Методическое пособие 680
.pdf
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Кафедра нефтегазового оборудования и транспортировки
206-2016
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению курсового проекта «Гидравлический расчет сложных нефтепроводов»
по дисциплине «Основы проектирования трубопроводных систем» для студентов направления подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело» (направленность «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта) и хранения нефти, газа и продуктов переработки»
всех форм обучения
Воронеж 2016
1
Составители: канд. техн. наук А.И. Житенёв, доцент И.В. Рощупкина
УДК 621.6
Методические указания к выполнению курсового проекта «Гидравлический расчет сложных нефтепроводов» по дисциплине «Основы проектирования трубопроводных систем» для студентов направления подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело» (направленность «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки») всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; cост. А.И. Житенев, И.В. Рощупкина. Воронеж, 2016. 53 с.
Методические указания содержат теоретические сведения, необходимые для курсового проекта по расчету сложного нефтепровода, а также варианты заданий и примеры расчетов.
Предназначены для студентов 4 курса очной формы обучения и студентов 4-5 курсов заочной формы обучения.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле МУ ОПТС КП НГД. pdf.
Табл. 53. Ил. 18. Библиогр.: 7 назв.
Рецензент д-р техн. наук, проф. А.В. Кретинин
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. С.Г. Валюхов
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2016
2
Введение
Данная работа представлена как указания для выполнения курсового проекта по дисциплине "Основы проектирования трубопроводных систем" для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров "Нефтегазовое дело".
Вработе представлены некоторые теоретические сведения о расчете сложного нефтепровода. Приведены примеры расчета сложных нефтепроводов.
Врезультате выполнения курсового проекта студент получит основные навыки по расчету сложных нефтепроводов. Данный расчет является основополагающим для проектирования систем трубопроводного транспорта в целом, а также выполняется с целью получения исходных данных для проектирования систем трубопроводного транспорта нефти.
1 Задание для выполнения курсового проекта
Для ознакомления с расчетами сложных нефтепроводов, определения их основных параметров для проектирования основного и вспомогательного энергетического оборудования на НС и других объектах, связанных с транспортировкой нефти и нефтепроводов по трубам, предлагается выполнить курсовой проект по теме: "Гидравлический расчет сложного нефтепровода".
Задание. Выполнить гидравлический расчет системы нефтеснабжения (см. рис. 1.1), подобрать диаметры труб системы и насосное оборудование. Построить пьезометрический график системы на листе формата А3 (если чертеж будет выполняться с использованием САПР, при распечатке использовать тонкую бумагу, если вручную, то ватман), оформленному по ГОСТ. Оформить работу в соответствии с требованиями.
Q1, p1
z2(x), L2,d2
z1(x), L1,d1 |
Q2, p2 |
|
|
z4(x), L4,d4
z3(x), L3,d3
z5(x), L5,d5 |
Q3, p1 |
Рисунок 1.1 – Иллюстрация к заданию
В качестве исходных данных выступают: длина и профиль трассы; физические параметры перекачиваемой среды: плотность, вязкость, упругость насыщенных паров;
2
характеристики трубопровода: диаметр, толщина стенки, шероховатость; давление в конце участков.
Вариант задания выбирается в соответствии с номером зачетной книжки. Для определения варианта используются две последние цифры номера. Исходные данные для выбора задания представлены ниже (см. табл. 1.1 – 1.10).
По последней цифре номера зачетной книжки выбирают геометрию трассы:
Таблица 1.1
|
|
|
|
1 участок |
|
|
||
|
xi, км |
0 |
3,4 |
|
6,8 |
10,2 |
13,6 |
17 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
97 |
45 |
67 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,4 |
|
10,8 |
16,2 |
21,6 |
27 |
|
zi, м |
67 |
97 |
|
56 |
32 |
11 |
45 |
0 |
|
|
|
3 участок |
|
|
||
xi, км |
0 |
12,2 |
|
24,4 |
36,6 |
48,8 |
61 |
|
|
zi, м |
67 |
45 |
|
27 |
37 |
15 |
109 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
4,2 |
|
8,4 |
12,6 |
16,8 |
21 |
|
zi, м |
109 |
87 |
|
67 |
56 |
14 |
38 |
|
|
|
|
5 участок |
|
|
||
|
xi, км |
0 |
6,2 |
|
12,4 |
18,6 |
24,8 |
31 |
|
zi, м |
109 |
117 |
|
12 |
34 |
45 |
67 |
Таблица 1.2
|
|
|
|
1 участок |
|
|
||
|
xi, км |
0 |
4,6 |
|
9,2 |
13,8 |
18,4 |
23 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
97 |
78 |
112 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
6,2 |
|
12,4 |
18,6 |
24,8 |
31 |
|
zi, м |
112 |
97 |
|
56 |
45 |
67 |
45 |
1 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
xi, км |
0 |
9 |
|
18 |
27 |
36 |
45 |
|
|
zi, м |
112 |
45 |
|
27 |
37 |
45 |
97 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
3,6 |
|
7,2 |
10,8 |
14,4 |
18 |
|
zi, м |
97 |
87 |
|
67 |
56 |
45 |
41 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,8 |
|
11,6 |
17,4 |
23,2 |
29 |
|
zi, м |
97 |
34 |
|
12 |
34 |
45 |
67 |
3
Таблица 1.3
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
4,6 |
|
9,2 |
|
13,8 |
18,4 |
23 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
112 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,4 |
|
10,8 |
|
16,2 |
21,6 |
27 |
|
zi, м |
112 |
97 |
|
56 |
|
45 |
97 |
45 |
2 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
7 |
|
14 |
|
21 |
28 |
35 |
|
|
zi, м |
112 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
80 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
3,6 |
|
7,2 |
|
10,8 |
14,4 |
18 |
|
zi, м |
80 |
87 |
|
67 |
|
56 |
45 |
60 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,8 |
|
11,6 |
|
17,4 |
23,2 |
29 |
|
zi, м |
80 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
50 |
Таблица 1.4
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
6 |
|
12 |
|
18 |
24 |
30 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
112 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
6,4 |
|
12,8 |
|
19,2 |
25,6 |
32 |
|
zi, м |
112 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
60 |
3 |
|
|
|
3 участок |
|
|
|
||
xi, км |
0 |
7,4 |
|
14,8 |
|
22,2 |
29,6 |
37 |
|
|
zi, м |
112 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
80 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
4 |
|
8 |
|
12 |
16 |
20 |
|
zi, м |
80 |
87 |
|
67 |
|
56 |
45 |
60 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,4 |
|
10,8 |
|
16,2 |
21,6 |
27 |
|
zi, м |
80 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
50 |
4
Таблица 1.5
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
5 |
|
10 |
|
15 |
20 |
25 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
112 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,4 |
|
10,8 |
|
16,2 |
21,6 |
27 |
|
zi, м |
112 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
60 |
4 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
9,4 |
|
18,8 |
|
28,2 |
37,6 |
47 |
|
|
zi, м |
112 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
112 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
7 |
|
14 |
|
21 |
28 |
35 |
|
zi, м |
112 |
87 |
|
67 |
|
56 |
45 |
60 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5 |
|
10 |
|
15 |
20 |
25 |
|
zi, м |
112 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
50 |
Таблица 1.6
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
5,4 |
|
10,8 |
|
16,2 |
21,6 |
27 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
135 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
6,4 |
|
12,8 |
|
19,2 |
25,6 |
32 |
|
zi, м |
135 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
60 |
5 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
9 |
|
18 |
|
27 |
36 |
45 |
|
|
zi, м |
135 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
67 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
4,2 |
|
8,4 |
|
12,6 |
16,8 |
21 |
|
zi, м |
67 |
87 |
|
67 |
|
56 |
45 |
60 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,4 |
|
10,8 |
|
16,2 |
21,6 |
27 |
|
zi, м |
67 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
50 |
5
Таблица 1.7
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
6 |
|
12 |
|
18 |
24 |
30 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
115 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
7 |
|
14 |
|
21 |
28 |
35 |
|
zi, м |
115 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
60 |
6 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
40 |
50 |
|
|
zi, м |
115 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
97 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5 |
|
10 |
|
15 |
20 |
25 |
|
zi, м |
97 |
87 |
|
67 |
|
56 |
45 |
45 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
6,6 |
|
13,2 |
|
19,8 |
26,4 |
33 |
|
zi, м |
97 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
21 |
Таблица 1.8
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
6 |
|
12 |
|
18 |
24 |
30 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
115 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
7 |
|
14 |
|
21 |
28 |
35 |
|
zi, м |
115 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
97 |
7 |
|
|
|
3 участок |
|
|
|
||
xi, км |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
40 |
50 |
|
|
zi, м |
115 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
35 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5 |
|
10 |
|
15 |
20 |
25 |
|
zi, м |
35 |
45 |
|
67 |
|
56 |
45 |
67 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
6,6 |
|
13,2 |
|
19,8 |
26,4 |
33 |
|
zi, м |
35 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
57 |
6
Таблица 1.9
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
5 |
|
10 |
|
15 |
20 |
25 |
|
zi, м |
12 |
48 |
|
67 |
|
97 |
120 |
115 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
5,8 |
|
11,6 |
|
17,4 |
23,2 |
29 |
|
zi, м |
115 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
97 |
8 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
7,4 |
|
14,8 |
|
22,2 |
29,6 |
37 |
|
|
zi, м |
115 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
90 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
3,4 |
|
6,8 |
|
10,2 |
13,6 |
17 |
|
zi, м |
90 |
70 |
|
67 |
|
56 |
45 |
67 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
3,8 |
|
7,6 |
|
11,4 |
15,2 |
19 |
|
zi, м |
90 |
34 |
|
34 |
|
34 |
45 |
57 |
Таблица 1.10
|
|
|
|
1 участок |
|
|
|
||
|
xi, км |
0 |
7,2 |
|
14,4 |
|
21,6 |
28,8 |
36 |
|
zi, м |
97 |
78 |
|
190 |
|
97 |
120 |
170 |
|
|
|
|
|
2 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
3,4 |
|
6,8 |
|
10,2 |
13,6 |
17 |
|
zi, м |
170 |
97 |
|
56 |
|
45 |
60 |
97 |
9 |
|
|
|
|
3 участок |
|
|
|
|
xi, км |
0 |
4,6 |
|
9,2 |
|
13,8 |
18,4 |
23 |
|
|
zi, м |
170 |
45 |
|
27 |
|
37 |
45 |
90 |
|
|
|
|
|
4 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
3,4 |
|
6,8 |
|
10,2 |
13,6 |
17 |
|
zi, м |
90 |
70 |
|
67 |
|
80 |
87 |
67 |
|
|
|
|
|
5 участок |
|
|
|
|
|
xi, км |
0 |
7 |
|
14 |
|
21 |
28 |
35 |
|
zi, м |
90 |
78 |
|
34 |
|
34 |
97 |
57 |
7
По предпоследней цифре номера зачетной книжки выбирают следующие параметры (см. табл. 1.11 – 1.20).
Таблица 1.11
|
Цифра |
Q1, м3/ч |
Q2, м3/ч |
Q3, м3/ч |
p1, МПа |
p2, МПа |
p3, МПа |
|||
|
0 |
500 |
900 |
|
|
2500 |
0,3 |
0,25 |
|
0,12 |
|
ρ, кг/м3 |
|
|
ν, сСт |
рн, кПа |
|
Δ, мм |
|||
|
|
840 |
|
|
10 |
|
12 |
|
0,2 |
|
Таблица 1.12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цифра |
Q1, м3/ч |
Q2, м3/ч |
Q3, м3/ч |
p1, МПа |
p2, МПа |
p3, МПа |
|||
|
1 |
860 |
380 |
|
|
760 |
0,2 |
0,3 |
|
0,15 |
|
ρ, кг/м3 |
|
|
ν, сСт |
рн, кПа |
|
Δ, мм |
|||
|
|
850 |
|
|
11 |
|
13 |
|
0,3 |
|
Таблица 1.13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цифра |
Q1, м3/ч |
Q2, м3/ч |
Q3, м3/ч |
p1, МПа |
p2, МПа |
p3, МПа |
|||
|
2 |
1150 |
870 |
|
|
1200 |
0,4 |
0,2 |
|
0,2 |
|
ρ, кг/м3 |
|
|
ν, сСт |
рн, кПа |
|
Δ, мм |
|||
|
|
860 |
|
|
12 |
|
14 |
|
0,25 |
|
Таблица 1.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цифра |
Q1, м3/ч |
Q2, м3/ч |
Q3, м3/ч |
p1, МПа |
p2, МПа |
p3, МПа |
|||
|
3 |
1500 |
1000 |
|
1500 |
0,25 |
0,4 |
|
0,15 |
|
|
ρ, кг/м3 |
|
|
ν, сСт |
рн, кПа |
|
Δ, мм |
|||
|
|
870 |
|
|
13 |
|
15 |
|
0,25 |
|
Таблица 1.15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цифра |
Q1, м3/ч |
Q2, м3/ч |
Q3, м3/ч |
p1, МПа |
p2, МПа |
p3, МПа |
|||
|
4 |
1550 |
750 |
|
|
350 |
0,15 |
0,2 |
|
0,3 |
|
ρ, кг/м3 |
|
|
ν, сСт |
рн, кПа |
|
Δ, мм |
|||
|
|
880 |
|
|
14 |
|
16 |
|
0,2 |
|
Таблица 1.16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цифра |
Q1, м3/ч |
Q2, м3/ч |
Q3, м3/ч |
p1, МПа |
p2, МПа |
p3, МПа |
|||
|
5 |
350 |
750 |
|
|
1550 |
0,3 |
0,15 |
|
0,2 |
|
ρ, кг/м3 |
|
|
ν, сСт |
рн, кПа |
|
Δ, мм |
|||
|
|
890 |
|
|
15 |
|
12 |
|
0,3 |
|
8