Современные нефтебазы-1
.pdf
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
4. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЭСТАКАДЫ
Для проведения разгрузки нефтепродуктов при железнодорожных перевозках на нефтебазах сооружают специальные пути. Чаще всего это тупиковые пути, примыкающие к магистрали со стороны станционных путей.
Железнодорожные нефтегрузовые тупики желательно расположить в наиболее высоком (при разгрузке) участке территории нефтебазы.
Железнодорожные пути на территории нефтебазы должны быть прямолинейны и строго горизонтальны во избежание самопроизвольного движения цистерн при их разгрузке.
Цель данного расчета заключается в определении числа маршрутов,
приходящих на нефтебазу в сутки, в выборе типа эстакады и определения ее длины, а также нахождения производительности насосов на участке от железнодорожной эстакады до насосной станции.
Число маршрутов, прибывающих на нефтебазу за сутки (при их равномерной подачи), рассчитывается по формуле [2]:
|
G |
|
|
|
|
|
|
N |
|
сут |
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
м |
|
|
|
|
|
где |
G |
сут |
- суточный грузооборот нефтебазы, т; |
|
|||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
Gм - грузоподъемность одного маршрута, т. Эта величина по |
|||||||
соглашению с МПС лежит в пределах 2 - 4 тысяч тонн. |
|
||||||
Суточный грузооборот нефтебазы: |
|
||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
Gсут Gсутi |
|
|
|
||||
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
где |
Gi |
|
|
|
|
|
|
|
сут - суточный грузооборот для каждого нефтепродукта, т. |
||||||
При заданном годовом грузообороте, определим |
Gi |
||||||
сут для i-го продукта. |
|||||||
Gi |
|
Gi |
|
k k |
нц |
|
|
|
год |
1 |
|
||||
сут |
|
|
|
365 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
где |
k |
- коэффициент неравномерности завоза нефтепродуктов, |
k |
1 |
||
|
1 |
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
||
Необходимое число эстакад определяем по формуле [7]: |
|
|
||||
Э |
N |
э |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
где |
|
э |
- время пребывания маршрута на эстакаде с учетом времени на |
|||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
технологические операции, подачу и уборку цистерн, и приготовления маршрута на станции, ч.
Длина эстакады, согласно [2], равна:
2
.
|
|
n |
|
|
L |
|
a |
l |
|
э |
|
i |
i |
|
|
|
i 1 |
|
|
l |
- длина цистерны одного типа. |
|||
i |
||||
|
|
|
||
В расчет принимаем один тип цистерн, объемом Vц. Тогда среднее число цистерн маршруте:
nср.ц
где
nNц
n |
ц |
- число цистерн, приходящих на нефтебазу за сутки: |
|
||
|
|
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
ц |
|
n |
|
|
|
||
|
i |
||||||
n |
|
|
|
|
n |
||
|
|
|
i 1 |
|
|||
где |
n |
|
|
- число цистерн, приходящих на нефтебазу за сутки с одним |
|||
i |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
видом продукта. Данную величину определяем по формуле: |
|||||||
|
|
|
G |
i |
|
||
n |
|
|
|
|
|||
i |
|
сут |
|||||
|
|
|
|||||
ц |
|
G |
i |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ц |
||
|
|
|
G |
i |
|
||
где |
|
|
- масса i-го нефтепродукта в цистерне, т. |
||||
ц |
|||||||
|
|
|
|
||||
Грузоподъемность цистерны определяется при наихудших условиях, т.е. при Тmax, когда объем нефтепродукта максимальный.
G |
i |
V |
|
|
|
|
|
|
|
ц |
ц |
|
min i |
|
Максимальное число цистерн с i-тым продуктом в одном маршруте равно:
|
|
|
n |
i |
|
n |
i |
|
|
||
ц |
|||||
|
|
||||
ц max |
|
N |
|||
|
|
|
|||
После определения длины эстакады выбираем для проектируемой нефтебазы типовую эстакаду, позволяющую осуществлять слив нефтепродуктов.
Производительность насосов на участке от железнодорожной эстакады до насосной станции для i-го продукта составит:
Qi V i
э
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
V |
i |
- объем слива нефтепродукта, определяемый как произведения числа |
|
||
|
|
цистерн, приходящих на нефтебазу с i-тым нефтепродуктом за один маршрут, и полезного объема одной цистерны:
V i nцi max Vц
Произведем расчет по формулам (4.2)-(4.4) для определения числа эстакад для слива нефтепродуктов.
Найдем суточный грузооборот для каждого вида продукта, приняв
k |
1,5 |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
174,969 10 |
3 |
1,5 1,5 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
G |
Дз |
|
|
1078,57т |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Для Дз: |
сут |
|
|
|
|
365 |
|
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
216,54 10 |
3 |
1,5 1,5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
G |
Дл |
|
|
1334,84т |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Для бензина Дл: |
сут |
|
|
|
365 |
|
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Таким образом, суточный грузооборот проектируемой нефтебазы составит:
G |
G |
Дз |
G |
Дл |
1078,57 1334,84 2413,4 |
|
|
||||
сут |
сут |
сут |
|
||
Принимаем грузоподъемность одного формуле (4.1) число маршрутов:
т |
. |
|
маршрута 3000 т. Определим по
N |
2413,4 |
|
3000 |
||
|
0,804
., т.е. 1 маршрут в 2 суток
Примем |
N 1 |
|
Время сливо-наливных операций регламентируется «Правилами перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и бункерных полувагонах». В механизированных пунктах слив независимо от рода нефтепродукта и грузоподъемности цистерн из четырехосных (и более) и бункерных полувагонов осуществляют за 2 часа, следовательно, число эстакад равно:
Э |
1 2 |
|
48 |
||
|
0,042
.
Принимаем |
Э 1 |
. |
|
Определяем массу нефтепродукта в цистерне с учетом его плотности. В качестве базового варианта принимаем цистерну модели 15-890. Полезный объемом - 60 м3, длина цистерны по осям - 10,3 м. По формуле (4.9):
G |
Дз |
|
|
ц |
|
60 829,65
49,78
т
;
GДл 60 819,35 49,16 т |
|
|
|
||
ц |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число цистерн приходящих на нефтебазу в сутки для дизельного |
|||||
топлива Дл и Дз соответственно: |
|
|
|
||
nДз |
1078,57 |
22 |
nДл |
1334,84 |
28 |
ц |
49,78 |
цистерны; |
ц |
49,16 |
цистерн. |
|
|
||||
|
|
|
|
||
Общее количество цистерн приходящих в сутки: nц 22 28 50 .
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Число цистерн в маршруте:
n |
|
50 |
50 |
|
|||
ср.ц |
|
1 |
. |
|
|
||
|
|
|
Длина эстакады:
L |
50 10,3 515м |
э |
|
Эстакады в большинстве случаев делают двусторонними, что сокращает их длину в 2 раза, и в целях пожарной безопасности плюс 30м на тупик для расцепки. Таким образом:
L |
|
515 |
30 |
287,5м |
|
||||
э |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Назначаем эстакаду типа КС-8, длиной 288 метров, принимающую 48 цистерн.
Найдем максимальное количество цистерн с одним и тем же нефтепродуктом, которое поставляется одним и тем же маршрутом.
Для топлива Дз 23цистерны, для Дл 27цистерн. Объем слива продуктов:
V |
Дз |
23 60 1380 м |
3 |
; |
V |
Дл |
27 |
60 |
1620 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда производительность на участке эстакады согласно формуле (4.11) составит:
3 |
|
м |
. |
|
от насосной станции до ж/д
Q |
Дз |
|
1380 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
690 м |
3 |
/ ч |
|
;
QДл |
1620 |
810 м3 / ч |
||
|
2 |
|||
|
|
|||
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
5. РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭСТАКАДЫ
Количество стояков для каждого вида нефтепродукта определяется по формуле [7]:
n |
|
|
|
G |
|
|
|
|
||
|
|
сут |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ну |
|
|
|
|
q |
k |
|
|
|
|
|
|
|
min |
и |
рн |
||||
|
|
|
|
|
ну |
|
|
|||
где |
G |
|
- суточная реализация нефтепродукта, кг; |
|||||||
|
сут |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
q |
ну |
|
- расчетная производительность наливного устройства; |
|||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kи - коэффициент использования наливных устройств. В расчетах
принимаем |
k |
и |
0,7 |
; |
|
|
|||
|
|
|
|
рн - количество часов работы наливных устройств в сутки. Среднесуточная реализация [1]:
G |
|
G |
k |
|
год |
|
нп |
||
|
|
|
||
сут |
|
365 |
|
|
|
|
|
||
Количество автоцистерн в сутки рассчитывается по формуле:
n |
|
G |
|
|
||
|
сут |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
авто |
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||
|
|
авто |
|
min |
||
|
|
|
|
|||
V |
- вместимость автоцистерны, м3. |
|||||
авто |
||||||
|
|
|
|
|
||
В качестве наливных устройств (стояков) применяются установки типа АЦ-10-260, с эксплуатационной вместимостью 10,0 м3. Время слива нефтепродукта из цистерны насосом 11 мин., самотеком 45 мин. Время заполнения цистерны с помощью своего насоса 22 мин.
Для дизельного топлива Дз:
|
|
174,969 10 |
3 |
G |
|
|
|
|
|
||
сут |
|
365 |
|
|
|
|
1,5 |
719050,7кг |
|
;
nну
|
719050,7 |
|
||
886,67 |
50 0,7 |
8 |
||
|
||||
2,89 3
(2 наливных «островка»);
nавто
|
719050,7 |
||
10 |
886,67 |
||
|
|||
82машины
.
Для Дл:
|
|
|
|
216,54 10 |
3 |
1,5 |
|
G |
|
|
|
889,9 кг |
|||
|
|
|
|
||||
сут |
|
|
365 |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
889,9 |
|
3,62 4 |
||
|
|
|
|
||||
ну |
|
|
877,66 50 0,7 8 |
||||
|
|
|
|||||
(2 наливных «островка»)
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
Цель гидравлического расчета - обеспечение заданной производительности перекачки. Исходными данными являются: расход,
физические свойства нефтепродуктов, а также технологическая схема с указанием всех местных сопротивлений и длин отдельных участков трубопроводов.
Гидравлический расчет ведется для самых неблагоприятных условий эксплуатации трубопровода и для самых удаленных и высокорасположенных точек коммуникаций и объектов.
Гидравлический расчет технологических трубопроводов следует начинать с определения наружного диаметра трубопровода [2]:
D |
4 Q |
|
|
||
|
- производительность ПРУ резервуара, м3/ч;
v - скорость движения жидкости в трубах, м/с, принимаемая в зависимости от вязкости нефтепродуктов
Далее принимаем по сортаменту ближайший больший диаметр и определяется внутренний диаметр трубопровода:
D |
D 2 |
вн |
н |
где |
D |
- наружный диаметр трубопровода, мм; |
н |
||
|
||
|
|
|
- толщина стенки трубы, мм.
Определяем фактическую скорость движения жидкости в трубопроводе:
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
|
|
|
4 Q |
||
факт |
D |
2 |
|||
|
|
||||
|
|
|
вн |
||
|
|
|
|
||
После уточнения скорости определяем режим течения нефтепродукта в трубопроводе.
Для определения режима течения нефти необходимо определить число
Рейнольдса при заданных параметрах -
и |
Rе |
II |
[8]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
D |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
max |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Re |
|
|
10 D |
||||
|
|
|
I |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
500 D |
|||
|
|
|
II |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Rе
и граничные числа Рейнольдса
Rе |
I |
|
где
|
э |
|
- эквивалентная шероховатость стенки трубы, мм
При условии |
2300 |
Re Re |
I |
- турбулентный режим течения (зона |
|
|
|||
|
|
|
|
гидравлически гладких труб), тогда коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Блазеуса [8]:
|
0,3164 |
||
Re |
0,25 |
||
|
|||
|
|
||
При условии |
Re |
I |
Re Re |
II |
- турбулентный режим течения (зона |
|
|
||||
|
|
|
|
смешанного трения), тогда коэффициент гидравлического сопротивления определяется из формулы Альтшуля [8]:
68 |
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
0,11 |
|
|
||
Re |
|
Dвн |
||
0,25
Затем по компоновочному чертежу определяем требуемые длины участков. По технологической схеме определяем количество задвижек, обратных клапанов и т.д., находим сумму коэффициентов местных сопротивлений на рассматриваемом участке. Затем по формуле определяем суммарные потери по длине рассматриваемого трубопровода и на местные сопротивления по формуле Дарси-Вейсбаха [2]:
h |
|
L |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
Dвн |
|
|
|
2 g |
||
|
|
|
|
|
|
|
Участок «Ж/д эстакада - насосная станция»
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Для РВС-2000 и РВС-3000 принимаем ПРУ-300. Пропускная
способность для нефтепродуктов составляет 400-600 м3/ч.
Таким образом, на всасывании принимаем Q=400 м3/ч.
Определим наружный диаметр трубопровода, приняв скорость течения
жидкости 1,1 м/с [7]:
D |
4 |
400 |
0,358 м 358 |
мм |
||
3,14 |
|
1,1 3600 |
||||
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
||
Принимаем ближайший по сортаменту диаметр
D |
377 мм |
н |
|
и |
|
|
8
мм
.
Тогда |
D |
377 2 |
вн |
|
|
|
|
По формуле (6.3) трубопроводе:
8 361мм .
определим фактическую скорость течения бензина в
|
|
|
4 400 |
1,104 |
||
факт |
2 |
3600 |
||||
|
3,14 |
|
||||
|
|
0,361 |
|
|||
Определим режим течения, труб э=0,02 мм:
м / с
.
приняв для новых бесшовных стальных
Re |
1,104 |
0,361 |
5473,7 |
||
72,81 |
10 |
6 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|||
Re |
|
|
10 361 |
180500 |
|
I |
0,02 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
2320
Так как гладких труб).
Коэффициент
Re Re |
I |
, режим турбулентный (зона гидравлически |
|
||
|
|
гидравлического сопротивления определяется из
формулы Блазеуса (6.5):
0,3164 0,036 5473,70,25 .
По технологической схеме находим длину участка от ж/д эстакады до насосной, она равна 197 м.
Местные сопротивления на участке принимаем согласно технологической схеме.
Потери напора на всасывании с учетом местных сопротивлений (см. табл. 6.1.) составят:
|
|
|
197 |
|
|
|
1,2612 |
|
hвс |
0,036 |
|
|
|
|
|
|
1,87м |
0,361 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
2 9,81 |
|||
.
Для Дл произведем расчет по формулам (6.1)-(6.7), данные которого занесем в таблицу.
Таблица 6.1
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Гидравлический расчет трубопроводов на участке «ж/д эстакада - насосная станция»
Параметр |
|
|
|
Дз |
|
Дл |
|||||
Q |
, м3/ч400400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
, м/с1,11,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D |
, мм358330 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, мм377351 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, мм88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, мм361335 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
факт |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
, м/с1,1041,26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Rе |
5473,731500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э, мм |
|
|
|
0,02 |
|
|
0,02 |
|
|||
Rе |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
180500167500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
режим течения |
|
|
|
турбулентный, зона |
турбулентный, зона |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
гидравлически гладких |
гидравлически |
|||
|
|
|
|
|
|
|
труб |
|
гладких труб |
||
|
0,0360,024 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
L , м194197 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Местные сопротивления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
кол-во |
|
кол- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
во |
|
|
|
|
|
|
|
задвижка |
0,15 |
|
|
4 |
0,15 |
|
4 |
||||
фильтр |
1,7 |
|
|
1 |
1,7 |
|
1 |
||||
счетчик |
12,5 |
|
|
1 |
12,5 |
|
1 |
||||
тройник |
0,32 |
|
|
2 |
0,32 |
|
2 |
||||
Σζ |
|
|
15,44 |
|
|
|
15,44 |
|
|
||
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вс |
, м2,162,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Участок «насосная станция - резервуарный парк»
На нагнетании принимаем Q= 500м3/ч
Произведем расчет по формулам (6.1)-(6.7), данные которого занесем в таблицу.
Таблица 6.2
Гидравлический расчет трубопроводов на участке «насосная станция -
резервуарный парк»
Параметр |
Дз |
Дл |
|
Q |
, м3/ч500500 |
|
|
|
, м/с1,22,0 |
|
|