Numeryczna analiza warunków pracy rurociągu przesyłowego w stanie nieustalonym

Abstrakt

Numeryczne symulacje przepływu, odwzorowujące modelowo rzeczywiste i zmienne w czasie warunki pracy instalacji obiektów kubaturowych i liniowych w dużej skali przemysłowej, umożliwiają jeszcze na etapie fazy projektowania wykonanie analizy ryzyka procesowego (HAZOP), przeprowadzenie wielowariantowej parametrycznej optymalizacji ekonomiczno-technologicznej oraz dokonanie wyboru najkorzystniejszego wariantu inwestycyjnego. Jednym z elementów tego typu analiz wykonywanych dla dużych strumieni objętości cieczy przesyłanych długimi ruro ciągami technologicznymi, może stanowić dobór odpowiednich czasów zamknięcia zaworów, który w efekcie minimalizacji zagrożeń związanych ze zjawiskiem uderzenia hydraulicznego, przyczyni się do zastosowania niższej klasy ciśnieniowej rurociągów lub pozwoli uniknąć potrzebę montażu akumulatorów hydraulicznych. W artykule przedstawiono analizę warunków pracy układu hydraulicznego z rurociągiem przesyłowym wody technologicznej. Numerycznej weryfikacji poddana została procedura zamknięcia zaworów oraz wyłączenia układu pompowego. Zmiana parametrów pracy i charakterystyki geometrycznej układu hydraulicznego była źródłem stanów nieustalonych związanych z przepływem wody w rurociągu przesyłowym. Na podstawie przeprowadzonych symulacji wykazane zostały zagrożenia związane z możliwością wystąpienia zjawiska uderzenia hydraulicznego, prowadzące do skokowych przyrostów i spadków cieśnienia w układzie hydraulicznym. Występujący negatywny wpływ przepływów wstecznych wewnątrz rurociągu przesyłowego został skutecznie ograniczony w oparciu o przedstawioną procedurę doboru czasu zamknięcia zaworu. Weryfikacja warunków pracy układu hydrauliczne go została przeprowadzona na podstawie wyznaczonego przebiegu zmian ciśnienia statycznego w rurociągu oraz określonych wartości granicznych tego ciśnienia, które w analizowanych warunkach pracy układu nie powinny zostać przekroczone.