Технологический расчет магистрального нефтепровода

Размещено на http://allbest.ru

Министерство науки и образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Кафедра «Нефтегазовое дело»

Пояснительная записка

К курсовому проекту по дисциплине: «Проектирование сооружение и эксплуатация магистральных нефтепроводов»

На тему: «Технологический расчет магистрального нефтепровода»

Автор проекта: Галущинский Е. И

Руководитель работы: Арсеньев В.В

Проект защищен:

Оценка:

Омск 2014



Содержание

1. Анализ и обработка исходных данных

1.1 Определение расчетных свойств перекачиваемой нефти

1.2 Подбор насосно - силового оборудования

2. Технологический расчет нефтепровода

2.1 Определение диаметра и толщины стенки трубопровода

2.2 Гидравлический расчет трубопровода

2.3 Определение числа нефтеперекачивающих станций

2.4 Расстановка нефтеперекачивающих станций по трассе нефтепровода

2.5 Определение возможных режимов работы нефтепровода

2.6 Анализ результатов расчета режимов работы

2.7 Определение максимально возможной пропускной способности нефтепровода.

3. Выбор рациональных режимов перекачки

3.1. Определение рациональных режимов эксплуатации

3.2 Построение границы рациональных режимов

3.3 Определение параметров циклической перекачки



1. Анализ и обработка исходных данных расчета

Задачи проектирования:

1. Определение оптимальных параметров нефтепровода, включающих в свой состав:

ь диаметр трубопровода,

ь толщину стенки трубопровода,

ь давление на нефтеперекачивающих станциях (НПС),

ь число нефтеперекачивающих станций;

2. Расстановка НПС по трассе нефтепровода;

3. Расчет эксплуатационных режимов нефтепровода;

Исходные данные для расчета:

Производительность нефтепровода: тыс. т/сут;

Расчетная температура перекачки: С;

Плотность нефти при стандартных условиях: кг/м³;

Кинематическая вязкость нефти: при C сСт;

Кинематическая вязкость нефти: при C сСт;

Протяженность нефтепровода: км;

Внутренний диаметр патрубков насосов: мм;

Тип основных насосов:

Тип основных электродвигателей:

Тип подпорных насосов:

Тип подпорных электродвигателей:

Давление в конце нефтепровода: МПа;

Требуемые параметры нефтеперекачивающих станций:

НПС - 1

НПС - 2

НПС - 3

Диаметры колес, мм

L, км

Pвх, МПа

Pвых, МПа

Диаметры колес, мм

L, км

Pвх, МПа

Pвых, МПа

Диаметры колес, мм

L, км

Pвх, МПа

Pвых, МПа

Подп. 540 405х2(0,7) 400х2(0,7 об.)

0

-

5,5

405х2(0,7) 425х2(0,5)

160

0,27

5,2

405х4(0,7)

310

0,27

5,2

Геодезические отметки профиля трассы:

Километр	0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200	220	240
Высота, н.у.м.	120,0	128,0	155,0	181,8	170,2	160,0	171,3	155,0	120,0	85,0	70,2	70,0	155,4
Километр	260	280	300	320	340	360	380	400	420	440	460	480
Высота, н.у.м.	155,4	131,9	140,0	124,9	120,0	135,0	134,0	157,0	160,0	162,0	162,0	135,0

1.1 Определение расчетных свойств перекачиваемой нефти

Определение температурной поправки:

кг/м³;

Определение расчетной плотности перекачиваемой нефти:

кг/м³;

Вычисление расчетной кинематической вязкости перекачиваемой нефти:

1/К;

мм²/с;

1.2 Подбор насосно-силового оборудования. Расчет рабочего давление в нефтепроводе

Расчет часовой производительности нефтепровода:

м³/ч;

Где: годовая (массовая) производительность нефтепровода, млн. т/год;

коэффициент неравномерности перекачки, принимается равным, для трубопроводов, прокладываемых параллельно с другими нефтепроводами и образующими систему.

расчетное число рабочих дней в году, суток.

Выбор основных и подпорных насосов: Поскольку марки насосов заданы по условию расчета, необходимо лишь уточнить их по таблице характеристик центробежных насосов. В качестве основного насоса (4 шт) принимается: НМ 2500-230* исполнение ротора 0,7;

Диаметр рабочего колеса мм;

Коэффициенты аппроксимации:

м;

ч²/м⁵;

ч/м³;

ч²/м⁶;

В качестве подпорного насоса (1 шт) принимается:

НПВ 2500-80 исполнение ротора 1;

Диаметр рабочего колеса мм;

Коэффициенты аппроксимации:

м;

ч²/м⁵;

ч/м³;

ч²/м⁶;

Определение напоров, развиваемых насосами при расчетной производительности перекачки:

Напор магистральных насосов: ( мм)

м;

Напор магистральных насосов при обточенных колесах: ( мм)



м;

Где: - коэффициент обточки колес, рассчитывается по формуле:

;

Напор подпорных насосов: ( мм)

м;

Расчет рабочего давления при трех последовательно работающих магистральных насосах:

МПа;

Где: - допустимое рабочее давление НПС.

Для, заданной по условию расчета, производительности значение давление предполагается: Мпа.

Поскольку условие: не выполняется, принятые диаметры рабочих колес насосов нуждаются в корректировке, для дальнейших расчетов подбираются другие марки насосов.

Подбор основных и подпорных насосов в соответствии с измененными характеристиками:

В качестве основного насоса принимается:

НМ 1250-260 исполнение ротора 1;

Диаметр рабочего колеса мм;

Коэффициенты аппроксимации:

м; ч²/м⁵; ч/м³; ч²/м⁶;

В качестве подпорного насоса принимается:

НПВ 1250-60 исполнение ротора 1;

Диаметр рабочего колеса мм;

Коэффициенты аппроксимации:

м;

ч²/м⁵;

ч/м³;

ч²/м⁶;

Определение напоров, развиваемых насосами при расчетной производительности перекачки:

Напор магистральных насосов: ( мм)

м;

Напор подпорных насосов: ( мм)

м;

Расчет рабочего давления при трех последовательно работающих магистральных насосах:

МПа;

Поскольку условие: справедливо выполняется, измененные марки насосов, а так же диаметры рабочих колес считаются удовлетворяющими условиям и остаются без изменения. Для дальнейших расчетов используются откорректированные параметры насосов.



2. Технологический расчет нефтепровода

2.1 Определение диаметра и толщины стенки трубопровода

Вычисление ориентировочного значения внутреннего диаметра:

мм;

трубопровод нефть кинематический вязкость

Где: - ориентировочная скорость перекачки, принимается по графику м/с;

Подбор стандартных параметров трубопровода и его элементов (осуществляется согласно требованиям СНиП 2.05.06-85*):

Наружный диаметр: мм;

Категория трубопровода: При подземной прокладке - IV;

Коэффициент условий работы: ;

Марка труб: Стальные, прямошовные электросварные;

Марка стали: 13Г2АФ

Производитель: Выксунский металлургический завод;

Технические условия: ТУ 14-3-1573-99;

Предел прочности стали: Мпа;

Коэффициент надежности по материалу:

Коэффициент надежности по нагрузке:

Коэффициент надежности по назначению:

Вычисление расчетного сопротивления металла трубопровода:



Определение расчетного значения толщины стенки трубопровода:

мм;

Полученное значение округляется в большую сторону до ближайшего значения по сортаменту: мм.

Определение внутреннего диаметра трубопровода:

мм м;

2.2 Гидравлический расчет трубопровода

Определение средней скорости течения нефти:

м/с;

Определение числа Рейнольдса:

Вычисление относительной шероховатости трубы:

;

Где: эквивалентная шероховатость стенки трубы.

Для нефтепроводов после нескольких лет эксплуатации, усредненное значение принимается: =0,2 мм.



Вычисление переходных значений числа Рейнольдса:

;

;

Полученное значение числа Рейнольдса находятся в диапазоне гидравлически гладких труб: 2320 и соответствует турбулентному режиму.

Определение коэффициента гидравлического сопротивления:

Формула для расчета принимается:

;

Расчет потерь напора на трение в трубопроводе:

м;

Вычисление гидравлического уклона магистрального трубопровода:

;

Расчет суммарных потерь напора в трубопроводе:

м;

Где: коэффициент, учитывающий надбавку на местные сопротивления в линейной части нефтепровода;

разность геодезических отметок начала и конца нефтепровода, рассчитывается: м;

число эксплуатационных участков (назначается согласно протяженности эксплуатационного участка в пределах 400 км) ;

остаточный напор в конце эксплуатационного участка, принимается в пределах м: м;

2.3 Определение числа нефтеперекачивающих станций

Определение необходимого числа нефтеперекачивающих станций:

Полученное значение допускается округлить в меньшую сторону ( = 1), тогда гидравлическое сопротивление трубопровода можно снизить прокладкой дополнительного лупинга.

Полагая, что диаметр лупинга и основной магистрали равны, а так же режим течения в них одинаков, определяем:

Коэффициент зависимости длины лупинга:

;

Где: коэффициент режима течения, принимается по таблице 4 приложения: ;



Расчет длины лупинга:

м км;

При округлении значения числа НПС в большую сторону ( = 2), рассматривается вариант циклической перекачки с различным числом работающих насосов на каждой НПС.

Размещено на Allbest.ru

...