Основы проектирования. Методическая разработка
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
70-летию Великой Победы СССР
в Великой Отечественной Войне
посвящаем!
Кашкинбаев И.З., Кашкинбаев Т.И.,
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Алматы
2016
УДК 72.012.1 ББК 85.11.
К31 ....
Рецензенты:
Бесимбаев Е.Т., докт. техн.наук, проф., Директор Института геологии и нефтегазового дела, КазНИТУ им. К.И. Сатпаева.
Алдыяров Т.К. канд. техн. наук, Директор Научно-технического центра «KazTransOil».
Кабдулов С.З. докт. техн. наук, проф. кафедры «Нефтегазовая инженерия», КБТУ.
К 31 Кашкинбаев И.З., Кашкинбаев Т.И.
Основы проектирования: Методическая разработка. / Кашкинбаев И.З. и др. - Алматы: Нур-Принт, 2016. - 42с.; ил. 19, табл. 14.
ISBN 978-601-78-69-04-9
Изложены методические рекомендации для самостоятельной работы студентов (СРС) к выполнению расчетно-графических задач, курсового и дипломного проектов, а также проведению занятий под руководством преподавателя (СРСП), с детальным подбором нормативнотехнической и справочной литературы.
Предлагаемые методики расчета и проектирования рассмотрены в неразрывной связи с требованиями технологических норм и правил и не претендуют на единственно возможный вариант.
Методическая разработка составлена в соответствии с требованиями кредитной системы обучения. Предназначена для студентов и молодых специалистов нефтегазового дела.
УДК 72.012.1 ББК 85.11.
Рекомендовано к изданию научно-методическим советом института «Геология и нефтегазовое дело» КазНИТУ им.К.И. Сатпаева, протокол № 1 от 1.09. 2015г.
Печатается по плану издания Казахского национального исследовательского технического университета им. К. И. Сатпаева на 2015-2016уч. год.
ISBN 978-601-78-69-04-9 |
© Кашкинбаев И.З., 2015г. |
|
© Нур-Принт, 2016г. |
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………5
1.ПРИНЦИП РАЗМЕЩЕНИЯ ЗОН НА ТЕРРИТОРИИ НЕФТЕБАЗЫ..6
2.РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ НА ЗОНЕ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ…………………………………………………………..1
2.1. |
Определение вместимости резервуарного парка............................... |
10 |
2.2 |
Определение количества и объема резервуаров................................. |
11 |
3. РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ НА ЗОНЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ |
|
|
ОПЕРАЦИЙ......................................................................................................... |
14 |
|
3.1. Расчет железнодорожной эстакады ..................................................... |
15 |
|
3.2 Расчет количества цистерн в маршруте максимальной |
|
|
грузоподъемности......................................................................................... |
16 |
|
3.3. Расчет длины железнодорожной эстакады ......................................... |
16 |
|
4.РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ В ОПЕРАТИВНОЙ ЗОНЕ……………..17
5.РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ В ЗОНЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ……………………………………………………………….18
6.РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ В ЗОНЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ……………………………………………………………….20
7.РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ В АДМИНИСТРАТИВНО-
ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЗОНЕ…………………………………………………...21
8.РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ ПЛОЩАДОК. 22
8.1 |
Основные методы расчёта ..................................................................... |
22 |
8.3 |
Определение черных отметок................................................................ |
25 |
8.4 |
Определение планировочной отметки участка ................................... |
25 |
8.5 |
Определение красных отметок вершинквадратов.............................. |
26 |
8.6 |
Определение рабочих отметок.............................................................. |
26 |
8.7 Определение нулевых точек и линии нулевых работ.......................... |
26 |
|
8.8 |
Расчёт картограммы земляных масс..................................................... |
27 |
3
9. МЕТОДИКА РАСЧЁТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБВАЛОВАНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ………………………………………………………………...30
9.1 Определение вместимости обвалования группы резервуаров ......... |
30 |
9.2 Расчетплощади резервуарногопарка...................................................... |
31 |
9.3 Определение высоты ограждения резервуарного парка.................... |
32 |
10. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОЛЕЗНОЙ ЁМКОСТИ |
|
РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА 34 |
|
10.1. Основные положения......................................................................... |
34 |
10.2 Методика расчета потенциальной |
|
полезной емкости резервуарного парка.................................................... |
35 |
10.2.1. Расчет максимального допустимого уровня взлива..................... |
35 |
10.2.2 Расчет минимально допустимого уровня взлива.......................... |
36 |
10.2.3. Расчет потенциальной полезной емкости резервуарного парка . 38 |
|
10.3. Методика расчета полезной емкости резервуарного парка с учетом |
|
нормативных ограничений.......................................................................... |
38 |
10.3.1. Расчет запаса аварийного объема................................................... |
38 |
10.3.2. Расчет запаса объема резервуарного парка по нормативному |
|
уровню нижнему........................................................................................... |
38 |
10.3.3. Расчет запаса объема резервуарного парка по нормативному |
|
уровню верхнему.......................................................................................... |
39 |
10.3.4. Расчет полезной емкости резервуарного парка с учетом |
|
нормативных ограничений.......................................................................... |
39 |
10.4. Расчёт коэффициента полезной ёмкости.......................................... |
40 |
РЕКОМЕНДУЕМАЯ К ИЗУЧЕНИЮ ЛИТЕРАТУРА: 41 |
|
4
ВВЕДЕНИЕ
Цель методических рекомендаций - оказание помощи при выполнении расчетно-графических задач, курсовых и дипломного проектов, а также проведению занятий под руководством преподавателя с целью закрепления и систематизации знаний студентов по общетехническим и специальным дисциплинам.
Задача методических рекомендаций - самостоятельное развитие студентами способности творческого инженерного мышления, приобретение ими навыков и умений выполнять расчеты по решению практических задач, основанных на опыте проектных компаний и научно обоснованных положениях, позволяющих повысить ориентацию будущих специалистов во множестве инженерных вопросах нефтегазового производства.
Вделе организации курсового и дипломного проектирования, выполнения расчетно-графических работ, самостоятельной работе студентов индивидуально и под руководством преподавателя, имеется существенный недостаток – отсутствие литературы, устанавливающей единый порядок и последовательность выполнения работ. Данный недостаток нередко приводит к слишком большому их объему, к усложненной структуре, влекущий за собой нерациональную трату времени. Иногда, наоборот, работы получаются чересчур упрощенными, не охватывающими обязательный комплекс вопросов. Они слабо связаны с практическими целями, что снижают качество учебного процесса и подготовленность специалистов к предстоящему творческому труду.
Вданной связи в методразработке изложены: содержание и конкретные указания по сути работ; рекомендации по составлению графических материалов и последовательность их исполнения, с детальным подбором рекомендуемой нормативно-технической литературы.
Предлагаемые методы проектирования и расчета рассмотрены в неразрывной связи с безопасными технологиями и не претендуют на единственно возможный вариант.
Данные методики полезны для самостоятельной работы в период предпроизводственной подготовки студентов, а также при переподготовке молодых специалистов нефтегазового дела
5
1. ПРИНЦИП РАЗМЕЩЕНИЯ ЗОН НА ТЕРРИТОРИИ НЕФТЕБАЗЫ
Размещение объектов на территории нефтебазы должно обеспечивать удобство их взаимодействия, рациональное использование территории, минимальную длину технологических трубопроводов, водоотводящих (канализационных), водопроводных и тепловых сетей при соблюдении всех противопожарных и санитарно-гигиенических требований. На рисунке 1. показан один из наиболее приемлемых вариантов относительного расположения 6(шести) зон внутри нефтебазы.
Рисунок 1.
Пример разбивки территории нефтебазы на зоны
1 - зона железнодорожных операций: 2 - зона хранения нефтепродуктов: 3 – оператив ная зона: 4 - зона очистных сооружений: 5 - зона вспомогательных сооружений: 6 – админи стративнохозяйственная зона
Склады нефти и нефтепродуктов - комплекс зданий, резервуаров и других сооружений, предназначенных для приема, хранения и выдачи нефти и нефтепродуктов.
К складам нефти и нефтепродуктов относятся: предприятия по обеспечению нефтепродуктами (нефтебазы);
резервуарные парки и наливные станции магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов;
товарно-сырьевые парки центральных пунктов сбора нефтяных месторождений, нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий; склады нефтепродуктов, входящие в состав промышленных, транспортных, энергетических, сельскохозяйственных, строительных и
других предприятий и организаций (расходные склады). В соответствии с заданным объёмом определяют:
6
1.Категорию склада нефти и нефтепродуктов, см. табл.1;
2.Вместимость резервуарного парка, см. п.2:
3.Тип, марку и требуемое количество резервуаров, см. РГР 7. -Конструк тивно-технологические решения резервуаров [6];
4.Площадь обвалования резервуарного парка см. РГР 25. - Расчет и
проектирование пожарно-технической защиты резервуаров [6];
Таблица 1.
Категории складов нефти и нефтепродуктов [2,п.1.1]
|
Максимальный объем |
|
3 |
Категория склада |
одного резервуара,.м3 |
Общая вместимость склада м |
|
I |
- |
Св. 100 000 |
|
II |
- |
Св. 20 000 |
до 100 000 включительно |
IIIа |
До 5000 включительно |
Св. 10 000 |
до 20 000 включительно |
IIIб |
До 2000 включительно |
Св. 2 000 до 10 000 включительно |
|
IIIв |
До 700 включительно |
До 2 000 включительно |
|
В соответствии с категорией склада, согласно пункту 2.1[2] определяют расстояния от зданий и сооружений складов нефти и нефтепродуктов с взрывопожароопасными и пожароопасными производствами до других объектов и принимаются по таблице 2:
Таблица 2
Объекты |
I |
II |
I IIIа |
I IIIб |
I IIIв |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.Здания и сооружения соседних предприятий |
100 |
100 |
40 |
40 |
30 |
|
2.Железные дороги общей сети (до подошвы |
150 |
100 |
80 |
60 |
50 |
|
насыпи): на станциях |
||||||
|
|
|
|
|
||
на разъездах и платформах |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
|
на перегонах |
60 |
50 |
40 |
40 |
30 |
|
3.Автомобильные дороги общей сети (край |
|
|
|
|
|
|
проезжей части): |
|
|
|
|
|
|
I, II, III категории |
75 |
50 |
45 |
45 |
45 |
|
IV, V категории |
40 |
30 |
20 |
20 |
15 |
|
4. Жилые и общественные здания |
200 |
200 |
100 |
100 |
100 |
|
5. Раздаточные колонки автозаправочных станций |
50 |
30 |
30 |
30 |
30 |
|
общего пользования |
|
|
|
|
|
|
6. Гаражи и открытые стоянки автомобилей |
100 |
100 |
40 |
40 |
40 |
|
7. Аварийный амбар для резервуарного парка |
60 |
40 |
40 |
40 |
40 |
|
8.Технологические установки с взрывоопасными |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
производствами |
|
|
||||
9. Лесные массивы: |
|
|
|
|
|
|
хвойных и смешанных пород |
100 |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
лиственных пород |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
10. Склады: лесных материалов и участки |
100 |
100 |
50 |
50 |
50 |
|
открытого залегания торфа |
||||||
|
|
|
|
|
||
7 |
|
|
|
|
|
Учитывая учебную направленность проектирования принимаем за основу склад II категории. На основании таблицы 2 склад располагаем на расстоянии 200 метров от населенного пункта с подветренной стороны, [2,п.2.11]. К северу от нефтебазы на расстоянии 100 метров проходит железная дорога общего пользования. С южной стороны на расстоянии 75 метров мимо нефтебазы проходит автомобильная дорога, вдоль которой расположена автозаправочная станция, находящаяся от резервуарного парка на расстоянии 35 метров. К востоку от нефтебазы расположены здания и сооружения соседних предприятий, находящиеся на расстоянии 100 м. Наглядный пример расположения нефтебазы относительно соседних объектов показан на рис. 2.
Рисунок 2.
Пример расположения нефтебазы относительно соседних объектов
При проектировании генпланов предприятий должны быть предусмотрены:
а) функциональное зонирование территории с учетом технологических связей, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, грузооборота и видов транспорта;
б) рациональные производственные, транспортные и инженерные связи на предприятиях, между ними и селитебной территорией;
в) кооперирование основных и вспомогательных производств и хозяйств, включая аналогичные производства и хозяйства, обслуживающие селитебную часть города или населенного пункта;
г) интенсивное использование территории, включая наземное и подземное пространства при необходимых и обоснованных резервах для расширения предприятий;
8
В соответствии с п.3.2 СНиП II-89-80 расстояния между сооружениями, в том числе инженерными сетями, следует принимать минимально допустимыми, при этом плотность застройки площадок предприятий должна быть не менее указанной в таблице 3 [4].
Таблица 3
Плотность застройки площадок предприятий
|
Предприятия (производства) |
Минимальная плотность |
|
застройки, % |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Замерные установки |
30 |
2. |
Нефтенасосные станции (дожимные) |
25 |
3. |
Центральные пункты сбора и подготовки нефти, газа и воды, |
|
млн. куб. м/ год: |
|
|
|
до 3 |
35 |
|
более 3 |
37 |
4. |
Установки компрессорного газлифта |
35 |
5. |
Компрессорные станции перекачки нефтяного газа |
|
производительностью, тыс. куб.м/сут: 200 |
25 |
|
6. |
Кустовые насосные станции для заводнения нефтяных пластов |
25 |
|
||
7. |
Базы производственного обслуживания нефтегазодобываю щих |
45 |
предприятий и управлений буровых работ |
|
|
8. |
Геофизические базы нефтяной промышленности |
30 |
9
2. РАЗМЕЩЕНИЕ ОБЪЕКТОВ НА ЗОНЕ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ
2.1. Определение вместимости резервуарного парка
Наиболее точно вместимость резервуарного парка нефтебазы определяется по графикам поступление и отгрузки нефтепродуктов, составленным на основании фактических данных за 2...3 года, с учетом страховогозапаса.Длякаждогосортанефтепродуктанеобходимыйобъем резервуаровнаходитсякак:
|
|
Vi |
Qгод |
( Vmax i Vmin i Viст) |
|
|
|
[ф.1] |
||||
|
|
i |
|
|
|
|||||||
где |
|
|
100 |
|
|
|
|
м ; |
ΔV , |
ΔV |
|
|
Qiгод |
годовая реализация i го нефтепродукта, |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
max i |
min i |
|
||
соответственно максимальный и минимальныйi |
суммарные остатки i го |
|||||||||||
нефтепродукта, наблюдавшиеся за год, %; |
V |
ст |
|
величина страхового |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
запасаi гонефтепродукта,%.
Рекомендуемые нормы страхового запаса для распределительных нефтебаз в зависимости от географического положения и надежности транспортных связей следует принимать в процентах от среднемесячной потребностинефтепродуктов(табл.4).
|
|
ТипнефтебазНормыстраховогозапасанефтепродуктов |
Таблица4. |
||
|
|
запаса, % |
|||
|
|
|
Ееместоположение |
|
Норма |
|
|
|
|
|
|
|
|
Железнодорожные |
южнее 60°севернойшироты |
|
до 20 |
|
|
|
|||
Для нефтебаз с реализацией менее 1 тыс.т/год страховой запас не устанавливается.
При отсутствии графиков поступления и отгрузки нефтепродуктов необходимый полезный объем резервуарного парка может быть вычислен по формуле:
для распределительных железнодорожных нефтебаз:
|
|
Vi |
QiTЦ КНЗ Кнв |
(1 |
V |
ст |
[ф.2] |
|||
|
|
|
i |
|
|
) |
||||
|
|
30 |
100 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Qi |
- среднемесячное потребление |
|
i-го нефтепродукта, |
м3; Tц |
- |
|||||
продолжительность |
транспортного |
цикла поставок нефтепродукта, сутки |
||||||||
(табл.5); |
КНЗ - |
коэффициент |
неравномерности подачи |
цистерн |
с |
|||||
нефтепродуктом, КНЗ = 1,1...1,3; КНВ - коэффициент неравномерности потребления нефтепродуктов (табл.6).
10