Определение бескавитационного режима работы регулирующей арматуры

10.8.1 Для определения возможности возникновения кавитации в регулирующей арматуре заводу-изготовителю представляется информация о значении безразмерного показателя кавитации K_CS арматуры в требуемых технологических условиях (для всех режимов), рассчитываемого по формуле:

, (10.11)

где: р_вх – давление до регулятора, Па;

р_S – давление насыщенных паров жидкости, Па;

Δp_ДР – перепад давления на регулирующей арматуре, Па.

10.8.2 При подборе дросселя заводом-изготовителем заданный заказчиком расчетный показатель кавитации K_CS сравнивается с экспериментально определенным заводом-изготовителем для каждого типа арматуры безразмерным коэффициентом начала кавитации K_C (для этого используется т.н. кавитационная характеристика арматуры - зависимость значения коэффициента начала кавитации от относительной пропускной способности
ГОСТ Р 52720). Условием безкавитационной работы регулирующей арматуры является непревышение показателя кавитации над коэффициентом начала кавитации в рабочих условиях (для всех режимов):

K_CS < K_C (10.12)

 

Пример расчета

Для заполнения опросного листа, передаваемого заводу-изготовителю, определить следующие расчетные параметры регулирующей арматуры при работе с заданной производительностью в режиме исключения самотечного участка за перевальной точкой профиля нефтепровода:

- давление на входе и выходе узла дросселирования;

- требуемый перепад давления на узле дросселирования;

- требуемый перепад давления на закрытой регулирующей арматуре при остановке перекачки;

- требуемая пропускная способность регулирующей арматуры, соответствующая расчетному перепаду давления;

- расчетный показатель кавитации регулирующей арматуры в заданных условиях.

Исходные данные

Заданная пропускная способность трубопровода: G = 70,4 млн.т/год.

Коэффициент неравномерности перекачки: k = 1,07.

Высотная отметка перевальной точки: z _пт= 455 м.

Высотная отметка узла дросселирования: z_уд = 57 м.

Расстояние от перевальной точки до узла дросселирования: L_уд = 10,3 км

Высотная отметка следующей по ходу течения перевальной точки профиля:

z_пт2 = 160 м.

Расстояние от узла дросселирования до следующей по ходу течения перевальной точки: L_пт2 = 22,8 км.

Внутренний диаметр трубопровода: d = 1,196 м.

Свойства нефти при температуре перекачки:

кинематическая вязкость нефти: n = 2,5·10^-5 м²/с,

плотность нефти: ρ = 850 кг/м³,

давление насыщенных паров нефти: p_S = 73000 Па.

Перепадом давления на обвязке узла дросселирования пренебречь, т.е. принять:

Δp_мс = 0.

Принять давление в перевальной точке при остановке перекачки p_пт^ост = 0,35 МПа.

Расчет

1) Величина атмосферного давления на уровне расположения насосов (см. 6.2) составит:

.

2) Часовая производительность трубопровода составит по формуле (5.3):

3) Скорость движения нефти в трубопроводе (см. 5.1) составит:

.

4) Число Рейнольдса (см. 5.6) составит:

.

5) Коэффициент гидравлического сопротивления (см. 5.6) в соответствии с рассчитанным числом Рейнольдса составит:

.

6) Гидравлический уклон (см. 5.6) в заданных условиях составит:

.

 

7) Давление на входе узла дросселирования согласно формуле (10.2) составит:

8) Давление на выходе узла дросселирования при работе на следующую перевальную точку согласно формуле (10.3) составит:

9) Перепад давления на узле дросселирования в рабочем режиме согласно формуле (10.1) составит:

10) Перепад давления на узле дросселирования при остановке перекачки согласно формуле (10.5) составит:

11) Пропускная способность регулирующей арматуры, необходимая для обеспечения требуемого перепад давления, согласно формуле (10.9) составит:

12) Показатель кавитации регулирующей арматуры при заданных параметрах согласно формуле (10.11) составит: