Расчёт потерь от малых дыханий. Расчёт потель от малых дыханий. Отчет по практической работе 1 по дисциплине Резервуарные парки и нефтебазы

• Название: Отчет по практической работе 1 по дисциплине Резервуарные парки и нефтебазы
• Анкор: Расчёт потерь от малых дыханий
• Дата: 15.04.2023
• Размер: 251.92 Kb.
• Имя файла: Расчёт потель от малых дыханий.docx
• Тип: Отчет; #1063768

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ШКОЛА)

Департамент Нефтегазовых технологий и нефтехимии

ОТЧЕТ

по практической работе № 1

по дисциплине «Резервуарные парки и нефтебазы»

на тему: «Расчет потерь нефтепродукта от «малых дыханий»

Вариант

Выполнил студент гр. Б3119 - 21.03.01эоотх _______________

Проверил ст. преподаватель ________________ ______________________________ (оценка) «_____» __________________2023 г.

Владивосток

2023

Задание

1. Определить потери от «малого дыхания» из резервуара РВС-1000 с крышей без понтона при длительном хранении (июнь-август). Все необходимые данные представлены ниже.

2. Самостоятельно подобрать понтон и рассчитать потери при данной конструкции. Доказать эффективность использования понтонов.

Тип резервуара	РВС-1000
Средняя температура воздуха в июне, Тср.июнь., К	286,2
Средняя температура воздуха в июле, Тср.июль., К	292,5
Средняя температура воздуха в августе, Тср.авг., К	294,5
Средняя разность температур, ΔТ, К	4,4
Средняя продолжительность дня в июне, τиюнь	16,4
Средняя продолжительность дня в июле, τиюль	15,8
Средняя продолжительность дня в августе, τавг	13,2
Географическая широта, ψ	43,2
Средняя облачность в июне, %	19,5
Средняя облачность в июле, %	21
Средняя облачность в августе, %	13,3
Коэффициент прозрачности атмосферы в июне, γиюнь	0,5
Коэффициент прозрачности атмосферы в июле, γиюль	0,53
Коэффициент прозрачности атмосферы в августе, γавгуст	0,63
Температура начала кипения, Tн.к., К	319
Вид топлива	АИ-80
Плотность нефтепродукта, ρ293, кг/м3	720

Решение

1. 
   По таблице 1.8 справочника П.И. Тугунова, В.Ф. Новоселова «Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов», определим геометрические размеры резервуара РВС-1000: диаметр ; высота ; геометрический объем . Высота взлива бензина АИ-80 .
   

Таблица 1 – Геометрические размеры резервуара

Номинальный объем,	Диаметр , м	Высота , м	Геометрическая вместимость резервуара с понтоном ,
1000	12,33	8,94	1066

2. 
   Найдем площадь «зеркала» бензина по формуле (1):
   

(1)

где – диаметр резервуара, м.

3. 
   Средняя высота газового пространства по формуле (2):
   

(2)

где – высота резервуара, м;

– высота уровня жидкости в резервуаре (высота взлива), м;

– высота конуса крыши, м (равна нулю, т. к. крыша – плоская).
Все вышеперечисленные высоты известны, тогда высота газовой шапки составит:

4. 
   Объемы жидкой и паровой фаз в резервуаре:
   

5. 
   Определяем молярную массу паров бензина при по формуле (3):
   

(3)

где – средняя температура кипения фракций, находящихся в парах К.

6. 
   Постоянная бензиновых паров вычисляется по формуле (4):
   

(4)

где – универсальная газовая постоянная.

7. 
   Принимаем, что средняя температура бензина равна среднемесячной температуре воздуха, то есть . Далее расчет для примера будет вестись для июня. Основные расчеты для июля и августа выполняются аналогично. Все полученные результаты для разных месяцев сведены в сводную таблицу 3.
   
8. 
   Теплопроводность и теплоемкость бензина при его средней температуре находятся по следующим формулам (5) и (6) соответственно:
   

	(5)
	(6)

где – плотность нефтепродукта при 293 К, .

Тогда получим следующие значения:

9. 
   Коэффициент температуропроводности бензина по формуле (7):
   

(7)

где – плотность бензина при средней температуре, вычисляемая по формуле (8):

(8)

где – коэффициент объемного расширения, , зависящий от плотности нефти при 293 К. При коэффициент равен .
Тогда плотность нефтепродукта для июня равна:



Отсюда коэффициент температуропроводности для июня равен:

10. 
    Расчетный параметр определяется по формуле (9):
    

(9)

Тогда получим, что равно:

11. 
    Определим среднее расчетное склонение солнца по графику (рисунок 1).
    

Рисунок 1 – График для определения расчетного склонения Солнца (на первое число каждого месяца)

Расчетное склонение Солнца для июня численно равно

12. 
    Интенсивность солнечной радиации вычисляется по следующей формуле (10):
    

(10)

где – коэффициент прозрачности атмосферы;

– географическая широта места установки резервуара.
В итоге получим:

13. 
    Площадь проекции поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство резервуара, на вертикальную плоскость по формуле (11):
    

(11)

где – диаметр резервуара РВС 1000.

14. 
    Площадь проекции стенок резервуара на плоскость, нормальную к направлению солнечных лучей в полдень, по формуле (12):
    

(12)

15. 
    Площадь поверхности стенок, ограничивающих газовое пространство по формуле (13):
    

(13)

Подставим выше найденные значения и получим:

16. 
    Количество тепла, получаемого 1 стенки, ограничивающей ГП резервуара, за счет солнечной радиации, по формуле (14):
    

(14)

где – степень черноты внешней поверхности резервуара;

– площадь проекции стенок резервуара на плоскость, нормальную к направлению солнечных лучей в полдень, .
Искомое значение количества тепла составит:



17. Определяем коэффициенты теплоотдачи. При выборе коэффициентов можно воспользоваться рекомендациями Н.Н. Константинова:

,

,

.

По следующим формулам (15) и (16) и таблице 2 найдем величины коэффициентов теплоотдачи:

	(15)
	(16)

где … , , –эмпирические коэффициенты, принимаемые по таблице 2.



Таблица 2 – Величины эмпирических коэффициентов

Коэффициент теплоотдачи,	Коэффициенты
	3,05	0,00901	-0,00000765	–	–
	–	–	–	-9,19	0,0459
	2,7	0,00807	-0,00000609	–	–
	–	–	–	-3,9	0,0378
	2,6	0,01528	-0,00001654	–	–
	1,68	0,00359	-0,00000296	–	–

Коэффициенты теплоотдачи для июня равны следующим значениям:












18. Коэффициенты теплоотдачи от стенки резервуара к наружному воздуху в дневное и ночное время вычисляются по формуле (17):

(17)

19. Приведенные величины коэффициентов теплоотдачи от стенки резервуара к нефтепродукту соответственно в ночное и в дневное время рассчитываются по формулам (18):

(18)

Тогда коэффициенты теплоотдачи для июня равны:





20. Избыточные максимальная и минимальная температуры стенки резервуара, отсчитываемые от средней температуры бензина, по (19):

(19)

где , – коэффициенты теплоотдачи от стенки емкости в атмосферу соответственно в ночное и дневное время; их вычисляют как сумму коэффициентов теплоотдачи конвекцией ( ) и излучением ( );
– количество тепла, получаемого в полдень за счет солнечной радиации и отнесенного к 1 стенки, ограничивающей ГП резервуара.

– избыточные минимальная и максимальные температуры воздуха, отсчитываемые от средней температуры воздуха, К.
Минимальная и максимальная температуры равны:





Подставив известные значения, получим:




21. Избыточные температуры ГП, отсчитываемые от средней температуры бензина, определяются по (20):

(20)

22. Минимальная и максимальная температуры ГП резервуара по (21):

(21)

где – средняя температура нефтепродукта в резервуаре, которую с достаточной точностью можно принимать равной средней температуре воздуха, К.
С учетом (4) получим:





23. По формуле (22) определяем давление насыщенных паров нефтепродуктов при минимальной температуре в ГП резервуара.

(22)

где – давление насыщенных паров нефтепродукта по Рейду ( ), Па;

эмпирический коэффициент, для автомобильных бензинов равный 0,0340 1/К;

поправка, учитывающая влияние соотношения фаз на давление насыщения, рассчитываемая по формуле (23), при :

(23)

24. По графику (рисунок 2) определим температурный напор – при , следовательно, напор равен .



Рисунок 2 – График для определения температурного напора

25. Почасовой рост концентрации (в % в час) в газовом пространстве по формуле (24):

(24)

где – диаметр резервуара, м;

– атмосферное давление, Па.


26. Продолжительность роста парциального давления определяется по формуле (25):

(25)

где – продолжительность дня в часах.



27. Максимальная концентрация углеводородов в ГП определяется по формуле (26):

(26)

где – почасовой рост концентрации, %;

– продолжительность роста парциального давления, ч;

– уставка клапана вакуума, 250 Па для данного резервуара;

– минимальное парциальное давление, вычисляемое по формуле (27):

(27)

28. Максимальное парциальное давление:

(28)

где – уставка клапана давления, равная 2000 Па.


29. Среднее массовое содержание паров бензина в ПВС, вытесняемой из резервуара, по формуле (29):

(29)

где – минимальное парциальное давление, вычисляемое по формуле (27).





30. Вытесняемый объем паровоздушной смеси за одно «малое дыхание»:

(30)

31. Потери бензина от «малого дыхания» на 1 июня определяются по формуле (31):

(31)

В итоге потери бензина составят:



За месяц (июнь) потери составят:



Для июля и августа проведены аналогичные расчеты. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Сводная таблица расчета «малых потерь» в РВС – 1000

Параметр	Июнь	Июль	Август
1	2	3	4
, м3	725,87
, К	287,40	293,60	295,70
, кг/м3	725,39	720,39	718,82
Вт/(м∙К)	0,19	0,19	0,19
Дж/(кг∙К)	2037,39	2062,51	2070,48
, м3/ч	0,46	0,45	0,45
	22,50	22,50	17,50
i,	701,13	741,71	887,39

Продолжение таблицы 3

1	2	3	4
,	177,33	187,59	227,55
	302,07	308,94	313,10
	285,03	291,39	293,40
, Па	21610,48	27229,82	29302,97
К	7,00	7,00	7,40
% в час	0,09	0,08	0,09
ч	11,20	10,90	9,60
%	23,14	28,71	30,78
, Па	23906,18	29661,99	31800,21
, кг/м3	0,53	0,75	0,80
, м3	35,96	35,29	39,72
, кг	19,07	26,58	31,81
, кг	572,08	797,46	954,28

В результате произведенных расчетов был сделан вывод, что в летние месяцы нефтебаза теряет на «малые дыхания» следующее количество бензина:



Исходя из результатов следует, что максимальные потери составили в августе.

За три месяца нефтебаза от одного РВС – 1000 потеряла около 2,3 т нефтепродукта.

Выбор средства для сокращения потерь

Алюминиевый понтон «АЛЬПОН» представляет собой легкосборную конструкцию, состоящую из каркаса, образованного балками с прикрепленными к ним поплавками, обеспечивающими плавучесть понтона не менее 200%. Каркас понтона покрыт алюминиевым настилом. Для исключения проникновения паров в надпонтонное пространство по периметру понтон оснащен юбкой, огибающей весь понтон и постоянно погруженной в продукт, создавая гидрозатвор. Масса алюминиевого понтона «АЛЬПОН» колеблется от 4,9 кг/м2 до 5,9 кг/м2 в зависимости от диаметра резервуара.

Согласно техническим данным понтона «АЛЬПОН» его эффективность на РВС-1000 составляет 98%.

Таким образом, при потерях от «малых дыханий» в летний период, в нашем случае равных 2323,81 кг, применив алюминиевый понтон «АЛЬПОН» удастся уменьшить потери бензина на 2277,33 кг.

Потери в летние месяцы, с применением алюминиевого понтона составят 46,48 кг.