курсовая по азс. Курсовой проект по дисциплине Эксплуатация нефтебаз и азс

• Название: Курсовой проект по дисциплине Эксплуатация нефтебаз и азс
• Анкор: курсовая по азс
• Дата: 09.11.2022
• Размер: 1.14 Mb.
• Имя файла: 3_PZ_nps.docx
• Тип: Курсовой проект; #778360
• страница: 5 из 6

3.3. Расчёт потерь нефти от «больших дыханий»

Потери от «больших дыханий» имеют место при операциях заполнения. При откачке нефтепродукта из резервуара объём газового пространства увеличивается. Поэтому давление в нем падает, и через дыхательную арматуру в резервуар подсасывается атмосферный воздух. Это, с одной стороны, приводит к снижению средней концентрации углеводородов в ГП, а с другой стороны, струя воздуха омывает поверхность нефтепродукта. В результате процесс его испарения интенсифицируется. При последующем заполнении резервуара насыщенная углеводородами паровоздушная смесь вытесняется в атмосферу. [3]

1) Продолжительность откачки и закачки нефти найдём по следующим формулам:

, (65)

, (66)

где – площадь «зеркала» нефти в резервуаре, ; , – производительность откачки и закачки по условию, ; , – изменение взлива нефти при откачке и закачке, .

2) Средняя высота взлиза нефти в резервуаре при закачке и откачке будет определена по формуле (67):

. (67)

3) Средняя высота газового пространства резервуара при закачке и откачке нефти будет найдена формуле (68):

, (68)

где h_сфер – высота сферической кровли, м.

4) Скорость закачиваемой нефти в приемо-раздаточном устройстве ПРП-900 найдена по формуле (69):

, (69)

где – диаметр приёмно-раздаточного патрубка, – количество ПРП.

5) Скорость струи воздуха в монтажном патрубке дыхательного клапана вычислена по формуле (70):

, (70)

где d – номинальный диаметр монтажного патрубка дыхательного клапана НДКМ-350, N_k – число дыхательных клапанов на крыше резервуара. [5]

6) Диаметр круга, эквивалентного площади поверхности нефти, омываемой струей воздуха, подсасываемого в резервуар будет определён по формуле (71):

. (71)

7) Скорость струи воздуха у поверхность откачиваемой нефти вычислена по формуле (72):

, (72)

где – монтажного патрубка дыхательного клапана НДКМ-350.

8) Теперь необходимо определить, как изменялась концентрация паров в газовом пространстве в ходе каждой из операций. Для этого нужно выполнить следующие действия.

9) В процессе откачки средние объемы жидкой и паровой фаз в резервуаре будут следующими:

, (73)

, (74)

где – геометрическая вместимость резервуара, .

10) Соотношение фаз вычислено по формуле (75):

. (75)

11) Так как величина , то функция примет следующее значение:

, (76)

12) Давление насыщенных паров нефти при средней температуре в газовом пространстве резервуара вычислим по формуле (77):

. (77)

13) Концентрация насыщенных паров нефти при откачке найдена по формуле (78):

. (78)

14) Начальная объемная концентрация углеводородов в газовом пространстве перед откачкой определена по формуле (79):

. (79)

15) Плотности паров нефти и воздуха при условиях откачки будут следующими:

, (80)

где – универсальная газовая постоянная, ; – молярная масса паров нефти, ,

, (81)

– молярная масса воздуха, .

16) Плотность ПВС перед началом откачки определена по формуле (82):

. (82)

17) Масса ПВС и паров нефти в газовом пространстве перед началом откачки вычислены следующим образом:

, (83)

, (84)

где V_п – объем паровой фазы на момент начала откачки, м³.

18) Объем и масса воздуха, подсасываемого в резервуар при его опорожнении будут следующими:

, (85)

. (86)

19) Если бы нефть в ходе опорожнения резервуара не испарялась, то к концу опорожнения объемная концентрация паров в газовом пространстве имела бы следующее значение:

. (87)

Соответственно средняя объемная концентрация паров нефти равнялась бы:

. (88)

20) Так как в ходе опорожнения резервуара происходит донасыщение газового пространства РВС парами нефти, то в качестве первого приближения примем – .

При этой концентрации необходимо вычислить следующие величины.

20.1) Молярная масса ПВС определена по формуле (89):

. (89)

20.2) Плотность ПВС найдём по формуле (90):

. (90)

20.3) Кинематическая вязкость ПВС определена по формуле (91):

, (91)

.

20.4) Число Шмидта найдём по формуле (92):

, (92)

где – коэффициент диффузии паров, .

20.5) Движущая сила процесса испарения определена по формуле (93):

. (93)

20.6) Критерий при простое резервуара найдём по формуле (94):

. (94)

20.7) Среднее число Рейнольдса, характеризующее интенсивность омывания поверхности нефти воздухом по формуле (95) будет следующим:

. (95)

20.8) Величина критерия при откачке нефти найдена по формуле (96):

, (96)

.

21) Плотность потока массы испаряющейся нефти при откачке определена по формуле (97):

, (97)

.

22) Массу нефти, испарившейся за время откачки, найдём по формуле (98):

, (98)

где – площадь «зеркала» нефти в резервуаре, ; – продолжительность откачки нефти, ч.

23) Массовая и объемная расчетные концентрации углеводородов в газовом пространстве к моменту завершения откачки определены по формулам:

, (99)

, (100)

где – молярная масса паров нефти, .

Так как концентрация насыщенных паров , то принимаем .

24) Среднюю расчетную объемную концентрацию углеводородов в газовом пространстве при откачке найдём по формуле (101):

. (101)

Расхождение ранее принятой и расчетной величин будет следующей:

. (102)

Так как расхождение составляет менее 5%, то уточнять значение необязательно. [7]

25) Парциальное давление паров нефти в газовом пространстве к началу простоя резервуара по формуле (103) будет следующим:

, (103)

где – атмосферное давление, ; – установка клапана вакуума, .

26) Объемы жидкой и паровой фаз в процессе простоя резервуара перед его заполнением вычислены следующим образом:

, (104)

. (105)

где – высота взлива после откачки, ; – геометрическая вместимость резервуара, .

27) Соотношение фаз вычислено по формуле (106):

, (106)

28) Так как величина , то функция примет следующее значение:

, (107)

29) Давление насыщенных паров нефти при простое вычислим по формуле (108):

. (108)

30) Концентрация насыщенных паров нефти при простое найдена по формуле (109):

. (109)

Так как , то испарение нефти в процессе простоя происходить не будет. Из этого можно сделать вывод, что начальная концентрация паров нефти в газовом пространстве в начале закачки , а . [5]

31) Средние объемы жидкой и паровой фаз в процессе заполнения резервуара вычислены следующим образом:

, (110)

, (111)

где – средняя высота взлива нефти в процессе закачки, ; – геометрическая вместимость резервуара, .

32) Соотношение фаз вычислено по формуле (112):

. (112)

33) Так как величина , то функция примет следующее значение:

, (113)

34) Среднее давление насыщенных паров нефти при средней температуре в газовом пространстве при закачке вычислим по формуле (114):

. (114)

35) Концентрация насыщенных паров нефти при закачке найдена по формуле (115):

. (115)

36) Пусть средняя концентрация углеводородов в газовом пространстве в процессе заполнения резервуара будет равной .

При этой концентрации произведём следующие расчёты.

36.1) Молярная масса ПВС при закачке определена по формуле (116):

. (116)

36.2) Плотность ПВС при закачке найдём по формуле (90):

. (117)

36.3) Кинематическая вязкость ПВС определена по формуле (118):

, (118)

.

36.4) Число Шмидта найдём по формуле (119):

. (119)

36.5) Движущая сила процесса испарения определена по формуле (120):

. (120)

36.6) Критерий при простое резервуара найдём по формуле (94):

. (121)

36.7) Средняя характерная скорость перемешивания нефти в резервуаре определена по формуле (122):

, (122)

где – площадь «зеркала» нефти в резервуаре, .

36.8) Величина комплексного параметра , характеризующего интенсивность перемешивания нефти в резервуаре при его заполнении по формуле (123) будет следующей:

, (123)

где .

36.9) Величина критерия при закачке нефти найдена по формуле (124):

, (124)

.

37) Плотность потока массы испаряющейся нефти при закачке определена по формуле (125):

, (125)

.

38) Массу нефти, испарившейся за время закачки, найдём по формуле (126):

, (126)

где – площадь «зеркала» нефти в резервуаре, ; – продолжительность закачки нефти, ч.

39) Масса ПВС и паров нефти в газовом пространстве резервуара на момент начала закачки определены по формулам:

, (127)

. (128)

40) Объем закачиваемой нефти и масса вытесняемой в атмосферу ПВС будут следующими:

, (129)

. (130)

41) Средняя массовая концентрация углеводородов в газовом пространстве в процессе заполнения резервуара найдена по формуле (131):

. (131)

42) Массовая концентрация паров нефти в газовом пространстве к моменту окончания закачки определена по формуле (132):

, (132)

.

43) Соответствующая объемная концентрация паров в газовом пространстве найдена по формуле (133):

, (133)

где – молярная масса паров нефти, .

Так как концентрация насыщенных паров , то принимаем .

44) Среднюю расчетную объемную концентрацию углеводородов в газовом пространстве при закачке определим по формуле (134):

. (134)

Расхождение ранее принятой и расчетной величин будет следующей:

. (135)

Так как расхождение составляет менее 5%, то уточнять значение необязательно. [7]

45) Среднее парциальное давление паров нефти в газовом пространстве в процессе закачки

найдено по формуле (136):

. (136)

46) Плотность паров нефти в процессе откачки определим по формуле (137):

. (137)

47) Потери нефти от «больших дыханий» по формуле (138) будут следующими:

, (138)

.

3.4. Расчёт потерь нефти от «обратного выдоха»

Потери от «обратного выдоха» обусловлены следующим. После частичного опорожнения резервуара до некоторого уровня его газовое пространство недонасыщено углеводородами. При дальнейшем простое резервуара происходит донасыщение ГП, что вызывает рост давления в нм. Как только оно достигает уставки клапана давления, последний открывается и происходит вытеснение в атмосферу некоторого объёма паровоздушной смеси. [5]

Потери нефти от «обратного выдоха» определены по формуле (139):

, (139)

где – атмосферное давление, ; – установка клапана давления, ; – объём паровой фазы в процессе простоя резервуара, ; – газовая постоянная паров нефти, ; – объёмная концентрация нефти в ГП к моменту завершения откачки; – концентрация насыщенных паров нефти при простое. [3]

.

Получен отрицательный результат. Это значит, что при данных условиях потерь от «обратного выдоха» не будет.

3.5. Расчёт потерь от испарения за месяц

Месячные потери складываются из малых дыханий за все дни месяца, дыханий обратных и больших дыханий с учетом коэффициента оборачиваемости. Месячные потери найдены по формуле (140):

, (140)

где – коэффициент оборачиваемости по условию, .

.

3.6. Расчёт потерь с учётом наличия плавающей крыши

Установлено, что наличие на РВС плавающей крыши уменьшает потери хранимой углеводородной жидкости от испарения в среднем на 85%. И с учетом средней эффективности плавающих крыш месячные потери из одного резервуара по формуле (141) составят:

. (141)