авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

Совершенствование методов обеспечения безопасности магистральных нефтепроводов в чрезвычайных ситуациях

-- [ Страница 2 ] --

Полученные нами аналитические выражения (1) – (6), а также выражения для определения и устанавливают зависимость суммарной производительности опорожнения аварийного участка, производительности откачки и расхода продукта через аварийный разрыв от характеристик опорожняемого участка МН и его продольного профиля, параметров узла откачки и аварийного разрыва. К характеристикам опорожняемого участка нами отнесены диаметр трубопровода и его заполненная нефтью часть, коэффициенты гидравлического трения внутренней поверхности нефтепровода и местных сопротивлений движению продукта, высотные отметки продольного профиля, в т.ч. мест откачки и разрыва. К параметрам узла откачки отнесены количество и характеристики откачивающих насосов, установленных на параллельную работу, диаметр трубопроводов, соединяющих нефтепровод с насосом, коэффициенты гидравлического трения и местных сопротивлений соединительных трубопроводов. К параметрам аварийного разрыва отнесены форма и площадь разрыва и его коэффициент гидравлического сопротивления.

Отметим некоторые особенности освобождения полости аварийного участка нефтепровода от продукта на основе полученных аналитических зависимостей. Увеличение до определенного уровня количества откачивающих насосов и диаметра трубопроводов, соединяющих эти насосы с нефтепроводом, приводит к значительному снижению расхода через аварийный разрыв и повышению объема откачиваемой нефти. Увеличение потерь напора в опорожняемом нефтепроводе также дает такой положительный эффект. Увеличение площади разрыва и потерь напора в соединительных трубопроводах приводит к увеличению расхода через разрыв.

В третьей главе представлены результаты исследований влияния параметров узла откачки и аварийного разрыва на процесс освобождения участка нефтепровода от продукта. На основе полученных аналитических зависимостей для достижения поставленной цели проведены исследования влияния всего комплекса параметров узла откачки и аварийного разрыва на производительность удаления продукта из полости нефтепровода, производительность откачки и расход через разрыв. Одним из параметров, влияющим на расход продукта через разрыв, является коэффициент сопротивления разрыва . В литературных источниках коэффициент больше всего представлен для отверстий круглой формы, имеющих наименьшее значение . Аварийные разрывы имеют различные формы, но отличаются от круглой. Проведено исследование влияния форм отверстия (аварийного разрыва) на значение коэффициента .

В результате получены расчетные формулы для определения в зависимости от коэффициента гидравлического трения и геометрических характеристик разрыва для наиболее распространенных форм разрыва: разрыва по продольной оси трубопровода и разрыва монтажного поперечного шва с раскрытием кромок, ромба, параллелограмма, трапеции и треугольника. С учетом известных справочных значений для круглой формы отверстия можно определить коэффициенты сопротивления для наиболее распространенных форм разрыва трубопровода из выражения

, (7)

где – отношение коэффициента i-ой формы отверстия к круглой форме; – коэффициент сопротивления аварийного разрыва (отверстия) круглой формы, имеющего площадь разрыва, равную площади разрыва i-ой формы, при равенстве толщин стенок поврежденных труб и коэффициентов гидравлического трения.

Для вышеуказанных наиболее распространенных форм разрыва нами получены отношения , которые содержат геометрические характеристики i-ого разрыва. Так, например для разрыва по продольной оси трубопровода

, (8)

где – длина разрыва; – максимальное раскрытие кромок разрыва.

Анализ показал, что для всех форм разрыва уменьшение отношения приводит к росту гидравлического сопротивления разрыва. Такая зависимость более существенна в области .

В ИПТЭР проведены экспериментальные исследования истечения воды, глицерина и водоглицериновой смеси с различными скоростями через отверстие ромбовидной формы при значениях = 0,077; 0,119 и 0,150. По результатам обработки результатов эксперимента получены зависимости коэффициента сопротивления разрыва ромбовидной формы от режима истечения.

Выполнены исследования влияния потерь напора в опорожняемых участках нефтепровода на расход через разрыв . Представленное выше аналитическое выражение расхода показывает, что закономерности изменения в зависимости от изменения исходных данных могут быть установлены исследованием параметра . Такой анализ носит общий характер, не связан с геометрическими и другими частными характеристиками отдельно взятого МН. Анализ показал, что увеличение потерь напора , и существенно снижает параметр , т.е. расход через аварийный разрыв. Полученные нами зависимости позволяют дать качественную и количественную оценки этим изменениям расхода.

В качестве примера на рисунке 1 представлены зависимости параметра от при = 0,5; = 0,1; = 0,75 и различных значениях и . Рассматривается схема поступления продукта к месту разрыва с обеих сторон до момента подключения откачивающих насосов. Отметим, что = 100,0 (также как = 100,0 и = 100,0) соответствует в среднем протяженности опорожняемого трубопровода с условным диаметром Ду = 500 мм – 1,4 км;
Ду = 700 мм – 2,0 км и Ду = 1000 мм – 2,8 км. При = 300,0 соответственно Ду = 500 мм – 4,3 км; Ду = 700 мм – 6,0 км и Ду = 1000 мм – 8,6 км.

1 – = 1,0, = 100,0; 2 – = 1,0, = 500,0; 3 – = 5,0, = 100,0; 4 – = 5,0, = 500,0

Рисунок 1 – Графики зависимости параметра от при различных и

Проведены исследования влияния параметров , , на расход через разрыв. Увеличение связано с уменьшением параметра . Характерно, что увеличение параметров потерь напора снижает влияние на параметр .

Анализ полученных аналитических зависимостей показал, что увеличение гидравлического сопротивления разрыва приводит к снижению . Увеличение , характеризующее площадь разрыва, связано со снижением влияния на параметр и на расход . Увеличение приводит к росту . В то же время для больших значений и

jpg"> влияние на параметр незначительно. В качестве примера на рисунке 2 представлены графики зависимости параметра от при = 0,75; = = 200,0; = 1,0 и различных для расчетной схемы поступления продукта к месту разрыва с обеих сторон до момента подключения откачивающих насосов.

Рисунок 2 – Графики зависимости параметра скорости
истечения нефти
через разрыв в стенке трубопровода
от параметра
при различных

Проведен анализ влияния диаметра трубопроводов, соединяющих насосы с нефтепроводом, на производительность опорожнения. Общей закономерностью влияния диаметра соединительных трубопроводов на производительность опорожнения является то, что с увеличением диаметра трубопроводов до определенного значения производительность опорожнения возрастает. Дальнейшее увеличение этого значения не приводит к существенному росту производительности. Увеличение потерь напора в опорожняемом нефтепроводе и соединительных трубопроводах существенно сужает область значений диаметров соединительных трубопроводов, при которых их увеличение дает положительный эффект, т.е. приводит к росту производительности опорожнения.

Для решения задач ускоренного освобождения участка нефтепровода от продукта важным является установление необходимого количества параллельно работающих откачивающих насосов. Однако в связи с тем, что насосы откачивают только тот объем жидкости, который поступает по опорожняемому нефтепроводу к месту откачки, необходимое количество насосов ограничено. Потери напора в трубопроводах снижают объем поступления нефти к месту ее откачки, и поэтому увеличение потерь напора приводит к уменьшению необходимого количества откачивающих насосов.

Четвертая глава посвящена разработке методов и средств обеспечения безопасности магистральных нефтепроводов в чрезвычайных ситуациях. Полученные нами аналитические зависимости и их анализ позволяют прогнозировать максимально возможный расход продукта через разрыв и продолжительность освобождения аварийного участка от продукта и разработать эффективные методы и средства обеспечения безопасности МН в чрезвычайных ситуациях.

При аварийном разрыве трубы до подключения откачивающих насосов происходит выход продукта из полости трубопровода через аварийный разрыв. В связи с этим представляет интерес влияние размеров разрыва на объем выхода продукта в окружающую среду через этот разрыв. Исследования показали, что имеется такая предельная величина площади разрыва, больше которой суммарный расход Q с увеличением площади разрыва существенно не увеличивается. Сдерживающим фактором увеличения Q является гидравлическое сопротивление движению жидкости в нефтепроводе, включающее трение жидкости о внутреннюю поверхность нефтепровода, местные гидравлические сопротивления и гидравлическое сопротивление разрыва. С целью оценки возможного расхода продукта через разрыв установим предельную площадь разрыва , при которой имеет место максимально возможный расход. Анализ показал, что изменение предельной величины разрыва существенно зависит от гидравлического сопротивления нефтепровода движению жидкости. Нами проведен анализ и получены зависимости для определения предельной величины разрыва для различных схем опорожнения. В качестве примера на рисунке 3 представлена зависимость от параметра потерь напора при = 0,2; = 0,65 и различных и в случае поступления продукта к месту истечения с обеих сторон от разрыва. Установлено, что на значения параметра и закономерности его изменений в пределах возможных значений коэффициенты и практически не влияют. Зависимость предельной площади разрыва от параметров , и может быть представлена аналитическим выражением

. (9)

1 – = 0,5, = 4,0; 2 – = , = 4,0; 3 – = , = 1,0; 4 – = 1,5, = 1,0

Рисунок 3 – Графики зависимости параметра от
при различных и

Анализ показал, что при обоснованном выборе параметров узла откачки возможно существенно увеличить производительность откачки продукта насосами и производительность освобождения аварийного участка трубопровода от нефти. Это позволяет значительно уменьшить расход продукта через аварийный разрыв (при одновременной откачке и истечении через разрыв) и сократить продолжительность процесса освобождения аварийного участка от нефти. С целью выбора рациональных параметров узла откачки нами проведен анализ различных схем опорожнения.

  Графики зависимости параметра-156

Рисунок 4 – Графики зависимости параметра расхода от параметра при различных

На рисунке 4 даны зависимости параметра расхода от комплексного параметра , характеризующего суммарную относительную площадь сечения в свету трубопроводов, соединяющих нефтепровод с насосами, для схемы опорожнения откачкой насосами и поступления продукта к месту откачки с одной стороны. Как видно из рисунка 4 и как показал анализ других схем опорожнения, при увеличении до определенного значения происходит рост и повышение производительности освобождения нефтепровода от продукта , а затем с увеличением производительность повышается незначительно. На рисунке 5 представлена зависимость рационального значения комплексного параметра узла откачки от при = 0,2; = 0,65 и различных и , при котором достигается наибольшая производительность освобождения нефтепровода от продукта. Расчеты показали, что в области возможных значений , и данные параметры практически не влияет на закономерности изменения от , и .

Зависимость (рисунок 5) может быть представлена аналитическим выражением для определения рационального диаметра соединительных трубопроводов:

. (10)

Используя (10), возможно определение рационального количества откачивающих насосов, установленных на параллельную работу.

1 – = 0,5, = 4,0; 2 – = 0,5, = 1,0; 3 – = 1,5, = 4,0; 4 – = 1,5, = 1,0

Рисунок 5 – Зависимость
от параметра
при различных и



Pages:     | 1 |
2
| 3 |
 
Авторефераты диссертаций  >>  Авторефераты по Безопасности





наверх



 
<<  ГЛАВНАЯ   |   КОНТАКТЫ
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.