Система сглаживания волн давления

Вследствие простоты конструкции и эксплуатации на магистральных нефтепроводах нашел широкое применение способ автоматического сброса части перетачиваемой нефти в специальный резервуар. В качестве автоматичес­ких устройств для сброса применяются шланговые клапа­ны называемые иногда регуляторами скорости измене­ния волны давления. На рисунке ниже приведена принципиальная схема шлангового клапана «Флекс-Фло» (США).

Шланговый клапан «Флекс-Фдо»

I - входная полjcnm; II - выходная полость; III - полость, заполненная газом; 1 - входной патрубок; 2 - дроссель; 3 - разделительный сосуд; 4 - гильза; 5 - шланг; 6 - выходной патрубок

Он состоит из корпуса с входным и выходнымпатрубками дросселя, разделительного сосуда,гильзы и шланга. Входная и выходная полости клапа­на разделены перегородками в боковыми прорезями, закрытыми цилиндрическим шлангом из бензостойкой резины. Полость I соединена с нефтепроводам на линии всасывания перекачивающей станции, и давление в ней равно давлению подпора. Полость II соединена с резерву­аром для сбрасываемой нефти. Полость III заполнена воз­духом или инертным газом. Полости I и III соединены разделительным сосудом, внутри которого находится эластичная мембрана. В разделительный сосуд из полости I поступает нефть, а из полости III - инертный газ (или воздух).

Клапан работает следующим образом. При установив­шемся режиме перекачки давление в полостях I и III одинаково и равно давлению в нефтепроводе, шланг плотно прилегает к гильзе с прорезями.

При плавном повышении давления во всасывающей линии перекачивающей станции дроссель не оказывает существенного сопротивления нефти, и поэтому давления в полостях I и III успевают своевременно выравниваться, а следовательно, шланговый клапан не открывается. При резком повышении давления в нефтепроводе и соединен­ной с ним полости I (например, при внезапном отключе­нии промежуточной нефтеперекачивающей станции) со­здается разность давлений между полостями I и III, доста­точная для преодоления жесткости шт. При этом шланг отжимается от боковых прорезей, и часть нефти из полости I попадает в полость II, а из нее - в резервуар для сброса. Сброс нефти из трубопровода при срабатыва­нии шлангового клапана обеспечивает существенное га­шение волны повышенного давления, и волна давления распространяется но трубопроводу с небольшой крутиз­ной фронта, благодаря чему на предыдущей станции ус­певает сработать система регулирования давления. В ре­зультате опасного повышения давления не произойдет, и трубопровод плавно перейдет на новый установившийся режим работы с уменьшенным расходом»

Клапаны «Флеке-Фло» позволяют ограничить вели­чину давления при гидроударе, однако не снижают теми роста давления, который может быть недопустимо вы­сок. Поэтому более целесообразно использование систем сглаживания волн давления (ССВД).

Данное устройство (рисунок ниже) состоит из разделитель­ной емкости и элементов гашения гидроудара, в каж­дый из которых входят шланговый клапан «Флеке-Фло» и аккумулирующая емкость, разделенная тонкой рези­новой оболочкой на две изолированные полости. Причем верхняя полость заполнена газом (воздух) и соединяется с газовой полостью клапана «Флеке-Фло», а нижняя запол­нена антифризом (этиленгликоль). Каждая группа систе­мы гашения гидроудара сообщается с разделительной ем­костью через дроссель. В емкости нижняя часть заполнена более тяжелым антифризом, а верхняя - не­фтью, поступающей непосредственно из нефтепровода.

Принципиальная схема системы сглаживания волн давления «АРКРОН-1000»

1 - нефтепровод; 2 - шланговый клапан «Флекс-Фло»; 3 - безнапорная емкость; 4 - разделительная емкость; 5 - аккумулирующая емкость; 6 - дроссель; 7 - трубопровод подачи воздуха; 8 - дренажная линия

Таким образом, газовая полость клапана «Флеке-Фло» в месте его подключения сообщается с полостью нефте­провода через пневмогидросистему, обеспечивающую со­впадение дающий в них при медленном изменении дав­ления в точке подключения емкости к нефтепроводу и запаздывание срабатывания клапана «Флеке-Фло» при быстром росте давления в магистрали.

Эффект запаздывания достигается за счет того, что при повышении давления в нефтепроводе давление в га­зовой полости выравнивается с ним только после того, как в аккумулирующую емкость поступит достаточное количество антифриза, обеспечивающего необходимое сжатие воздуха. Расход, с которым антифриз перетекает в аккумулирующую емкость, определяется проходным сечением дросселя. Уменьшая его, можно увеличивать время запаздывания роста управляющего давления в по­лости III клапана «Флеке-Фло»..

По нормам проектирования системы сглаживания изжй давления (ССВД) должны устанавливаться на промежуточных станциях магистральных трубопроводов диаметром 720 мм и выше. Необходимость применения ССВД на трубопроводах меньшего диаметра должна обо­сновываться расчетом.

ССВД должна срабатывать при повышении давления в трубопроводе на величину щ более чем на 0,3 МПа, происходящем со скоростью выше 0,3 МПа/с. Дальней­шее повышение давления в зависимости от настройки ССВД должно происходить плавно со скоростью от 10 до 30 кПа/с.

ССВД устанавливается, на байпасе приемной линии НПС меле фильтров-грязеуловителей. Диаметр байпасного трубопровода выбирается так, чтобы площадь его сечения была не менее половины площади сечения при­емной линии. Объем резервуаров-сборников для сброса нефти должен быть не менее: 500 м³ - для нефтепрово­дов диаметром 1220 мм, 400 м³ - 1030 мм, 200 м³ - 820 мм, 150 м³ - 720 мм и менее.