книги / Типовые расчёты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов

2. Высота ГП резервуара до и после откачки бензина по фор­ муле (10.29а):

0,57

3

0 57 НГ2 = 11,92-5 + —^— = 7,11м.

3. По табл. 10.3 для РВС 5000, оснащенном двумя клапанами НДКМ -150, находим Ч'с, = 0 ,0 132с/(м.ч). Прирост относительной концентрации в ГП при опорожнении резервуара по формуле (10.30)

^ - = 0,0132-3,15-2,04 = 0,085. Cs

4. Для условий переменной погоды (Ч ^ =9,08-10^;Ву =1,429) прирост средней относительной концентрации за время простоя ре­ зервуара и его заполнения по формуле (10.31)

АС2 _

= 9,08 • 10" • (6 + 2,72)1,429 = 0,02

5. Средняя относительная концентрация углеводородов в ГП резервуара при его заполнении по формуле (10.29)

— = — + 0,085 + 0,02 = 0,824. Cs 7,11

6. Давление насыщенных паров бензина при среднем уровне за­ полнения резервуара 7м и средней температуре 298 К найдено в п- римере 10.1 и составляет Р5 =41058Па. Поэтому среднее расчетное парциальное давление паров бензина в процессе заполнения резер­ вуара по формуле (10.28)

Ру =41058-0,824 = 33832Па.

7. Потери от «большого дыхания» по формуле (10.1)

Сравнивая найденные потери с результатами расчётов в приме­ ре 10.3, видим, что при данных условиях они занижены на 16,6 %.

Пример 10.6. Используя данные примера 10.3, рассчитать потери от «обратного выдоха» для случая, когда после откачки бензина резер­ вуар длительно простаивает. Расход откачки принять равным 1000 м3/ч.

409

Решение 1. Продолжительность откачки бензина

2. Скорость струи воздуха в монтажном патрубке дыхательного клапана по формуле (10.18)

3,56 +

0,075

4. Среднее число Рейнольдса, характеризующее интенсивность омывания поверхности бензина воздухом, по формуле (10.16)

Re„ = 0,788 ■2 + L + 1 . %/г = 1011500. ср 5,61-КГ6

5. Величина Kt - критерия при откачке бензина по формуле

( 10. 12)

KtOT=7,0M 0'4- (1+7,45-10'3-0,6130’197-1011500°-569)=130,8,10’4.

6. Плотность потока массы бензина, испаряющегося в процессе откачки

7. Масса бензина, испарившегося за время откачки:

Дшуот =5,71408,1 • 0,816 = 1902кг.

8. Массовая и объёмные концентрации углеводородов в ГП к моменту завершения откачки

3435,9 + 1902 + 962,9

с ; = 0 , 6 0 4 - ^ = 0,386. 65,1

9. Средняя расчётная объемная концентрация углеводородов в ГП

410

Отрицательный результат расчёта говорит, о том, что при дан­ ных условиях потерь от «обратного выдоха» не будет.

Пример 10.7. Используя данные примера 10.1, рассчитать потери бензина от вентиляции ГП за неделю, если расстояние между отвер­ стиями по вертикали составляет Ь=1м, а площадь нижнего отвер­ стия fp = 2-10'5 м2.

Решение 1. Средняя концентрация паров бензина в ГП в период длитель­

ного хранения

46477 + 37970

0,417

2-101320

2.Плотность соответственно воздуха и паров бензина в ГП по формуле (10.2):

101320-29 Рв = 8314-298 = 1,19кг/м3*;

411

4.Потери бензина от вентиляции ГП по формуле (10.55)

свент = 0,417 • 2,66 • 3 • 10'5 -3600 •24•7 = 20,1кг.

Пример 10.8. Определить потери автомобильного бензина при раз­ личных способах налива автомобиля-цистерны АЦ-8,5-255Б. Давление насыщенных паров бензина по Рейду PR= 40000Па, температура бензи­ на 295 К, его температура начала кипения 319 К, расход налива 40 м3/ч. Налив ведётся при атмосферном давлении Р = 101320 Па.

Решение

1.По табл.1.19 находим, что эксплуатационный объём цистер­ ны составляет 8,5 м3, малая ось эллипса, форму которого имеет её сечение, равна 1,22 м.

2.Продолжительность налива цистерны

т„ = — = 0,213ч.

н40

3.Давление насыщенных паров бензина при условиях налива по формуле (10.10) с учетом, что средняя величина (Уп/Уж)ср =1:

F(V ./V ,) = 1,41 —0,25 • I0-37 =1,16;

Ps = 1,22 • 40000 • е-° 034 (31 '-*s>• 1,16 = 32857Па.

4. Плотность паров бензина при температуре налива по фор­

1,22

412

кт =0,85-0,82-70,213 =0,322;

198S7

101320 - при наливе сначала открытой, а затем закрытой струей:

kT= (l,1 + ^0,213)"' =0,589;

32857

GT = 0,589-8,5-2,69-—— — = 4,37кг. 101320

Из результатов расчёта видно, что по сравнению с наливом откры­ той струей налив бензина под уровень в рассматриваемом случае по­ зволяет сократить потери в 2,4 раза, а налив полуоткрытой струёй - только на 30,9 %.

Пример 10.9. Определить ущерб окружающей среде, который наносит выброс 1 тонны паров бензина в атмосферу из 3-х резерву­ аров типа РВС 1000 и одного резервуара типа РВС 700. Резервуары расположены в промышленной зоне севернее 45° с.ш.

Решение

1.Согласно табл. 1.8 оба типа резервуаров имеют одинаковую вы­ соту, равную 8,94 м. Поэтому определять расчетную величину высоты устья источника выброса по формуле (10.73) нет необходимости.

2.Поскольку среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера не задано, то принимаем его равным 3 м/с. Тог­ да поправка, учитывающая характер рассеяния выбросов в атмосфе­ ре, по формуле (10.70)

f= 7 -----г-7—^------------ г = 0,918.

°(1 + 3 )(1 + 0,01 -8,94)

3.Так как по условию резервуары размещены севернее 45° с. ш., то показатель относительной агрессивности углеводородных выбро­ сов А = 3,16 и, следовательно, ущерб от испарения 1 тонны бензина по формуле (10.69)

аос = 2,4-3,16 -0,918-4 = 27,9руб/т

Пример 10.10. Обосновать выбор технического средства сокраще­ ния потерь бензина А-76 для 4 резервуаров (РВС1000 - 3 шт и РВС700 — 1 шт. ) на проектируемой нефтебазе, расположенной вовторой климатической зоне. Приём бензина производится с желез­ ной дороги, отпуск в автоцистерны. Годовая реализация бензина пред­

413

полагается в объёме 20000 т, расчетная плотность бензина —730 кг/м3. Резервуары будут размещены квадратом с расстоянием между их стен­ ками равным 0,75 Др. Принять, что понтоны оснащены затворами типа РУМ-1, а норматив амортизационных отчислений для всех средств сокращения потерь £=0,05 1/год. Максимальный расход откачки ра­ вен 40 м3/ч.‘ Наивысшую температуру ПВС принять равной макси­ мальной температуре воздуха Тв = 305 К. Данные об ущербе от выб­ роса 1 т бензина в атмосферу взять из примера 10.9.

Решение 1. Средний коэффициент оборачиваемости резервуаров с учё­

том их геометрического объёма (табл. 1.8) и рекомендуемого коэф­ фициента использования ёмкости (табл. 2.2)

0,73-(3-1066+ 764)-0,85 * год'

2. Ожидаемые годовые потери бензина из рассматриваемых ре­ зервуаров по формуле (9.1) с учётом данных табл. 9.2, 9.3, 9.4

3. Ожидаемое сокращение потерь при использовании дисковотражателей по формуле (10.64) с учетом данных табл. 10.5:

Здлоо = —3,43 -10-2 + 0,685-10~2 - 8,13 —11,9*10-5 - 8,132 +

+7,2-10"7 -8,13э =0,0139;

Sa iooo =-3,50 10-2 +0,635 -10-2 • 8,13 -11 • 10~5-8,132 +

+6,69-10"7 -8,13 = 0,0097.

4. Среднее ожидаемое сокращение потерь бензина из рассмат­ риваемых резервуаров с помощью дисков-отражателей

s 0,0097-3-1066 + 0,0139-764

= 0,0105.

д” 3-1066 + 764

5.Капиталовложения в диски-отражатели согласно табл. 10.9

Кд =12 + 3-15 = 57руб .

6. Поскольку диски-отражатели внедряются очень быстро, то тс = 1 году.

Учитывая также, что электроэнергия для их работы не нужна (Э; = 0), находим удельные приведенные расходы на сокращение потерь 1 тонны бензина с помощью дисков по формуле (10.63)

414

7. Учитывая, что оптовая цена бензина А-76 стно =390руб/т,а ве­ личина сопряженных капиталовложений для бензина на нефтебазах

Цс =325,5 + 81,5 + 86,0 + 11 = 504руб-год/т,

вычисляем обобщенную цену 1 тонны бензина по формуле ( 10 .68)

стн = 390 + 0,12 • 504 + 27,9 = 478,4руб/т.

8. Величина Ка-критерия для дисков-отражателей по формуле (10.61)

9. Ожидаемое сокращение потерь при применении понтонов с затвором РУМ-1 по формуле (10.65) с учётом табл. 10.6 и понижаю­

щих коэффициентов:

s„,00 = 0.8 • (о + з,2 Ы 0-! • 8,13°'™) = 0 ,1 2 ;

S„looo =0,8-(0 + 4,0Ы 0-2 •8,13о,оз) = 0,14.

10. Среднее ожидаемое сокращение потерь бензина из рассмат­

риваемых резервуаров с помощью понтонов

Если бы нефтебаза была действующей, к этой величине необхо­ димо было бы ввести понижающий коэффициент, учитывающий сроки внедрения понтонов.

21,04-0,136-1 13. Величина Ка-критерия для понтонов по формуле (10.55)

415

Отрицательная величина Кап свидетельствует о том, что в течение нормативного срока понтоны не окупают себя.

14. Для расчета ГУС сначала необходимо определить протяжен­ ность и диаметр её трубопроводов. Так как данная группа резервуа­ ров расположена квадратом, находим:

- длину коллектора

GmHX= 1 ,1 8 --^ - = 0,0131кг/с .

“3600

17.Расчётный внутренний диаметр ГУС по формуле (10.67)

Принимаем стандартный диаметр 273x7 мм.

18. Общая длина газопроводов ГУС и опор: Lm = L K +4LO=21,6 + 4-19,7 = 100,4M;

Lon = 0,5Ь^С= 0,5 • 100,4 = 50,2м.

416

19. Полагая, что опоры газопроводов ГУС изготовлены из труб

0 219 х 9 мм, найдем капиталовложения в систему:

КзаДв= 4-194 = 776 руб; Когн = 8 22 = 176 руб;

Кгп= 10,2 100,4 = 1024,1 руб; Коп = 8,75 50,2 = 439,3 руб;

YК, = 776 +176 +1024,1 + 439,3 = 2415,4руб.

Сучётом остальных видов строительно-монтажных работ общие капиталовложения в ГУС

=1,8-2415,4 = 4347,7руб.

20.По табл. 10.7 находим ориентировочную величину коэффи­ циента совпадения операций Кс = 0,2.

21.Удельные приведенные затраты на сокращение потерь бен­ зина с помощью ГУС по формуле (10.63)

22. Величина Ка -критерия при применении ГУС по формуле (10.61)

Сравнивая величины Кад,Кап и Ка^, видим, что наибольшее зна­ чение данный критерий имеет при применении ГУС, то есть для - рассматриваемой нефтебазы наиболее предпочтительным средством сокращения потерь является газоуравнительная система.

Пример 10.11. Определить какой объем бензина вьггечет через кор­ розионный свищ диаметром 1мм в стенке резервуара, находящемся

на расстоянии 1,5 м от днища. Уровень взлива в резервуаре в период истечения составлял 7 м. Продолжительность истечения 8 ч. Вязкость

бензина при условиях истечения принять равной О^-Ю^мУс.

Решение 1. Напор, под которым происходит истечение

АН = 7-1,5 = 5,5м.

2. Площадь сечения, периметр и характерный линейный размер отверстия по формулам (10.79), (10.80):

fp = 0,25-3,14 ( l • 10'5)2 = 7,85■ 1 0 'V ;

Кр = 3,14 - 1 10-3 = 3,14 * 103м;

l , = 4:7,S5-10_1=M ( ) . 3 M

3,14 10"3

3.Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (10.78)

Re =•ЬЮ 37 2 -9 ,8 1 -5 ,5 =12221

0,85 10^

4.Коэффициент расхода по формуле (10.75)

5. Расход бензина, вытекающего через отверстие в стенке резер­ вуара, по формуле (10.66)

6. Объем бензина, вытекающего за рассматриваемый период

V = 0,0189-8 = 0,151м3

Пример 10.12. Повторить расчёт при условиях примера 10.11, полагая, что в резервуаре хранилась нефтегазоконденсатная смесь вязкостью 21-НИм2/с .

Решение

1. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (10.78)

21- 10"6

2. Коэффициент расхода по формуле (10.76) с учетом, что для круглого отверстия 1^=1,

\ Расход истечения и объём вытекшей нефтегаэоконденсатной смеси

Vy = 0 ,0 1 2 8 = 0 ,096м3.

Сравнишь результаты расчета в примерах 10.11 и 10.12, видим, что увеличение ф ш ш п вытекающей жидкости почти в 25 раз приво­ дит к уаденышвениво расхода утечки только на 37 %.

т