Промежуточная напорная станция

 

Изобретение относится к области транспортировки по трубопроводу различных жидкостей: воды, нефти, нефтепродуктов и газа. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление перекачивающих напорных станций, уменьшение себестоимости 1 т переключаемой жидкости путем отказа от применения насосов и, вместе с тем, от электродвигателей. Трасса трубопровода от входного узла раздваивается на два параллельных трубных отвода и через некоторое расчетное расстояние через задвижки-ускорители вместе с центральным отводом от ресивера соединяется в выходном узле с продолжением трассы трубопровода, а каждая задвижка-ускоритель на параллельных отводах шунтируется через задвижки трубопроводом с внутренним диаметром, меньшим диаметра трубы параллельных отводов до величины 1/2. 1 ил.

Изобретение относится к области транспортировки по трубопроводу различных жидкостей и газов: воды, нефти, нефтепродуктов и др.

Существуют промежуточные напорные или перекачивающие станции, оснащенные центробежными или поршневыми насосами в зависимости от вязкости и плотности жидкости. Особо следует отметить дорогостоящие нефтеперекачивающие станции на магистральных трубопроводах, оснащенных кроме головной станцией еще и промежуточными, каждая из которых оснащена несколькими мощными насосами с электрическими двигателями мощностью в сотни и тысяча киловатт и другим оборудованием; кроме того, каждая перекачивающая промежуточная оснащена понизительными электроподстанциями и расходует огромное количество электроэнергии [1] . Все вышесказанное является основными недостатками существующих промежуточных станций.

Цель предлагаемого изобретения - упрощение и удешевление перекачивающих напорных станций, уменьшение себестоимости 1 тонны перекачиваемой жидкости или себестоимости 1000 м³ перекачиваемого газа в результате отказа от применения насосов с электродвигателями.

Эта цель достигается тем, что на промежуточной напорной станции, включающей резервуары и вспомогательные устройства, трасса трубопровода от входного узла раздваивается на два параллельных трубных отвода и через некоторое расчетное расстояние через задвижки и вместе с центральным отводным от рессивера трубопроводом соединяется в выходном узле с продолжением трассы трубопровода, каждая задвижка-ускоритель на параллельных отводах шунтируется через задвижки трубопроводом с внутренним диаметром, меньшим диаметра трубы параллельных отводов до величины 1/2.

На чертеже показан эскиз предлагаемой напорной станции, где 1 - тpacca трубопровода; 2 - обратный клапан; 3 - правый отвод трассы; 4 - левый отвод трассы; 5 - задвижка центрального отвода рессивера; 6 - рессивер; 7 - патрубок ввода сжатого воздуха в рессивер от компрессора; 8 - перепускной клапан; 9 - задвижка-ускоритель отвода трассы; 10 - задвижка, регулирующая внутренний диаметр трубы, шунтирующей задвижку 9; 11 - шунтирующая обводная труба задвижки 9; 12 - шунтирующая труба (обводная) задвижки 14; 13 - задвижка, регулирующая внутренний диаметр трубы, шунтирующей задвижку 14; 14 - задвижка-ускоритель правого отвода трассы; 15 - продолжение трубной трассы 1; 16 - обратный клапан.

Система работает следующим образом.

В рессивере при помощи компрессора поддерживается постоянное давление и при помощи центрального отвода через задвижку 5 воздействует на перекачиваемую жидкость и поддерживает величину скорости потока жидкости в магистральном трубопроводе.

Для придания ускорения потоку перекачиваемой жидкости и поддержания при необходимости постоянным это ускорение (например, при выходе из строя головного насоса) создается безопасный гидравлический удар при помощи мгновенного поочередного закрытия и открытия задвижек 9 и 14. При этом гидравлический удар, создающий ускорение в петле 4, 3, будет неполным, т.к. при мгновенном полном закрытии задвижки 9 или 14 параллельные отводы 3 и 4 будут закрыты не наглухо, а через открытые шунты-трубы 11 и 12.

Величина перепада давления может варьироваться при помощи задвижек 10 и 13 и найдется по известной формуле Жуковского Н.Е. [2]: ΔP = ρC(ω₀-ω₁), кг/см² где ω₀, ω₁ - скорости потока жидкости в трубопроводе соответственно до закрытия задвижки 9 (14) и после их закрытия, м/с; ρ - плотность жидкости, кг/м³; C - скорость распространения ударной волны, м/с.

Под действием перепада давления - если мгновенно закрыть задвижку 9 - жидкость устремится влево от задвижки по отводу 4, по отводу 3, достигнет выходного узла и устремится в магистральный трубопровод 15; через некоторое мгновенье, рассчитанное с учетом скорости распространения ударной волны в металлических трубах, физических свойств жидкости и т.д., задвижка 9 открывается, а задвижка 14 мгновенно закрывается; теперь поток жидкости устремиться в петле в обратную сторону, но снова придет к выходному узлу и далее опять в магистральную трубу и далее все повторяется.

Таким образом, сумма давлений сжатого воздуха в рессивере и перепада давления от гидравлического удара ускорит движение потока жидкости в магистральном трубопроводе и не остановиться, если даже выйдет из строя насос головной станции.

Источники информации 1. Попов С.С. Транспорт нефти, нефтепродуктов. М.-Л., 1952.

2. Гидравлический таран. ТГ-I. Устройство. Эксплуатация. Уход. М., 1947.

Формула изобретения

Промежуточная напорная станция, оборудованная резервуарами, вспомогательными устройствами, отличающаяся тем, что трасса трубопровода от входного узла раздваивается на два параллельных трубных отвода и через некоторое расчетное расстояние через задвижки и вместе с центральным отводным от ресивера трубопроводом соединяется в выходном узле с продолжением трассы трубопровода, каждая задвижка-ускоритель на параллельных отводах шунтируется через задвижки трубопроводом с внутренним диаметром, меньшим диаметра трубы параллельных отводов до величины 1/2.

РИСУНКИ

Рисунок 1