Внедрение компьютерной системы управления в магистральные нефтепроводы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ел прочности. Проверка прочности осуществляется из условия:
(6)
где - раiетное сопротивление металла труб,
- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб. В свою очередь эти параметры определяются по формулам:
(7)
где - нормальное значение предела прочности металла труб и сварных соединений из условий работы на разрыв;- коэффициент условий работы участка трубопровода;
- коэффициент безопасности по материалу при раiете по временному сопротивлению;
- коэффициент надежности. Значения этих коэффициентов определяются нормами на проектирование:
(8)
где - кольцевые напряжения от раiетного внутреннего давления,
(9)
Здесь - толщина стенки трубы;- коэффициент перегруз и рабочего давления;
р - рабочее давление в нефтепроводе.
Продольные осевые сжимающие или растягивающие напряжения, определяемые из выражения
(10)
где - коэффициент линейного расширения металла труб;
- коэффициент Пуассона при пластических деформациях металла;
Е - модуль упругости;
- температурный перепад;
- наружный и внутренний диаметры трубы.
Для проверки общей продольной устойчивости осуществляется проверка соотношения:
где S - эквивалентное продольное сжимающее усилие, определяемое по формуле
Здесь F- площадь сечения стенок трубы.кp - критическое продольное усилие, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода:
(11)
Для прямолинейных участков, раiетная длина волны выпучивания определяется как (ЕI - изгибная жесткость трубы)
(12)
а для подземных участков трубопровода, обращенных выпуклостями вверх:
(13)
(14)
использованы следующие обозначения:
Суо - коэффициент нормального сопротивления грунта; кp - раiетная длина волны выпучивания;
?О - раiетный радиус упругости изгиба трубопровода;
Ср - параметр разгрузка грунта;- предельное сопротивление поперечным перемещениям трубопровода вверх, определяемое qПР = qП.Т. +пrp qпр.гр.. Параметр разгрузки грунта определяется по формуле
(15)
где h - глубина заложения до верха трубы;
пгp - коэффициент перегрузки для грунта, определяемый согласно СНиПу /64/; qn.Т. -положительная плавучесть, определяемая как qn.T = qТp - q выт.
Здесь qтp - вес единицы трубопровода:
(16)
Здесь ?ТР - удельный вес металла труб;
?В - удельный вес воды с учетом растворенных и взвешенных в ней веществ; - угол, характеризующий уровень воды относительно оси трубопровода; qВЫТ - выталкивающая сила, действующая на единицу длины трубопровода.
Рассмотрим математические модели задачи выбора оптимальной трассы и технологических параметров горячего нефтепровода.
При решении этой комплексной задачи необходимо учитывать многие факторы, влияющие на положение трассы, как по условиям строительства, так и по условиям подогрева и перекачки продукта. При этом положение трассы и технологические параметры тесно взаимосвязаны и существенно влияют друг на друга. Так, расстановка насосных станций вдоль трассы зависит от рельефа местности. Поэтому установка насосной станции на одной дуге делает ненужным ее размещение на смежной с ней дуге или установка пункта подогрева на данной дуге может сделать ненужной насосную станцию на последующих дугах. Это означает, что характеристики дуг сети являются зависимыми не только от положения трассы в целом, но и от сочетания технологических параметров перекачки.
В задаче выбора оптимальной трассы технологических параметров горячих трубопроводов за критерий оптимальности будем принимать приведенные затраты на строительство и последующую эксплуатацию. В общем виде приведенные затраты Z на строительство и последующую эксплуатацию горячего нефтепровода можно определить как:
(17)
где ZЛЧ, ZНС, ZТС - приведенные затраты на строительство и эксплуатацию соответственно линейной части трубопровода, насосных станций для перекачки нефти и тепловых станций для его подогрева.
Можно предположить, что существует решение, которое удовлетворяет минимуму приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию горячего трубопровода по оптимальной трассе.
Проанализируем основные факторы, подлежащие учету при оптимизации горячих нефтепроводов. Множество факторов, параметров и условий, влияющих на положение трассы и технологические параметры горячего трубопровода, находятся в тесной взаимосвязи. Эта взаимосвязь может быть выражена различными функциональными соотношениями или проявляется через влияния различных факторов на критерий оптимальности.
Задача поиска оптимального решения осложняется вследствие противоречивости требований этих факторов. Так, для горячего нефтепровода увеличение диаметра труб, с одной стороны, позволяет снизить затраты на перекачку и сократить число насосных станций, но с другой, ведет к росту капиталовложений в линейную часть и повышение затрат на подогрев или требует увеличить глубину заложения трубопровода в грунт.
При разработке метода решения задачи важно выявить функциональные зависимости различных факторов и параметров и учесть их при одновременной оценке всего комплекса условий в процессе выбора оптимальной трассы и технологических параметров нефтепровода [5].
При решении задачи выбора оптимальной трассы и наилучших технологических ?/p>