Т.К. Приведенные затраты наименьшие для диаметра 920 мм, рассчитаем вариант для транспортировки нефти ø 820 мм.
1) Рассчитаем сопротивление труб:
Если Д 1 = 820 мм ; R 1 = 500Мпа * 0,9 / 1,34 * 1 = 335,8209 МПа
2) Определяем толщину стенки:
Если Д 1 = 820 мм,
δ 1 = 1,2*6,168428275 *820 мм / 2*(335,820896 МПа + 1,2*6,168428275 МПа) = 8,842 мм Для данного диаметра принимаем толщину стенки - 9 мм.
3) Внутренний диаметр трубопровода:
Если Д 1 = 820 мм, Д 1 вн = 820 мм - 2 * 9 мм = 802 мм.
4) Вычисляем число Рейнольдса:
Если Д вн 1 = 802 мм.
Re 1 = 4 * 1,756855 м ³ / c / 3,14 * 0,802 м * 0,0000118077 м ²/с = 236334,68
5) Определяем коэффициент гидравлического сопротивления по Блазиусу:
λ 1 = 0,3164 / (236334,68 ¼ ) = 0,3164 / 20,203075 = 0,01435
6) Определяем скорость движения потока:
Д 1 вн = 802 мм, W 1 = 4 * 1,756855 м ³ / c / 3,14 * 0,802 ² м ² = 3,479506 м / с
7) Определяем потери напора в трубопроводе по формуле Лейбензона:
Если Д 1 вн = 0,802 м и ν 1 = 0,0000118077 м2 / с ;
h
τ
1
= 0,0247 * 1,756855 2-0,25
м ³ / c
* 0,0000118077
0,25
м / с * 654000 м / 0,802 5-0,25
м
= 0,0247 * 2,680945 * 0,058619 * 654000 / 0,350613 =
7240,618401 м
8) Определяем потери напора в трубопроводе:
Для h τ 1 = 7240,618401 м; H 1 = 1,01 * 7240,618401 м + 47 м = 7360,024585 м
9) Определяем величину гидравлического уклона:
Для h τ 1 = 7240,618401 м; I 1 = 7240,618401 / 654000 м = 0,0110713
10) Определяем число однотипных станций:
Для H 1 = 7360,024585 м ;
n 1 = (7360,024585 м - 115 м) / 760 м = 9,533 шт; Принимаем n 1 = 10 шт
11) Вычисляем эксплуатационные расходы для трубопроводного транспорта:
Для Д 1 = 820 мм, S тр = 0,069 коп / т км
Э тр 1 = 0,069 коп / т км * 44 млн. т. / год * 654 км = 1985,644 тыс. руб / год
12) Определяем капитальные вложения для трубопроводного транспорта:
Для Д 1 = 820 мм и n 1 = 10 шт;
К 820 = 91,1 тыс. руб / км* 654 км + 15396 тыс. руб + 3023 тыс. руб* 0 + 3023 тыс. руб + 30 руб. * 0,5 * 44 млн.т./год / 0,828199 / 350 дней + 3023 тыс. руб * ( 10 - 0 - 1) = 107482,2847 тыс. руб
13) Определяем приведенные затраты для трубопроводного вида транспорта:
Для Д 1 = 820 мм;
П 820 = 107482,2847 тыс. руб * 0,15 ¹/год + 1985,644 тыс. руб / год = 18107,8867 тыс. руб./год
Таким образом по минимуму приведенных затрат оптимальным будет вариант с диаметром 920 мм и 5 нпс.
Построение совмещенной характеристики «НПС-нефтепровод» для оптимального варианта перекачки
1) Построение зависимости напора Нн от расхода Q по графику «Характеристики насоса НМ 7000-210» Н н = n * ( 2 - 3 ) * Н нас + h
Н н = n * 2,5 * Н нас + h = 10 * 2,5 * Н нас + 115 = 25 * Н нас + 115
|
Q, м3/ч |
0 |
2000 |
4000 |
6000 |
7000 |
8000 |
|
Н нас |
243 |
240 |
233 |
220 |
210 |
190 |
|
Н н |
6189 |
6114 |
5939 |
5614 |
5364 |
4865 |
Построение зависимости потери Нп от расхода Q по формуле Лейбензона
β = 0,0247; m = 0,25; L =654000 м; z = 47 м; ν 1 = 0,0000118077 м2/с; D = 0,9 м
|
Q, м3/ч |
0 |
2000 |
4000 |
6000 |
7000 |
8000 |
|
Q, м3/с |
0 |
0,555555556 |
1,111111111 |
1,666666667 |
1,944444 |
2,222222222 |
|
Q 1,75 |
0 |
0,357497588 |
1,202473761 |
2,444754824 |
4,044624 |
4,0446235 |
|
Н п |
47 |
610,97 |
1943,97 |
3903,74 |
6427,63 |
6427,63 |
Построение графиков напора Нн и потери Нп в зависимости от расхода Q (совмещенная характеристика «НПС-нефтепровод»)
Графики пересекаются при значении Q = 6750 м3 /ч
Мероприятия по снижению пропускной способности:
- отключить один или несколько насосных агрегатов,
- провести дросселирование на всасе,
- регулировать частоту вращения,
- выполнить обточку колёс.