Расчет линейной части

магистрального нефтепровода

Учебно– методическое пособие по курсовому проектированию

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО Поволжский государственный технологический университет

Расчет линейной части

магистрального нефтепровода

Учебно– методическое пособие по курсовому проектированию

Йошкар – Ола

ПГТУ

2016

УДК 621.64

Г 13

ББК 39.77

Рецензенты

док. тех. наук, проф. кафедры строительных конструкций и

водоснабжения А.Г. Поздеев

зам. Нач. отдела Эксплуатации нефтепроводов Марийского районного нефтепроводного управления АО

«Транснефть – Верхняя Волга» Чечиков Н.В.

Расчет линейной части магистрального нефтепровода: учебно- методическое пособие по курсовому проектированию / Г.М. Гаджиев; Ю.А. Горинов; А.М. Кайдаков. - Йошкар – Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2016.-

Приводятся основные теоретические сведения и пример расчета магистрального нефтепровода, в приложении содержатся необходимые справочные данные.

Представлены методические рекомендации для выполнения курсового проекта по дисциплине «Основы нефтегазового дела» (специальность 23.03.03 «Эксплуатация транспортно- технологических машин и комплексов.»).

Ориентировано на подготовку бакалавров направления «Трубопроводный транспорт нефти и газа» – Может быть использовано на практике при разработке проектной документации магистральных нефтепроводов.

СОДЕРЖАНИЕ

	лист
Предисловие	4
1.Теоретическая (технологическая) часть.	5
2. Расчетная часть. Технологический расчет магистрального нефтепровода	5
2.1 Цель расчета, исходные данные	5
2.2 Расчет физико-химических свойств нефти.	6
2.3 Механический расчет. Определение диаметра трубопровода, выбор насосного оборудования, расчет толщины стенки трубопровода.	7
2.4 Гидравлический расчет. Определение числа перекачивающих станций	9
2.5 Расстановка перекачивающих станций по трассе нефтепровода	16
3. Пример расчета	19
Список использованных источников	22
Приложение А - Пример оформления задания на курсовое проектирование.	23
Приложение Б - Пример оформления титульного листа.	24
Приложение В - Варианты исходных данных технологического расчета магистрального нефтепровода.	25
Приложение Г - Варианты теоретической (технологической части) линейной части магистрального нефтепровода.	27
Приложение Д - Характеристики труб для нефтепроводов.	28
Приложение Е - Техническая характеристика спиральных насосов типа НМ Справочные данные по спиральным насосам типа НМ	29
Приложение Ж - Техническая характеристика насосов типа НПВ Справочные данные по насосам типа НПВ	31
Приложение И - Параметры магистральных нефтепроводов	32

Предисловие.

В данных методических указаниях изложена методика технологического расчета магистрального трубопровода при изотермическом режиме, приведены необходимые справочные данные для самостоятельной работы при выполнении практических занятий и курсового проекта студентами специальности 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» по дисциплине «Основы нефтегазового дела» Содержание методических указаний иллюстрируется примерами расчета и рисунками.

Курсовое проектирование имеет цель закрепить и систематизировать знания студентов по общепрофессиональным и специальным дисциплинам, развивать навыки самостоятельной работы и научить применять на практике полученные теоретические знания при решении вопросов производственно-технологического характера.

Курсовой проект носит конструкторско-технологический характер.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.

Пояснительная записка должна содержать основные расчеты и краткие пояснения к ним. Объем пояснительной записки курсового проекта должен быть не менее 30 страниц печатного текста формата А4, чертёж «Совещённая характеристика нефтепровода и НПС» на формате А4, чертёж «Расстановка НПС по трассе МНП» на формате А3. Объем графической части - два листа формата А1.

Пояснительная записка и графическая часть должны быть оформлены в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105.95 «Общие требования к текстовым документам», ГОСТ 2.109-73 «Основные требования к чертежам», а также в соответствии с требованиями стандартов проектной документации.

Состав пояснительной записки:

- титульный лист

- задание на курсовой проект

- содержание

- введение

- теоретическая (технологическая) часть

- расчетная часть

- заключение

- список использованных источников

Состав графической части:

Лист 1: Головная нефтеперекачивающая станция. Ген. план

Лист 2: Головная НПС. Технологическая схема.

Расчетная часть состоит из «Технологического расчета магистрального нефтепровода», выполняемого после выбора трассы нефтепровода и определения его протяженности. Технологический расчет включает в себя решение следующих задач:

1. Выбор и обработка исходных данных:

- температура,

- плотность,

- коэффициент кинематической вязкости нефти.

2. Определение параметров магистрального нефтепровода:

- диаметра и толщины стенки трубы нефтепровода

- типа насосно-силового оборудования для нефтеперекачивающих станций

- давления, развиваемого насосами нефтеперекачивающих станций

- числа нефтеперекачивающих станций

- длины лупинга или вставки меньшего или большего диаметра

- числа эксплуатационных участков и др.

3. Расстановка нефтеперекачивающих станций по трассе нефтепровода

4. Расчет эксплуатационных режимов работы и др.

Задание на курсовое проектирование.

Задание выдается каждому студенту индивидуально. (Приложение А)

Для выполнения технологического расчета магистрального нефтепровода необходимы следующие исходные данные:

- плановое (годовое) задание на перекачку нефти по трубопроводу

- расчетная температура нефти

- физические свойства перекачиваемой нефти в зависимости от расчетной темпера-

туры

- категория магистрального нефтепровода и его участка

- Разность геодезических отметок конца и начала трассы МНП.

Варианты исходных данных приведены в Приложении В.

Оформление пояснительной записки.

Пояснительная записка начинается с титульного листа, на котором указываются тема курсового проекта, Фамилия И.О. студента, Фамилия И.О. руководителя проекта. Пример оформления титульного листа приведен в Приложении Б.

Терминология и определения должны быть едиными и соответствовать требованиям стандартов. Сокращение слов не допускается. Каждый лист в пояснительной записке имеет основную надпись.

Пояснительная записка выполняется на одинаковых для всего проекта листах. Каждый лист имеет сквозную нумерацию.

Введение.

Введение должно содержать материалы о истории и перспективах развития нефтепроводного транспорта.

1. Теоретическая (технологическая) часть

Должна содержать материалы: классификация нефтепроводов, состав сооружений магистрального нефтепровода, характеристика проектируемого нефтепровода, характеристика перекачиваемой нефти, а также материалы по вариантам, приведенным в Приложении Г.

2. Расчетная часть

Технологический расчет магистрального нефтепровода.

2.1 Цель расчета:

I. Расчет физико-химических свойств нефти.

II. Механический расчет. Определение диаметра трубопровода, выбор насосного оборудования, расчет толщины стенки трубопровода.

III. Гидравлический расчет. Определение числа перекачивающих станций

Расстановка перекачивающих станций по трассе нефтепровода.

IV. Расчет эксплуатационных режимов нефтепровода.

Исходные данные:

1. Годовая производительность нефтепровода, млн. т/год G_г

2. Протяженность нефтепровода (перевальные точки отсутствуют), км L

3. Разность геодезических отметок, м

4. Средняя расчетная температура перекачки, ⁰С t_р

5. Плотность нефти при температуре 293К (20⁰С), кг/м³

6. Вязкость нефти при 283К (10⁰С) и 293К (20⁰С), мм²/с (сСт)

2.2 Расчет физико-химических свойств нефти.

1. Расчетная температура транспортируемой нефти, принимается равной минимальной среднемесячной температуре грунта на глубине заложения оси трубопровода с учетом начальной температуры нефти на головных сооружениях, тепловыделений в трубопроводе, обусловленных трением потока, и теплопередачи в грунт. В первом приближении допускается расчетную температуру нефти принимать равной среднемесячной температуре грунта самого холодного месяца на уровне оси подземного трубопровода. Для трубопровода большой протяженности трасса разбивается на отдельные участки с относительно одинаковыми условиями. В этом случае можно записать:

, (1.1)

где: - полная протяженность нефтепровода. км;

- длина i-го участка с относительно одинаковой температурой Т_i, км_;

- число участков.

Т_i- температура грунта на глубине залегания оси трубопровода на i– ом участке.

2. Расчетная плотность (кг/м³) при температуре T=T_р определяется по формуле:

, (1.2)

где: - плотность нефти при 293К, кг/м³;

, кг/(м³ К) – температурная поправка.

3. Расчетная кинематическая вязкость (мм²/с) нефти определяется при расчетной температуре по вязкостно-температурной кривой, либо по одной из следующих зависимостей:

Формула Вальтера(ASTM):

, (1.3)

где: - кинематическая вязкость нефти, мм²/с;

А и В – постоянные коэффициенты, определяемые по двум значениям вязкости и при температурах Т₁ и Т₂

_; ;

Формула Филонова-Рейнольдса:

, (1.4)

где - коэффициент крутизны вискограммы, 1/К

Достаточная точность зависимости (1.4) во всем рабочем диапазоне температур обеспечивается при выполнении неравенства Т₁<Т<Т_2, при не выполнении этого неравенства применять зависимость (1.3)