4_Курсовая работа Комаров - гидравлический расчет, выбор насосов. Ориентировочная скорость движения нефтепродуктов () по технологическим трубопроводам принимается равной 2,55,0 мс
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
Ориентировочная скорость движения нефтепродуктов (𝜗) по технологическим трубопроводам принимается равной 2,5-5,0 м/с. Диаметр трубопровода определяется по формуле: 𝑑 = 4 ∙ 𝑄 max 𝜋 ∙ 𝜗 где 𝜗 – ориентировочная скорость движения нефтепродукта в трубопроводе, м/с; 𝑄 max – максимальный расход, м 3 /с. Наружный диаметр и толщина стенки технологических трубопроводов определяются в соответствии с ГОСТ 10704-91. Скорость потока нефтепродуктов уточняется по формуле: 𝜗 = 4 ∙ 𝑄 max 𝜋 ∙ 𝑑 вн 2 𝑑 вн – внутренний диаметр технологических трубопроводов, м. При гидравлическом расчёт технологических трубопроводов необходимо выполнить ряд расчётов: 1. Гидравлический расчёт внутрибазовой перекачки. 2. Проверка всасывающего патрубка насоса на давление насыщенных паров. 3. Гидравлический расчёт самотёчного трубопровода для подачи нефтепродуктов на автомобильную эстакаду. Для гидравлического расчёта внутрибазовой перекачки необходимо определить два резервуара с одним и тем же нефтепродуктом, внутрибазовая перекачка между которыми осуществляется по наиболее длинному пути. Определяется длина коммуникаций (технологических трубопроводов) (𝐿) (по генеральному плану), по которым будет осуществляться внутрибазовая перекачка. Далее необходимо определить число Рейнольдса по следующей формуле: 𝑅𝑒 = 𝜗 ∙ 𝑑 вн 𝜈 𝜗– уточнённая скорость нефтепродукта, м/с; 𝑑 вн – внутренний диаметр технологических трубопроводов, м; 𝜈 – кинематическая вязкость нефтепродукта при температуре наиболее холодной пятидневки, м 2 /c. В зависимости от числа Рейнольдса определяется режим течения нефтепродукта в технологических трубопроводах и коэффициент гидравлического сопротивления. Необходимо определить потери напора на трение по следующей формуле: ℎ 𝜏 = 𝜆 ∙ 𝐿 ∙ 𝜗 2 𝑑 вн ∙ 2 ∙ 𝑔 где 𝜆 – коэффициент гидравлического сопротивления; 𝐿 – длина трубопровода, по которому производится внутрибазовая перекачка, м. №15 РВСПК-5000 АИ-80 №18 РВСПК-5000 АИ-80 №16 РВСПК-5000 АИ-80 №19 РВСПК-5000 АИ-80 №9 РВСПК-5000 АИ-92 №11 РВСПК-5000 АИ-92 №8 РВСПК-5000 АИ-92 №10 РВСПК-5000 АИ-92 №12 РВСПК-5000 АИ-95 №14 РВСПК-5000 АИ-95 №13 РВСПК-5000 АИ-95 №5 РВСПК-5000 АИ-98 №7 РВСПК-5000 АИ-98 №6 РВСПК-5000 АИ-98 №2 РВС-5000 ДТ №4 РВС-5000 ДТ №1 РВС-5000 ДТ №3 РВС-5000 ДТ Пример внутрибазовой перекачки Необходимо определить по технологической схеме местные сопротивления вдоль технологических трубопроводов, по которым будет осуществляться внутрибазовая перекачка. Для каждого местного сопротивления следует найти коэффициент местного сопротивления и посчитать сумму этих коэффициентов местных сопротивлений. Потери напора на местные сопротивления рассчитываются по следующей формуле: ℎ м = 𝜉 𝑖 ∙ 𝜗 2 2 ∙ 𝑔 σ 𝜉 𝑖 – сумма коэффициентов местных сопротивлений. Разность высотных отметок вычисляется по следующей формуле: ∆𝑍 = 𝑍 к − 𝑍 н 𝑍 к – высотная отметка конца технологического трубопровода, по которому производится внутрибазовая перекачка, м; 𝑍 н – высотная отметка начала технологического трубопровода, по которому производится внутрибазовая перекачка, м. Напор необходимый для осуществления внутрибазовой перекачки вычисляется по следующей формуле: H = ℎ 𝜏 + ℎ м + ∆𝑍 − Н взл 𝑚𝑖𝑛 + Н взл Н взл 𝑚𝑖𝑛 – минимальная высота взлива нефтепродукта в резервуаре (принимается равной от 1,5 до 1,7 м), м, Н взл – максимальная высота взлива нефтепродукта в резервуаре, м. Максимальная высота взлива нефтепродукта в резервуаре вычисляется по следующей формуле: 𝐻 взл = ℎ рез ∙ 𝑘 и ℎ рез – высота стенки резервуара для нефтепродукта (из характеристики резервуара), м; 𝑘 и – коэффициент использования резервуара для нефтепродукта (ВНТП 5 − 95). Давление насыщенных паров при тёплых условия больше, чем при холодных, поэтому расчёт производится при средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца. Для проверки всасывающего патрубка насоса на давление насыщенных паров необходимо определить резервуар, перекачка от которого до насосной станции осуществляется по наиболее длинному пути. Для определения давления насыщенных паров при температуре перекачки в летних условиях будет использоваться формула П.А. Рыбакова: 𝑃 𝑆 = 𝑃 𝑆38 ∙ 10 4,6 − 1430 𝑇 𝑃 𝑆38 – давление насыщенных паров по Рейду (для бензинов принимается равным 𝑃 𝑆38 = 0,8 ∙ 10 5 Па, для ДТ принимается равным 𝑃 𝑆38 = 10 3 Па); Т – средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца, K. Далее необходимо определить число Рейнольдса по следующей формуле: 𝑅𝑒 = 𝜗 ∙ 𝑑 вн 𝜈 𝜗 – уточнённая скорость нефтепродукта, м/с; 𝑑 вн – внутренний диаметр технологических трубопроводов, м; 𝜈 – кинематическая вязкость нефтепродукта при средней максимально температуре наиболее жаркого месяца (вычисляется аналогично кинематической вязкости при температуре наиболее холодной пятидневки), м 2 /с. В зависимости от числа Рейнольдса определяется режим течения нефтепродукта в технологических трубопроводах и коэффициент гидравлического сопротивления. Для проверки всасывающего патрубка насоса на давление насыщенных паров необходимо определить резервуар, перекачка от которого до насосной станции осуществляется по наиболее длинному пути. Определяется длина коммуникаций (технологических трубопроводов) (𝐿) (по генеральному плану), по которым будет осуществляться перекачка от резервуара до насосной станции. Необходимо определить потери напора на трение по следующей формуле: ℎ 𝜏 = 𝜆 ∙ 𝐿 ∙ 𝜗 2 𝑑 вн ∙ 2 ∙ 𝑔 где 𝜆 – коэффициент гидравлического сопротивления; 𝐿 – длина трубопровода, по которому производится перекачка от резервуара до насосной станции, м. №15 РВСПК-5000 АИ-80 №18 РВСПК-5000 АИ-80 №16 РВСПК-5000 АИ-80 №19 РВСПК-5000 АИ-80 №9 РВСПК-5000 АИ-92 №11 РВСПК-5000 АИ-92 №8 РВСПК-5000 АИ-92 №10 РВСПК-5000 АИ-92 №12 РВСПК-5000 АИ-95 №14 РВСПК-5000 АИ-95 №13 РВСПК-5000 АИ-95 №5 РВСПК-5000 АИ-98 №7 РВСПК-5000 АИ-98 №6 РВСПК-5000 АИ-98 №2 РВС-5000 ДТ №4 РВС-5000 ДТ №1 РВС-5000 ДТ №3 РВС-5000 ДТ Пример Необходимо определить по технологической схеме местные сопротивления вдоль технологических трубопроводов, по которым будет осуществляться перекачка от резервуара до насоса. Для каждого местного сопротивления следует найти коэффициент местного сопротивления и посчитать сумму этих коэффициентов местных сопротивлений. Потери напора на местные сопротивления рассчитываются по следующей формуле: ℎ м = 𝜉 𝑖 ∙ 𝜗 2 2 ∙ 𝑔 σ 𝜉 𝑖 – сумма коэффициентов местных сопротивлений. Разность высотных отметок вычисляется по следующей формуле: ∆𝑍 = 𝑍 к − 𝑍 н 𝑍 к – высотная отметка конца технологического трубопровода, по которому производится перекачка от резервуара до насосной станции (высотная отметка насосной станции), м; 𝑍 н – высотная отметка начала технологического трубопровода, по которому производится внутрибазовая перекачка (высотная отметка резервуара), м. Общие потери напора во всасывающей линии вычисляются по следующей формуле: ℎ вс = ℎ 𝜏 + ℎ м + ∆𝑍 Потери напора перед насосом вычисляются по следующей формуле: ℎ = ℎ вс − 𝐻 взл 𝑚𝑖𝑛 Условие всасывания для насоса будет выполняться, если следующее неравенство будет верным: 𝑃 атм − 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ℎ > 𝑃 𝑆 𝑃 атм – атмосферное давление равное 101325 Па; 𝜌 – плотность нефтепродукта, кг/м 3 Для гидравлического расчёта самотёчного трубопровода для подачи нефтепродуктов на автомобильную эстакаду необходимо определить резервуар, перекачка от которого до автомобильной эстакады осуществляется по наиболее длинному пути. Определяется длина коммуникаций (технологических трубопроводов) (𝐿) (по генеральному плану), по которым будет осуществляться перекачка от резервуара до автомобильной эстакады. Скорость нефтепродукта по самотёчным трубопроводам резервуара до автомобильной эстакады будет отличаться от скорости при внутрибазовой перекачке, так как скорость нефтепродукта по самотёчным трубопроводам определяется производительностью наливного устройства и вычисляется по следующей формуле: 𝜗 = 4 ∙ 𝑞 𝜋 ∙ 𝑑 вн 2 𝑞 – производительность наливного устройства, м 3 /с; 𝑑 вн – внутренний диаметр трубопровода, м. Пример №15 РВСПК-5000 АИ-80 №18 РВСПК-5000 АИ-80 №16 РВСПК-5000 АИ-80 №19 РВСПК-5000 АИ-80 №9 РВСПК-5000 АИ-92 №11 РВСПК-5000 АИ-92 №8 РВСПК-5000 АИ-92 №10 РВСПК-5000 АИ-92 №12 РВСПК-5000 АИ-95 №14 РВСПК-5000 АИ-95 №13 РВСПК-5000 АИ-95 №5 РВСПК-5000 АИ-98 №7 РВСПК-5000 АИ-98 №6 РВСПК-5000 АИ-98 №2 РВС-5000 ДТ №4 РВС-5000 ДТ №1 РВС-5000 ДТ №3 РВС-5000 ДТ Далее необходимо определить число Рейнольдса по следующей формуле: 𝑅𝑒 = 𝜗 ∙ 𝑑 вн 𝜈 𝜈 – кинематическая вязкость нефтепродукта при температуре наиболее холодной пятидневки, м 2 /с. В зависимости от числа Рейнольдса определяется режим течения нефтепродукта в технологических трубопроводах и коэффициент гидравлического сопротивления. Потери напора на трение рассчитываются по следующей формуле: ℎ 𝜏 = 𝜆 ∙ 𝐿 ∙ 𝜗 2 𝑑 вн ∙ 2 ∙ 𝑔 где 𝜆 – коэффициент гидравлического сопротивления; 𝐿 – длина трубопровода, по которому подача нефтепродукта на автомобильную эстакаду, м. Необходимо определить по технологической схеме местные сопротивления вдоль технологических трубопроводов, по которым будет осуществляться подача нефтепродукта на автомобильную эстакаду. Для каждого местного сопротивления следует найти коэффициент местного сопротивления и посчитать сумму этих коэффициентов местных сопротивлений. Потери напора на местные сопротивления рассчитываются по следующей формуле: ℎ м = 𝜉 𝑖 ∙ 𝜗 2 2 ∙ 𝑔 σ 𝜉 𝑖 – сумма коэффициентов местных сопротивлений. Разность высотных отметок вычисляется по следующей формуле: ∆𝑍 = 𝑍 к − 𝑍 н 𝑍 к – высотная отметка конца технологического трубопровода, по которому производится подача нефтепродукта на автомобильную эстакаду (высотная отметка автомобильной эстакады), м; 𝑍 н – высотная отметка начала технологического трубопровода, по производится подача нефтепродукта на автомобильную эстакаду (высотная отметка резервуара, откуда производится подача на автомобильную эстакаду), м. Потери напора на линии подачи нефтепродукта на автомобильную эстакаду вычисляются по следующей формуле: ℎ вс = ℎ 𝜏 + ℎ м + ∆𝑍 − 𝐻 взл 𝑚𝑖𝑛 где ℎ 𝜏 – потери напора на трение на линии подачи нефтепродукта из резервуара на автомобильную эстакаду, м; ℎ м – потери напора на местные сопротивления на линии подачи нефтепродукта из резервуара на автомобильную эстакаду, м. Если потери напора на линии подачи нефтепродукта на автомобильную эстакаду будут отрицательными, то значит существует подпор даже при минимальном уровне взлива в резервуаре – трубопровод для подачи нефтепродукта на автомобильную эстакаду является самотёчным. Это доказательство и является целью гидравлического расчёта самотёчного трубопровода для подачи нефтепродуктов на автомобильную эстакаду. Насос должен обеспечивать напор необходимый для покрытия потерь во всасывающей и нагнетательной линии (напор, необходимый для осуществления внутрибазовой перекачки (H)), при соответствующем объемном расходе нефтепродуктов – максимальном расходе (𝑄 𝑚𝑎𝑥 ). Пример Если напор, необходимый для осуществления внутрибазовой перекачки (Н) равен 20 м, а объемный расход нефтепродуктов (максимальный расход) (𝑄 𝑚𝑎𝑥 ) составляет 1800 м 3 /час, то подходящий 2Д2000-21. Примечание. Объемный расход нефтепродуктов (максимальный расход) ( 𝑄 𝑚𝑎𝑥 ) должен попадать в рабочую зону (рабочий интервал насоса. Далее необходимо найти рабочую точку путём построения совмещённой Q-H характеристика насоса (необходимо найти аппроксимационную характеристику насоса методом наименьших квадратов и, подставляя в неё различные расходы, получить характеристику насоса) и трубопровода (необходимо произвести расчёт внутрибазовой перекачки при различных расходах и тем самым получить характеристику трубопровода). Если рабочая точка не ответствует объемному расходу нефтепродуктов (максимальному расходу) 𝑄 𝑚𝑎𝑥 , то необходимо произвести регулировку работы насоса путём частотного регулирования или обрезки рабочего колеса насоса. |