Розрахунок нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому стані нафтотранспортної системи
Аналіз відцентрових насосів та їх математичні моделі. Алгоритм розрахунку пропускної здатності нафтопроводу та питомих норм витрати електроенергії. Розрахунки режимних та енергетичних параметрів роботи, параметрів наливу нафти в танкери самоплином.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 09.11.2017 |
Размер файла | 302,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1.4 Фізико-хімічні властивості транспортованої нафти
Виходячи з сучасної ринкової ситуації та потреб економіки України нафтопровід Одеса-Броди повинен забезпечувати ці потреби каспійською нафтою, яка є набагато краща по якості і хімічному складу та є менш парафінистою за російську.
Але на сьогоднішній день, виходячи з політичних та деяких інших об'єктивних причин не можна однозначно сказати коли ця нафта буде транспортуватися нафтопроводом Одеса-Броди. На перших етапах його експлуатації більш ймовірним стає транспортування даним нафтопроводом російської нафти.
Тому для виконання подальших гідравлічних розрахунків в наступних розділах даного дипломного проектубудуть потрібні фізико-хімічні властивості двох сортів нафт: каспійської (СРС Bland) та російської (Urals).
В таблиці 1.3 наведені основні фізико-хімічні властивості двох сортів нафт, визначені лабораторним способом.
Таблиця 1.3- Основні фізико-хімічні властивості нафт, що будуть транспортуватися по нафтопроводу Одеса-Броди
Параметр |
Значення |
||
CPC Bland (каспійська) |
Urals (російська) |
||
Густина нафти при 00С, кгм3 |
803,2 |
878,5 |
|
Густина нафти при 100С, кгм3 |
795,8 |
871,9 |
|
Густина нафти при 200С, кгм3 |
788,7 |
865,4 |
|
Кінематична в`язкість нафти при 00С, сСт |
3,2 |
48,41 |
|
Кінематична в`язкість нафти при 100С, сСт |
2,53 |
30,6 |
|
Кінематична в`язкість нафти при 200С, сСт |
2,0 |
19,36 |
При експлуатації нафтопроводу протягом року змінюється температура грунту на глибині укладання трубопроводу, що в свою чергу призводить до зміни режимів роботи нафтопроводу. Значення температур грунту на глибині укладання трубопроводу для даного району проходження траси наведені в таблиці 1.4
Таблиця 1.4- Значення середньомісячних температур грунту на глибині укладання трубопроводу
Місяць |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Температура (0С) |
3,4 |
2,4 |
1,9 |
4,2 |
8,7 |
14,8 |
21,4 |
22,8 |
21,7 |
17,7 |
12,3 |
8,6 |
Гідравлічні розрахунки та розрахунки пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди, які будуть виконані в наступних розділах дипломного проекту, виконаємо для найгірших умов його роботи - мінімальній температурі грунту на глибині укладання трубопроводу, яка буде в березні місяці і буде становити 1,90С.
Визначимо значення густини і кінематичної в'язкості двох сортів нафт при температурі 1,90С за формулами.
, (1.1)
де с20 - густина нафти при температурі 20°С;
t - розрахункова температура;
ж - температурна поправка, визначається за формулою
(1.2)
Підставивши у формули (1.2) та (1.1) дані отримаємо результати:
для російської нафти
для каспійської нафти
Визначимо значення кінематичної в'язкості для двох сортів нафт при температурі 1,9°С з використанням моделі Фогеля-Фульчера-Таммана за формулами
(1.3)
де а, в, с - коефіцієнти моделі Фотеля-Фульчера-Таммана, визначаються за формулами
, (1.4)
де t1= 0°С, t2= 10°С, 1 - в'язкість нафти при температурі t1, 2 - в'язкість нафти при температурі t2.
, (1.5)
де t3= 20°С, k- коефіцієнт моделі Фотеля-Фульчера-Таммана, визначається за формулою.
, (1.6)
де 3 - кінематична в'язкість нафти при температурі t3= 20°С
, (1.7)
Підставивши у формули (1.6), (1.5), (1.6), (1.4) та (1.7) дані отримаємо результати:
Для російської нафти URALS
Для каспійської нафти СРС BLAND
Результати проведених вище обчислень густини та кінематичної в'язкості двох сортів нафт при температурі перекачування t= 1,9°С наведені в таблиці 1.4
Таблиця 1.4- Значення розрахункових густин та кінематичної в'язкості нафт при температурі перекачування t=1,9°С
Параметер |
Значення |
||
СРС BLAND (каспійська) |
URALS (російська) |
||
Густина , кг/м3 |
803,0 |
877,8 |
|
Кінематична в'язкість , сСт |
3,19 |
44,38 |
2. Обгрунтування вибору методики визначення пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу
Важливим моментом при проведенні гідравлічних розрахунків пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопровідних систем є вибрана методика розрахунку коефіцієнта гідравлічного опору , так як практичні результати роботи магістральних нафтопроводів свідчать, що в більшості випадків фактичний гідравлічний опір трубопроводу перевищує теоретичне розрахункове значення.
Тому порівняльний аналіз розрахунку гідравлічного опору трубопроводу за методиками Блазіуса та Колбрукка і обґрунтування більш точної методики гідравлічного розрахунку виконані в даному розділі дипломного проекту.
2.1 Обгрунтування вибору математичних моделей для коефіцієнта гідравлічного опору в нафтопроводі
Важливою частиною технологічних розрахунків магістральних нафтопроводів як при їх проектуванні, так і при експлуатації, є гідравлічні розрахунки. Вони дозволяють визначити пропускну здатність нафтотранспортної системи, розрахувати режими роботи нафтоперекачувальних станцій і лінійної частини трубопроводу при заданій витраті нафти, розробити оптимальні способи регулювання режимів транспортування нафти.
Результати промислових перекачувань нафти свідчать, що в більшості випадків фактичний гідравлічний опір перевищує теоретично розраховане значення. Однією з причин цього явища є недосконалість методів гідравлічного розрахунку технологічних трубопроводів.
Основна складність гідравлічного розрахунку трубопроводу полягає у достовірному визначенні коефіцієнта гідравлічного опору, який у загальному випадку є функцією числа Рейнольдса і абсолютної шорсткості внутрішньої поверхні труб .
Традиційна методика розрахунку коефіцієнта гідравлічного опору в магістральних нафтопроводах полягає у використанні різних математичних моделей залежно від того, в якій зоні турбулентного режиму відбувається процес перекачування нафти.
Норми технологічного проектування магістральних нафтопроводів пропонують в зоні гідравлічно гладких труб коефіцієнт гідравлічного опору розраховувати за емпіричною формулою Блазіуса
, (2.1)
а в зоні змішаного тертя використовувати наступну емпіричну модель, яка не має теоретичного обгрунтування
, (2.2)
де - коефіцієнт моделі, значення якого залежать від діаметра трубопроводу.
Норми містять також таблицю значень першого перехідного числа Рейнольдса для кожного стандартного діаметра нафтопроводу.
Слід вказати, що формула (2.2) та наведені значення перехідних чисел Рейнольдса одержані при конкретному значенні абсолютної еквівалентної шорсткості труби, що складає мм для труб з малим діаметром (до 377 мм включно) і мм для більших діаметрів труб. Тому дана методика розрахунку коефіцієнта гідравлічного опору не може бути використана при проведенні гідравлічних розрахунків діючих нафтопроводів, шорсткість внутрішньої поверхні яких суттєво різниться від нормативного значення.
Існуючі методики експлуатаційних гідравлічних розрахунків нафтопроводів передбачають використання формули Блазіуса в зоні гідравлічно гладких труб та однієї з напівемпіричних залежностей (формул Ісаєва, Френкеля, Альтшуля тощо) в зоні змішаного тертя. Такий підхід має ряд недоліків, основними з яких є наступні:
- відсутні однозначні критерії, що дозволяють визначити умови переходу від гідравлічно гладких труб до зони змішаного тертя. Так, наприклад, для трубопроводу діаметром =700 мм при абсолютній еквівалентній шорсткості =0,1 мм перше перехідне число Рейнольдса, розраховане за різними методиками, знаходиться у широкому діапазоні від 70000 до 668000. Виникає питання - яке з цих значень перехідного числа Рейнольдса слід закладати в обчислювальний алгоритм;
- формули, які дозволяють визначити коефіцієнт гідравлічного опору тільки певній зоні гідравлічного режиму, не стикуються на границях зон тертя, тобто при числах Рейнольдса, близьких до перехідних чисел Рейнольдса. Це робить неможливим розробку обчислювальних алгоритмів і програм, в яких реалізується метод послідовних наближень при визначенні гідравлічних характеристик нафтопроводу;
- формула Блазіуса дає достовірні результати тільки при числах Рейнольдса менших від 70000-100000. Згідно з напівемпіричною теорією турбулентності для нафтопроводів великого діаметра перехід від гідравлічно гладких труб до зони змішаного тертя відбувається при числах Рейнольдса значно більших за 100000. Тому виникає необхідність використання, окрім формули Блазіуса, що одної моделі для коефіцієнта гідравлічного опору у зоні гідравлічно гладких труб. Це ще більше загострює проблему стикування різних моделей для коефіцієнта гідравлічного опору при розробці обчислювальних алгоритмів та програм.
Труднощів, пов'язаних з визначенням достовірних границь переходу від однієї зони турбулентного руху до іншої, з виникненням стрибкоподібних змін значень коефіцієнта гідравлічного опору при переході від однієї моделі до іншої, з зацикленням розрахунків на ЕОМ при реалізації методу послідовних наближень, можна уникнути, використовуючи в обчислювальних алгоритмах універсальні моделі для визначення коефіцієнта гідравлічного опору в турбулентному потоці. Найбільш доцільним є використання в обчислювальних алгоритмах формули Колбрука, яка об'єднує формули Прандтля для гідравлічно гладких і шорстких труб з допомогою інтерполяційної перехідної функції, враховує вплив на гідравлічний опір одночасно в'язкості та шорсткості труби і тому придатна для всіх зон турбулентного руху.
. (2.3)
Формула Колбрука у більшості країн світу використовується як основна формула для гідравлічного розрахунку трубопроводів різного призначення.
Результати розрахунків свідчать, що використання формули Колбрука для явно вираженої зони гідравлічно гладких труб, що часто має місце для магістральних нафтопроводів, суттєво завищує гідравлічний опір системи, бо не враховує явища гідравлічної гладкості труби. Це доказує необхідність попередньої модифікації формули (2.3) перед використанням її в обчислювальних програмах. Методика внесення змін у дану модель наведена нижче.
З точки зору гідромеханіки, перехід від гідравлічно гладких труб до зони змішаного тертя відбувається тоді, коли товщина ламінарного прошарку стає такою ж, як величина виступів шорсткості .
Згідно з напівемпіричною теорією турбулентності можна допустити справедливість наступного виразу
, (2.4)
де - дотичні напруження в потоці рідини;
- густина рідини;
- швидкість руху рідини в перерізі, що співпадає з виступами шорсткості порожнини труби;
- кінематична в'язкість рідини.
Використовуючи результати експериментальних досліджень Нікурадзе, можна одержати наступний вираз для границі існування гідравлічно гладких труб:
. (2.5)
Після підстановки відомого виразу для товщини ламінарного прошарку одержують наступний вираз для визначення границь використання моделей для гідравлічно гладких труб:
. (2.6)
Слід відмітити, що формули (2.4) - (2.6) справедливі для ідеалізованої зернистої шорсткості внутрішньої поверхні трубопроводу. Шорсткість технічних трубопроводів характеризується виступами, що мають різну величину, форму та густоту розміщення. Тому для практичних розрахунків широко використовується поняття абсолютної еквівалентної шорсткості , яка закладається у всі розрахункові моделі, і може бути визначена достовірно лише за результатами експериментальних досліджень при конкретних умовах експлуатації. Для практичних розрахунків нафтопроводів використовуються значення еквівалентної шорсткості труб, одержані Альтшулем. Вони не завжди адекватно описують стан внутрішньої поверхні діючих трубопровідних систем.
Як вказувалось вище, фактична шорсткість нафтопроводів суттєво різниться від ідеалізованої зернистої шорсткості. Очевидно, що для технічних трубопроводів перехід від гідравлічно гладких труб до зони змішаного тертя відбувається при числах Рейнольдса менших від перехідного, обчисленого за формулою (2.6). Для технічних трубопроводів вже при числах Рейнольдса більших за 3000-4000 найбільші виступи шорсткості виходять за межі ламінарного прошарку, попадають в турбулентне ядро і починають впливати на величину гідравлічного опору. Чим більше значення числа Рейнольдса, тим більше розвинутий турбулентний потік і більша частка виступів шорсткості впливає на гідравлічний опір трубопроводу. Враховуючи дані міркування, можна ввести поняття ефективної еквівалентної шорсткості труби за умовою:
, (2.7)
де - абсолютна еквівалентна шорсткість труби за Альтшулем;
- перше перехідне число Рейнольдса, яке знайдене із рівняння (2.6) при еквівалентній шорсткості труби за Альтшулем.
Значення ефективної еквівалентної шорсткості труби замість величини підставляється у формулу Колбрука (2.3), з якої методом послідовних наближень знаходиться коефіцієнт гідравлічного опору .
Результати досліджень свідчать, що модифікована формула Колбрука дає значення коефіцієнта гідравлічного опору більші, ніж результати розрахунку за напівемпіричними моделями гідравлічно гладких труб, і менші, ніж результати розрахунку за моделями змішаного тертя. Для трубопроводів діаметром Ду=500 мм і більше при нормативному значенні абсолютної еквівалентної шорсткості мм результати розрахунку за модифікованою формулою Колбрука практично співпадають з результатами розрахунку за нормативною формулою (2.2). При більшій шорсткості труби одержуються більші значення гідравлічного опору, що відповідає законам гідромеханікки. Однак при невеликих числах Рейнольдса, для кожного діаметра трубопроводу, існує діапазон, в якому результати розрахунку за модифікованою формулою Колбрука дають дещо занижені результати порівняно з загальноприйнятою емпіричною формулою Блазіуса.
Для того, щоб не допустити заниження величини гідравлічного опору нафтопроводу і врахувати рекомендації діючих норм проектування, пропонується наступна методика гідравлічного розрахунку нафтопроводів, зручна для реалізації в обчислювальних алгоритмам і програмах.
За відомими геометричними параметрами трубопроводу, витратою і фізичними властивостями рідини обчислюється число Рейнольдса .
Визначається коефіцієнт гідравлічного опору за формулою Блазіуса .
Використовуючи рекомендації Альтшуля щодо значення еквівалентної шорсткості труби із рівняння (2.6) методом послідовних наближень знаходиться перше перехідне число Рейнольдса для ідеалізованих умов .
За формулою (2.7) обчислюється ефективна еквівалентна шорсткість .
Значення ефективної еквівалентної шорсткості підставляється у формулу Колбрука (2.3) і методом послідовних наближень знаходиться коефіцієнт гідравлічного опору .
Як кінцевий результат вибирається більше із двох розрахованих значень коефіцієнта гідравлічного опору.
Те значення числа Рейнольдса, при якому слід переходити від використання моделі Блазіуса до модифікованої формули Колбрука для обчислення коефіцієнта гідравлічного опору називається граничним числом Рейнольдса і позначається . Проведені спеціальні дослідження залежності значення граничного числа Рейнольдса від відносної шорсткості внутрішньої поверхні труби . Розрахунки виконані для всіх стандартних діаметрів нафтопроводу в діапазоні абсолютної еквівалентної шорсткості труби від 0,1 мм до 0,5 мм, що відповідає умовам як нових, так і діючих трубопроводів. Одержані результати наведені у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1- Значення граничного числа Рейнольдса для різних діаметрів труби
Умовний діаметр трубо- проводу, |
Значення граничного числа Рейнольдса при абсолютній еквівалентній шорсткості труби , мм |
|||||||||
мм |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
|
200 |
38900 |
28300 |
21800 |
17400 |
14300 |
11900 |
10100 |
8600 |
7400 |
|
250 |
45100 |
34100 |
26900 |
21800 |
18200 |
15400 |
13300 |
11500 |
10100 |
|
300 |
50100 |
39000 |
31400 |
25900 |
21900 |
18800 |
16300 |
14300 |
12700 |
|
350 |
54000 |
43300 |
35500 |
29700 |
25300 |
21900 |
19200 |
17000 |
15200 |
|
400 |
57100 |
46800 |
38900 |
32900 |
28300 |
24700 |
21800 |
19400 |
17400 |
|
500 |
61800 |
52600 |
44900 |
38800 |
33900 |
30000 |
26700 |
24000 |
21700 |
|
700 |
67000 |
60000 |
53300 |
47400 |
42400 |
38200 |
34600 |
31600 |
28900 |
|
800 |
68700 |
62600 |
56500 |
50900 |
46000 |
41800 |
38100 |
35000 |
32200 |
|
1000 |
70800 |
66300 |
61300 |
56400 |
51900 |
47900 |
44200 |
41000 |
38100 |
|
1200 |
72100 |
68700 |
64600 |
60500 |
56500 |
52700 |
49200 |
46000 |
43100 |
Дані таблиці 2.1 можна представити у вигляді графічної залежності, що наведена на рисунку 2.1, а також з точністю до 1% апроксимувати наступною моделлю:
. (2.8)
Коефіцієнти математичної моделі сумарних напірних характеристик насосів визначаються аналітичним методом за формулами:
при послідовний роботі різнотипних насосів
, , (2.9)
де - коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики - ого насоса;
при паралельній роботі однотипних насосів
, . (2.10)
Еквівалентний ККД насосів при їх послідовній роботі
, (2.11)
де - ККД -ого насоса при подачі ;
- напір -ого насоса при подачі ;
- кількість послідовно працюючих різнотипних насосів;
Еквівалентний ККД насосів при їх паралельній роботі
, (2.12)
де - ККД -ого насоса при подачі ;
- напір -ого насоса при подачі ;
- подача -ого насоса;
- число паралельно працюючих різнотипних насосів.
2.2 Характеристики відцентрових насосів та їх математичні моделі
Для перекачки нафти по магістральній трубопровідній системі Одеса-Броди використовуються відцентрові насоси. Які призначені для створення потоку нафти необхідної продуктивності, перекачки її до ЛВДС “Броди”, для чого необхідно подолати втрати тиску на тертя в трубопроводі, різницю геодезичних відміток кінця і початку трубопроводу, втрати тиску в місцевих опорах, забезпечити технологічно необхідний тиск в кінцевому пункті трубопровідної системи.
Для забезпечення цього на головній НПС, якою в даній нафтопровідній системі є МНТ ”Південний”, так і на проміжних НПС “Степова” та “Кам'яногірка” встановлені основні насоси марки НМ 3600-230 з змінними роторами на подачі 1710 м3/год, 1920 м3/год, 2120 м3/год. Для забезпечення нормальної безкавітаційної роботи основних (магістральних) насосів необхідно, щоб вони працювали з підпором. Тому на МНТ “Південний” встановлені два підпірні насоси (один робочий і другий резервний) марки НПВ 3600-90. На проміжних НПС даної нафтопровідної системи підпірні насоси не встановлені, а необхідний для нормальної роботи основних насосів підпір забезпечується зарахунок попередньої НПС.
Для побудови математичних моделей напірної характеристики насосів необхідно зняти з його графічної характеристики координати двох точок з зони можливої роботи і дальше за формулами визначити значення коефіцієнтів математичної моделі а і в для даного насоса. Графічні характеристики основних та підпірного насосів, встановлених на МНТ “Південний” наведені в додатку А.
Так як основні насоси мають ротори на різні подачі, математичну модель напірної характеристики будемо будувати окремо для кожного насоса.
Для магістрального насоса №1
Q1= 1600 м3/год = 0,444 м3/с Н1= 260 м.
Q2= 1900 м3/год = 0,5277 м3/с Н2= 248 м.
Коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики насоса а і в визначаються за формулами:
в = (2.13)
а = Н1 + в1*Q12 = Н2 + в2*Q22(2.14)
Підставивши у формули (2.13) та (2.14) дані отримаємо результат
в =
а = 260 + 148*0,4442 = 248 + 148*0,52772 = 289
Математична модель напірної характеристики основного насоса №1 має вигляд
Н= 289 - 148*Q2(2.15)
Для магістрального насоса №2
Q1= 1800 м3/год = 0,5 м3/с Н1= 285 м.
Q2= 2100 м3/год = 0,5833 м3/с Н2= 277 м.
Підставивши у формули (2.13) та (2.14) дані отримаємо результат
в =
а = 285 + 89*0,58332 = 277 + 89*0,52 = 307
Математична модель напірної характеристики основного насоса №2 має вигляд
Н= 307 - 89*Q2 (2.16)
Для магістрального насоса №3
Q1= 2000 м3/год = 0,555 м3/с Н1= 320 м.
Q2= 2200 м3/год = 0,611 м3/с Н2= 300 м.
Підставивши у формули (2.13) та (2.14) дані отримаємо результат
в =
а = 320 + 306*0,5552 = 300 + 306*0,6112 = 414
Математична модель напірної характеристики основного насоса №3 має вигляд
Н= 414 - 306*Q2(2.17)
Для підпірного насоса НПВ 3600-90
Q1= 1950 м3/год = 0,5417 м3/с Н1= 121 м.
Q2= 2200 м3/год = 0,6111 м3/с Н2= 119 м.
Підставивши у формули (2.13) та (2.14) дані отримаємо результат
в =
а = 121 + 25*0,54172 = 119 + 25*0,61112 = 128
Математична модель напірної характеристики підпірного насоса НПВ 3600-90 має вигляд
Н= 128 - 25*Q2(2.18)
Для проведення розрахунків енергетичних параметрів необхідно розрахувати коефіцієнти математичних моделей ККД за формулами
(2.19)
де 1, 2, 3 - значення ККД насоса при подачах Q1, Q2, Q3, зняті з його графічної характеристики
(2.20)
(2.21)
(2.22)
Підставивши у формули (2.19), (2.20), (2.21) та (2.22) дані отримаємо результати:
Для магістрального насоса №1
З графічної характеристики знімаємо три значення ККД при відповідних подачах з зони можливої роботи
Q1 = 1600 м3/год = 0,444 м3/с1= 0,785
Q1 = 1700 м3/год = 0,472 м3/с2= 0,808
Q1 = 1900 м3/год = 0,527 м3/с3= 0,829
=5,689
= -0,693
Отже математична модель ККД для основного насоса №1 має вигляд
(2.23)
Для магістрального насоса №2
З графічної характеристики знімаємо три значення ККД при відповідних подачах з зони можливої роботи
Q1 = 1800 м3/год = 0,5 м3/с1= 0,786
Q1 = 2000 м3/год = 0,555 м3/с 2= 0,79
Q1 = 2100 м3/год = 0,583 м3/с 3= 0,783
=4,175
= -0,3295
Отже математична модель ККД для основного насоса №2 має вигляд
(2.24)
Для магістрального насоса №3
З графічної характеристики знімаємо три значення ККД при відповідних подачах з зони можливої роботи
Q1 = 2000 м3/год = 0,555 м3/с1= 0,795
Q1 = 2100 м3/год = 0,583 м3/с2= 0,793
Q1 = 2200 м3/год = 0,611 м3/с3= 0,788
=5,0086
= -0,60975
Отже математична модель ККД для основного насоса №3 має вигляд
(2.25)
Для підпірного насоса НПВ 3600-90
З графічної характеристики знімаємо три значення ККД при відповідних подачах з зони можливої роботи
Q1 = 1950 м3/год = 0,5417 м3/с1= 0,66
Q1 = 2200 м3/год = 0,6111 м3/с2= 0,71
Q1 = 2500 м3/год = 0,6944 м3/с3= 0,74
=3,443
= -0,512
Отже математична модель ККД для підпірного насоса має вигляд:
(2.26)
Результати розрахунків коефіцієнтів математичних моделей напірних характеристик та моделей ККД підпірноного і основних насосів наведені в таблиці 2.2
Таблиця 2.2- Коефіцієнти математичних моделей напірних характеристик та ККД підпірноного та основних насосів
Насос |
а |
в |
Ск |
Сл |
С0 |
з н |
|
НМ 3600-230 №1 |
289 |
148 |
-5,314 |
5,689 |
-0,693 |
0,810 |
|
НМ 3600-230 №2 |
307 |
89 |
-3,888 |
4,175 |
-0,3295 |
0,791 |
|
НМ 3600-230 №3 |
414 |
306 |
-4,464 |
5,0086 |
-0,90975 |
0,791 |
|
НПВ 3600-90 |
128 |
25 |
-2,362 |
3,443 |
-0,512 |
0,866 |
2.3 Алгоритм розрахунку пропускної здатності нафтопроводу та питомих норм витрати електроенергії
Нижче наведений алгоритм розрахунку пропускної здатності і норми витрати електроенергії при реалізації будь-якого варіанта роботи нафтопроводу довільної конфігурації.
Методика визначення пропускної здатності нафтопроводу (експлуатаційної ділянки) залежить від його структури. Для нафтопроводів з одним перегоном (однією НПС) або з кількома перегонами, що мають приблизно однаковий гідравлічний опір (відсутня лімітуюча ділянка), пропускна здатність може визначатись шляхом спільного розв'язування рівняння гідравлічної характеристики лінійної частини та сумарної напірної характеристики насосів, які працюють при даному варіанті роботи. Для нафтопроводу з кількома перегонами, які помітно різняться гідравлічним опором, пропускна здатність системи визначається пропускною здатністю лімітуючої ділянки, що вносить суттєві корективи у методику розрахунку.
Комплект вихідних даних для розрахунку режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу довільної структури включає:
- розрахункову густину нафти ;
- розрахункову кінематичну в'язкість нафти ;
- кількість перегонів між НПС ;
- внутрішній діаметр трубопроводу (для трубопроводу складної структури еквівалентний діаметр) ;
- довжину нафтопроводу по трасі ;
- різницю геодезичних позначок кінця і початку нафтопроводу ;
- технологічно необхідний напір в кінці нафтопроводу ;
- мінімально допустимий тиск нафти на вході в -ту НПС ;
- максимально допустимий тиск нафти в трубопроводі (після регуляторів тиску-ої НПС) ;
- внутрішні діаметри кожного перегону (для трубопроводу складної
- структури еквівалентний діаметр) ;
- довжини кожного перегону нафтопроводу ;
- різницю геодезичних позначок кінця і початку кожного перегону нафтопроводу ;
- абсолютну еквівалентну шорсткість внутрішньої поверхні труби ;
- масив коефіцієнтів математичних моделей напірних характеристик підпірного та магістральних насосів;
- масив фактичних (паспортних) даних для одержання коефіцієнтів математичних моделей, що описують залежність ККД кожного насоса від його подачі;
- перше наближення витрати нафти в трубопроводі.
При відсутності на нафтопроводі лімітуючої ділянки алгоритм розрахунку режимних та енергетичних параметрів роботи передбачає виконання наступних операцій.
Описують у вигляді тричленного полінома залежність ККД насоса від його подачі у робочій зоні. З цією метою для кожного насоса, що здійснює перекачування нафти при даному варіанті роботи нафтопроводу, обчислюються коефіцієнти математичної моделі за формулами
, (2.27)
, (2.28)
, (2.29)
де - три відомих значення ККД насоса при подачах відповідно в робочій зоні насоса.
Алгоритм гідравлічного розрахунку включає реалізацію методу послідовних наближень. Задаються першим наближенням витрати нафти і визначають середню швидкість руху нафти у трубопроводі. За відомим діаметром трубопроводу, витратою і кінематичної в'язкістю обчислюється число Рейнольдса
(2.30)
Обчислюється значення коефіцієнта гідравлічного опору за формулою Блазіуса
. (2.31)
Методом послідовних наближень знаходиться перше перехідне число Рейнольдса , що відповідає ідеалізованій зернистій шорсткості внутрішньої поверхні труби
. (2.32)
Визначається ефективна еквівалентна шорсткість труби за умовою
, (2.33)
Методом послідовних наближень знаходиться значення коефіцієнта гідравлічного опору за модифікованою формулою Колбрука
. (2.34)
Як кінцевий результат вибирається більше із двох розрахованих значень коефіцієнта гідравлічного опору в нафтопроводі.
Знаходяться втрати тиску на тертя і загальні втрати тиску в нафтопроводі
, (2.35)
, (2.36)
де - прискорення сили тяжіння;
Тиск, який розвиває підпірний насос при прийнятій подачі нафти
. (2.37)
Тиск, який створюють магістральні насоси на кожній проміжній НПС
, (2.38)
де - коефіцієнти математичної моделі фактичної (паспортної) напірної характеристики підпірного насоса;
- коефіцієнти математичної моделі фактичної (паспортної) напірної характеристики працюючого магістрального насоса -ої НПС.
Якщо на НПС працює не один, а кілька магістральних насосів, то попередньо знаходяться коефіцієнти математичної моделі сумарної напірної характеристики насосів при їх послідовній чи паралельній роботі.
Сумарний тиск всіх працюючих насосів при прийнятій подачі нафти
.(2.39)
Перевіряється виконання умови балансу тисків. Якщо абсолютна величина різниці сумарного тиску НПС і загальних втрат тиску в трубопроводі перевищує необхідну точність гідравлічного розрахунку
, (2.40)
то коригується витрата нафти в нафтопроводі наступним чином:
при , (2.41)
при , (2.42)
де - крок зміни витрати нафти в трубопроводі.
Далі розрахунки повторюються, починаючи з визначення середньої швидкості руху нафти, до досягнення необхідної точності гідравлічного розрахунку .
Визначене таким чином значення пропускної здатності нафтопроводу не є остаточним. З метою перевірки виконання існуючих технологічних обмежень по максимальному тиску нафти в трубопроводі та мінімальному тиску нафти на вході в проміжні НПС проводиться подальший гідравлічний розрахунок кожного із перегонів між НПС при знайденому значенні продуктивності нафтопроводу. Обчислюється середня швидкість , число Рейнольдса і коефіцієнт гідравлічного опору для кожного перегону між НПС. Знаходяться втрати тиску на тертя і загальні втрати тиску з врахуванням профілю траси
, (2.43)
. (2.44)
Тиск нафти на початку першого перегону
(2.45)
Тиск нафти на початку всіх інших перегонів, окрім першого
, (2.46)
де - величина тиску на вході в магістральний насос - ої НПС.
Якщо тиск нафти на початку перегону перевищує максимально допустиму із умов міцності трубопроводу величину
, (2.47)
то коригується початковий тиск нафти за умовою
(2.48)
і визначається необхідна величина дроселювання із умови міцності трубопроводу
. (2.49)
Обчислюється загальний тиск, що підлягає дроселюванню для забезпечення міцності трубопроводу
. (2.50)
Знаходиться тиск у кінці кожного перегону і підпір на вході проміжних НПС
, (2.51)
. (2.52)
Перевіряється виконання умови безкавітаційної роботи насосів на проміжних НПС
. (2.53)
Якщо для будь-якої НПС тиск на вході стає менший від мінімально допустимого із умови безкавітаційної роботи насосів
, (2.54)
то це свідчить про наявність лімітуючої ділянки нафтопроводу і вимагає використання іншої методики гідравлічного розрахунку, алгоритм якого наведений нижче.
Визначається величина тиску насосів НПС, яка може бути використана на перекачування нафти з врахуванням технологічних обмежень тиску
(2.55)
і розрахунки повторюються, починаючи з перевірки виконання умови балансів тиску (2.40), коригування витрати нафти за формулами (2.41) або (2.42) і подальшого визначення режимних параметрів роботи нафтопроводу при скоригованій витраті. У результаті знаходиться пропускна здатність нафтопроводу з врахуванням технологічних обмежень тиску.
Після закінчення гідравлічного розрахунку нафтопроводу визначаються енергетичні витрати на реалізацію даного варіанту його роботи. Спочатку для кожного насоса обчислюється ККД, що відповідає пропускній здатності нафтопроводу
, (2.56)
. (2.57)
Якщо на НПС працює не один, а кілька магістральних насосів, то попередньо обчислюються коефіцієнти математичної моделі еквівалентного ККД насосів при їх послідовній чи паралельній роботі.
Знаходиться потужність насосних агрегатів НПС, що необхідна для перекачування нафти
кВт (2.58)
кВт (2.59)
де - ККД електродвигунів для приводу підпірного і магістрального насосів відповідно.
Загальні витрати потужності на реалізацію будь-якого варіанта роботи нафтопроводу
, кВт (2.60)
Питомі витрати електроенергії при реалізації будь-якого варіанта роботи нафтопроводу з врахуванням переходу до практичних одиниць вимірювання витрати нафти
(2.61)
Наведений алгоритм дає змогу визначити пропускну здатність та питомі витрати потужності для будь-якого варіанта роботи нафтопроводу, що не має лімітуючої ділянки.
Алгоритм розрахунку режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу при наявності лімітуючої ділянки має ряд суттєвих відмінностей, які зазначені нижче.
Задається перше наближення витрати нафти, яке значно менше за пропускну здатність нафтопроводу. Спочатку виконується розрахунок режиму роботи головної НПС і першого перегону нафтопроводу. За формулами (2.30), (2.31) прораховуються параметри роботи НПС, а за формулами (2.31)-(2.36), (2.38), (2.39) знаходяться початковий тиск , загальні втрати тиску на прилеглій ділянці нафтопроводу , тиск у кінці перегону і величина підпору для наступної НПС. При виконанні умови (2.47) для всіх проміжних НПС аналогічно першому перегону прораховується другий і всі наступні ділянки нафтопроводу.
Якщо при заданому значенні витрати нафти на вході всіх проміжних НПС ще забезпечується запас тиску над мінімально допустимим із умови безкавітаційної роботи, то збільшується витрата нафти у нафтопроводу за умовою (2.42).
При певному значенні витрати нафти у нафтопроводі на вході -ої НПС тиск нафти з точністю до стає рівним мінімально допустимому тиску із умови безкавітаційної роботи насосів . Ця значення витрати і буде пропускною здатністю нафтопроводу для даного варіанта його роботи і певних фізичних властивостях нафти. Перегон нафтопроводу, що знаходиться перед - ою НПС, є лімітуючим. На всіх перегонах, що розміщені після лімітуючої ділянки, при знайденій продуктивності буде мати місці надлишок тиску, який необхідно дроселювати. Загальний обсяг дроселювання складається із величини дроселювання для забезпечення міцності трубопроводу , яка розрахована за формулами (2.49) і (2.50) та додаткового дроселювання, спричиненого наявністю лімітуючої ділянки і необхідністю забезпечення необхідних тисків на вході проміжних НПС
, (2.62)
, (2.63)
де - розраховане значення тиску нафти у кінці нафтопроводу за відсутності додаткового дроселювання.
Далі за формулами (2.58) - (2.61 ) визначаються енергетичні витрати на реалізацію даного варіанта роботи нафтопроводу.
Наведений алгоритм дозволяє визначити пропускну здатність та питомі витрати потужності для будь-якого варіанта роботи нафтопроводу, що має лімітуючі ділянки.
2.4 Характеристика програмного забезпечення для визначення пропускної здатності нафтопроводу
Оскільки процес розрахунку пропускної здатності нафтопровідних систем за алгоритмом, описаним в розділі 2.3 є значно трудоємким та громіздким, вимагає багато часу на проведення розрахунків вручну, його доцільно виконувати з використанням ЕОМ.
Для реалізації даного алгоритму на ЕОМ розроблена спеціальна програма на мові програмування BASIC, яка має назву BAZ5NN. Текст цієї програми наведений в додатку Б.
Для проведення розрахунків за даною програмою спочатку необхідно завантажити середовище програмування BASIC, потім відкрити файл програми. Після цього необхідно ввести вихідні дані для проведення розрахунку:
- розрахункову густину нафти;
- розрахункову кінематичну в'язкість нафти;
- кількість перегонів на магістральному нафтопроводі;
- мінімальний тиск на вході головних насосів;
- максимальний допустимий тиск виходячи з умови міцності трубопроводу;
- внутрішній діаметер трубопроводу;
- довжину трубопроводу для кожного перегону;
- різницю геодезичних позначок кінця і початку кожного перегону;
- тиск в кінцевому пункті трубопроводу;
- крок зміни витрати;
- абсолютну еквівалентну шорсткість внутрішньої поверхні труби;
- коефіцієнти математичної моделі напірних характеристик основних насосів для кожної НПС;
- коефіцієнти математичної моделі напірної характеристики підпірного насоса;
- ККД електродвигунів;
- три значення витрати для кожного насоса з зони його можливої роботи і відповідні їм значення ККД насоса, зняті з графічної характеристики;
- кількість послідовно працюючих основних насосів на кожній НПС.
Після вводу цих даних потрібно запустити програму на виконання натиснувши кнопку F2.
Після цього ЕОМ проведе розрахунки режимів роботи та енергетичних параметрів даної трубопровідної системи при даних умовах перекачування нафти. Один з прикладів розрахунку пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди за даною програмою наведений в додатку В.
Використання даної програми для розрахунку пропускної здатності та енергетичних параметрів трубопровідної системи дозволяє звести до мінімуму затрати людської праці, необхідні для виконання таких розрахунків. Крім того дана програма є універсальною і може бути використана не тільки для визначення пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди, але й для будь-якої існуючої трубопровідної системи. Для цього потрібно буде тільки поміняти вихідні дані і запустити програму на виконання.
3. Розрахунки режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому стані нафтотранспортної системи
В даному розділі дипломного проекту виконані розрахунки пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди при реально існуючому на даний час стані цієї нафтотранспортної системи. Тобто перекачка нафти з резервуарного парку МНТ “Південний” по нафтопроводу до ЛВДС “Броди” буде здійснюватися тільки насосами МНТ “Південний”.
Тому виконаємо розрахунки пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди для трьох режимів його роботи:
- підпірний насос плюс один основний насос №1;
- підпірний насос плюс один основний насос №2;
- підпірний насос плюс один основний насос №3;
- підпірний насос плюс два послідовно працюючі основні насоси №1 + №2;
- підпірний насос плюс два послідовно працюючі основні насоси №1 + №3;
- підпірний насос плюс два послідовно працюючі основні насоси №2 + №3;
- підпірний насос плюс три послідовно працюючі основні насоси.
3.1 Характеристика існуючої розрахункової схеми нафтопроводу Одеса-Броди
Розрахункова схема нафтопроводу Одеса-Броди наведена на рисунку 3.1.
Рисунок 3.1- Реальна розрахункова схема нафтопроводу Одеса-Броди
З даної розрахункової схеми видно, що нафтопровідна система включає ГНПС, якою є МНТ ”Південний”, лінійну частину нафтопроводу та кінцевий пункт ЛВДС “Броди” нафтопроводу “Дружба”, в резервуарний парк якої буде поступати нафта з даного нафтопроводу. Траса нафтопроводу проходить в складних умовах, тому на 643 км є перевальна точка.
3.2 Формування вихідних даних для гідравлічних розрахунків роботи нафтопроводу Одеса-Броди
Необхідно визначити пропускну здатність нафтопроводу Одеса-Броди. Для цього маємо характеристики насосів, встановлених на МНТ “Південний”, геометричні характеристики трубопроводу, міцнісні характеристики трубопроводу, фізико-хімічні властивості транспортованої нафти та умови її транспортування.
Протягом року змінюється температура грунту на глибині укладання трубопроводу. Це в свою чергу призводить до зміни температури нафти в трубопроводі, зарахунок чого змінюється її густина та кінематична в'язкість. Ці зміни викликають зміну гідравлічного опору трубопроводу, що в свою чергу призводить до зміни режимних та енергетичних параметрів роботи даної нафтопровідної системи.
Розрахунок режимів, пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди виконаємо для найгірших умов його роботи- мінімальній температурі грунту на глубині укладання трубопроводу, яка для даного району буде в березні місяці і буде становити 1,90С (див. розділ 1.4).
Розрахунки густин та кінематичних в'язкостей двох сортів нафт, які будуть транспортуватися по даному нафтопроводу при даній температурі виконані в розділі 1.4 даного дипломного проекту, розрахунок коефіцієнтів математичних моделей напірних характеристик основних та підпірного насосів МНТ “Південний” виконані в розділі 2.2.
Для зручності проведення подальших розрахунків систематизуємо дані, розраховані в попередніх розділах в таблицю вихідних даних 3.1.
Таблиця 3.1- Вихідні дані для гідравлічних розрахунків пропускної здатності та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди
Параметер |
Значення |
|
Коефіцієнти математичних моделей насосів |
||
Основний насос №1 (Q=1710 м3/год) а в Q1, Q2, Q3. 1, 2, 3. |
289 148 1600, 1700, 1900 0,785, 0,808, 0,829 |
|
Продовження таблиці 3.1 |
||
Параметер |
Значення |
|
Основний насос №2 (Q=1920 м3/год) а в Q1, Q2, Q3. 1, 2, 3. |
307 89 1800, 2000, 2100 0,786, 0,79, 0,783 |
|
Основний насос №3 (Q=2120 м3/год) а в Q1, Q2, Q3. 1, 2, 3. |
414 306 2000, 2100, 2200 0,795, 0,793 0,788 |
|
Підпірний насос НПВ 3600-90 а в Q1, Q2, Q3. 1, 2, 3. |
128 25 1950, 2200, 2500 0,66, 0,71, 0,74 |
|
ККД електродвигунів |
0,97 |
|
Фізико-хімічні властивості каспійської нафти (CPC BLAND) |
||
Густина при 200С, кг/м3 |
788,7 |
|
Розрахункова густина, кг/м3 |
803,0 |
|
Кінематична в'язкість нафти, сСт при 00С 100С 200С |
3,2 2,53 2,0 |
|
Розрахункова кінематична в'язкість нафти, сСт |
3,19 |
|
Фізико-хімічні властивості російської нафти (URALS) |
||
Густина при 200С, кг/м3 |
865,4 |
|
Розрахункова густина, кг/м3 |
877,8 |
|
Кінематична в'язкість нафти, сСт при 00С 100С 200С |
48,41 30,6 19,36 |
|
Розрахункова кінематична в'язкість нафти, сСт |
44,38 |
|
Характеристика трубопроводу |
||
Довжина L, м. |
643000 |
|
Внутрішній діаметр D м. |
1,0 |
|
Еквівалентна шорсткість труби ке м. |
0,0002 |
|
Різниця геодезичних позначок Z м. |
347,2 |
|
Мінімальний тиск на вході основних насосів Рмін бар |
4,2 |
|
Максимальний тиск виходячи з умови міцності трубопроводу Рмакс бар |
60 |
|
Продовження таблиці 3.1 |
||
Параметр |
Значення |
|
Мінімальний тиск в перевальній точці Рп бар |
1,0 |
|
Мінімальний тиск на кінцевому пункті Ркп бар |
3,0 |
За даними таблиці 3.1 проведемо розрахунки режимів роботи нафтопроводу Одеса-Броди окремо для кожного сорту нафти з використанням ЕОМ по спеціально розробленій програмі. В якості контрольного прикладу один раз виконаємо розрахунок вручну за алгоритмом, описаним в розділі 2.3
3.3 Контрольний приклад розрахунку режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому стані нафтотранспортної системи
Як уже говорилося в попередніх розділах даного дипломного проекту розрахунок пропускної здатності, режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди є громіздким і трудоємким.
Тому розрахунок пропускної здатності, режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому стані нафтотранспортної системи виконаний на ЕОМ для різних режимів (різні схеми включення основних насосів на МНТ “Південний”) і окремо для кожного сорту нафти.
В якості контрольного прикладу проведемо вручну розрахунок пропускної здатності нафтопроводу Одеса-Броди для режиму, коли на МНТ “Південний” працює підпірний насос і основний (магістральний) насос №2, а також по трубопроводу перекачується каспійська нафта. Для проведення гідравлічних розрахунків через їх громіздкість проведемо дві останні ітерації. Розрахунок проведемо за алгоритмом, описаним в розділі 2.3 з використанням вихідних даних фізико-хімічних властивостей нафти, обчислених в розділі 1.4 та математичних моделей напірної характеристики насосів та моделей ККД, обчислених в розділі 2.2 даного дипломного проекту.
Алгоритм гідравлічного розрахунку включає реалізацію методу послідовних наближень. Для цього спочатку задаємось першим наближеним значенням витрати нафти в трубопроводі і визначаємо швидкість руху нафти при даній витраті. Задаємось Q = 800 м3/год = 0,2222 м3/с. Швидкість руху нафти при даній витраті визначимо за формулою
(2.64)
Підставивши у формулу (2.64) значення витрати отримаємо результат
Знаходимо число Рейнольда при даній витраті за формулою (2.30)
Обчислюємо значення коефіцієнта гідравлічного опору за формулою Блазіуса (2.31)
З формули (2.32) визначаємо перше перехідне число Рейнольда, задавшись його першим наближеним значенням Reп1= 10000 з використанням методу послідовних наближень
Отже граничне число Рейнольда дорівнює Reп1= 351642.
Обчислимо ефективну еквівалентну шорсткість труби за формулою (2.33)
Методом послідовних наближень з формули (2.34) визначимо значення коефіцієнта гідравлічного опору при даній витраті, прийнявши перше його значення рівним значенню, обчисленому за формулою Блазіуса.
Так як б = 0,018334588 < к = 0,018687201, то приймаємо більше значення коефіцієнта гідравлічного опору = к = 0,018687201 = 0,01869.
Знаходимо втрати тиску на тертя в трубопроводі за формулою (2.35)
Визначаємо загальні втрати тиску в трубопроводі за формулою (2.36)
Визначаємо тиск, який створює підпірний насос при даній подачі за формулою (2.37)
Визначаємо тиск, що створює основний насос при даній подачі за формлою (2.38)
Визначимо тиск, який створює НПС при даній подачі за формулою (2.39)
Перевіримо виконання умови балансу тисків (2.40)
3382344 - 3089726 = 292618 Па > 0,01
Так як тиск, що створює НПС набагато перевищує втрати тиску на тертя в трубопроводі, то збільшуємо витрату нафти за умовою (2.42)
Приймаємо Q = 941,5 м3/год = 0,2615 м3/с і повторюємо розрахунки за формулами (2.64), (2.30) - (2.40).
Знаходимо число Рейнольда при даній витраті за формулою (2.30)
Обчислюємо значення коефіцієнта гідравлічного опору за формулою Блазіуса (2.31)
Оскільки витрата та швидкість руху нафти в трубопроводі на перше перехідне число Рейнольда не впливають, то його по новому визначати не будемо.
Обчислимо ефективну еквівалентну шорсткість труби за формулою (2.33)
Методом послідовних наближень з формули (2.34) визначимо значення коефіцієнта гідравлічного опору при даній витраті, прийнявши перше його значення, обчислене за формулою Блазіуса.
Так як б = 0,017602225 < к = 0,01851292, то приймаємо більше значення коефіцієнта гідравлічного опору = к = 0,01851292 = 0,0185129.
Знаходимо втрати тиску на тертя в трубопроводі за формулою (2.35)
Визначаємо загальні втрати тиску в трубопроводі за формулою (2.36)
Визначаємо тиск, який створює підпірний насос при даній подачі за формулою (2.37)
Визначаємо тиск, що створює основний насос при даній подачі за формулою (2.38)
Визначимо тиск, який створює НПС при даній подачі за формулою (2.39)
Перевіримо виконання умови балансу тисків (2.40)
3365319 - 3365319 = 0
то приймаємо дану витрату нафти в трубопроводі пропускною здатністю нафтопроводу при даних умовах перекачування. Q = 941,5 м3/год = 0,2615 м3/с.
Визначимо значення ККД для підпірного та основного насосів при даній подачі використавши моделі ККД, отримані в розділі 2.2, вирази (2.24) та (2.26).
Підпірний насос
Основний насос
Знаходимо потужність, що розвивають основний та підпірний насоси при даному режимі перекачування за формулами (2.58) та (2.59)
Основний насос №2
Загальні витрати потужності для реалізації даного режиму перекачування визначимо за формулою (2.60)
N = 1180 + 1287,6 = 2467,6 кВт
Визначимо питомі витрати електроенергії для реалізації даного режиму перекачування за формулою (2.61)
3.4 Аналіз результатів багатоваріантних розрахунків режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому стані нафтотранспортної системи
З використанням ЕОМ і спеціально розробленої програми BAZ5NN на мові програмування BASIC виконаємо розрахунки режимних та енергетичних параметрів роботи нафтопроводу Одеса-Броди окремо для транспортування російської нафти URALS та каспійської CPC BLAND при таких схемах включення насосів:
- підпірний + основний №1 (Qн = 1710 м3/год);
- підпірний + основний №2 (Qн = 1920 м3/год);
- підпірний + основний №3 (Qн = 2120 м3/год);
- підпірний + основний №1 + основний №2;
- підпірний + основний №1 + основний №3;
- підпірний + основний №2 + основний №3;
- підпірний + основний №1 + основний №2 + основний №3;
Текст програми, за якою проводилися розрахунки наведений в додатку Д, результати розрахунків за даною програмою для кожного режиму наведені в додатку Е, суміщена характеристика МНТ “Південний” та трубопроводу Одеса-Броди при різних схемах включення основних насосів на МНТ наведена в додатку Ж.
В таблиці 3.2 наведені основні режимні параметри роботи нафтопровідної системи Одеса-Броди
Таблиця 3.2- Режими роботи нафтопроводу Одеса-Броди при існуючому стані нафтотранспортної системи
Режим |
Пропу-скна здат-ність (м3/год) |
Пропу-скна здат-ність (т/год) |
Втрати тиску на тертя в трубо-проводі (бар) |
Загаль-ні втра-ти тис-ку (бар) |
Тиск на ви-ході НПС (бар) |
Вели-чина дросе-лювання (бар) |
Витра-ти по-тужн-ості кВт |
Питомі витрати ел. енергії, |
|
Підпорний + основний №1 Російська нафта Каспійська нафта |
578 789 |
507,4 633,6 |
4,62 3,84 |
34,52 31,19 |
35,52 32,19 |
0 0 |
1863,5 2364,7 |
4,65 5,8 |
|
Підпорний + основний №2 Російська нафта Каспійська нафта |
684 941,5 |
600,4 756 |
6,20 5,30 |
36,10 32,65 |
37,10 33,65 |
0 0 |
2013,9 2466 |
5,21 5,074 |
|
Підпорний + основний №3 Російська нафта Каспійська нафта |
1058 |
Подобные документы
Проектування та розрахунок плавильного та шихтового відділення, розливального прольоту. Розрахунки витрати води, електроенергії та палива. Загальна технологія виготовлення виливків. Брак та контроль якості виливків. Розрахунок параметрів плавильної печі.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 13.08.2011Розрахунки ефективної потужності двигуна внутрішнього згоряння та його параметрів. Визначення витрат палива, повітря та газів, що відпрацювали. Основні показники системи наддування. Параметрів робочого процесу, побудова його індикаторної діаграми.
курсовая работа [700,8 K], добавлен 19.09.2014Мета впровадження автоматичних систем управління у виробництво. Елементи робочого процесу в парокотельній установці. Вибір структури моделі об'єкта регулювання та розрахунок її параметрів. Розрахунок параметрів настроювання автоматичних регуляторів.
курсовая работа [986,6 K], добавлен 06.10.2014Порівняння основних систем відводу теплоти. Тепловий розрахунок холодильної машини. Обчислення параметрів насосів для перекачування води і розсолу. Вибір конденсатора, переохолоджувача та параметрів компресорного агрегату. Переваги аміаку як холодоагенту.
курсовая работа [353,4 K], добавлен 10.02.2013Схема і принцип роботи одноступінчастої відцентрової машини. Типи робочих коліс. Принципова схема триступінчастого відцентрового насоса. Основи процесів в енергетичних машинах. Робота насосів при кавітації. Характеристики відцентрових агрегатів.
реферат [257,9 K], добавлен 01.05.2015Огляд конструкцій відцентрових газосепараторів. Аналіз роботи обладнання при високому вмісті вільного газу у пластовій рідині, методи боротьби з ним. Вибір та модернізація відцентрового газосепаратора. Розрахунок, монтаж і експлуатація обладнання.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 04.06.2015Аналіз сортаменту трубоволочильного цеху. Технологічний процес виробництва холоднодеформованих труб. Аналіз устаткування, технології і якості продукції. Розрахунок калібровки робочого інструменту. Порівняльний аналіз силових та енергетичних параметрів.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 02.06.2015Визначення конструктивних і режимних параметрів шнекового виконавчого органа комбайна. Вибір комплексу очисного устаткування та основних засобів комплексної механізації. Розрахунок продуктивності очисного комплексу, сил різання, подачі і потужності.
курсовая работа [710,4 K], добавлен 06.11.2014Розробка режимів обтиснень і калібровки валків для прокатки на рейкобалковому стані круглої заготовки. Визначення температурно-швидкісних, енергосилових параметрів, продуктивності стану. Розрахунок міцності та деформації технологічного устаткування.
дипломная работа [891,7 K], добавлен 07.06.2014Створення сучасної системи управління якістю продукції для кабельної техніки. Одночасний контроль значної кількості параметрів. Взаємна залежність параметрів, що контролюються. Технологічний дрейф величини параметра викликаний спрацюванням інструменту.
курсовая работа [329,3 K], добавлен 05.05.2009Розрахунок параметрів приводу. Визначення потрібної електричної потужності двигуна. Обертовий момент на валах. Розрахунок клинопасових передач. Діаметр ведучого шківа. Міжосьова відстань. Частота пробігу паса. Схема геометричних параметрів шківа.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 14.05.2013Аналіз існуючих систем контролю параметрів свердловин, які експлуатуються за допомогою ШГНУ. Розробка конструкції чутливого елемента давача навантаження. Обробка масиву результатів вимірювання давача переміщення. Аналіз інтегральних акселерометрів.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.06.2015Опис вихідних даних для здійснення реконструкції насосної станції. Вибір обладнання для перекачування нафти. Огляд роботи обладнання по основних вузлах. Розрахунки потужності електродвигуна та напружень в трубах. Аналіз шкідливих та небезпечних факторів.
курсовая работа [98,3 K], добавлен 26.02.2015Аналіз шляхів удосконалення конструкцій та методів розрахунку створюваних машин. Особливості вибору електродвигуна і визначення головних параметрів його приводу. Методика розрахунку роликової ланцюгової та закритої циліндричної косозубої зубчатої передач.
контрольная работа [192,8 K], добавлен 05.12.2010Розвиток лазерів на парах металів. Конструкція та недоліки відпаяного саморозігрівного АЕ ТЛГ-5 першого промислового ЛПМ. Характеристика енергетичних рівнів лазерів на парах міді. Розрахунок вихідної потужності та узагальнених параметрів резонатора.
курсовая работа [781,4 K], добавлен 05.06.2019Розрахунок параметрів структури суворого полотна, продуктивності в’язальної машини та витрат сировини на одиницю виробу. Технологічний розрахунок малюнку. Обґрунтування вибору асортименту. Автоматизація технологічних процесів і транспортні засоби.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.04.2012Знайомство з особливостями створення машин, що відповідають потребам народного господарства. Аналіз кінематичних параметрів передачі двигуна. Проблеми вибору матеріалів черв`ячних коліс. Етапи проектного розрахунку циліндричної зубчастої передачі.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 11.09.2014Розрахунки турбокомпресора та компресора: обґрунтування вибору та параметрів роботи прилада. Визначення показників вхідного пристрою, обертового прямуючого апарата, робочого колеса компресора, лопаточного та безлопаточного дифузора, збірного равлика.
курсовая работа [126,2 K], добавлен 06.01.2011Розрахунок компаратора напруг, генератора прямокутних імпульсів, лінійних фотоприймачів, похибок вимірювання моменту інерції, кутової швидкості для розробки комп'ютеризованої обчислювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом.
дипломная работа [652,4 K], добавлен 07.02.2010Поточна схема переробки нафти на заводі, її обґрунтування. Матеріальні баланси установок включених в схему. Розрахунок глибини переробки нафти, виходу світлих продуктів. Загальнозаводські витрати, зведений баланс. Склад заводу по технологічних установках.
курсовая работа [46,8 K], добавлен 08.01.2013