Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Гидравлические и гидродинамические расчёты при проектировании магис

..pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
3.83 Mб
Скачать

V

 

Ре0,5

V

Ре0,5

ξа =

 

р.а

d

; ξб =

р. б

 

d

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Vтр

2Vтр

ξа = ξб =

 

(4750 (5,2 106 ))0,5

= 32,8,

 

 

 

 

2 1,653 105

 

 

 

где Vр.а = Vр.б = 5000·0,95 = 4750 м3. Коэффициент наполнения резервуара принят равным 0,95.

12) По параметрам ξа и ξб и допустимым концентрациям Сб.р.а = 1 % (дизельного топлива летнего в реактивном топливе ТС-1) и Са.р.б = 1 % (реактивного топлива ТС-1 в дизельном топливе летнем) определяем мгновенные концентрации отсечки Са1 и Са2, а также параметры z1 и z2 (прил. 3). При Сб.р.а = 1%

иξа = 32,8 находим, что Са1 = 48 %, z = –0,097. При Са.р.б = 1 %

иξб = 32,8 Са2 = 52%, z = 0,097. Так как Са1<Са2, то вся образо-

вавшаяся в трубопроводе смесь может быть принята в емкости с товарными нефтепродуктами, причём переключение с одного резервуара на другой необходимо проводить между мгновенны-

ми концентрациями Са1 и Са2, т.е. в интервале от 48 до 52 %.

Контакт автомобильного бензина А-80 с реактивным топливом ТС-1

13)Для этой пары аналогично предыдущему находим: среднюю скорость движения

υср = (1,86 + 1,9)/2 = 1,88 м/с;

среднюю кинематическую вязкость двух нефтепродуктов по формуле Кадмера

νср=

A80 + νTC1

=

3 0,854 +1,83

106

= 1,098·10–6 м2/с;

 

4

 

4

 

 

среднее значение числа Рейнольдса

Reср = (1,88·0,513)/(1,098·10–6) = 878360;

коэффициент гидравлического сопротивления

λ = 0,11(0,000585 + 68/(878360))0,25 = 0,01765;

101

коэффициент турбулентной диффузии

Dт = 28,7·1,098·10–6(878360 0,01765 )0,755 = 0,211 м2/с;

диффузионный параметр Пекле

Реd = 1,88·8·105/0,211 = 7,13·106;

параметры ξа и ξб

 

 

ξа = ξб =

(4750 (7,13 106 ))0,5

= 38,4.

 

2 1,653 105

 

По допустимым концентрациям Сб.р.а = 0 (бензин в реактивном топливе) и Са.р.б = 3 % (реактивное топливо в бензине) и параметрам ξа и ξб по графику (прил. 5) определяем мгновенные концентрации Са1 и Са2, а также параметры z1 и z2. Так как в реактивном топливе наличие бензина недопустимо, то при подходе зоны смеси к конечному пункту трубопровода отключают резервуар с реактивным топливом. Переключение задвижек проводят в тот момент, когда контролирующие приборы, имеющие порог чувствительности 1–2 %, укажут на подход смеси. Следовательно, Са1 = 99 ÷ 98 %. Значение параметра z1, соответствующее этой мгновенной концентрации, находят по формуле

0,98 = 0,5[1 + Ф(z1)].

Отсюда Ф(z1) = 0,96, по таблицам интеграла вероятности z1 = 1,452. При Са.р.б = 3 % и ξб = 38,4 находим по графику (см. прил. 5), что вся образовавшаяся в трубопроводе смесь может быть принята в резервуар с бензином.

Таким образом, для этой пары нефтепродуктов при заданных максимально допустимых концентрациях отдельных резервуаров для приёма смеси сооружать не требуется.

14) Вычисляем убытки за счёт смешения нефтепродуктов при последовательной перекачке. По ценнику определяем стоимость нефтепродуктов для заданного пояса. Находим, что 1 т автомо-

102

бильного бензина А-80 стоит 72 руб., 1 т дизельного топлива летнего – 32 руб., 1 т реактивного топлива ТС-1 – 42 руб. Тогда

Ур.т-д.т = 10·4750(0,01·0,808 – 0,01·0,843) = –16,15 руб., Уб-р.т = 30·4750(0·0,739 – 0,03·0,808) = –3458,5 руб.

 

 

Таким образом, убытков при данных условиях последова-

тельной

перекачки нет.

Следовательно, формулу Ц =

=

Gf

 

 

Ped0.5

 

сб Са.р.б са Сб.р.а

для определения числа цик-

с

 

 

4 V

z с

 

1(С

+ С

б.р.а

)

 

a

 

 

тр

a

 

а.р.б

 

 

 

 

лов применять нельзя. В связи с этим объем резервуаров головной перекачивающей станции принимаем равным трехсуточной пропускной способности трубопровода:

Vг = Vк= 3·30400 = 91200 м3.

Число резервуаров типа РВС-5000, которые должны быть установлены на головной станции,

np = 91200/(5000·0,95) = 19.

Пропорционально объемам перекачиваемых нефтепродуктов устанавливаем восемь резервуаров для дизельного топлива, пять для реактивного топлива и шесть резервуаров для бензина. Так как сброс невелик, то на конечном пункте сооружается такое же число резервуаров типа РВС-5000.

1. Число циклов находим по формуле, в которой за расчётный срок перекачки принято фактическое число дней,

 

 

m

 

 

 

 

Ц =

Qi (T Ni )

, Т = 324,

 

 

i=1

 

 

 

 

m

 

 

 

(2 ÷ 3) Qi

 

 

 

 

 

i=1

 

 

Ц =

4,033(324 127) + 3,156

(324 95) + 3,451(324 102)

= 71,5.

3(4,033 +

3,156 + 3,451)

 

 

103

2. Вычисляем продолжительность цикла по формуле

Тц = Т0 = 324/71,5 = 4,531 сут.

Вычисляем время перекачки нефтепродуктов:

τi = Ni0,

τДТЛ = 127/71,5 = 1,776 сут, τА-80 = 95/71,5 = 1,329 сут, τТС-1 = 102/71,5 = 1,427 сут.

Вычисляем необходимый объём резервуарного парка на пункте сброса по формуле

r m

r m

Vс = Vji c = qji c (Tц − τi ).

j=1 i=1

j=1 i=1

Пункт сброса один, следовательно, r = 1, тогда

Vc = 1152,3(4,531 – 1,776) + 493,1(4,531 – 1,427) =

=3174,59 + 1530,58 = 4705,17 м3.

Всоответствии с нормами технологического проектирования для каждого сорта нефтепродукта должно быть не менее двух резервуаров. Принимаем к установке шесть резервуаров РВС-1000: четыре – для дизельного топлива, два для бензина.

104

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Тетельмин В.В., Язев В.А. Магистральные газонефтепроводы: учеб. пособие. – М.: Интеллект, 2010. – 352 с.

2.Быков Л.И. Типовые расчеты при сооружении и ремонте газоиефтепроводов: учеб. пособие. – СПб.: Недра,2006. – 824 с.

3.Коршак А.А., Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов: учебник для вузов; под ред. А.А. Корша-

ка. – СПб.: Недра, 2008. – 488 с.

4.Тугунов П.И. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов: учеб. пособие для ву-

зов. – Уфа, 2002. – 658 с.

5.Исмагилова З.Ф., Ульшина К.Ф. Технологический расчет магистральных нефтепроводов: метод. пособие / Альметьев. гос. нефт. ин-т. – Альметьевск, 2008. – 68 с.

6.РД 153-39,4-113-01. Нормы технологического проектирования магистральных нефтепроводов. – М.: Гипротрубопро-

вод, 2002.

7.СНиП 2.05.06-85*. Строительные нормы и правила. Магистральные трубопроводы / Госсстрой России: ГП ЦПП. – М., 1997. – 52 с.

8.Центробежные нефтяные насосы для магистральных трубопроводов: каталог. – изд. 2-е испр. и доп.; ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. – М., 1989. – 24 с.

105

106

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

 

Характеристика труб для нефтепроводов и нефтебаз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочее

Наружный

Номинальная

Характеристика

Коэффициент

Поставщик труб,

давление,

диаметр,

толщина стенки, мм

материала труб

надежности по

номера технических

МПа

мм

 

 

 

 

материалу, К1

условий

 

Марка

σвр,

σт,

 

 

 

стали

МПа

МПа

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

5,4…7,4

1220

10;11;12;13;14;15;16

08ГБЮ

510

350

1,4

ЧТЗ, ТУ-

 

 

 

 

 

 

 

14-3Р-03-94

 

 

10;11;12;13;14;15;16

09ГБЮ

550

380

 

5,4…7,4

1220

10;11;12;13;14;15;16

12 ГСБ

510

350

1,4

ЧТЗ, ТУ-

 

 

 

 

 

 

 

14-3Р-04-94

 

 

10;11;12;13;14;15;16

12 ГСБ

550

380

 

6,3

1020

12,5;12,9;15,5;16

13 Г1С-У

540

390

1,47

ЧТЗ, ТУ-

 

 

 

 

 

 

 

14-3-1698-90

 

 

 

 

 

 

 

 

6,3

1020

11,4

13 Г1С-У

540

390

1,34

НМТЗ, ТУ14 –3-1424-

 

 

 

 

 

 

 

86

 

 

 

 

 

 

 

 

6,3

1020

11;11,5;12

17Г1С

510

363

1,4

ВТЗ, ТУ 1104-138100-

5,4

1020

9,5;10;10,5

17Г1С

510

363

 

357-02-96

5,4

1020

8;8,5;9

К60

588

441

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,4…7,4

820

8;9;10;11;12

13Г2АФ

530

363

1,47

ЧТЗ ТУ 14-3-14-25-86

5,4…7,4

820

8,5;9,2;10,6;11,4

17ГС

510

353

1,47

ЧТЗ ТУ 14-3-1270-84

5,4…7,4

820

9;10;11;12;13;14

12 ГСБ

510

350

1,4

ЧТЗ, ТУ-

 

 

 

 

 

 

 

14-3Р-04-94

 

 

 

 

 

 

 

 

7,4

720

7,3;8,7;10,8;12;14;16;20

К60

589

461

1,34

ВМЗ, ТУ14 –3Р-01-93

5,4…7,4

720

8;9;10;11;12;13;14

08ГБЮ

510

350

1,4

ЧТЗ, ТУ 14-3Р-03-94

 

 

 

 

 

 

 

Окончание таблицы

1

2

3

4

5

6

7

8

5,4…7,4

720

7,5;8;1;9,3;10;11;12

17ГС

510

353

1,47

ЧТЗ ТУ 14-1270-84

5,4…7,4

630

8;9;10;11;12

12Г2С

490

343

1,4

ХТЗ ТУ 14-322-8-10-95

5,4…7,4

530

8;9;10

13ГС

510

353

1,34

ХТЗ ТУ 14-322-8-10-95

7,4

530

7;7,5;8;9;10

17ГС

510

353

1,47

ЧТЗ ТУ 14-3-1270-84

7,4

530

7,1;8,8;10;12;14;16

529

392

1,34

ВМЗ ТУ 14-3Р-01-93

5,4…7,4

530

7;8;9;10;11;12;13;14

8ГБЮ

510

350

1,4

ЧТЗ ТУ 14-3Р-03-94

5,4…7,4

530

7;8;9;10;11;12;13;14

12ГСБ

510

350

1,4

ЧТЗ ТУ 14-3Р-04-94

Примечание. ЧТЗ – Челябинский трубный завод; НМТЗ – Новомосковский трубный завод; ВТЗ – Волжский трубный завод; ХТЗ – Харцызский трубный завод; ВМЗ – Выксунский металлуpгический завод.

107

108

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица П2 . 1

Технические характеристики насосов типа НПВ

Типоразмер

 

 

Насос

 

 

Электродвигатель

 

насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный режим

 

масса,

Тип

Мощ-

Масса,

 

 

 

 

 

 

кг

 

ность,

кг

 

подача,

напор, м

частота

доп. кавит.

КПД,

 

 

м3

 

вращ.,

запас, м

%

 

 

кВт

 

 

 

 

об/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НПВ 150-60

150

60

2975

3

72

 

2В250М-2У2

 

 

НПВ300-60

300

60

2975

3

75

 

2В250М-2У2

 

 

НПВ 600-60

600

60

1485

4

77

 

ВАОВ-560М-4У1

400

 

НПВ 1250-60

1250

60

 

2,2

76

11940

ВАОВ500М-4У1

 

 

НПВ 2500-80

2500

80

1500

3,2

82

11870

ВАОВ630М-4У1

800

 

НПВ 3600-90

3600

90

 

4,8

84

17000

ВАОВ-710L-

1250

 

НПВ 5000-120

5000

120

 

5,0

85

16700

4У1ВАОВ800L-4У1

2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П2 . 2

Справочные данные по насосам типа НПВ

 

Тип

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты

 

 

Параметры

ns

 

 

 

, м

 

10–6b,

 

 

, м

 

 

 

 

 

 

насоса, мм

 

 

 

Н

 

 

а

 

k

 

k

 

k

D

вх

 

D

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

ч25

 

0

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НПВ 150-60

78,5

 

836

 

3

 

7,9650·10–1

 

–1,1180·10–3

 

–6,4181·10–6

307

 

230

103

 

 

63,9

 

875

 

3

 

 

 

 

 

 

307

 

207

130

 

НПВ 300-60

78,5

 

199

 

4

 

5,0198·10–1

 

–9,0202·10–4

 

1,8832·10–7

307

 

240

145

 

 

63,1

 

197

 

4

 

 

 

 

 

 

307

 

216

190

 

НПВ 600-60

75,3

 

45

 

4

 

2,8650·10–1

 

–2,8016·10–4

 

3,2439·10–8

408

 

445

103

 

 

62,1

 

47,7

 

4

 

 

 

 

 

 

408

 

400

127

 

НПВ 1250-60

74,8

 

9,5

 

2,3

 

1,3519·10–1

 

–8,3283·10–5

 

1,8715·10–8

408

 

525

106

 

 

69,2

 

10,6

 

2,3

 

 

 

 

 

 

408

 

500

116

 

 

59,9

 

8,9

 

2,3

 

 

 

 

 

 

800

 

475

127

 

НПВ 2500-80

79,7

 

1,0

 

3,3

 

8,2130·10–2

 

–2,2165·10–5

 

2,2165·10–9

800

 

540

121

 

 

96,4

 

4,5

 

3,3

 

 

 

 

 

 

800

 

515

133

 

 

86,3

 

4,4

 

3,3

 

 

 

 

 

 

800

 

487

150

 

НПВ 3600-90

127

 

2,9

 

4,9

 

5,4840·10–2

 

–1,0583·10–5

 

4,9720·10–10

1000

 

610

133

 

 

112

 

2,6

 

4,9

 

 

 

 

 

 

1000

 

580

149

 

 

93,7

 

1,4

 

4,9

 

 

 

 

 

 

1000

 

550

169

 

НПВ 5000-120

151,3

 

1,3

 

5

 

4,1321·10–2

 

–5,8701·10–6

 

1,9961·10–10

1000

 

645

126

 

 

 

 

 

1,009

 

5

 

 

 

 

 

 

1000

 

613

139

109

 

 

 

 

1,0

 

5

 

 

 

 

 

 

1000

 

580

154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П2 . 3

 

Техническая характеристика некоторых типов ГПА с газотурбинным приводом

 

Тип ГТУ

 

 

 

 

 

Параметры

 

Частота вращения силового

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Neн , кВт

 

Твоздн , К

 

kN

 

ki

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nmin

вала, мин–1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nmax

 

 

ГПА-Ц-6,3

6300

 

288

 

0,95

 

1,3

 

5740

 

8610

 

 

ГТК-10

10000

 

288

 

0,95

 

3,7

 

3300

 

5100

 

 

ГПУ-10

10000

 

298

 

0,95

 

3,7

 

3360

 

5300

 

 

ГТН-10И

10000

 

288

 

0,95

 

2,0

 

4550

 

6870

 

 

ГТК-16

16000

 

288

 

0,95

 

3,2

 

3500

 

4850

 

 

ГТН-16

16000

 

288

 

0,95

 

3,2

 

4400

 

6600

 

 

ГПА-Ц-16

16000

 

288

 

0,95

 

2,8

 

3430

 

5150

 

 

ГТН-25

25000

 

288

 

0,95

 

3,2

 

3500

 

3900

 

 

ГТН-25И

25000

 

288

 

0,95

 

2,2

 

3270

 

5100

 

 

 

 

 

 

Таблица П2 . 4

 

Расчетное число рабочих дней магистральных нефтепроводов

 

Протяженность нефтепровода, км

 

Число рабочих дней при диаметре нефтепровода, мм

 

 

 

 

 

 

 

до 820 включительно

 

свыше 820

 

 

 

 

 

 

 

до 250

 

357

 

355

 

 

свыше 250 до 500

 

356/355

 

353/351

 

 

свыше 500 до 700

 

354/352

 

351/349

 

 

свыше 700

 

352/350

 

349/345