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 04.03.2014

  • Роль 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 29.08.2010

  • Технико-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 30.05.2016

  • Технологический 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 14.05.2021

  • Характеристика 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 12.12.2013

  • Определение 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 26.06.2010

  • Классификация 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 12.03.2015

  • Классификация 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 24.11.2009

  • Проектирование 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 17.05.2016

  • Последовательность 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 24.09.2014

  • Конструкция 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 21.10.2013

  • Построение 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 09.06.2011

  • Особенности 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 26.12.2010

  • Выбор 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 13.04.2015

  • Определение 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 21.02.2014

  • Общая 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 17.04.2013

  • Пересчет 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 24.03.2015

  • Определение 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 06.04.2013

  • Рассмотрение 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 09.10.2014

  • Переход 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.