книги / Типовые расчёты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов

3.Масса единицы длины трубопровода вместе с нефтепродуктом (при расчете на воду)

где рст,р в ~ плотность соответственно стали и воды; рст = 7850кг/м3,

(0,67 - 23 -103 - 2 -3 ,6 -102 -22 + 2 -3,62 - 2-10 —1,33-3,6Э) = 2,537104 м3

8.По формуле (11.89) рассчитываем суммарные продольные на­ пряжения, действующие в компенсаторе,

11.По формуле (11.82) определяем жесткость компенсатора

^.Эквивалентное продольное сжимающее усилие, действующее на компенсатор, рассчитываем по формуле (4.27)

=6,087 -106Н.

13.В соответствии с формулой (4.25) продольное сопротивление грунта

стпр = 0,8-[9,81-(5,6 + 2-1,4-10“3 -0,57-3,14-722)xtgl5° +0,6-3,14-72-0,098l]-

■104 =0,7705МПа.

Здесь Сн = 0,57 — коэффициент, учитывающий образование свода естественного равновесия грунта.

14. По формуле (11.81) определяем характеристику упругой работы грунта

У = 13,14-0,72-1,86-106 = 3,03-10 '2 1/м. 20,601-1010-0,0223

15.Используя формулу (11.79), проверяем критерий отсутствия участка предельного равновесия грунта

1б.Так как условие не выполняется, то продольное перемеще­ ние трубопровода определяем по формуле( 11.80)

°6,087 • 106 • 11450 + 20,601 • 104 • 0,0223 • 77,05 • 104 + J A

где

(20,601-106 • 223• 77,05-104)2 + 2-6,087-106 - 20,601-10,ох

А =

482

Таким образом, выбранные размеры компенсатора вполне обеспе­ чат аварийное перемещение «горячего» трубопровода ( Д^ = 0,822м, Д0 = 0,522м ).

Если не учитывать жесткости компенсатора (т^ = 0 ), то усло­ вие (11.79) также не выполняется, и в этом случае по формуле (11.80) Д0 = 0,523м, т.е. суммарное сжимающее продольное усилие трубо­ провода вследствие большого температурного перепада несоизмери­ мо велико в сравнении с сопротивлением компенсатора.

17.По формуле (11.92) находим длину подземного участка пере­

18.Так как компенсирующая способность выбранного компен­ сатора значительно больше, чем перемещение трубопровода, то раз­ меры компенсатора можно уменьшить и расчеты проделать заново. В данном случае можно уменьшить только LK. Радиус изгиба колена компенсатора в примере взят минимально возможным, увеличение

Из таблицы следует, что вылет меньше 15 м брать не следует, так как Д^ может оказаться меньше Д0.

483

Значительное количество нефтей и нефтепродуктов доставляется железнодорожным, водным и автомобильным видами транспорта. При использовании любого из них невозможно обойтись без сливо-на­ ливных операций. В зависимости от свойств нефтепродуктов приме­ няют открытые и закрытые системы слива (налива). Нефтепродукты с температурой вспышки паров выше 393 К можно сливать (наливать) через открытые устройства, а с температурой вспышки паров ниже 393 К, как правило, через закрытые системы.

Железная дорога поставляет нефтепродукты, как маршрутами, так и одиночными цистернами. При больших грузооборотах нефте­ продуктов применяют маршрутный слив (налив). При заданном го­ довом обороте нефтепродуктов G rojl расчет проводят по среднесу­ точному значению

где К ю, К нв - коэффициенты неравномерности завоза и вывоза неф­ тепродуктов, определяемые в соответствии с рекомендациями § 2.3.

Расчетное число маршрутов N M, прибывающих на нефтебазу за сутки, определяют по формуле

484

где тэ— время занятия эстакады маршрутом с учетом времени на технологические операции, подачу и уборку цистерн, и приготовле­ ние маршрута на станции, ч.

Время сливно-наливных операций регламентируется «Правила­ ми перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и бункер­ ных полувагонах». В немеханизированных пунктах налив независи­ мо от рода нефтепродуктов проводят для всей одновременно поданной партии цистерн, двухосных цистерн и бункерных полувагонов - 2 ч, четырехосных (и более) цистерн и бункерных полувагонов —3 ч. Слив независимо от рода нефтепродуктов также проводят для всей одно­ временно поданной партии цистерн: из двухосных цистерн - 2 ч, четырехосных (и более) цистерн - 4 ч. В механизированных пунктах налив независимо от рода нефтепродукта и грузоподъемности цис­ терн и бункерных полувагонов осуществляют за 2 ч; слив из двухос­ ных цистерн и бункерных полувагонов - за 1 ч 15 мин, из четыре­ хосных (и более) цистерн и бункерных полувагонов - за 2 ч.

В необходимых случаях грузополучателю увеличивают указан­ ный выше срок слива (до 35 мин) на проведение анализов получае­ мых нефтепродуктов. В холодное время года (с 15 октября по 15 ап­ реля) при сливе вязких или засты ваю щ их неф тепродуктов грузополучателю устанавливают сроки слива, приведенные в табл. 12.1.

Таблица 12.1

Суммарное время на разогрев и слив вязких и застывающих нефтегрузов

Примечание: Для нефтегрузов I группы при немеханизированном сливе сроки слива из двухосных цистерн могут быть увеличены на 1 ч, из четырехосных (и более) цистерн - на 2 ч.

Для цистерн с паровой рубашкой сроки слива устанавливают в зависимости от группы нефтегрузов: для I и II групп - 3 ч, для III и IV групп - 4 ч. Если нефте­ продукт при сливе в теплое время года необходимо разогреть, время слива может быть увеличено для I и II групп на 1 ч, для III и IV групп - на 2 ч. Время слива нефтепродуктов всех групп, требующих в теплый период года подогрева, из цис­ терн с паровой рубашкой может быть увеличено на 1 ч.

485

Время непосредственного (без учета времени на вспомога­ тельные операции: подсоединение и заправка сливо-наливных устройств, замер взлива, выполнение приемных анализов и т.п.) слива и налива маршрута или группы цистерн не должно превы ­ шать 80 мин.

Время на подачу и уборку цистерн к железнодорожным ф рон­ там слива и налива определяется расчетным путем, исходя из расстояния до станции и скорости передвижения состава. П ри­ готовление маршрута на станции требует не более 25 мин для расформирования и 30 мин на формирование состава.

Для группы цистерн общей весовой нормы (брутто) менее 700 т предусматривают строительство одиночных устройств или односторонней эстакады, исходя из числа одновременно обраба­ тываемых цистерн, а для нормы более 700 т - только двухсто­ ронней эстакады, обеспечивающей маршрутный слив-налив не­ зависимо от числа обрабатываемых цистерн.

На нефтебазах при маршрутном сливе-наливе нефтепродукта количество сливно-наливных устройств принимается в зависимо­ сти от расчетного количества наливных маршрутов по табл. 12.2.

Таблица 12.2

Рекомендуемое количество сливо-наливных устройств

При операциях с высоковязкими нефтепродуктами в величину тэ входит время, требуемое для их разогрева.

Число эстакад рассчитывают отдельно для поступления и отправ­ ки грузов. Длину железнодорожной эстакады находят по формуле

где пу —количество сливно-наливных устройств; а; —доля цистерн длиной £i , среди одновременно обслуживаемых.

Эстакады для операций с маршрутами проектируются для слива или налива не более 4-х групп нефтепродуктов. При этом, к одной

486

группе могут быть отнесены несколько марок (сортов) нефтепродук­ тов, перекачка которых может производиться по одному и тому же коллектору (см. прил. 5).

При перевозке нефтепродуктов водным транспортом число при­ чалов определяют по формуле

количество завозимых (вывозимых) нефтегрузов за навигационный период тнав; К и— коэффициент неравномерности завоза (вывоза), изменяющийся в зависимости от условий судоходства в пределах 1,2...2; qc - средний тоннаж нефтеналивных судов.

Время пребывания судна у причала включает в себя время, зат­ рачиваемое на следующие операции:

где К - коэффициент, показывающий, какая часть наливного груза откачивается грузовыми насосами (для маловязких нефтепродуктов К = 0,25...0,97, для вязких К = 0,92...0,95); qHпроизводительность насосной установки; - зачистка судна от остатков при выгрузке:

Яз

где q3 - подача зачистных насосов;

-подогрев вязких нефтепродуктов перед выгрузкой: т4 задается или выбирается в каждом конкретном случае;

-разъединение трубопроводов и расчалку: т5= 0,5... 1 ч. Количество сливо-наливных устройств (стендеров) определяет­

ся в соответствии с ассортиментом нефтепродуктов, пропускной способностью устройства и судо-часовыми нормами слива-налива (см. Прил. 6, 7).

Выгрузка нефтепродуктов из морских судов производится толь­

487

ко судовыми насосами, а из речных - как судовыми насосами, так и плавучими средствами пароходства.

Необходимость установки на берегу насосной станции второго подъема определяется гидравлическим расчетом.

При поставках нефтепродуктов автомобильным транспортом расчетное количество наливных устройств станции налива опреде­ ляется для каждой марки (сорта) нефтепродуктов по формуле

ностью р ;; К нв - коэффициент неравномерности потребления неф­ тепродуктов (табл. 2.5); q ^ - расчетная производительность налив­ ных устройств, м3 / ч ; К н - коэффициент их использования, К и = 0,7; трн - количество часов работы наливных устройств в сутки.

Производительность наливных устройств при механизирован­ ном наливе без учета времени на вспомогательные операции следует принимать:

- для нефтепродуктов вязкостью до 60 мм2/с - 40... 100 м3 / ч ; —для нефтепродуктов вязкостью от 60 до 600 мм2 /с - 30...60 м3 / ч .

При самотечном наливе указанные производительности умень­ шают на 25...30%.

Отгрузка нефтепродуктов в таре осуществляется через разливоч­ ные и расфасовочные. При этом расчетное количество раздаточных устройств в разливочных вычисляется по формуле (12.5), где коэф­ фициент использования К и принимается равным 0,5, а расчетная производительность этих устройств — 5 м3 / ч для нефтепродуктов с вязкостью менее 60 мм2 / с и 4 м 3/ ч ~ с вязкостью от 60 до 600 мм2 / с .

При самотечном наливе данная производительность уменьшает­ ся на 25...30%.

§ 12.2. Продолжительность самотечного слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Различают открытый слив через короткий пат­ рубок и закрытый слив через систему труб.

При открытом сливе высоковязкие нефтепродукты через слив­ ной прибор железнодорожной цистерны поступают в межрельсовый желоб или лоток.

Продолжительность полного слива железнодорожной цистерны через короткий патрубок

488

4 ь цРцл/ р ;

в интервале изменения вязкости от 10-4 до 653 • 10-4 м2/с коэффици­ ент расхода сливного прибора

1

dyy

где Ху —коэффициент гидравлического сопротивления гофрирован­ ного рукава

При закрытом сливе нефтепродуктов через специальные устрой­ ства нижнего слива в безнапорные коллекторы продолжительность полного опорожнения железнодорожной цистерны описывается при­

где (ic - коэффициент расхода сливного устройства диаметром dc и длиной hc; f - площадь его сечения.

Для сливного устройства СЛ -9, имеющего dc = 0,15 м и

489

hc= 1,16 м, при изм енении вязкости в интервале от 1(Г*до 7 • 10-3 м2/с н а основе экспериментов получена зависимость

1

(12.13)

_ 3,78 + 2200 -v

При присоединении к сливному прибору (устройству) установ­ ки нижнего слива коэффициент расхода в формуле (12.12) находит­ ся по формуле

dy = 175мм; £ ( > 1 , 2 .

Точное решение интеграла в формуле (12.12) приводит к выраже­ нию с эллиптическими интегралами, пользоваться которым неудобно.

Учитывая оценочный характер расчета времени полного опо­ рожнения цистерны по формуле (12.12), среднюю скорость течения нефтепродукта в сливной коммуникации выразим как полусумму

В результате сделанного допущения, продолжительность закры­ того слива одиночной цистерны удается описать простой формулой

Аналитическая оценка продолжительности закрытого односто­ роннего слива пц железнодорожных цистерн (рис. 12.1) может быть сделана при еще одном упрощающем допущении, что уровень взлива во всех цистернах изменяется одинаково. Искомое выражение аналогично (12.16)

(12.17)

4 • F • ок.ср

490