Нагрузки и воздействия на МТ

При расчете трубопроводов следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании и эксплуатации.

1. Постоянные

- Масса (собственный вес)

q = n ^. g_ст ^. F_сеч

n – коэффициент перегрузки = 1.1; g_ст – плотность стали F_сеч – площадь сечения трубы

- Воздействие предварительного напряже­ния трубопровода (упругий изгиб и др.)

s_изг=±(Е ^. D)/(2 R)

Е – модуль Юнга = 2.1 ^. 10⁵ МПа; D – наружний диаметр; R – радиус упругого изгиба (не менее 900 диаметров)

- давление грунта сверху

q_гр = n ^. q_гр^н= n ^. g_гр ^. h_ср

n = 1.2; h_ср – средняя глубина заложения трубопровода

- гидростатическое давление воды

q_гр = n ^. q_в^н=^. g_в ^. h_в

n = 1; h_в – толщина слоя воды над трубой

2, Временные длительные нагрузки

- внутреннее давление

вызывает кольцевые и продольные напряжения

s_кц = n ^. (Р ^. D_вн)/(2d)

n = 1.1 для газа или 1.15 для нефти; d - толщина стенки

s_{прод N} = n ^. s_пр^н = n ^. m ^. s_кц^н

m = 0.3 – коэффициент перераспределения

- масса продукта

q_газа=100 ^. Р ^. D_вн²

Р – давление газа, МПа; D_вн – диаметр [м]

q_нефти = r_н ^. g ^. (pD_вн²)/4

- температурное воздействие

s_{пр t} = - a ^. E ^. Dt

a - коэффициент линейного расширения = 1.2 ^. 10^{-5 0}С^-1; Dt – разность между температурой эксплуатации и температурой фиксации трубы.

- воздействие неравномерных деформаций грунта без нарушения его структуры

3. Кратковременные нагрузки

- снеговая

q_сн = Р_сн ^. С_сн

Р_сн – вес снегового покрова на 1 м² грутна; С_сн – коэффициент снеговой нагрузки = 0.4 для одной нитки (для нескольких ниток – по СниП)

- ветровая

q_ветр = D_н ^. (q_стат + q_дин)

q_стат и q_дин – статическая и динамическая нагрузки на трубу

- гололедная

q_лед = 17 ^. b ^. D_н

b – толщина слоя гололеда, мм;

- нагрузка от морозного растрескивания грунта

- нагрузка от пропуска очистных устройств

- оползневые нагрузки

4. Особые нагрузки

- воздействие деформации земной поверхности в районах горных выработок

- воздействие деформации грунта, сопровождающееся изменением его структуры

- Воздействия, вызываемые развитием солифлюкционных и термокарстовых процес­сов

Оценка использования оборудования

Использование оборудования по времени оценивается коэф. экстенсивного использования k _Э. Для линейной части:

, где l _i- длина i-го участка; t _i- время работы i-го участка в анализируемом периоде работы трубопровода; L - длина анализируемого участка; t - продолжительность анализируемого периода.

Для оборудования: , где t _р – время работы оборудования в анализируемом периоде.

Проектная величина k _ЭП определяется соотношением: , где n _p, n – количество рабочего и установленного оборудования.

Высокое значение k _Э не всегда свидетельствует о рациональности использования оборудования. Большое значение имеет степень его загрузки. Интенсивность использования оборудования оценивается соотношением фактических значений производительности, потребляемой мощности или теплосъема к проектным, располагаемым или номинальным их значениям.

Возможность эффективного использования оборудования во многом зависит от производительности т/п. Для оценки степени загруженности т/п анализируются значения коэффициентов использования проектной производительности k_ПР и пропускной способности k_ТВ.

, , где Q - фактическая производительность; Q_пр - проектная производительность; Q_ТВ - техническая возможная (максимальная) пропускная способность.

Интенсивность использования перекачивающих агрегатов характеризуется коэффициентом загрузки k_И: , где N _E, N _P – потребляемая и располагаемая мощность агрегата при условиях эксплуатации.

Потребляемая агрегатами мощность определяется по приведенным характеристикам ЦН или из уравнения .

Располагаемая мощность ГТУ зависит от давления и температуры воздуха:

, где - номинальная мощность ГТУ; k _N - коэффициент технического состояния ГТУ, принимаемый по данным исследования технического состояния агрегата (при отсутствии данных принимается равным 0,95); k ₀ - коэффициент, учитывающий влияние противообледенительной системы; k _Y - коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла выхлопных газов, k _Y=0,985; k_О - коэффициент, учитывающий влияние температуры наружного воздуха; Т _З, - фактическая и расчетная температура воздуха перед осевым компрессором; Р _А, - фактическое и расчетное давление воздуха.

Коэф. k ₀ принимается равным 1 при отсутствии противообледенительной системы и при тем-ре на входе осевого компрессора выше 5 C. При прочих условиях можно принять k ₀ = 0,9.

Располаг. мощность синхронного эл.двигателя принимается равной номин. мощности при номинальных параметрах системы охлаждения. Номинальные тем-ры охлаждения составляют 30°C при охлаждении воздухом и 40° при охлаждении водой. Повышение тем-ры воды или воздуха приводит к снижению располагаемой мощности. Интенсивность использования АВО характеризуется отношением фактического и ожидаемого среднего коэф. тепловой эффективности.

Качество очистки газа циклонными ПУ зависит от производительности. При малых производительностях скорости течения газа в циклонах получаются ниже оптимальных, что снижает качество очистки, а при больших производительностях возрастает унос газом жидкости. Нормальной работе пылеуловителя соответствует условие: Q _max > Q > Q _min Максимальная производительность Q_max и минимальная Q_min определяются по характеристикам пылеуловителей в зависимости от давления газа на выходе в КС и его плотности.