Выпуск №8 (Июнь)
XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Лісафін В. П. Особливості внутрішньостанційних перекачувань нафти на насосних станціях магістральних нафтопроводів // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2017. — №8.

 


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

Технічні науки

УДК 622.691.4

                                                                           Лісафін Володимир Петрович

кандидат технічних наук, доцент,

доцент кафедри транспорту  і зберігання нафти і газу

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

                                                                          Лисафин Владимир Петрович

кандидат технических наук, доцент,

доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа

Ивано-Франковский национальный технический

университет  нефти и газа

                                                                                                                Lisafin V.

Ph.D., associate professor of the department

of transportation and storing of oil and gas

Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

ОСОБЛИВОСТІ ВНУТРІШНЬОСТАНЦІЙНИХ ПЕРЕКАЧУВАНЬ НАФТИ НА НАСОСНИХ СТАНЦІЯХ МАГІСТРАЛЬНИХ НАФТОПРОВОДІВ

ОСОБЕННОСТИ ВНУТРИСТАНЦИОННЫХ ПЕРЕКАЧЕК НЕФТИ НА НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

FEATURES OF OIL PUMPING AT OIL PUMPING STATIONS OF MAIN OIL PIPELINES

Анотація: Досліджено застосування підпірних насосних агрегатів нафтоперекачувальних станцій  нафтопроводу для внутрішньоскладських перекачувань нафти між окремими резервуарами.

Ключові слова: нафтоперекачувальна станція, насос, трубопровід, резервуар, режим.

Аннотация: Исследовано использование подпорных насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций нефтепровода для внутрискладских перекачек нефти между отдельными резервуарами.

Ключевые слова: нефтеперекачивающая станция, насос,  трубопровод, резервуар, режим.

Summary: Application of booster pumps at oil pumping stations for oil pumping between separate tanks was studied.

Key words: oil pumping station, pump, pipeline, tank, operating mode.

Магістральний нафтопровід це єдиний комплекс, що складається з лінійної частини і насосних станцій, які забезпечують перекачування нафти. Резервуарні парки нафтоперекачувальних станцій є важливою складовою нафтотранспортної системи.

В процесі експлуатації резервуарних парків виникають технологічні ситуації, за яких виникає необхідність перекачування нафти між окремими резервуарами (аварійні ситуації, перерозподіл нафти між резервуарами та інш.) Такі перекачування можна здійснити самопливом або за допомогою насосів. Другий спосіб є більш поширеним.

В технологічних обвʼязках нафтоперекачувальних станцій спеціальних насосів для внутрішньостанційних перекачувань не передбачено, тому перекачування здійснюються за допомогою підпірних насосів.

Розглянемо принципову схему перекачування нафти між двома резервуарами (рисунок 1).

Рівняння балансу напорів для трубопровідної обв’язки резервуарів типу РВС (резервуар вертикальний сталевий), що обладнані механічними дихальними клапанами, може бути записано у вигляді

                    (1)

Рис.1 –Принципова схема перекачування нафти між двома резервуарами (складено автором на підставі [3], с. 68)

де  - рівні нафти у певний момент часу у резервуарах  І і ІІ відповідно;

- різниця геодезичних позначок між резервуарами І і ІІ та насосом;

- втрати напору у всмоктувальному і нагнітальному трубопроводах;

- вакуум у першому резервуари і надлишковий тиск у другому резервуарі;

- напір, що розвиває насос.

Якщо приймально-роздавальні патрубки резервуарів знаходяться на одному рівні, а резервуари з плаваючою покрівлею, то

                                           (2)

Тоді рівняння (1) спроститься і набуде  вигляду

                                  (3)

Напірну характеристику насоса представимо у вигляді

                                                                    (4)

де - коефіцієнти математичної моделі насоса.

Коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики насоса визначаємо за формулами [1, с. 71]

                                (5)

                                                      (6)

де - напори насоса при двох відомих значеннях продуктивностей (значення знаходяться з графічної характеристики насоса).

Втрати напору в трубопроводах складаються з втрат напору на тертя і в місцевих опорах. Слід зауважити, що при відносно невеликій довжині внутрішньостанційні трубопроводи нафтоперекачувальних  станцій мають значну кількість місцевих опорів.

Розписуючи складові рівняння (3), отримуємо формулу для визначення пропускної здатності системи "резервуар І – насос – резервуар ІІ" (резервуари з плаваючою покрівлею)

          (7)

де - сталий коефіцієнт, який дорівнює

- коефіцієнти гідравлічного опору ділянок всмоктувального і нагнітального трубопроводів, які залежать від числа Рейнольдса і відносної шорсткості труб [1, с. 78 - 80];

- довжини ділянок всмоктувального і нагнітального трубопроводів;

- діаметри ділянок всмоктувального і нагнітального трубопроводів;

- коефіцієнти місцевих опорів, значення яких орієнтовно можна прийняти, користуючись даними наведеними в [2, с. 316 - 317].

Розвʼязок рівняння (7) дозволяє отримати теоретичне значення витрати нафти при її перекачуванні між резервуарами, яке як правило набагато більше номінальної витрати підпірного насоса (приблизно на 30 %), при цьому насос працюватиме в зоні низьких ККД, що є недопустимим.

При визначенні режиму перекачування слід враховувати певні обмеження, які  впливатимуть на значення витрати. Це – безкавітаційна робота насоса, напір у нагнітальному трубопроводі, швидкість підйому (опускання) покрівлі або понтону, якщо резервуари ними обладнані.

Розглянемо детально умови роботи всмоктувального трубопроводу насоса.

Рівняння Бернуллі для всмоктувального трубопроводу може бути записане у вигляді

                              (8)

де - абсолютні тиски в перерізах 1-1 і 2-2 (рис. 1);

- густина перекачуваної нафти;

- швидкість руху нафти в всмоктувальному трубопроводі.

Використовуючи підхід автора роботи [3, с. 65] можна отримати вираз для наявного кавітаційного запасу насоса

                                                        (9)

де - пружність парів нафти за температури перекачування.

Аналізуючи рівняння (9), можна зауважити, що наявний кавітаційний запас залежить від тиску на поверхні рідини у резервуарі № І, пружності парів нафти, її фізичних властивостей (останні залежать від температури), геометричних характеристик всмоктувального трубопроводу, характеристик місцевих опорів, рівня нафти в резервуарі. Сам процес всмоктування носить нестаціонарний характер через зміну рівня рідини у резервуарі.

Розглянемо приклад розрахунку наявного кавітаційного запасу для схеми, яка показана на рисунку 2.

Рис.2 – Технологічна схема всмоктувального трубопроводу (розробка автора)

Всмоктувальний трубопровід складається з декількох ділянок різного діаметру, має наступні місцеві опори – вихід з резервуара, компенсатори, трійники на прохід, плавні повороти, трійник з поворотом, засуви, фільтр (обчислення показують, що втрати напору в місцевих опорах приблизно в

два рази більші, ніж втрати напору на тертя) . Інші дані, що використовувалися при обчисленнях наведені нижче:

  • густина нафти за температури 20 оС  - 860 кг/м3;
  • температура початку кипіння нафти -  55 оС (використовується для визначення пружності парів нафти за прикладною формулою, що наведена в [2, с. 45]);
  • кінематичний  коефіцієнт  вʼязкості  нафти  за  температури  50 оС – 6,8 сСт;
  • кінематичний  коефіцієнт  вʼязкості  нафти  за  температури  20 оС – 16,8 сСт;
  • розрахункове значення температури – 17,9 оС ( використовується максимальне значення температури, оскільки пружність парів нафти при цьому максимальна);
  • різниця геодезичних позначок між приймально-роздавальним патрубком резервуара і насосом – мінус 2,5м.

Результати обчислень наявного кавітаційного запасу ілюструються рисунком 3.

Рис.3 – Залежність наявного кавітаційного запасу від рівня нафти в резервуарі і витрати у всмоктувальному трубопроводі (розробка автора)

Як видно з рисунка, із збільшенням рівня нафти у резервуарі, наявний кавітаційний запас зростає.

Умова безкавітаційної роботи насоса має вигляд

                                                 (10)

де - допустимий кавітаційний запас насоса, що визначається характеристикою насоса.

Покажемо криву залежності допустимого кавітаційного запасу від витрати на рисунку 3 (для прикладу взята характеристика насоса НПВ 3600-90). Очевидно, що безкавітаційний режим роботи може бути здійснений за витрат при різних рівнях нафти в резервуарі в зоні, що знаходиться вище кривої допустимого кавітаційного запасу насоса. Обробка графіка на рисунку 3 дозволяє знайти області допустимих і недопустимих (безкавітаційних)  режимів роботи всмоктувального трубопроводу (рисунок 4).

Рис.4 – Області допустимих і недопустимих режимів роботи всмоктувального трубопроводу (розробка автора)

Обчислення наявного кавітаційного запасу за інших значень температури нафти показали, що він мало від неї залежить (за мінімальної температури 4 оС в умовах наведеного прикладу  різниця складає 0,5 м і менше, що лежить в межах похибок визначення шорсткості труб, значень коефіцієнтів місцевих опорів).

Що стосується технологічних обмежень при визначенні режиму роботи нагнітального трубопроводу, то в діапазоні продуктивностей підпірних насосів, що використовуються на насосних станціях,  швидкість підйому плаваючих покрівель не більше 6 м/год, що відповідає вимогам нормативних документів. Тиск на виході підпірних насосів не перевищуватиме допустимий відповідно до  технологічних регламентів  експлуатації резервуарних  парків, а розрахунки показують, що цей тиск значно вищий за необхідний, що викликає необхідність регулювання режиму (найбільш поширений метод – дроселювання потоку).

Таким чином основним обмеженням при визначенні режиму роботи підпірних насосів при перекачуванні нафти між окремими резервуарами є їх безкавітаційна робота. Визначення зони допустимих режимів повинно здійснюватися у кожному конкретному випадку.

Література:

  1. Середюк М.Д. Трубопровідний транспорт нафти і нафтопродуктів : [підруч. для  студ.  вищ.  навч.  закл.]  / Середюк М.Д.,  Якимів Й.В.,  Лісафін В.П.  – Івано-Франківськ: Кременчук, 2001. – 517 с.
  2. Лісафін В.П. Проектування та експлуатація складів нафти і нафтопродуктів: [підруч. для студ. вищ. навч. закл.] / В.П. Лісафін, Д.В. Лісафін. – Івано-Франківськ: Факел, 2006. – 597 с.
  3. Колпаков Л.Г. Эксплуатация магистральных центробежных насосов [Учебное пособие] / Колпаков Л.Г. – Уфа: Изд. Уфим. нефт. ин-та, 1988.-115 с.