Расчет нефтепровода
Потребляемая мощность насосов. Расчет вязкости по формуле Филонова-Рейнольдса. Совмещенная характеристика нефтепровода и насосных станций. Разность геодезических отметок конца и начала трубопровода. Расчет напоров при разном количестве работающих насосов.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 28.05.2018 |
Размер файла | 359,6 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.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра транспорта хранения нефти и газа
РГР№1
Расчет нефтепровода
по дисциплине «Эксплуатация газонефтепроводов»
Автор: студент гр. ЭХТ-14-1Скороходов С.П. /
Проверил:
преподаватель ассистент Лягова А.А./
Санкт-Петербург 2016г
Исходные данные
Таблица№1 Исходные данные
Вариант |
Gг, млн.т./год |
L, км |
zн, м |
zк, м |
с293, кг/м3 |
v273, мм2/с |
v293, мм2/с |
Tр, С |
|
18 |
57 |
612 |
84 |
115 |
840 |
19 |
10 |
9 |
Расчетные формулы
Вязкость:
Формула Вальтера
Коэффициенты b и a:
Формула Филонова-Рейнольдса:
Где, u-вискограмма
Плотность:
Формула Менделеева:
Давление насыщенных паров:
Внутренний диаметр:
Расчеты
Рассчитаем вязкость по формуле Вальтера:
Рассчитаем вязкость по формуле Филонова-Рейнольдса:
Рассчитаем плотность по формуле Менделеева:
Рассчитаем давление насыщенных паров:
Рассчитаем внутренний диаметр:
Округлим наше значение до табличного в большую сторону, следовательно наш диаметр будет равен 1220 мм.
Подберем 3 разных магистральных насоса и рассчитаем напор 3 насосов работающих последовательно по формуле:
Пример расчет на НМ-7000-210(1):
Таблица№2 Характеристики магистральных насосов
Тип насоса |
Н0, м |
b • 106, ч2/м5 |
Нм, м |
|
НМ-7000-210(1) |
300,1 |
1,89 |
541,218 |
|
НМ-7000-210(2) |
296,6 |
1,87 |
534,517 |
|
НМ-10000-210 Ротор=0,7 |
304 |
2,08 |
516,819 |
Подберем 3 разных подпорных насоса и рассчитаем напор 2 насосов работающих параллельно по формуле:
Примет расчета на НПВ-3600-90(1):
Таблица№3 Характеристики подпорных насосов
Тип насоса |
Н0, м |
b • 106, ч2/м5 |
Нп, м |
|
НПВ-3600-90(1) |
127 |
2,9 |
81,085 |
|
НПВ-3600-90(2) |
112 |
2,6 |
70,835 |
|
НПВ-3600-90(3) |
93,7 |
1,4 |
71,534 |
Рассчитаем рабочее давление для каждой комбинации магистральных и подпорных насосов по формуле: (МПа)
Примет расчета на НМ-7000-210(1) и НПВ-3600-90(1):
Таблица№4 Рабочее давление для комбинации насосов
Тип насоса |
НМ-7000-210(1) |
НМ-7000-210(2) |
НМ-10000-210 Ротор=0,7 |
|
НПВ-3600-90(1) |
5,176 |
5,12 |
4,97298479 |
|
НПВ-3600-90(2) |
5,09 |
5,034 |
4,88773004 |
|
НПВ-3600-90(3) |
5,096 |
5,04 |
4,89354427 |
Рассчитаем потребляемую мощность каждого насоса и определим самую выгодную пару магистральных и подпорных насосов для нашего нефтепровода.
Расчетные формулы для мощности насосов и их коэффициенты:
Таблица№5 Коэффициенты синхронных и асинхронных двигателей
r0 |
r1 |
r2 |
||
Синхронные |
0,89 |
0,114 |
-0,03601 |
|
Асинхронные |
0,452 |
0,987 |
-0,592 |
Расчеты и исходные данные:
Таблица№6 Исходные данные
Тип насоса |
c0 |
c1, |
c2, |
N, кВт |
|
НМ-7000-210(1) |
0,0046 |
0,000258 |
-1,85E-08 |
5000 |
|
НМ-7000-210(2) |
-0,0403 |
0,0003 |
-2,16E-08 |
4000 |
|
НМ-10000-210 Ротор=0,7 |
0,261 |
0,00016 |
-1,07E-08 |
5000 |
|
НПВ-3600-90(1) |
-0,0364 |
0,00045 |
-0,000000064 |
1250 |
|
НПВ-3600-90(2) |
-0,0364 |
0,00045 |
-0,000000064 |
1250 |
|
НПВ-3600-90(3) |
-0,0364 |
0,00045 |
-0,000000064 |
1250 |
Расчеты приведем на примере насоса НМ-7000-210(1):
Таблица№7 Потребляемая мощность насосов
Тип Насоса |
НМ-7000-210(1) |
НМ-7000-210(2) |
НМ-10000-210 Ротор=0,7 |
НПВ-3600-90(1) |
НПВ-3600-90(2) |
НПВ-3600-90(3) |
|
0,88616245 |
0,979175997 |
0,856651266 |
0,740873 |
0,740873 |
0,740873 |
||
0,756170738 |
0,844836 |
0,7469578 |
0,813041 |
0,7102623 |
0,717271649 |
||
0,955613156 |
0,960609 |
0,95506156 |
0,863138 |
0,8543812 |
0,855375775 |
||
N, МВт |
3,956468859 |
3,517917 |
3,91052175 |
1,177449 |
1,0286044 |
1,038755332 |
Исходя из экономических соображений, выберем для нашего нефтепровода насосы типа НМ-7000-210(2) и НПВ-3600-90(2), так как потребляемая ими мощность меньше остальных.
Рассчитаем толщину стенки нефтепровода подпорных и магистральных насосов по формуле: (мм), где, .
Округлим наше значение до табличного в большую сторону, следовательно толщина внутренней стенки будет равна 14 мм.
Рассчитаем скорость движения нефти по формуле (м/с), где
Запишем уравнение баланса и выведем из него количество перекачиваемых станций:
Потери по длине нефтепровода будем искать по формуле Лейбензона:
Для определения коэффициентов m и в определим режим течения жидкости, для этого посчитаем число Рейнольдса:
Определим относительную шероховатость:
Возьмем значения шероховатости для новых чистых стальных сварных труб:
Наше число Рейнольсда больше чем 2800, следовательно, проверяем следующую зону.
Наше число Рейнольдса удовлетворяет условию турбулентного течения зоне Блазиуса .
Из приведенных выше расчетов следует, что коэффициенты m и в равны 0,25 и 0,0246 соответственно.
Определим количество нефтеперекачивающих станций:
Построим совмещенную характеристику насосов и нефтепровода:
Таблица№8 Данные для построение совмещенной характеристики
Необходимый напор |
Количество работающих насосов |
|||||
9 |
10 |
11 |
12 |
|||
6000 |
1022,536098 |
2152,12 |
2381,4 |
2610,68 |
2839,96 |
|
6250 |
1098,257027 |
2098,588 |
2322,14063 |
2545,694 |
2769,247 |
|
6500 |
1176,284393 |
2042,87 |
2260,4625 |
2478,055 |
2695,648 |
|
6750 |
1256,595682 |
1984,968 |
2196,36563 |
2407,764 |
2619,162 |
|
7000 |
1339,169441 |
1924,88 |
2129,85 |
2334,82 |
2539,79 |
|
7250 |
1423,985188 |
1862,608 |
2060,91563 |
2259,224 |
2457,532 |
|
7500 |
1511,023336 |
1798,15 |
1989,5625 |
2180,975 |
2372,388 |
|
7750 |
1600,265122 |
1731,508 |
1915,79063 |
2100,074 |
2284,357 |
|
8000 |
1691,692554 |
1662,68 |
1839,6 |
2016,52 |
2193,44 |
|
8250 |
1785,288348 |
1591,668 |
1760,99063 |
1930,314 |
2099,637 |
|
8500 |
1881,035884 |
1518,47 |
1679,9625 |
1841,455 |
2002,948 |
|
8750 |
1978,91916 |
1443,088 |
1596,51563 |
1749,944 |
1903,372 |
|
9000 |
2078,922751 |
1365,52 |
1510,65 |
1655,78 |
1800,91 |
|
9250 |
2181,031775 |
1285,768 |
1422,36563 |
1558,964 |
1695,562 |
|
9500 |
2285,231858 |
1203,83 |
1331,6625 |
1459,495 |
1587,328 |
|
9750 |
2391,509101 |
1119,708 |
1238,54063 |
1357,374 |
1476,207 |
Рис. 1 Совмещенная характеристика нефтепровода и насосных станций
Исходя из графика, количество работающих насосов равняется 10. Следовательно новый расход равняется 8100.
Новые характеристики насосов будут:
Таблица№9 Новые характеристики насосов
Тип насоса |
Н, м |
|
НМ-7000-210 |
172,389 |
|
НПВ-3600-90 |
68,825 |
Построим профиль трассы и разместим перекачивающие станции, на которых будет 3-3-2-2 насосов.
Рассчитаем эмпирические коэффициенты Б*, А* и Б для магистральных и подпорных насосов.
,
где m - коэффициент Лейбензона, для зоны смешанного трения равный 0,25
.
Разность геодезических отметок конца и начала трубопровода
Дz = zк ? zн = 115-80 = 35 м.
Производительность нефтепровода в пределах эксплуатационного участка с числом НПС, равным n, может быть вычислена по формуле:
.
Для первого варианта работы нефтепровода (n = 10):
м.
.
В пределах эксплуатационного участка фактические подпор и напор НПС № С вычисляются по формулам
,
где Дzc - разность геодезических отметок С-й и головной НПС; li - длина перегона между i-й и (i + 1)-й НПС, k - количество работающих магистральных насосов на i-й НПС.
Найденные величины Дhc и Hc должны удовлетворять условиям
; , |
где Дhmin i, - разрешенные значения соответственно минимального подпора на входе и максимального напора на выходе i-й НПС.
м.
м.
Проведем расчеты для случая, когда на всех станциях работают насосы по схеме 3-3-2-2
1) НПС - 1
м.
2) НПС - 2
м.
м.
3) НПС - 3
м.
м.
4) НПС - 4
м.
м.
5) КП - 5
м.
Так как для всех насосных станций напор и подпор удовлетворяют рабочим условиям, то работоспособность нефтепровода обеспечивается.
Результаты расчета напоров и подпоров при различном количестве работающих насосов и различных комбинациях их включения на станциях представлены в таблице№9.
№ Реж. |
Количество магистральных насосов |
Схема включения |
Q, м3/с |
НС - 1 |
НС - 2 |
НС - 3 |
НС - 4 |
КП-5 |
|||||
?h1 |
H1 |
?h2 |
H2 |
?h3 |
H3 |
?h4 |
H4 |
?h5 |
|||||
1 |
10 |
3-3-2-2 |
2,282802 |
66,67842781 |
576,9051 |
97,54316 |
607,7699 |
93,71161 |
433,8627 |
175,6544 |
515,8056 |
112,6177 |
|
2 |
9 |
3-3-2-1 |
2,207594 |
68,66873765 |
602,6115 |
148,2669 |
682,2097 |
197,9915 |
553,9533 |
309,3087 |
665,2705 |
107,9134 |
|
3 |
9 |
3-3-1-2 |
2,207594 |
68,66873765 |
602,6115 |
148,2669 |
682,2097 |
197,9915 |
553,9533 |
131,3277 |
487,2896 |
107,9134 |
|
4 |
8 |
3-3-1-1 |
2,122776 |
70,85309215 |
630,8242 |
203,936 |
763,9071 |
312,4381 |
685,7521 |
269,3364 |
642,6505 |
102,7505 |
|
5 |
9 |
3-2-2-2 |
2,207594 |
68,66873765 |
602,6115 |
-29,714 |
326,2479 |
20,01053 |
375,9724 |
131,3277 |
487,2896 |
107,9134 |
|
6 |
8 |
3-2-2-1 |
2,122776 |
70,85309215 |
630,8242 |
17,27897 |
390,593 |
125,781 |
499,0951 |
269,3364 |
642,6505 |
102,7505 |
|
7 |
8 |
3-2-1-2 |
2,122776 |
70,85309215 |
630,8242 |
17,27897 |
390,593 |
125,781 |
499,0951 |
82,67941 |
455,9935 |
102,7505 |
|
8 |
7 |
3-2-1-1 |
2,026215 |
73,26132301 |
661,9284 |
69,0883 |
461,533 |
242,392 |
634,8368 |
225,2674 |
617,7121 |
97,05844 |
|
9 |
9 |
2-3-2-2 |
2,207594 |
68,66873765 |
424,6306 |
148,2669 |
682,2097 |
20,01053 |
375,9724 |
131,3277 |
487,2896 |
107,9134 |
|
10 |
8 |
2-3-2-1 |
2,122776 |
70,85309215 |
444,1672 |
203,936 |
763,9071 |
125,781 |
499,0951 |
269,3364 |
642,6505 |
102,7505 |
|
11 |
8 |
2-3-1-2 |
2,122776 |
70,85309215 |
444,1672 |
203,936 |
763,9071 |
125,781 |
499,0951 |
82,67941 |
455,9935 |
102,7505 |
|
12 |
7 |
2-3-1-1 |
2,026215 |
73,26132301 |
465,706 |
265,3107 |
853,9777 |
242,392 |
634,8368 |
225,2674 |
617,7121 |
97,05844 |
|
13 |
8 |
2-2-2-2 |
2,122776 |
70,85309215 |
444,1672 |
17,27897 |
390,593 |
-60,876 |
312,4381 |
82,67941 |
455,9935 |
102,7505 |
|
14 |
7 |
2-2-2-1 |
2,026215 |
73,26132301 |
465,706 |
69,0883 |
461,533 |
46,16968 |
438,6144 |
225,2674 |
617,7121 |
97,05844 |
|
15 |
7 |
2-2-1-2 |
2,026215 |
73,26132301 |
465,706 |
69,0883 |
461,533 |
46,16968 |
438,6144 |
29,04507 |
421,4898 |
97,05844 |
|
16 |
6 |
2-2-1-1 |
1,91502 |
75,92970719 |
489,5717 |
126,4944 |
540,1364 |
164,7792 |
578,4211 |
176,4378 |
590,0798 |
90,75149 |
Таблица№9 Результаты расчета напоров и подпоров при различном количестве работающих насосов и различных комбинациях их включения
нефтепровод насос напор
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод что режимы под номерами 5,6,7,9,13 нельзя использовать из-за недостатка напоров.
Рассчитаем новую потребляемую мощность уже с новыми расходами и напорами для режима номер 1. Коэффициенты возьмем из таблиц 5 и 6.
Для магистрального насоса:
Для подпорного насоса:
Рассчитаем удельную энергию по формуле для каждого режима и построим график зависимости для 1 тонны нефти.
Таблица№10 Результаты подсчета удельной энергии и мощности
№ Реж. |
Q, м3/с |
N, МВт |
Nо МВт |
|||||||||
Магистр. |
Подпорн. |
Магистр. |
Подпорн. |
Магистр. |
Подпорн. |
Магистр. |
Подпорн. |
|||||
1 |
2,282802 |
0,966328 |
0,804114 |
0,843869 |
0,848172 |
0,960558 |
0,863263 |
3,514079 |
1,842221 |
36,98301 |
19108,14104 |
|
2 |
2,207594 |
0,979642 |
0,777662 |
0,842393 |
0,873445 |
0,960479 |
0,86245 |
3,508221 |
1,898904 |
33,47289 |
17883,7448 |
|
3 |
2,207594 |
0,979642 |
0,777662 |
0,842393 |
0,873445 |
0,960479 |
0,86245 |
3,508221 |
1,898904 |
33,47289 |
17883,7448 |
|
4 |
2,122776 |
0,990857 |
0,747805 |
0,839899 |
0,901204 |
0,960346 |
0,860685 |
3,498319 |
1,963271 |
29,94983 |
16640,81102 |
|
8 |
2,026215 |
0,998722 |
0,713781 |
0,83614 |
0,931844 |
0,960144 |
0,857677 |
3,483393 |
2,037141 |
26,42089 |
15379,64444 |
|
10 |
2,122776 |
0,990857 |
0,747805 |
0,839899 |
0,901204 |
0,960346 |
0,860685 |
3,498319 |
1,963271 |
29,94983 |
16640,81102 |
|
11 |
2,122776 |
0,990857 |
0,747805 |
0,839899 |
0,901204 |
0,960346 |
0,860685 |
3,498319 |
1,963271 |
29,94983 |
16640,81102 |
|
12 |
2,026215 |
0,998722 |
0,713781 |
0,83614 |
0,931844 |
0,960144 |
0,857677 |
3,483393 |
2,037141 |
26,42089 |
15379,64444 |
|
14 |
2,026215 |
0,998722 |
0,713781 |
0,83614 |
0,931844 |
0,960144 |
0,857677 |
3,483393 |
2,037141 |
26,42089 |
15379,64444 |
|
15 |
2,026215 |
0,998722 |
0,713781 |
0,83614 |
0,931844 |
0,960144 |
0,857677 |
3,483393 |
2,037141 |
26,42089 |
15379,64444 |
|
16 |
1,91502 |
0,999 |
0,674559 |
0,832706 |
0,965858 |
0,959959 |
0,853036 |
3,469757 |
2,122988 |
22,94153 |
14129,7171 |
Рис. 2 График зависимости энергозатрат от производительности нефтепровода
Как видно из графика, подходящие нам режимы перекачки под номерами 1 и 5. Рассчитаем время работы этих режимов:
Вывод
В ходе выполнения расчетно - графической работы был рассчитан нефтепровод со следующими параметрами:
Диаметр D - 1220 мм; толщина стенки д = 14 мм; число насосных станций 4; насосное оборудование, используемое на нефтепроводе: насосы НМ 7000-210 и НПВ 3600-90; расход в рабочей точке - Qpаб = 8150 м3/ч; экономически выгодные режимы перекачки: 1, 2, 3, 4, 8, 10, 11, 12, 14 и 15.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исходные данные для технологического расчета нефтепровода. Механические характеристики трубных сталей. Технологический расчет нефтепровода. Характеристика трубопровода без лупинга и насосных станций. Расстановка насосных станций на профиле трассы.
курсовая работа [859,1 K], добавлен 04.03.2014Роль трубопроводного транспорта в системе нефтегазовой отрасли промышленности. Гидравлический расчет нефтепровода. Определение количества насосных станций и их размещение. Расчет толщины стенки нефтепровода. Проверка прочности и устойчивости трубопровода.
курсовая работа [179,7 K], добавлен 29.08.2010Технико-экономическое обоснование годовой производительности и пропускной способности магистрального трубопровода. Определение расчетной вязкости и плотности перекачиваемой нефти. Гидравлический расчет нефтепровода. Определение числа насосных станций.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.05.2016Технологический расчет нефтепровода и выбор насосно-силового оборудования. Определение длины лупинга и расстановка нефтеперекачивающей станции по трассе нефтепровода. Расчет режима работы нефтепровода при увеличении производительности удвоением станций.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.05.2021Характеристика магистральных нефтепроводов. Определение диаметра и толщины стенки трубопровода. Расчет потерь напора по длине нефтепровода. Подбор насосного оборудования. Построение гидравлического уклона, профиля и расстановка нефтяных станций.
курсовая работа [146,7 K], добавлен 12.12.2013Определение оптимальных параметров магистрального нефтепровода, определение диаметра и толщины стенки трубопровода, выбор насосного оборудования. Расчет на прочность и устойчивость, выбор рациональных режимов эксплуатации магистрального нефтепровода.
курсовая работа [129,7 K], добавлен 26.06.2010Классификация нефтепроводов, принципы перекачки, виды труб. Технологический расчет магистрального нефтепровода. Определение толщины стенки, расчет на прочность, устойчивость. Перевальная точка, длина нефтепровода. Определение числа перекачивающих станций.
курсовая работа [618,9 K], добавлен 12.03.2015Классификация центробежных насосов, скорость жидкости в рабочем колесе. Расчет центробежного насоса: выбор диаметра трубопровода, определение потерь напора во всасывающей и нагнетательной линии, полезной мощности и мощности, потребляемой двигателем.
курсовая работа [120,8 K], добавлен 24.11.2009Проектирование магистральных газонефтепроводов, выбор трассы магистрального трубопровода. Технологические схемы компрессорных станций с центробежными неполнонапорными нагнетателями. Совместная работа насосных станций и линейной части нефтепровода.
курсовая работа [261,2 K], добавлен 17.05.2016Последовательность и содержание работ при ремонте трубопровода. Разработка траншеи и проверочный расчет толщины стенки на прочность и деформацию, проверка на устойчивость данного нефтепровода на подводном переходе. Испытание отремонтированных участков.
курсовая работа [784,3 K], добавлен 24.09.2014Конструкция и основные параметры центробежных насосов. Характеристика насосной установки. Величины, характеризующие рабочий процесс объемных насосов. Гидроцилиндры одностороннего и двухстороннего действия. Полезная и потребляемая мощность гидромоторов.
презентация [788,6 K], добавлен 21.10.2013Построение профиля трассы. Определение плотности и вязкости. Выбор конкурирующих диаметров труб. Вычисление толщины стенки трубы по каждому из диаметров. Порядок проверки на осевые сжимающие напряжения. Проверка работы трубопровода в летних условиях.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.06.2011Особенности формирования системы магистральных нефтепроводов на территории бывшего СССР. Анализ трассы проектируемого нефтепровода "Пурпе-Самотлор", оценка его годовой производительности. Принципы расстановки перекачивающих станций по трассе нефтепровода.
курсовая работа [934,0 K], добавлен 26.12.2010Выбор режимов эксплуатации магистрального нефтепровода. Регулирование режимов работы нефтепровода. Описание центробежного насоса со сменными роторами. Увеличение пропускной способности нефтепровода. Перераспределение грузопотоков транспортируемой нефти.
отчет по практике [551,4 K], добавлен 13.04.2015Определение расчетных свойств нефти. Вычисление параметров насосно-силового оборудования. Влияние рельефа на режимы перекачки. Расчет и выбор оптимальных режимов работы магистрального нефтепровода с учетом удельных затрат энергии на перекачку нефти.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.02.2014Общая характеристика нефтепровода. Климатическая и геологическая характеристика площадки. Генеральный план перекачивающей станции. Магистральные насосные и резервуарный парк НПС-3 "Альметьевск". Расчет системы приточно-вытяжной вентиляции насосного цеха.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 17.04.2013Пересчет характеристики магистрального насоса НМ 360-460 с воды на перекачиваемую жидкость методом Аитовой-Колпакова. Построение совмещенной характеристики трубопровода и группы насосов. Проверка всасывающей способности и расчет щелевого уплотнения.
курсовая работа [520,2 K], добавлен 24.03.2015Определение плотности, вязкости и давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости. Подбор насосного оборудования магистральных насосных станций. Определение потерь напора в трубопроводе. Выбор магистральных насосов, резервуаров и дыхательных клапанов.
курсовая работа [630,4 K], добавлен 06.04.2013Рассмотрение принципа действия вентилятора. Определение частоты вращения рабочего колеса и его диаметра, мощности электродвигателя. Характеристика сети трубопроводов; вычисление частоты вращения рабочих колес насосов, отклонения фактического напора.
курсовая работа [451,7 K], добавлен 09.10.2014Переход нефтепровода диаметром 325 мм через автомобильную дорогу III категории открытым способом с защитным кожухом диаметра 530 мм. Климатическая характеристика объекта строительства. Подготовительные и основные работы по строительству нефтепровода.
дипломная работа [322,5 K], добавлен 19.04.2016