Защита трубопроводов от гидравлических ударов

Необходимость считаться с разрушительной силой гидравлического удара в трубопроводах, транспортирующих тяжелые капельные жидкости (нефть, нефтепродукты, воду и т.п.), выражается в том, что на подобных трубопроводах (в отличие от газопроводов) не устанавливают краны, слишком быстро перекрывающие сечение трубопровода, а используют вентильные или шиберные задвижки, а также медленно закрывающиеся краны. И те, и другие должны обеспечить безопасное торможение жидкости в трубопроводе.

В ряде случаев на перекачивающих станциях (ПС) устанавливают специальные устройства, призванные защитить трубопровод от волн гидравлического удара. Например, на линиях всасывания ПС устанавливают гасители гидравлического удара - предохранительные клапаны (ПК) или системы сглаживания волн давления (ССВД) на случай, если ПС внезапно отключится и давление перед ней начнет повышаться. И те, и другие устройства работают по принципу аварийного сброса части жидкости из трубопровода в специальный резервуар для снижения величины и темпа нарастания давления. Предохранительные клапаны открывают сброс жидкости при увеличении давления больше чем на определенную величину, называемую установкой защиты, а системы сглаживания волн давления срабатывают тогда, когда темп нарастания давления в линии всасывания ПС превысит допустимое значение.

Расчет неустановившихся течений жидкости

В трубопроводе

К наиболее распространенным причинам возникновения в трубопроводе неустановившихся течений относятся:

· режим, возникающий в трубопроводе при пуске или остановке перекачивающей станции;

· режим, возникающий в трубопроводе при включении или отключении одного из насосных агрегатов;

· режим частичного или полного перекрытия трубопровода задвижкой;

· режим начала путевых сбросов или подкачек жидкости, включения лупингов, отводов и перемычек и т.п.;

· различные аварийные ситуации, связанные, в частности, с разрывом трубопровода.

Расчет неустановившихся течений жидкости в трубопроводе (переходных процессов) осуществляется на базе дифференциальных уравнений, выражающих законы сохранения массы и количества движения транспортируемой жидкости, а также начальных и краевых условий, моделирующих взаимодействие трубопровода с установленным на нем оборудованием и отражающих причину возникновения неустановившегося течения.

Дифференциальные уравнения