Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пример оформления.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
872.45 Кб
Скачать

Проектирование и гидравлический расчет газонефтепровода

Введение

Выполнение индивидуального задания предполагает технологический расчет магистрального нефтепровода (МНП) (определение толщины стенки нефтепровода, гидравлический расчет, подбор насосно-силового оборудования, определение числа насосных станций), а также расчет объемов производства и финансовые показатели.

Основные понятия:

Магистральный нефтепровод (МНП)- инженерное сооружение, состоящее из трубопроводов с арматурой и связанных с ними нефтеперекачивающих станций, хранилищ нефти и других технологических объектов, обеспечивающих приемку, транспортировку, сдачу нефти потребителям, или перевалку на другой вид транспорта.

Нефтепровод- сооружение из труб, соединительных деталей и арматуры для перекачки нефти на расстояние.

Нефтепровод основной (основная нитка)- однониточный нефтепровод, соединяющий головную насосную станцию и конечный пункт магистрального нефтепровода.

Напор жидкости - линейная величина, выражающая удельную (отнесенную к единицы веса) энергию потока жидкости в данной точке.

Динамическая вязкость – свойство жидкости или газа оказывать сопротивление перемещению одних ее частиц относительно других.

Кавитация – образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных газом, паром или их смесью. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости. Перемещаясь с потоком в область с более высоким дав-лением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырек захлопывается, излучая при этом ударную волну

Насос – устройство (гидравлическая машина) для напорного перемещения жидкости в результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической).

Нефтеперекачивающая станция – комплекс сооружений и устройств для приема и перекачки нефти насосными установками по магистральному нефтепроводу

Подпорная насосная – комплекс технологического оборудования, обеспечивающий безкавитационную работу магистральных насосных агрегатов

Пропускная способность – расчѐтное количество нефти, которое может пропустить нефтепровод в единицу времени при заданных параметрах нефти, с учетом установленного оборудования и несу-щей способности трубопровода

Расход (подача) жидкости – объем жидкости, протекающей через сечение в единицу времени (м3/c).

.

Пример расчета.

Выполнить технологический расчет нефтепровода при следующих исходных данных.

G, млн.т/год

L, км

Z1, м

Z2, м

t оС

, кг/м3

м2

283 К

293 К

36

708

197

106

-1

849

0,180

0,137

Примечание. t оС – средневзвешенная температура перекачиваемой по МНП нефти; 200 кг/м3 и , м2/с – соответственно плотность и кинематическая вязкость нефти в стандартных условиях (нормальном атмосферном давлении Рст = 0,1МПа = 1атм = 1кг/см2 и температуре t = 20 оС); G млн т нефти в год – это плановое задание на перекачку или грузопоток в нефтепро-воде; L, км – протяжѐнность МНП (геометрическая длина МНП); Z2 - высотная отметка конечная (резервуары нефтеперерабатывающего завода или нефтеналивного терминала) и начального Z1 (голов-ная нефтеперекачивающая станция) пунктов МНП

Определение характеристик нефти при температуре (t = –1 оС)

Ее перекачки

  1. Плотность нефти

где плотность при 20 оС, (кг/м3); температурная поправка, (кг/мС);

Температурная поправка зависит от плотности:

(кг/мС);

(кг/м3);

  1. Используя формулу Филонова-Рейнольдса определим вязкость нефти:

, где

параметры вязкости и известны и взяты при температуре и

2/с)

По известным значениям кинематической вязкости от температуры, приведенных в Приложение1, строится зависимость .(рис.1), и по нему находим значение вязкости при Т=272К, равное 2/с)

Рис. 1 Кривая зависимости кинематической вязкости нефти от температуры

  1. Определение часовой пропускной способности нефтепровода по формуле:

где коэффициент, учитывающий возможность перераспределения потоков в процессе эксплуатации нефтепровода; для однотрубных нефтепроводов он равен 1,07; для параллельных двухтрубных нефтепроводов, образующих единую систему он равен 1,05; для нефтепромысловых магистралей равен 1,10; в нашем случае выберем =1,07;

число рабочих дней трубопровода в году, определяется в зависимости от диаметра и длины трубопровода. Таблица 1.

Нормативная годовая продолжительность (в сутках) работы магистрального нефтепровода

Таблица 1

Протяженность L, км

Диаметр нефтепровода, Dн, мм

до 820

свыше 820

250

357

355

250 L 500

355

351

500 L 700

352

349

L>700

350

349

В нашем случае , тогда =5300 (м3/ч);

Секундный расход ; 3/с);

В соответствие с расчетной часовой пропускной способностью выберем марку магистрального насоса (НМ). Приложение 2. выбираем центробежный насос НМ10000-210. Со сменным ротором на =5000 м3/ч.

Общие технические условия на магистральные насосы НМ определяются ГОСТ 12124-87 «Насосы центробежные нефтяные для магистральных трубопроводов». Маркировка НМ10000-210 расшифровывается так: насос магистральный с номинальной подачей (с основным рабочим колесом) =10000 (м3/ч) и номинальным напором Нон=210 (м).

Из приложения 3 выбираем подпорный насос НМП-5000-115 с секундным расходом =1,389 (м3/с) и напором =115 (м).

По характеристике Н-Q насоса (см.рис 2) определяем напор насоса Ннас соответствующий часовому расходу Qч=5300 (м3/ч). Находим Нна=205 (м).

Рис. 2. Характеристика Н-Q насоса НМ10000-210.

Для перекачки нефти расходом =5300 (м3/ч). Головную насосную станцию комплектуют тремя основными насосами НМ10000-210 со сменным ротором на =5000 (м3/ч).(т.к. требуемая подача насосов больше 360 м3/ч) одним резервным, одним основным и одним резервным подпорным насосом НМП-5000-115.

  1. Общий напор, создаваемый головной насосной станцией рассчитывается по формуле:

;

(м)

  1. Расчетное давление в нефтепроводе будет равно:

:

(МПа);

Механический расчет нефтепровода

По данным Приложения 4 для давления Р=6,18 МПа выбираем диаметры трубопровода:

1220 мм с толщиной стенки 10-16 мм, марка стали О9ГБЮ;

1020 мм с толщиной стенки 10-16 мм, марка стали 12ГСБ;

820 мм с толщиной стенки 8-12 мм , марка стали 13Г2АФ

  1. Определим внутренний диаметр нефтепровода для давления Р=6,18МПа.

;

(м)

(м/с) ориентировочная скорость перекачки нефти.

Исходя из наших расчетов наиболее удовлетворительный диаметр трубопровода должен быть 1220 мм.из стали марки О9ГБЮ временное сопротивление стали на разрыв МПа, коэффициент надежности по материалу .

Перекачку нефти предполагают вести по системе «из насоса в насос», тогда ; ; ;

коэффициент надежности по нагрузке, равный: 1,15-для нефтепроводов, работающих в системе «из насоса в насос»; 1,1-во всех остальных случаях;

коэффициент условий работы трубопровода, (0,75-0,9) примем его равным 0,9.

коэффициент надежности, по назначению трубопровода зависящий от диаметра: если мм, то ; если мм, то . (СНиП2.05.06.-85)

  1. Определим расчетное сопротивление металла трубы по формуле:

;

нормативное сопротивление равное минимальному пределу прочности (для стали О9ГБЮ МПа. Приложение 4).

(МПа)

8. Определим расчетное значение толщины трубопровода по формуле:

;

где коэффициент перегрузки (для труб диаметром более 700 мм равен 1,15, во всех остальных случаях он равен 1,1);

наружный диаметр трубопровода, мм;

расчетное давление трубопровода, МПа;

(мм)

Полученное выражение округляем в большую сторону до стандартного значения и принимаем толщину стенки равной 13 мм.