Проверка устойчивости работы стояков при верхнем сливе

При движении нефтепродуктов, обладающих высоким давлением насыщенных паров в трубах возможна потеря устойчивости работы т/п под которой понимается разрыв струи (разрыв потока). Такое явление может иметь место при верхнем самотечном сливе, при верхнем механизированном сливе, во всасывающих т/п насосов магистральных нефтепроводов, при использовании так называемых сифонных т/п. В сифонном т/п какая-то часть находится выше уровня жидкости в соединяемых им резервуарах.

Условием устойчивой работы вышеперечисленных т/п является следующее: Р_ост>Р_н.п.(P_s). Давление насыщенных паров у сырых нефтей и бензинов может достигать 500 и более мм.рт.ст. Предельная высота сливного стояка при которой не происходит образование газовых мешков определяется из следующего соотношения:

H_c=((р_a-р_s)/ρg) – h_c,

где H_c – высота стояка, р_a – атмосферное давление, h_c – потери напора в стояке до наивысшей его точке. Проверку обеспечения этого условия для наглядности произведем графоаналитическим способом для следующих наихудших условий – минимальное атмосферное давление, максимальная температура перекачки, наинизший уровень нефтепродукта в сливаемой цистерне или резервуаре. Схема слива представлена ниже на рисунке 3(схема слива ж/д цистерн).

где 1 – котел цистерны, 2 – стояк, 3 – нижнее сливное устройство, 4 – центробежный насос, 5 – резервуар, 6 – фильтр, 7 – рукав (шланг), 8 – поворотная муфта, 9 – нижний сливной прибор цистерны, 10 – коллектор.

На первом этапе расчета от минимального уровня нефтепродукта (примем нижнюю образующую) откладываем вверх располагаемый напор Н_а=р_а/ρg. Далее определяют потери напора в отдельных участках стояка по формулам и затем откладывают эти потери от Н_а вниз. Если линия упругости паров пересекает стояк (т/п) в какой либо точке, то в этой точке возможно образование газового мешка, если пересечения нет, то коммуникация будет работать устойчиво. Для предотвращения образования газового мешка можно сделать следующее:

1) изменить конструкцию стояка;

2) уменьшить потери напора (например, за счет увеличения диаметра труб);

3) приблизить насос к фронту слива;

4) обеспечить подпор в начале сливной коммуникации (например, поставить эжектор);

5) в эксплуатационных условиях сливать при пониженной температуре (например, ночью).