Необходимость пересчета характеристик НСА с воды на нефть.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА Цель технологического расчета: определить толщину стенки нефтепровода, сделать гидравлический расчет, подобрать насосно-силовое оборудование, определить число насосных станций, расставить их по трассе нефтепровода и сделать аналитическую проверку работы НПС. По условиям задания имеем: L – Длина нефтепровода = 495 км = 495 000 м G – производительность нефтепровода = 61,0 млн.т/год ρ20 – плотность нефти при 20 0С = 839 кг/м3 ν20 – вязкость нефти при 20 0С = 21 сСт (t2 = 20 0С) ν50 – вязкость нефти при 50 0С = 10 сСт (t1 = 50 0С) ΔΖ – разность геодезических отметок конца и начала нефтепровода = 72 м k – число рабочих насосов на НПС = 3 шт. По приложению №3, так как G = 61,0 млн.т/год, то: D – диаметр наружный = 1220мм., Рраб – рабочее давление = 5,1 – 5,5 Мпа (52-56кгс/м2).

Определение свойств транспортируемой нефти.

1. Определение плотности при расчетной температуре

Для ρ₂₀= 830 – 839 кг/м³ (839 кг/м³) β_р – коэффициент объемного расширения = = 0, 000868 1/⁰С.

Плотность при расчетной температуре определяется по формуле:

2. Определение вязкости при расчетной температуре

Вязкость определяется по формуле:

где ν_i – вязкость при любой известной температуре t_i .

3. Определение расчетной производительности

Расчетная производительность Q_расч определяется по формуле:

где N_p – число рабочих дней трубопровода в году.

По приложению №2, так как L = 495 км и D = 1220 мм, то N_p = 353 дн/год.

4. Определение значений и коэффициентов, необходимых для определения толщины стенки трубопровода и подбора насоса

По приложениям № 4, 5 и 8 определяем значение коэффициентов k₁=1,4; k_n=1,1; n₁=1,15 соответственно.

По приложению №6 определяем, что нефтепровод – III категории, а значит коэффициент условий труда m₀=0,9.

По таблице СНиП 2.05.06.-85 R_n₁ примем = 510 МПа – ТУ-1381-012-05757848-2005 ОАО «Выксунский металлургический завод» «Трубы стальные электросварные прямошевные наружным диаметром 508-1420 мм для магистральных трубопроводов на рабочее давление до 9,8 МПа».

1.2. Подбор насосно-силового оборудования.

Выбираем насос по Q_расч = 8552,106 м³/ч (2,38 м³/с).

Проведем расчеты для возможных вариантов насосов:

-основных:

НМ 7000-210 (D=490мм),

НМ 10000-210 (D=505, 485, 470, 530, 520, 515 мм)

-подпорных:

НПВ 5000-120 (D=645, 613, 580).

1. Расчет напора для возможных вариантов насосного оборудования.

Напор рассчитываем по формуле

Н_i = a_i - b_i Q_расч ²,

где a_i и b_i – постоянные коэффициенты (приложение №7).

Основные:

1) НМ 7000-210 (D=490 мм)

Н₁ = 323,3 - 1,4795 10⁶ 8552,106² = 215,092 м

2) НМ 10000-210 (D=505 мм)

Н₂= 293,7 – 8,7817 10^-7 8552,106²= 229,472 м

3) НМ 10000-210 (D=485 мм)

Н₃= 280,1 - 8,7549 10^-7 8552,106²= 216,068 м

4) НМ 10000-210 (D=470 мм)

Н₄ = 264,5 – 8,6302 10^-7 8552,106² = 201,38 м – ٧

5) НМ 10000-210 (D=530 мм)

Н₅ = 364,5 – 9,4947 10^-7 8552,106² = 295,057 м

6) НМ 10000-210 (D=520 мм)

Н₆ = 358,5 – 9,6470 10^-7 8552,106²= 287,943 м

7) НМ 10000-210 (D=515 мм)

Н₇ = 345,1 – 9,9839 10^-7 8552,106²= 272,079 м

Подпорные:

а) НПВ 5000-120 (D=645 мм)

Н_а = 151,8 – 1,2760

10^-6

8552,106² = 58,475 м – ٧

б) НПВ 5000-120 (D=613 мм)

Н_б = 137,7 – 1,2839 10^-6 8552,106²= 43,798 м

в) НПВ 5000-120 (D=580 мм)

Н_в = 123,1 – 1,2315 10^-6 8552,106² = 33,03 м

2. Расчет рабочего давления для возможных вариантов насосного оборудования.

Считаем, что у нас 3 основных и 1 подпорный насосы.

Рабочее давление рассчитываем по формуле:

P_раб= (Н_п + 3 Н_осн) ρ_t g,

где: g – гравитационная постоянная = 9,81; Р_{раб.рекомендуемое} = 5,1 – 5,5 МПа.

Имеем среди рассмотренных вариантов 7 вариантов основных насосов и 3 варианта насосов подпорных, скомбинировать их можно 21-им способом.

1) Р_а-1 = (58,475+3 215,092) 841,92 9,81 = 5,813 МПа

2) Р_а-2 = (58,475+3 229,472) 841,92 9,81 = 6,169 МПа

3) Р_а-3 = (58,475+3 216,068) 841,92 9,81 = 5,837 МПа

4) Р_а-4 = (58,475+3 201,38) 841,92 9,81 = 5,473 МПа – ٧

5) Р_а-5 = (58,475+3 295,057) 841,92 9,81 = 7,794 МПа

6) Р_а-6 = (58,475+3 287,943) 841,92 9,81 = 7,618 МПа

7) Р_а-7 = (58,475+3 272,079) 841,92 9,81 = 7,225 МПа

8) Р_б-1 = (43,798+3 215,092) 841,92 9,81 = 5,691 МПа

9) Р_б-2 = (43,798+3 229,472) 841,92 9,81 = 6,048 МПа

10) Р_б-3 = (43,798+3 216,068) 841,92 9,81 = 5,715 МПа

11) Р_б-4 = (43,798+3 201,38) 841,92 9,81 = 5,352 МПа

12) Р_б-5 = (43,798+3 295,057) 841,92 9,81 = 7,673 МПа

13) Р_б-6 = (43,798+3 287,943) 841,92 9,81 = 7,496 МПа

14) Р_б-7 = (43,798+3 272,079) 841,92 9,81 = 7,103 МПа

15) Р_в-1 = (33,03+3 215,092) 841,92 9,81 = 5,602 МПа

16) Р_в-2 = (33,03+3 229,472) 841,92 9,81 = 5,959 МПа

17) Р_в-3 = (33,03+3

216,068)

841,92

9,81 = 5,627 МПа

18) Р_в-4 = (33,03+3 201,38) 841,92 9,81 = 5,263 МПа

19) Р_в-5 = (33,03+3 295,057) 841,92 9,81 = 7,584МПа

20) Р_в-6 = (33,03+3 287,943) 841,92 9,81 = 7,407 МПа

21) Р_в-7 = (33,03+3 272,079) 841,92 9,81 = 7,014 МПа

В диапазон рекомендуемого рабочего давления (5,1 – 5,5 МПа) входят комбинации: № 4 (подп - «а», осн - «4»), № 11 (подп - «б», осн - «4»), №18 (подп - «в», осн - «4»).

Однозначно основным насосом выбираем насос под номером 4 - НМ 10000-210 диаметром D=470 мм, напором 201,38 м, номинальной подачей Q_опт = 10000 м³/час.

Так как все 3 рассмотренных варианта подпорных насосов позволяют давлению быть в рекомендованном диапазоне, то выберем насос с наибольшим напором Н=58,475м («а») – НПВ 5000-210 диаметром D = 645 мм. Р_раб = 5,473 МПа.

Необходимость пересчета характеристик НСА с воды на нефть.

При малых значениях R_e (менее 60000) необходим пересчет с воды на вязкую жидкость (нефть).

Определим число Рейнольдса по формуле:

где D₂ – диаметр рабочего колеса и b₂ – ширина лопасти на выходе колеса, выбранные исходя из марки насоса (приложение №1), φ₂ – коэффициент стеснения потока лопастями на выходе колеса (произв. из диапазона 0,9-0,95).

Так как R_e = 382055,9 > 60000, то пересчет с воды на нефть не требуется.

1.4. Определение толщины стенки и внутреннего диаметра нефтепровода.

Толщина стенки нефтепровода определяется по формуле:

Принимаем δ = 13мм, как ближайшую большую по сортаменту (ТУ 1381-012-0575848-2005).

Определим внутренний диаметр труб по формуле:

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 590; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!