4,5 и 0,3 МПа, соответственно.

Ответ. 2285 м3.

Практическая работа № 15

Тема: Истечение жидкости из трубопровода при его повреждении

Методические указания:

Второй случай. Площадь s отверстия в стенке трубы настолько велика, что можно пренебречь разностью напоров ДH внутри и вне трубы в этом сечении. В этом случае предположение о гидростатическом распределении давления в трубопроводе неверно; в нем возникает интенсивное течение жидкости к месту аварии, так что значительная часть движущего напора теряется на преодоление сил внутреннего трения (гидравлические потери напора на трение). Поэтому для отверстий больших размеров разность ДH напоров, входящая в формулу (53), не выражается формулой (54) через высотные отметки сечений трубопровода.

Здесь x1 (t) ? координата зеркала опускающейся жидкости в левой ветви трубопровода; x 2 (t) ? в его правой ветви; S=рd2 /4? площадь сечения трубопровода. Для каждого момента времени t из первого уравнения находят скорость v1 движения жидкости в левой ветви трубопровода, из второго - скорость v2 движения жидкости в правой ветви трубопровода, а затем на основании третьего и четвертого уравнений сначала вычисляют изменения координат x1 и x2. Новые координаты зеркала жидкости в трубе позволяют найти соответствующие им высотные отметки z1 и z2 , и с помощью уравнений (58) повторить весь расчет заново. При этом нужно учитывать также и скачкообразные изменения координат x1 и x2 при отключении ? ? образных участков трубопровода, о которых говорилось в предыдущем случае.

Третий (общий) случай. Отверстие в стенке трубопровода таково, что необходимо учитывать потери напора при течении жидкости слева и справа к аварийному сечению, однако разностью напоров ДH внутри и вне трубы в этом сечении пренебрегать также нельзя. Течение слева от отверстия описывается уравнениями, а расход q истечения жидкости через отверстие связан с разностью ДH напоров формулой (53):

q = м ?s ? 2g ? ДH .

Остаточный объем жидкости в трубопроводе. В процессе эксплуатации трубопровода существуют технологические операции, когда жидкость, заполнявшая внутреннюю полость трубопровода, сливается в резервуары через один из концов участка. При этом столб жидкости разрывается, и в трубопроводе образуются пустоты и т.д., заполненные парами транспортируемой жидкости. Расположение и объем таких пустот определяются профилем трубопровода. Линия гидравлического уклона в рассматриваемом случае состоит из отрезков и т.д. горизонтальных прямых над полностью заполненными сегментами трубопровода и отрезков наклонных прямых, параллельных профилю трубопровода, там, где в трубопроводе образовались пустоты.

Общий объем ост. V жидкости, оставшейся в трубопроводе, определяется как сумма объемов VCD участков типа СD таких, что координаты их левых концов образуют монотонно возрастающую слева направо последовательность:

V ост. = УV CiDi

ЗАДАЧИ

86. В сечении x = 26 км нефтепродуктопровода (D = 377 мм, д = 8 мм) произошел полный разрыв трубы. Несмотря на то, что автоматика мгновенно перекрыла трубопровод задвижками, установленными в сечениях x = 20 и x = 30 км, предотвратить утечку все же не удалось и она происходила до полного вытекания жидкости. Определить, сколько нефтепродукта (с = 730 кг/м3, p 30 у. = кПа) вытекло, если профиль трубопровода между указанными выше задвижками задается таблицей:

x, км 20 22,5 23 24 25 26 27 28 30

z, м 100 120 200 150 170 100 180 75 190

(x - координата сечения; z - высотная отметка). Атмосферное давление принять равным 0,1 МПа.

Ответ. 246,45 м3.

87. Отвод ( L = 6 км, D=156Ч6 мм) от магистрального нефтепродуктопровода (0-й км) к нефтебазе (6-й км) имеет профиль, представленный в таблице:

x,км 0 1,0 1,5 2,0 3,0 3,2 3,7 4,0 5,0 5,5 6,0

z, м 100 80 180 70 150 70 100 90 120 40 50

(x - координата сечения; z - высотная отметка). При открытых (на 0-м и 6-м км) задвижках бензин ( с = 735 кг/м3) поступает в резервуар нефтебазы, а когда сброс нефтепродукта заканчивается, обе задвижки закрываются. Однако из-за не герметичности задвижки на нефтебазе бензин продолжает, хотя и медленно, стекать в резервуар нефтебазы. К моменту повторного открытия задвижек избыточное давление перед задвижкой на нефтебазе оказалось равным 0,45 МПа. Определить, какой объем бензина поступил на нефтебазу самотеком. Упругость насыщенных паров бензина принять равной 70 кПа.

Ответ. 3,58 м3.

88. Сквозное коррозионное отверстие площадью 4 мм2 образовалось в стенке магистрального нефтепродуктопровода (D=377Ч7 мм) перекачивающего дизельное топливо ( с = 840 кг/м3). Сечение, в котором образовалось отверстие, отстоит ровно на 56 км от перекачивающей станции участка ( L = 125 км, zн = 100 м, zк = 60 м) трубопровода и имеет высотную отметку z? = 180 м. Предположительная давность аварии оценена в 20 суток. Определить, какое количество нефтепродукта вытекло из трубопровода за это время,

если известны давления pн = 4 5, МПа и pк = 0 3 , МПа в начале и в конце участка, соответственно.

Ответ. 273,37 м3.

89. Передвижная насосная установка (ПНУ) военно-полевого сборного трубопровода (D=156Ч5 мм) подает

дизельное топливо (с = 840 кг/м3, н = 6 сСт, p 0 у ? . ) на расстояние L = 10 км, причем избыточное давление pн на выходе ПНУ равно 1,6 МПа, а расход Q составляет 80 м3/ч.

Профиль трубопровода известен и представлен в таблице:

x, км 0 3,0 6,0 7,0 9,0 10,0

z, м 150 160 180 160 180 190

(x - координата сечения; z - высотная отметка сечения).

Пуля пробила сквозное отверстие с диаметром 8 мм в сечении x = 55, км. Через 20 мин ПНУ остановили, но отверстие смогли ликвидировать только через 6 часов. Сколько дизельного топлива потеряно?

Ответ. 11,08 м3.

90. В результате нарушения правил проведения земляных работ в зоне пролегания магистральных трубопроводов был порван керосинопровод ( D=219Ч6 мм). Авария произошла в сечении x = 12 0 , км трассы. В этот момент перекачка по трубопроводу не велась, но труба была полностью заполнена ______r _ авиационным керосином ТС-1 ( с = 780 кг/м3, н = 2 сСт) и давление в месте аварии снизилось практически до атмосферного ( ? 0,10 МПа). Глиняная пробка, перекрывшая трубопровод, была установлена только через 2 ч после аварии. Сколько керосина вытекло из трубопровода за это время, если профиль трубопровода в районе места аварии имеет следующий вид:

x, км 10,0 12,0 13,0 14,0 20,0 22,0 25,0

z, м 50 56 52 60 72 45 60

(x - координата сечения; z - высотная отметка сечения), а сечение x = 20 0 , км - наивысшая точка профиля? Упругостью насыщенных паров керосина пренебречь.

Ответ. 44 м3.

17. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

17.1 «Основные характеристики магистральных трубопроводов»

Характеристика магистральных трубопроводов больших диаметров

Магистральные трубопроводы предназначены для перекачки (перемещения) на значительные расстояния жидких и газообразных продуктов от места их добычи или производства до места потребления.

По магистральным трубопроводам в больших масштабах перекачиваются нефть, нефтепродукты и природный газ.

Перекачиваемые по трубопроводам нефть, продукты ее переработки и природный газ являются пожаро- и взрывоопасными средами. Нефть, кроме того, при разливе в значительной степени нарушает экологию почвенного слоя и водоемов, вызывая гибель растительности и животного мира.

Разрыв магистрального трубопровода сопровождается значительными потерями ценного топлива, а остановка трубопровода на время, необходимое для его восстановления, нарушает энергоснабжение целых районов страны. Поэтому обеспечение высокой конструктивной надежности является одной из основных задач проектирования и строительства магистральных трубопроводов.

Плановое развитие народного хозяйства предопределило решающее направление в развитии трубопроводного транспорта -- создание мощных потоков газа или нефти в одном трубопроводе путем увеличения диаметров труб и повышения давления перекачки.

Увеличение диаметров применяемых труб и повышение давления в трубопроводах дают значительный народнохозяйственный эффект в процессе эксплуатации, но в корне изменяют инженерное представление о трубопроводе, как об объекте.

Начиная с диаметра 1020 мм и выше трубопровод должен рассматриваться как сложное инженерное сооружение и не только по комплексу составляющих его технических средств, но и по сложности его проектирования и строительства.

В настоящее время магистральные трубопроводы строятся из труб диаметром до 1420 мм с давлением перекачки до 75 кгс/см2 и, по существу, являются сосудами высокого давления, протяженность которых измеряется тысячами километров. Часто они располагаются в далеких, необжитых и малодоступных районах.

Специфика строительства магистральных трубопроводов

Современный магистральный трубопровод -- это комплекс специальных сооружений, обеспечивающих надежность его работы. С точки зрения организации и технологии строительства этот комплекс можно разделить на следующие основные группы.

Наземные сооружения -- насосные и компрессорные станции, служебно-эксплуатационные пункты, системы водо- и энергоснабжения, строительство которых ведется по правилам и нормам промышленного строительства.

Линии технологической связи и автоматизации (кабельные, проводные или радиорелейные), проходящие параллельно трубопроводам и строящиеся по соответствующим нормам и правилам.

Линейная часть, состоящая из собственно трубопровода, уложенного, как правило, ниже поверхности земли, запорной и отключающей арматуры, расположенной частью под землей, частью над ее поверхностью, установок электрохимической защиты от коррозии, а также защитных противопожарных сооружений, размещенных на поверхности земли. В отдельных случаях трубопровод может быть проложен по поверхности земли или выше ее, а также под водой при пересечении рек или водоемов.

Проектирование и строительство линейной части магистральных трубопроводов регламентируется СНиП 11.45-- 75 и СНиП Ш-Д. 10--72.

Основными параметрами трубопровода, определяющими как непосредственно проектирование его и технические решения, так и технологию строительства и выбор механизмов, являются: диаметр и рабочее давление перекачки, толщина стенок труб, масса 1 м длины, жесткость трубы, характеризующаяся моментом инерции сечения, плавучесть трубы или масса необходимой пригрузки на 1 м длины, прогибы в различных условиях прокладки. Все эти параметры связаны между собой степенными зависимостями.

Расчетная толщина стенки трубопровода, определяющая уровень напряженного состояния и надежность трубопровода, для труб малого диаметра пропорциональна диаметру трубопровода и изменяется по линейному закону.

В связи с тем, что в действующих строительных нормах и правилах в расчетной формуле для труб большого диаметра введены значения нового коэффициента надежности, учитывающего масштабный фактор мощности газопровода, зависимость получает нелинейный характер.

Факторы, влияющие на строительство трубопровода

Масса 1 м длины трубопровода, являющаяся одним из важнейших факторов, определяющих типы и характеристики машин и механизмов, применяемых при строительстве, изменяется пропорционально квадрату диаметра и при увеличении последнего вдвое (720--1420 мм) увеличивается в 4 раза.

Достаточно привести такой пример: трубоукладчики, применявшиеся для строительства трубопроводов диаметром 520 мм, имели грузоподъемность 12--15 т, а для трубопроводов диаметром 1420 мм --90 т. Такое соотношение параметров прослеживается и по другим машинам и механизмам. Следовательно, при увеличении диаметра трубопровода практически невозможно решать задачи строительства путем простого увеличения числа имеющихся машин. Необходимо создавать и применять новые механизмы с увеличенными параметрами.

Следующим важным фактором, оказывающим существенное влияние как на конструктивные решения трубопровода, так и на условия строительства, является жесткость труб.

Момент инерции сечения труб возрастает с увеличением диаметра от 820 до 1420 мм в 13 раз.

В прямой зависимости от жесткости труб находится способность трубопровода упруго изгибаться и занимать оптимальное положение по отношению к профилю дна траншеи.

Характерными являются прогиб трубопровода как балки на двух опорах, по величине которого определяются допуски на производство работ, и прогиб консоли при пролете, равном длине секции из трех труб, по величине которого определяется радиус кривых поворота, точность отметок лежек при сварке и другие технологические параметры. Если принять, что трубопровод в траншее лежит на двух точках, расстояние между которыми 50 м, то при его диаметре 520 мм прогиб составит 437 мм, а при диаметре 1420 мм -- только 50 мм, а прогиб консоли из трех труб -- соответственно ИЗО и 130 мм. Абсолютные значения прогибов трубопроводов диаметром от 520 до 820 мм включительно настолько велики, что трубопровод способен в большинстве случаев следовать за профилем местности и компенсировать все неточности, допущенные при разработке траншей.

Иначе обстоит дело с трубопроводами больших диаметров. Например, при диаметре 1420 мм несоответствие профиля дна траншеи проектному на 60 мм на длине 50 м вызовет зависание трубопровода и появление в нем дополнительных напряжений от изгиба. Из-за увеличения радиуса упругого изгиба в связи с увеличением жесткости труб значительно возрастает число кривых вставок, выполняемых методом принудительного гнутья труб. При использовании труб больших диаметров увеличивается сила, выталкивающая газопровод из воды. Действие ее должно быть компенсировано балластными грузами. Масса пригрузки на 1 м длины трубопровода по массе в воде увеличивается в 7 раз и составляет примерно 1,3 т для труб диаметром 1420 мм только на архимедову силу.

Фактор увеличения плавучести приобретает особое значение при прокладке трубопровода по обводненной или периодически обводняемой территории, когда появляются условия для образования пульпы в траншее и подъема трубопровода на поверхность.

Толщина стенки труб определяется на основании положений теории прочности, что обеспечивает надежную работу трубопровода. Однако в практике испытаний и эксплуатации трубопроводов известно достаточно случаев их разрыва при давлениях, составлявших 30--50% расчетных. Исследование этих случаев с привлечением аппарата теории разрушений показало, что причиной разрыва труб является наличие в стали первичного, часто весьма малого, дефекта (металлургического или строительного) и склонность стали к хрупкому разрушению. Увеличение диаметра трубопровода и давления в нем, а также характер перекачиваемого продукта оказывают усиливающее влияние на процесс разрушения.

Общеизвестно, что с понижением температуры склонность стали к хрупким разрушениям увеличивается и при определенных условиях зарождение трещины может начаться от простого удара, например при разгрузке и монтаже труб в зимнее время. Поэтому для работы в условиях отрицательных температур показатели стали труб по ударной вязкости должны быть выше.

Процесс разрушения труб в магистральных трубопроводах имеет три стадии: зарождение трещины, образование сквозного разрушения и распространение разрушения по трубопроводу, в отдельных случаях переходящее в лавинное разрушение.

17.2 «Последовательная перекачка и перекачка нефтепродуктов с подогревом»

Основные вопросы последовательной перекачки

Нефти, добываемые даже в одном районе, не всегда одинаковы по своим физико-химическим свойствам. Из одних нефтей получаются хорошие масла, а из других высококачественные бензины. Смешивать такие нефти при перекачке их на нефтеперерабатывающие заводы нецелесообразно, так как извлечение из смеси в процессе переработки наиболее ценных фракций, входящих в компоненты смеси, часто бывает практически невозможно. Поэтому иногда разные нефти перекачивают по одному трубопроводу последовательно.

Продукты нефтепереработки -- бензины, дизельные топлива, керосины и т. д. -- перекачиваются потребителям по трубопроводам. В некоторых случаях объемы отдельно взятых нефтепродуктов, транспортируемые потребителям в одном направлении, относительно малы, что приводит к необходимости сооружать трубопроводы малого диаметра для разных нефтепродуктов, а это экономически не выгодно. Поэтому сооружают один трубопровод большого диаметра в выбранном направлении и по нему последовательно перекачивают различные нефтепродукты.

При осуществлении последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов эксплуатационный персонал не должен допускать значительного их смешения в пути.

Применение последовательной перекачки увеличивает коэффициент использования магистральных трубопроводов, снижает себестоимость перекачки, позволяет разгрузить железнодорожный транспорт от нефтеперевозок.

В условиях нефтебаз применение последовательной перекачки -- обычное явление, так как нефтебазы оперируют с несколькими десятками различных нефтепродуктов, для которых нецелесообразно, да и практически невозможно, построить отдельные трубопроводы. Однако не всякие нефтепродукты целесообразно перекачивать по одному трубопроводу. Например, последовательная перекачка мазута и бензина приведет к значительному ущербу для народного хозяйства, так как весь бензин практически будет испорчен (не будет отвечать требованиям государственных стандартов) и его придется использовать как нефтепродукт более низкого сорта. В связи с этим все нефтепродукты подразделяются на несколько групп. По отдельным трубопроводам должны перекачиваться авиакеросины, бензины этилированные, бензины и дизельные топлива, масла I группы (веретенное АУ, МК-8, приборное трансформаторное, швейное, сепараторные, турбинные), масла II группы (индустриальные, автомобильные, АКЗп-6 и АСп-6), масла III группы (индустриальные выщелоченные, веретенные дистилляты, машинные дистилляты), масла IV группы (дизельные, авиационные, МТ, компрессорные, судовые), масла V группы (цилиндровое 11, автотракторные АКЗп-10, АКп-10, АСп-10, АК-15, моторное) и масла VI группы (цилиндровые 24, 38 и 52, трансмиссионные).

При группировке нефтепродуктов по группам необходимо руководствоваться ГОСТ 1510--60. Если по трубопроводу намечается перекачивать нефтепродукт, который не из одной группы с ранее перекачиваемым (например, по нефтепроводу намечается перекачивать бензин), то необходимо предварительно подготовить трубопровод -- очистить от отложений, в соответствии с ГОСТ 1510-60.

Последовательная перекачка нескольких нефтепродуктов по одному трубопроводу ставит перед эксплуатационным персоналом и проектировщиками ряд вопросов: каков объем смеси, образующейся в трубопроводе при перекачке; как часто необходимо производить смену перекачиваемых нефтепродуктов (каково число циклов в году); как осуществлять контроль за последовательной, перекачкой; как отбраковать образующуюся смесь; как влияют промежуточные станции на технологию последовательной перекачки и др.

Перекачка предварительно подогретых нефтей и нефтепродуктов

Наиболее распространенным способом трубопроводного транспорта вязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов в настоящее время является перекачка предварительно нагретых жидкостей -- так называемая горячая перекачка. При этом способе нефть или нефтепродукт нагревается на головном пункте трубопровода и насосами закачивается в магистраль. Через каждые 25--100 км по длине трассы трубопровода устанавливаются промежуточные тепловые станции, где остывшая нефть вновь подогревается.

...