Практическая работа №2

Тема: Технологический расчет магистрального нефтепровода

Цель: Определить толщину стенки нефтепровода, сделать гидравлический расчет, подобрать насосно-силовое оборудование, определить число насосных станций, расставить их по трассе нефтепровода и сделать аналитическую проверку работы НПС.

Задание

Задачи расчета:

1. 
   определение оптимальных параметров трубопровода: диаметра трубопровода, толщины стенки трубопровода; определение числа нефтеперекачивающих станций;
   
2. 
   расстановка нефтеперекачивающих станций по трассе нефтепровода.
   

Исходные данные:

1. 
   Годовая пропускная способность: G_Г=34,3 млн. т /год;
   
2. 
   Протяженность трассы: L=1015 км;
   
3. 
   Высотные отметки:
   

• 
  начальная: z_Н=176 м;
  
• 
  конечная: z_К=223 м;
  

4. 
   Расчетная температура нефти t_Р=1,9°С;
   
5. 
   Плотность нефти при температуре 293°К: r₂₉₃=843 кг/м³;
   
6. 
   Кинематическая вязкость нефти:
   

• 
  при 273°К: n₂₇₃=33,2 мм²/с;
  
• 
  при 293°К: n₂₉₃=6,1 мм²/с;
  

7. 
   Коэффициент неравномерности перекачки: k_НП=1,155;
   
8. 
   Допустимое рабочее давление: P_доп=6,3877 МПа;
   
9. 
   Расчетное число рабочих дней магистрального нефтепровода: N_Р=350 суток
   

1 определение оптимальных параметров трубопровода

Расчетные плотность и вязкость нефти
При средней температуре Т=Т_Р вычисляются значения плотности и вязкости нефти.

Расчетная плотность при температуре Т=Т_Р:

где r₂₉₃ – плотность нефти при 293°К.

Температурная поправка:

°К

кг/(м³∙К);

---

/м³.

Расчетная кинематическая вязкость определяется по формуле Вальтера (ASTM), которая используется в последующих расчетах:

;

где , - постоянные коэффициенты:

;

;

= 95,2988 мм²/с;


Расчетная часовая производительность и выбор насосов
При расчетном числе рабочих дней магистрального нефтепровода N_Р=350 суток определяется часовой расход нефти:

;

где r – расчетная плотность нефти; .

м³/ч.

По значению по таблицам 2 и 3 [1] выбираются подпорный и магистральный насосы и определяются развиваемые ими напоры и .

Количество работающих магистральных насосов типа НМ5000-210 , количество работающих подпорных насосов типа НПВ5000-120 равно 2.

;

---

По рассчитанным напорным характеристикам вычисляется рабочее давление:

где g – ускорение свободного падения, м²/с;

МПа

Рабочее давление не должно превышать допустимого рабочего давления:

– условие выполняется.

Определение диаметра и толщины стенки трубопровода
Ориентировочный внутренний диаметр:

г
де w_o – рекомендуемая ориентировочная скорость перекачки, определяемая из графика (рис. 1.)
Рисунок 1 – Зависимость рекомендуемой скорости перекачки от плановой производительности нефтепровода
При Q_ч=5034,66 м³/ч принимаем w_o ≈2,1 м/с.

м.

По значению D_o принимаем ближайший стандартный наружный диаметр D_н=1220 мм.

Выбираем марку стали 12Г2С5: .

Определим расчетное сопротивление металла трубы:

,

где – временное сопротивление стали на разрыв, МПа;

m_у – коэффициент условий работы, m_у=0,99;

k₁ – коэффициент надежности по материалу;

k_н – коэффициент надежности по назначению, k_Н=1,155.

МПа.

Определим расчетное значение толщины стенки трубопровода:

,

---

где n_p – коэффициент надежности по нагрузке; n_p=1,1.

мм.

Данное значение толщины стенки трубопровода d_о округляется до стандартной величины d из рассматриваемого сортамента труб. Примем δ=13 мм.

Определим внутренний диаметр трубопровода:

;

мм.
Гидравлический расчет нефтепровода и определение числа НПС
Определим фактическую среднюю скорость течения нефти:

;

м/с,

Определим число Рейнольдса:



Определим переходные числа Рейнольдса:

где – коэффициент шероховатости труб, для нефтепроводов после нескольких лет эксплуатации примем = 0,2 мм.

;

< Re < , значит, в трубопроводе устанавливается турбулентный режим течения – зона смешанного трения, и коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Альтшуля:

---

;

_{Определим величину гидравлического уклона:}

(20)

_{Определим потери напора на трение:}

(21)

м.

Определим суммарные потери напора в трубопроводе:

(22)

где – разница конечной и начальной геодезических отметок, м;

N_Т – число технологических участков (назначается согласно протяженности технологического участка в пределах 400…600 км), N_Т=1;

h_ост – остаточный напор в конце эксплуатационного участка, h_ост=30 м.

м.

На основании уравнения баланса напоров и значения суммарных потерь напора в трубопроводе, определим ориентировочное число перекачивающих станций:

(23)

.
Определение числа НПС
При округлении ориентировочного числа НПС в большую сторону (n=8) требуется расчет параметров циклической перекачки. В свою очередь, при округлении ориентировочного числа НПС в меньшую сторону (n=7) гидравлическое сопротивление трубопровода можно снизить прокладкой дополнительного лупинга.

---

Смотрите также файлы

• Коммунальнотехнические службы обеспечивают.docx

• 2. Критерии для оценки.docx

• 3 сынып оушыларыны білім дегейін тексеру барысындаы тест тапсырмалары і нса.docx

• 2. Расчётноорганизационная часть проекта 1 Выбор и обоснование марочного состава тракторов и сельскохозяйственных машин.docx

• Регулярно человек понимает это слово посвоему.docx