Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине Специальные методы перекачки углеводородов

• Название: Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине Специальные методы перекачки углеводородов
• Дата: 25.06.2022
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: MU_k_prakticheskim_i_kontrolnym_rabotam_1_ (5).doc
• Тип: Методические указания; #614610
• страница: 3 из 3

Решение

Уравнение баланса напоров:

.

1. Подставляем ₁, затем ₂ и получим Q₁ и Q₂, при этом данные используются в системе “СИ”.

Для легкого нефтепродукта:

.

м³/с, производительность на “легком” нефтепродукте.

Для тяжелого нефтепродукта:

.

м³/с производительность на “тяжелом” нефтепродукте.

2. Составим уравнение баланса давлений, если длина зоны замещения равна x.

, откуда

;

м³/с.

Если x=0_*,то x=0 в уравнении баланса давлений.

При X=50км

м³/с.

При X=100км

м³/с.

При X=100_*

м³/с.

При X=150км

м³/с.

Данные по изменению Q заносим в табл. 7.3.

3. Далее найдем напор насосных станций при

X =0, 0_*, 50, 100, 100_*, 150, 200.

Напор на НПС равен:

м;

м; м;

м; м;

м; м.

Данные по изменению Н заносим в табл. 7.3.

4. Затем определим давление на станциях НПС-1 и НПС-2 по формуле:

.

При х=0 МПа.

При х=0_* МПа;

МПа.

При х=50 МПа;

МПа.

При х=100 МПа;

МПа.

При х=100_* МПа;

МПа.

При х=150 МПа;

При х=200 МПа.

Данные по изменению Р₁и Р₂ заносим в табл. 7.3.

5. Далее рисуем график изменения давлений на станциях НПС-1 и НПС-2 в зависимости от длины зоны замещения “тяжелого” нефтепродукта х (рис. 7.5).

6. Затем определим давление перед станцией 2 в процессе замещения нефтепродуктов.

МПа - потери давления на длине 100 км, т.е. до 2-ой НПС.

- подпор перед станцией НПС-2



- потери давления на участке 0-100 км в зависимости от длины зоны замещения.


Рис. 7.5. Графики изменения давления на НПС-1 – Р₁ и НПС-2 – Р₂

в зависимости от Х
МПа;

МПа - давление перед станцией-2 при х=0.

МПа;

МПа - давление перед станцией-2 при х=0*.

МПа;

МПа - давление перед станцией-2 при х=50.

МПа;

МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=100 км.

МПа;

МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=150 км.

МПа;

МПа ΔР перед станцией НПС-2 при х=200 км.

Данные по изменению ΔР заносим в табл. 7.3.

7. Строим график изменения давления перед НПС-2 в зависимости от длины зоны замещения “тяжелого” нефтепродукта х (рис. 7.6).



При х=100 м³/с.
Таблица 7.3

Изменение режима работы продуктопровода в процессе замещения легкого нефтепродукта тяжелым

X, км	Qx	H	P1	P2	P
0	0,12554	550,96	3,91	3,91	-0,0035
0*	0,12843	537,91	4,35	3,82	0,3
50	0,125136	552,76	4,47	4,93	-0,034
100	0,12202	566,50	4,58	4,02	-0,3
100*	0,12474	554,53	4,48	4,48	-0,58
150	0,12186	567,20	4,58	4,58	-0,29
200	0,11925	578,46	4,68	4,68	0,004

Q_lim – ограничивает пропускную способность трубопровода. Это Q участка, занятого вязким продуктом, следовательно, в процессе замещения нужно уменьшить Q до Q=Q_lim, во избежание кавитации в насосах НПС-2.



Рис. 7.6. Изменение давления перед НПС-2 в зависимости от Х
Вопросы к защите задачи по замещению нефтепродуктов

1. 
   Объяснить общую тенденцию изменения давления на станциях.
   
2. 
   Объяснить скачки давления на станциях 1 и 2 в точках 0 и 0_* и точках 100 и 100_*.
   
3. 
   Объяснить график подпора перед НПС-2.
   
4. 
   С учетом графика подпора определить лимитирующую производительность, если минимально допустимый подпор принять [P_доп]=0,2МПа.
   

Пример 7.3. Решение задачи гидравлического расчета

последовательной перекачки
Рассчитать трубопровод для последовательной перекачки диз. топлива (зимнего) 45% и автобензина А-76 – 55%. Суммарная производительность трубопровода G, длина трубопровода L(км), z=200м, перевальных точек на трассе нет. Температура средне годовая T=0 ⁰С=273К.

Данные по диз. топливу при расчетной температуре.

=847 кг/м³; =11сСт

по автобензину при расчетной температуре.

=740 кг/м³; =0,95сСт.

Р_выхНС=60 атм, на входе Р_вх=2 атм.

Определить диаметр трубопровода, число НС, подобрать насосно-силовое оборудование, определить действительные производительности при работе на каждом продукте и действительное количество дней перекачки (по графику Q-H для последовательной перекачки). Определить объем резервуарного парка. G=11,7 млн.т/год, L=700 км.

Решение

Особенностью гидравлического расчета последовательной перекачки является то, что расчет ведется по средней производительности и по самому вязкому продукту. В конце расчета обязательно построение графика Q-H нефтепродуктопровода и НПС и определение по графику действительной производительности по каждому виду продукта, а затем определение действительного количества дней перекачки по каждому виду нефтепродукта и сравнения общего количества дней перекачки с числом дней работы продуктопровода в году, равным 350 дням.

;

;

.

Задаемся скоростью перекачки (1,5-2) м/с.

Определим диаметр и уточним по сортаменту, определим гидравлические потери;

1. Определим среднюю производительность продуктопровода

м³/год,

м³/год,

м³/с.

Таблица 7.4

Сортамент труб

Dн×	Dн×
219×7	426×9
273×8	529×10
325×8	630×10
377×8	720×10

2. Задаемся средней скоростью перекачки равной 1,7 м/с.

3. 
   Определим D трубопровода
   

мм.

Принимаем по сортаменту (табл. 7.4)

D_нх=630х10; D_вн=610 мм

Уточним скорость:

м/с.

4. 
   Определим потери напора на трение
   

,

турбулентный режим

;

.

Re_IReRe_II – зона смешанного закона сопротивления

 определяем по формуле Альтшуля.

Потери находим по формуле Лейбензона

;

;

;

; ;

м.

Полные потери в трубе, с учетом Δz и Н_к=30 м, а также местных сопротивлений

м.

5. Принимаем насос НМ 1800-270 при

q_ср=1775,238 м³/час  Н_осн=230 м,

выбираем подпорный насос НПВ 2500-80 Н_n=93м.

6. Количество насосов

,

принимаем k=15 насосов

7. Построение совместной характеристики трубопровода и насоса

.

Для ДТ характеристика трубопровода:

м;

м;

м;

.

Для бензина А-76

м;

м;

м;

Характеристика всех насосов:

;

м;

м;

м.

Строим Q-H характеристику (рис. 7.7) и найдем действительные производительности для продуктов, действительное количество дней перекачки.

;

;

.




Рис. 7.7. Графики Q-H работы НПС и трубопровода на разных продуктах
Решение задачи заканчивается неравенством:

.
Условие задачи
Построить график замещения легкого продукта А тяжелым Б (вариант «а») и тяжелого нефтепродукта Б легким А (вариант «б»), если длина продуктопровода L=200 км, на продуктопроводе находятся 2 НПС (на «0» и «100» км), Δz принять равным 0, местные сопротивления не учитывать, напор подпорного насоса принять равным Н конечному. На НПС установлено по 2 рабочих насоса марки НМ-500-300 («а» насоса 452; «в» =7400); диаметр продуктопровода 350 мм, режим течения – зона смешенного закона сопротивления m=0,123; β=0,0075.

Таблица 7.5

Исходные данные к задаче по замещению нефтепродуктов

№ варианта	ρ тяжелого продукта, кг/м3, ρБ	ρ легкого продукта, кг/м3, ρА	ν тяжелого продукта, сст, νБ	ν легкого продукта, сст, νА
1а	840	740	5,9	1,2
2б	830	730	10,1	2,2
3а	820	720	9,7	1,8
4б	845	745	8,0	1,6
5а	855	755	12,0	2,4
6б	835	735	14,0	2,7
7а	810	710	11,0	2,5
8б	815	715	7,0	1,5
9а	820	720	5,3	1,3
0б	825	725	6,9	1,7

Плотности и вязкости легкого и тяжелого продуктов при температуре перекачки представлены в табл. 7.5.

В результате расчета определить производительность при работе на легком и тяжелом продуктах, построить график изменения давления на станциях НПС-1 и НПС-2 и подпора перед НПС-2, найти лимитирующую производительность процесса замещения.