Разработка технологической схемы насосной станции

 

Технологическая схема насосной станции представляет собой технологическую обвязку основных объектов станции, которая объединяет данные объекты в одно целое и придает им определенные функциональные возможности. Общий вид технологической схемы станции и функциональноеназначение отдельных элементов их приведены в следующей литературе: ГНПС и НПС – [2, 3].

Технологические схемы ГНПС и НПС магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов разрабатываются в соответствии с нормами технологического проектирования, которыми предусматриваются следующие основные технологические операции на станциях:

ГНПС – как правило, перекачка через резервуарный парк (для удобства приемо-сдаточных операций), в отдельных случаях – перекачка с подключенной емкостью [2, 3, 4];

ГНПС эксплуатационного участка – перекачка по всем системам перекачки [2, 4] и перекачка и минуя станцию в случае её остановки [4];

НПС – перекачка из насоса в насос и минуя станцию.

Кроме основных операций технологической схемой должны предусматриваться вспомогательные операции: зачистка резервуаров, опорожнение трубопроводов, сброс жидкости через предохранительные устройства в резервуары, размыв осадков в резервуарах, гашение ударной волны (для нефтепроводов диаметром 720 мм и выше).

Зачистка резервуаров обеспечивается подпорными насосами, опорожнение трубопроводов и технологического оборудования - специальным зачистным насосом, установленным на подпорной НС, или самотеком. Для облегчения опорожнения трубопроводов их укладывают с уклоном не менее 0,002 в сторону зачистного насоса, а на самотечных линиях - в сторону резервуаров в конце этих линяй.

Рассмотренные нормативные положения используются при разработке принципиальной технологической схемы станции. В дальнейшем принципиальная схема детализируется по объектам: основная и подпорная НС, резервуарный парк, узел учета, узел предохранительных - клапанов, узел регуляторов давления, узел гашения ударной волны, узел подключения станций к трубопроводу, узел фильтров-грязеуловителей.

Первоначально разрабатываются технологические схемы основной и подпорной НС, в основу которых закладываются принятые в п. 2.1. соединения насосов. Детальные решения по обвязке насосов принимаются на основе типовых схем [2, 5]. При этом на выходных патрубках магистральных насосов обязательно должны устанавливаться диффузоры, между основной НС и узлом регуляторов давления - быстродействующий обратный клапан. Обвязка подпорных насосов должна позволять им закачивать жидкость из магистрали в резервуары ГНПС при аварии на магистрали.

В данный раздел работы входит: разработка технологической схемы станции на основе п. 2.3 и общего вида аналогичных схем [2, 4, 5]; расчет диаметра, толщины стенки и потерь напора для основных трубопроводов на всасывании и нагнетании НС (применительно к ГНПС и НПС - на участках: резервуарный парк - подпорная НС, подпорная НС - основная НС, основная НС - узел регуляторов давления); подбор запорной арматуры (задвижек, обратных клапанов); изучение разделов 2.4. – 2.7.

Диаметры основных технологических трубопроводов и обвязки насосных агрегатов должны обосновываться технико-экономическим расчетом и проверяться на прочность и компенсацию.

При выполнении курсовой работы в качестве конкурирующих вариантов трубопроводов следует рассматривать трубопровод диаметром, равным диаметру магистрали и трубопровод с ближайшим меньшим по сортаменту диаметром. Для данных вариантов рассчитываются приведенные затраты

где Э и М – соответственно эксплуатационные расходы и капвложения в трубопровод (приложение 17); L – протяженность трубопровода, км; Э_Г – затраты энергии на. преодоление гидравлического сопротивления трубопровода, руб/год

;

где Q – производительность трубопровода, м³/с; H – потери напора в трубопроводе, м; t и П₂ – по приложению 1 и 7.

Для определения Э и К необходимо знать толщину стенки трубопровода, которая рассчитывается по СНиП 2.05.06-85 в зависимости от рабочего давления трубопровода. Оно различно для отдельных участков трубопроводов НС. Для ГНПС и НПС на участке выход подпорной НС - вход основной НС оно принимается 2,5 МПа; для участка вход основной НС – узел регуляторов давления рабочее давление рассчитывается как сумма: рабочее давление магистрали плюс превышение давления, принимаемое не менее половины дифференциального (развиваемого) напора одного насоса при 70% подачи от номинальной.

В курсовой работе толщина стенки определяется ориентировочно, только по формуле (12) упомянутого СНиП. При этом окончательно принимается ближайшая к расчетной, но большая по сортаменту толщина стенки (приложения 16, 17).

Из сравниваемых вариантов трубопроводов принимается тот, для которого приведенные затраты оказываются наименьшими.

Запорная арматура подбирается по виду жидкости, ее темпера туре, рабочему давлению и диаметру трубопровода (приложения 11, 12).

Арматура с концами под приварку устанавливается в грунте*, фланцевая – наземно. Оборудование и арматура, устанавливаемые на открытом воздухе, без укрытия, принимаются в климатическом исполнении, соответствующем микроклиматическому району размещения станции по СНиП 2-01.01.82 с учетом требований к арматуре по СН 527-80.

По завершению разработки технологической схемы определяются потери напора во всасывающих и нагнетательных трубопроводах НС (Для ГНПС - основной и подпорной НС) и проводится окончательная проверка выполнения условий (6), (7), (8) и (9).