Нафтопровід, Детальна інформація

На сонові результатів розрахунків пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди після введення в експлуатацію проміжних НПС, зведених в таблицю 4.2, можна зробити такі висновки:

при використанні режимів найнижчих порядків (на всіх НПС працює по одному основному насосі) пропускна здатність нафтопроводу становить: №1 – 2053 м3/год, №2 – 2265,5 м3/год, №3 – 2346 м3/год при перекачці російської нафти. Як бачимо режими роботи основними №2 і №3 не суттєво впливають на збільшення пропускної здатності при перекачці російської нафти;

при використанні режиму вищого порядку (на кожній НПС працюють послідовно два основні насоси) пропускна здатність нафтопроводу становить №1,2 – 3118,5 м3/год, №1,3 – 2979,5 м3/год, №2,3 – 3135 м3/год. Даний режим роботи нафтопроводу є вигідним з точки зору збільшення поставок нафти, оскільки річний обсяг перекачування буде становити 24,2 млн. тонн російської нафти. Але користуватися даним режимом неможливо технічно, оскільки насоси НПС мають змінні ротори на подачі 1710 м3/год, 1910 м3/год, 2120 м3/год, тому при таких режимах роботи нафтопроводу будуть працювати в зоні низьких ККД і крім того потужності, які розвивають насоси при даних подачах, є значно більшими від максимальної потужності електродвигунів, яка становить 2500 кВт;

для збільшення обсягів поставок можна користуватися комбінованим способом режимів середніх порядків, тобто включати в роботу не всі проміжні НПС, зокрема працювати насосами МНТ та Кам’яногірки. При роботі основних №1,3 пропускна здатність нафтопроводу буде становити 2322 м3/год. При використанні даного режиму і роботі МНТ та Степової пропускна здатність нафтопроводу трохи збільшиться і буде становити 2537 м3/год, але на виході НПС “Степова” буде дроселювання по максимальному тиску, а при використанні режиму №13 + 0 + №1,3 на виході НПС “Кам’яногірка” потрібно буде дроселювати для забезпечення підпору на вході основних насосів;

режим найвищого порядку (працюють послідовно три основні насоси на НПС) так само як і режими середнього порядку дозволяє збільшити пропускну здатність нафтопроводу і досягнути її максимуму 3504 м3/год. але даний режим роботи нафтопроводу не можливо реалізувати технічно по тих самих причинах що і для режимів середнього порядку. Можна використовувати комбінований спосіб режиму найвищого порядку без включення в роботу НПС “Степова”. Даний режим по пропускній здатності буде подібний до режиму середнього порядку і буде становити 2554 м3/год;

при перекачуванні каспійської нафти по нафтопроводу Одеса-Броди режими найнижчого порядку дають пропускну здатність при роботі №1 – 2492,5 м3/год, №2 – 2794 м3/год, №3 – 2700 м3/год. Це є одним реальним режимом, який можна використовувати для перекачки каспійської нафти, оскільки його можна реалізувати технічно. При використанні даних режимів параметри роботи насосів знаходяться на межі зони високих ККД, а потужність становить 2200 – 2400 кВт, що є близькою до максимальної потужності електродвигуна;

для перекачки каспійської нафти режими середнього та найвищого порядків при роботі даного обладнання (насосів з такими роторами та електродвигунів максимальної потужності 2500 кВт) використовувати не можна.

Отже при перекачці каспійської нафти по нафтопроводу можна використовувати будь-яку комбінацію режимів найнижчого порядку №1+1+1 = 2492,5 м3/год, №2+2+2 = 2794 м3/год, №3+3+3 = 2700 м3/год, що буде становити 53856 тонн за добу та 19,7 млн. тонн каспійської нафти на рік. Для досягнення проектної потужності нафтопроводу Одеса-Броди 40 млн. тонн нафти на рік необхідно використовувати режими середніх та найвищих порядків, для чого необхідно встановити на основні насоси ротори на подачі 4500 м3/год та електродвигуни більшої потужності.

При перекачці російської нафти при використанні режимів найнижчого порядку пропускна здатність нафтопроводу становить при №1+1+1 = 2053 м3/год, №2+2+2 = 2265,5 м3/год, №3+3+3 = 2346 м3/год, що становить 50000 тонн за добу і відповідно 18,0 млн. тонн російської нафти на рік. При використанні комбінованих способів режимів середнього порядку №2,3 + 0 + №2,3 = 2421,5 м3/год, та №2,3 + №2,3 + 0 = 2536,5 м3/год. Як видно при використанні таких комбінацій режимів середніх порядків пропускна здатність трохи збільшується, проте параметри роботи насосів і електродвигунів знаходяться на межі, близькій до критичних. Використання комбінованого режиму найвищого порядку №1,2,3 + 0 + №1,2,3 = 2553,5 м3/год російської нафти, що становить 53808 тонни за добу і відповідно 19,6 млн. тонн нафти на рік. При використанні даного режиму параметри роботи обладнання теж близькі до критичних.

Крім того слід врахувати і те, що розрахунок пропускної здатності, режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди після введення в експлуатацію проміжних НПС ми проводили для найгірших умов його роботи – мінімальній температурі грунту на глибині укладання трубопроводу t = 1,90С, тобто гідравлічний опір трубопроводу найбільший. В літні місяці, коли температура грунту на глибині укладання трубопроводу буде становити t = 22,80С, пропускна здатність нафтопроводу збільшиться.

Для досягнення проектної пропускної здатності нафтопроводу Одеса-Броди необхідно на насосах всіх НПС встановити ротори на подачі 3600 м3/год або 4500 м3/год, а також електродвигуни більшої потужності. Це в свою чергу дозволить використовувати для перекачки нафти будь-які комбінації режимів середніх та найвищих порядків.



5 Розрахунок режимних параметрів процесу послідовного перекачування різносортних нафт по нафтопроводу Одеса-Броди

На сучасному етапі експлуатації нафтотранспортних систем враховуючи потреби споживачів нафти в сировині все більшої актуальності набуває процес послідовного перекачування кількох різносортних нафт по нафтопроводу.

Для нафтотранспортної системи Одеса-Броди це питання є особливо актуальним, так як можна транспортувати одночасно російську та каспійську нафти.

Сам розрахунок режимних параметрів процесу послідовного перекачування різносортних нафт по нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому на даний час стані нафтотранспортної системи є громіздким і трудоємким. Тому він виконаний з використанням ЕОМ та табличного редактора MS EXCEL та програмного забезпечення Wisual Basic.

Нехай по трубопроводу послідовно перекачують два сорти нафти, що мають різну густину і в‘язкість. Всі сорти нафти, окрім останнього, перекачуються невеликими партіями, довжина яких у трубопроводі менша від довжини самого трубопроводу. Останній сорт нафти транспортується нафтопроводом партіями, довжина яких значно перевищує протяжність трубопровідної системи.

У процесі закачування у трубопровід партій різносортних нафт змінюється гідравлічний опір системи, що у свою чергу впливає на пропускну здатність нафтопроводу.

Процес послідовного перекачування нафт різних сортів є неусталений, однак, за аналогією з процесом послідовного перекачування світлих нафтопродуктів, будемо його розглядати як послідовність квазістаціонарних станів, що дозволяє використовувати при розрахунках базові рівняння усталеного руху рідини у трубопроводі.

Розробимо гідродинамічну математичну модель магістрального нафтопроводу в процесі послідовного перекачування нафт різних сортів.

Обчислюємо довжину партій всіх транспортованих трубопроводом нафт, окрім останньої, довжина якої перевищує довжину дільниці нафтопроводу

, (5.1)

- об’єм партії j-ого сорту нафти;

- внутрішній діаметр трубопроводу.

Виконуємо математичне моделювання фізико-хімічних властивостей всіх сортів транспортованих трубопроводом нафт. Для цього знаходимо температурну поправку для густини кожної нафти за формулою

, (5.2)

- густина нафти j-ого сорту при 20оС.



Розрахункова густина нафти кожного сорту може бути обчислена за формулою

. (5.3)