Розрахунок магістрального трубопроводу

Після визначення сили струму у всьому ланцюзі катодного захисту і загального електричного опору ділянок трубопроводів, що захищаються, обчислюють по формулах (22-33) розрахунок анодного заземлення і розрахунок електричного опору сполучних проводів, з урахуванням реальної довжини кожного. Загальний електричний опір усіх сполучних проводів визначається по формулі

Де (RПР)общ - загальний електричний опір усіх сполучних проводів, [Ом]; (RПР)соед - електричний опір загального сполучного проводу до джерела струму, [Ом]; (RПР)1, (RПР)2 ,(RПР)3 - електричний опір сполучних проводів окремих трубопроводів, [Ом]; (RПР) - електричний опір сполучного проводу до анодного заземлення, [Ом].

Загальний електричний опір усієї системи катодного захисту

Де Rсист - загальний електричний опір усієї системи катодного захисту, [Ом]; (RПР)общ - загальний електричний опір усіх трубопроводів, що захищаються,[Ом]; Rс - сумарний опір розтіканню анодного заземлення, [ОМ]; (RПР)общ - загальний електричний опір усіх сполучних проводів, [Ом].

Необхідна напруга джерела струму станції катодного захисту Еист, [В].

Потужність установки W, [Вт]

3.1 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПОТУЖНОСТІ ДЖЕРЕЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Розрахувати потужність джерела постійного струму станції катодного

захисту нескінченної довжини для ділянки сталевого трубопроводу довжиною 10км; діаметром 820мм і з товщиною стінки 12мм, якщо електричний опір ізоляції на площі їм поверхні труби R'п - 7000Ом/м, а питомий електричний опір ґрунту р3=430Ом/м.

1) Необхідна сила струму в крапці дренажу по рівнянню (6)

Відповідно до викладеного вище, поляризація захисту може бути прийнята Ез =0,30 В. Довжина окремої ділянки при розташуванні станції посередині

Електричний опір металу трубопроводу довжиною 1 м по рівнянню (17)

Електричний опір ізолюючого захисного покриття трубопроводу довжиною 1 м по рівнянню (19)

Знаходимо тепер силу струму в крапці дренажу:

2) Струм у джерелі станції захисту по рівнянню (7)

3) Ефективний електричний опір ділянки трубопроводу (однієї сторони) по рівнянню (3)

Мал. 6. Анодне заземлення станції катодного захисту нескінченної довжини.

4) Опір усієї ділянки трубопроводу по рівнянню (4)

5) Необхідна маса металу анодного заземлення по формулі (22)

mi - середня маса металу уносимого з анодного заземлення струмом силою 1 А протягом одного року. Для заліза т, = 9,1кг.

В якості анодного заземлення беремо сталеві труби. Анодне заземлення розраховуємо на 5 років роботи. Коефіцієнт запасу приймаємо рівним 1,5:

6) Загальна довжина заготівлі анодного заземлення зі сталевих труб (г = 7850 кг/м3) із зовнішнім діаметром d =146 мм і товщиною стінки 5мм по рівнянню (23)

Вибираємо комбіноване заземлення з п'яти вертикальних труб довжиною по 4м, з'єднаних горизонтальною магістраллю довжиною 16м (мал. 7).

7) Опір розтіканню одиночного вертикального анода з труби, що знаходиться нижче поверхні землі на 0,8м, тобто при І = 2,8м

8) 3 огляду на вплив підсолювання ґрунту (к = 1,5, див. додаток 37) по формулі (25)

Вплив промерзання ґрунту при довжині заземлювача l = 4м можна не враховувати (додаток 8).

9) Опір розтіканню анодного заземлення/ що складаєтеся з п'яти паралельно з'єднаних вертикальних труб, по формулі (27)

10) Опір розтіканню горизонтальної сполучної магістралі анодного заземлення по формулі (28)

11) 3 огляду на вплив промерзання ґрунту, по формулі (29)

12) 3 огляду на, що екранує вплив вертикальних заземлителей, по формулі (30)

13) Сумарний опір розтіканню анодного заземлення станції захист по формулі (31)

14) Електричний опір сполучних залізних проводів при перетині 50мм (приймаємо розташування станції посередині ділянки, у 25м від трубопроводу й у 25м від заземлення) по формулі (33)

15) Загальний електричний опір усієї системи катодного захисту по формулі (34)

16) Необхідна напруга джерела струму станції катодного захисту по формулі (34)

17) Потужність установки по формулі (35)

Округляючи отримані значення і вводячи необхідний запас потужності, приймаємо, що джерело струму дня захисту повинно давати напругу 6 В та силу струму 12 А.

3.2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КАТОДНОГО ЗАХИСТУ

Розрахувати катодний захист ділянки сталевого трубопроводу за умовами попереднього приклада, але виходячи зі станції кінцевої довжині.

1) Необхідна сила струму в крапці дренажу по рівнянню(12)

2) Струм джерела станції захисту по рівнянню (13)

3) Ефективний електричний опір ділянки трубопроводу (однієї сторони) по рівнянню (10)

4) Електричний опір усієї ділянки, що захищається, по рівнянню (11)

5) Загальний електричний опір усієї системи катодного захисту (при колишнім заземленні) по рівнянню (34)

6) Необхідна напруга джерела струму станції катодного захисту по рівнянню (34)

7) Потужність установки по формулі (35)

тобто в 7 разів менше, ніж при ділянці нескінченної довжини, при тому ж анодному заземленні Rс. Однак це заземлення, розраховане в попередньому прикладі виходячи зі струму джерела живлення станції захисту

Із = 37.2 [А], для знову отриманого струму джерела живлення станції захисту I'з=13.919 [А] є занадто громіздким.

5') Необхідна маса металу анодного заземлення зі сталевих труб на термін роботи 5 років при коефіцієнті запасу рівному 1,5 по формула(22)

6') Загальна довжина заготівлі анодного заземлення зі сталевих труб (г= 7850 кг/м ) із зовнішнім діаметром d =146 мм і товщиною стінки 5мм по формулі (23)

Обираємо комбіноване заземлення з двох вертикальних труб довжиною по 4м, з'єднаних горизонтальною магістраллю довжиною 5м (мал. 8).

Опір розтіканню одиночного вертикального анода з труби, що знаходиться нижче поверхні землі на 0,8м, тобто при t=2,8 м, з урахуванням впливу підсолювання ґрунту R'а = 21.68 [Ом] (з попереднього приклада).

Мал. 7. Анодне заземлення станції катодного захисту кінцевої довжини.

7') Опір розтіканню анодного заземлення, що складається з двох паралельно з'єднаних вертикальних труб, по формулі (27)

8') Опір розтіканню горизонтальної сполучної магістралі анодного заземлення по формулі (28)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРИ

1. Типові розрахунки при проєктированні й зксплуатациї нафтобаз і нафтопроводів /П.І. Тугуновчугунов, В.Ф. Новосьолов, А.А. Коршак і ін. - Уфа: ДизайнПолиграфСервіс, 2002. -656с.

2. Сердюк М.Дд., Якимов І.В., Лисафін В.П. Трубопроводнии транспорт нафти й нафтопродуктів: Підручник, Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2001. -517с. СНИП 2.05.06-85. Магістральні трубопроводи.

3. Бабін Л.А., Григоренко П.Н. ,Ярьігин Е.Н. Типові розрахунки при спорудженні трубопроводів. - М.: Надра, 1995. -246с.

Размещено на Allbest.ru