Проектирование перевалочной нефтебазы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Определение физических свойств нефтепродукта
• 1.1 Расчетная температура нефтепродукта
• 1.2 Расчетная вязкость
• 1.3 Расчетная плотность
• 1.4 Определение давления насыщенных паров
• 2. Выбор оптимальных типа размеров резервуара
• 2.1 Определение полезного объема резервуарного парка
• 3. Компоновка резервуарного парка
• 4. Расчет железо-дорожной эстакады
• 5. Расчет авто-эстакады
• 6. Расчет причалов
• 7. Гидравлический расчет трубопровода
• 8. Подбор насосно-силового оборудования
• 9. Механический расчет трубопровода
• 10. Расчет потерь от больших дыханий
• Заключение
• Список использованных источников


Введение

Задачей курсового проекта является проектирование перевалочной нефтебазы. Для этого необходимо учитывать район расположения нефтебазы, годовой грузооборот, ассортимент и количество нефтепродуктов, способ доставки и отгрузки нефтепродуктов. Для осуществления поставленной задачи нужно произвести ряд расчётов, в результате которых можно составить генеральный план нефтебазы и технологическую схему.

Важнейшее условие, обеспечивающее нормальную работу нефтебазы - объем резервуарного парка, который должен обеспечить компенсацию неравномерности поступления и отпуска нефтепродуктов.

Резервуары - наиболее дорогие сооружения нефтебаз. Помимо крупных капиталовложений на их сооружение требуется большое количество металла, поэтому при проектировании нефтебаз необходимый объем резервуарного парка должен быть определен по возможности точно.



1. Определение физических свойств нефтепродукта

1.1 Расчетная температура нефтепродукта

Для определения расчетных данных необходимо задаться температурой нефтепродукта. Температура жидкости будет равна температуре окружающей среды. Согласно заданию, на проектирование для г. Мурманск принимается по "СНиП 23-01-99 Строительная климатология". Температура самой холодной пятидневки и абсолютно максимальная температура.

1.2 Расчетная вязкость

Проводится при и района проектирования. Применяется формула Рейнольда-Филанова:

(1)

Где:

(2)

Рассчитываем показатели для АИ-95:

;

;

;

;

;

Рассчитываем для ТС-1:

;

;

;

;

1.3 Расчетная плотность

Пересчет производится по формуле Менделеева:

; (3)

Где:

плотность при заданной температуре

коэффициент объемного расширения

Рассчитываем для АИ-95:

;

;

;

;

Рассчитываем для ТС-1:

;

;

;

;

1.4 Определение давления насыщенных паров

Пересчет производится по формуле Рыбакова:

(4)

Рассчитываем для АИ-95:

мм. рт. ст.

Рассчитываем для ТС-1:

мм. рт. ст.



2. Выбор оптимальных типа размеров резервуара

Проектирование расходных складов нефтепродуктов, входящих в состав предприятия, выполняется по ВНТП 5-95 с учетом требований технологических норм предприятия, в состав которых входят склады нефтепродуктов. В нормах применены прогрессивные решения технологического оснащения предприятий, направленные на повышение уровня технологической надежности и безопасная эксплуатация. Автоматизация технологических процессов, получение экономических показателей, техника безопасности, охрана труда и защита окружающей среды.

Для нефтепродуктов с высоким давлением насыщенных паров, согласно приведенным ранее расчетом, необходим резервуар с понтоном или плавающей крышей. При выборе типов резервуара необходимо учитывать климатические условия района проектирования (ветер, дождь, снег, нагрузки). В районах с большой нагрузкой резервуары с плавающей крышей неприменимы, а где сильный ветер, высота не более 12 м. У нас город Мурманск. Резервуары РВС с понтоном.

2.1 Определение полезного объема резервуарного парка

Согласно заданию, для водных нефтебаз с поставкой нефтепродуктов только в навигационный период объём будет равен:

; (5)

; (6)

; (7)



После определения необходимого объема i-ого нефтепродукта назначаем несколько резервуаров различного размера, для выбора из наиболее оптимального варианта.

Рассчитываем для АИ-95:

;

;

;

Наиболее оптимальный РВСП 3000

;

;

;

;

Рассчитываем для ТС-1:

;

;

;

Наиболее оптимальный РВСП 3000

;

;

;

;



3. Компоновка резервуарного парка

Производится в соответствии с требованиями, изложенными в СНиП 2.11.03-93 (склады нефти и нефтепродуктов, противопожарные нормы). Допустимая общая номинальная вместимость группы резервуаров с понтоном объемом 50000 м³, независимо от вида хранимого нефтепродукта составляет 120000 м³. Минимальное расстояние между резервуарами, располагающиеся в первой группе в данном случае равно 0,65D, но не более 30 м. Расстояние между стенками ближайших резервуаров объемом 20000 м ³ и более в соседних группах составляет 60 м. По периметру каждой группы наземных резервуаров необходимо предусматривать замкнутое земляное обвалование, шириной по верху не менее 0,5 м или ограждающую стенку из негорючих материалов, рассчитанных на гидростатическое давление размывшейся жидкости. Свободный от застройки объем обвалованной территории, образуемой между внутренними откосами обвалования следует определять по расчетному объему размываемой жидкости, который в свою очередь равен номинальному объему наибольшего резервуара в группе или отдельно стоящего резервуара. Высоты обвалований должны быть на 0,2 м выше расчетного уровня объема разливаемой жидкости, но не менее 1,5 м для резервуаров номинального объема 10000 м ³ и больше.

Высота обвалования:

; (8)

Расстояние от стенок резервуаров до подошвы внутренних откосов обвалования или до ограждающих стен следует принимать не менее 3 м от резервуаров вместимостью до 10000 куб.м.

Рассчитываем для АИ-95:

;

Рассчитываем для ТС-1:

;



4. Расчет железо-дорожной эстакады

Цель данного расчета заключается в определении числа приходов (маршрутов) нефтепродуктов на нефтебазу в сутки, выбора эстакады и ее длины. А также нахождения производительности насосов на участке от железо-дорожной эстакады до насосной станции.

Число маршрутов прихода на нефтебазу:

; (9)

; (10)

Число эстакад:

; (11)

Длина эстакады:

; (12)

; (13)

; (14)

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Выбираем эстакаду КС-2 длинной 72 м на 12 цистерн

;

;

;

;



5. Расчет авто-эстакады

Количество стояков для каждого вида нефтепродукта:

;

;

;

Рассчитываем для АИ-95:

;

;

1 наливное устройство и 1 наливной островок

;

Рассчитываем для ТС-1:

;

;

1 наливное устройство и 1 наливной островок

;



6. Расчет причалов

1) Время пребывания судна у причала включает:

- подготовительные операции, ф₁ = 0,5 … 2 ч.

- выгрузка - загрузка НП по формуле:

В качестве речного судна для перевозки НП: танкер проекта 1553, q_c=2700 тонн, оборудован насосами марки 8НДВ, q_н = 500 м ³/час.

Для А-95:

Для ТС-1:

2) Время навигационного периода:

3) Число причалов определяется по формуле:

?ф - суммарное время пребывания судна у причала, ч

Кн - коэффициент неравномерности завоза-вывоза

ф_нав - продолжительность навигационного периода, ч

q_c - средний тоннаж нефтеналивных судов

Для АИ-95:

Для ТС-1:

?n_п = 0,08, следовательно, выбираем 1 причал.



7. Гидравлический расчет трубопровода

Цель данного расчета - обеспечение заданной производительности перекачки.

1) Участок: причал - насосная станция (всасывание).

АИ-95: РВСП-3000, ПРУ-600.

Q = 320 м³/ч

V = 1,2 м/с

Принимаем по сортаменту D_н = 325 мм.

Примем толщину стенки д = 5 мм.

Тогда D_вн = 315 мм.

Эквивалентная шероховатость стенки трубы Дэ = 0,02.

Определим число Рейнольдса:

При условии коэффициент гидравлического сопротивления (л) рассчитывается по формуле:



Длина участка L = 164 м.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений ?е = 16,91

Потери по длине рассматриваемого трубопровода определяются по формуле:

Для других НП расчет повторяется.

Сведем все данные в таблицу:

Таблица 1 - параметры на участке "причал - насосная станция (всасывание)"

	АИ-95	ТС-1
Q	320	160
V	1.2	1
D	307.1	237.9
Dн	325	219
д	5	4
Dвн	0.315	0.211
Vфакт	1.14	1.27
Re	871492	320780
	0.02	0.02
Re1	157500	105500
Re2	7875000	5275000
л	0.0098	0.0109
L	164	164
h	1.46	2.09



Таблица 2 - местные сопротивления на участке "причал - насосная станция (всасывание)"

	n	е
Задвижка	3	0,15
Фильтр	1	1,7
Счетчик	1	12,5
Тройник	3	0,32
?		16,91

2) Участок: резервуарный парк - насосная станция (всасывание).

Таблица 3 - параметры на участке "резервуарный парк - насосная станция"

	АИ-95	ТС-1
Q	320	160
V	1.2	1
D	307.1	237.9
Dн	325	219
д	5	4
Dвн	0.315	0.211
Vфакт	1.14	1.27
Re	871492	320780
	0.02	0.02
Re1	157500	105500
Re2	7875000	5275000
л	0.0098	0.0109
L	580	325
h	1.74	2.05

Таблица 4 - местные сопротивления на участке "резервуарный парк - насосная станция"

	n	е
Задвижка	6	0,15
Фильтр	-	1,7
Счетчик	-	12,5
Тройник	2	0,32
Колено 90°	3	1,3
Обрат. клапан	1	3
Хлопушка	1	0,9
?		8,04

3) Участок: насосная станция - резервуарный парк (нагнетание).

Таблица 5 - параметры на участке "насосная станция - резервуарный парк"

	АИ-95	ТС-1
Q	320	160
V	1.2	1
D	307.1	237.9
Dн	325	219
д	5	4
Dвн	0.315	0.211
Vфакт	1.14	1.27
Re	871492	320780
	0.02	0.02
Re1	157500	105500
Re2	7875000	5275000
л	0.0098	0.0109
L	164	164
h	1.46	2.09

Таблица 6 - местные сопротивления на участке "насосная станция - резервуарный парк"

	n	е
Задвижка	6	0,15
Фильтр	-	1,7
Счетчик	-	12,5
Тройник	2	0,32
Колено 90°	3	1,3
Обрат. клапан	1	3
Хлопушка	1	0,9
?		8,04



4) Участок: насосная станция - автоцистерны (нагнетание).

Таблица 7 - параметры на участке "насосная станция - автоцистерны"

	АИ-95	ТС-1
Q	160	80
V	1.2	1
D	217.2	168.2
Dн	244.5	180
д	4	4
Dвн	0.2365	0.172
Vфакт	1.01	0.96
Re	580380	196758
	0.02	0.02
Re1	118250	86000
Re2	5912500	4300000
л	0.0106	0.0115
L	340	340
h	2.01	2.15

Таблица 8 - местные сопротивления на участке "насосная станция - автоцистерны"

	n	е
Задвижка	6	0,15
Фильтр	1	1,7
Счетчик	1	12,5
Тройник	1	0,32
Колено 90°	3	1,3
Обрат. клапан	1	3
Хлопушка	-	0,9
?		23,28

5) Участок: насосная станция - ж/д транспорт (нагнетание).



Таблица 9 - параметры на участке "насосная станция - ж/д транспорт (нагнетание)"

	АИ-95	ТС-1
Q	160	80
V	1.2	1
D	217.2	168.2
Dн	244.5	180
д	4	4
Dвн	0.2365	0.172
Vфакт	1.01	0.96
Re	580380	196758
	0.02	0.02
Re1	118250	86000
Re2	5912500	4300000
л	0.0106	0.0115
L	500	500
h	2.38	2.64

Таблица 10 - местные сопротивления на участке "насосная станция - речной транспорт"

	n	е
Задвижка	6	0,15
Фильтр	1	1,7
Счетчик	1	12,5
Тройник	1	0,32
Колено 90°	3	1,3
Обрат. клапан	1	3
Хлопушка	-	0,9
?		23,28



8. Подбор насосно-силового оборудования

Согласно гидравлического расчета подбор насосов производится по производительности слива с ж\д цистерн для 3х видов НП.

Q(АИ-95) = 320 м³/ч, Q(ТС-1) = 160 м³/ч.

1) Для АИ-95: Насос НМ 360-460, Q = 360 м³/ч, напор 460 м.

Дh_доп = 4,5

Электродвигатель ВАО В 500М - 4У 1, 315 кВт.

Для ТС-1: Насос НМ 180-500, Q = 180 м ³/ч, напор 500 м.

Дh_доп = 4,0

Электродвигатель ВАО В 500М - 4У 1, 250 кВт.

2) Определим требуемый напор насосов:

АИ-95: ,

где Кз - коэф. использования

Нст - высота стенки резервуара.

ТС-1: Н_вз = 10,0 м., Н_нас = 22,03 м.

3) Проверка на всасывающую способность

Допустимая высота всасывания насоса:

АИ-95: H_s = 1,9 м ? 4,5 м. Условие выполняется.

ТС-1: H_s = 1,8 м ? 4,0 м. Условие выполняется.



9. Механический расчет трубопровода

На проектируемой нефтебазе в качестве материала труб используется сталь 17Г 1С, её механические характеристики:

у_пр = 510 Мпа = R^н ₁ (предел прочности материала труб).

Рассчитаем сопротивление материала труб:

где m - коэффициент условия работы трубопровода (= 0,6),

K1 - коэффициент надежности по материалу (= 1,4),

Кн - коэффициент надежности по назначению (= 1).

Определим расчетную толщину стенки:

где р - внутреннее рабочее давление, на НБ обычно не превышает 1,631 Мпа,

Dн - наружный диаметр.

В результате получили, что для обеспечения надежной работы трубопровода необходима толщина стенки = 0,74 мм, а т.к. минимальная толщина стенки трубы 4 мм, то гарантировано выполняется условие надежной работы всех технологических трубопроводов.



10. Расчет потерь от больших дыханий

Масса паров НП, вытесняемая из резервуара за 1 большое дыхание определяется по формуле:

где Vб - объем, закачанного в резервуар НП, м ³.

V1 - объем газового пространства резервуара перед закачкой НП.

р 2 - абсолютное давление газового пространства в конечный момент времени закачки, Па.

р 1 - абсолютное давление газового пространства в начальный момент времени закачки, Па.

ps - давление насыщенных паров НП, Па.

R - универсальная газовая постоянная.

Мб - молекулярный вес бензиновых паров, кг/моль.

где Ра - атмосферное давление

Рв - вакууметрическое давление

Ризб - избыточное давление.

Выбираем дыхательный клапан КДС-1000:

Рв = 250 Па., Ризб = 2000 Па.



где t_нк - температура начала кипения фракции НП, (АИ-95 = 70°С, ТС-1 = 150°С.)

АИ-95: Мб = 85,9 кг/моль

G_бд = 35370 кг.

ТС-1: Мб = 127,5 кг/моль

G_бд = 694 кг.



Заключение

нефтебаза грузооборот ассортимент резервуарный

Выполнив необходимые расчеты, мы выполнили основную задачу проекта - проектирование перевалочной нефтебазы. Расчет проведен с учетом района расположения нефтебазы, годового грузооборота, ассортимента и количества нефтепродуктов, способа доставки и отгрузки нефтепродуктов. Для осуществления поставленной задачи был произведен ряд расчётов, в результате которых составлен генеральный план нефтебазы и технологическая схема.



Список использованных источников

1. ВНТП 5-96. Нормы технологического проектирования предприятий по обеспечению нефтепродуктами (нефтебаз). - Введ. 3.04.1995.

2. СНиП 2.01.07-85. Воздействия и нагрузки. - Введ. 01.01.1987.

3. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы. - Введ. 08.01.1987.

4. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. - Введ. 07.01.1993.

5. Едигаров, С.Г. Проектирование и эксплуатация нефтебаз.: Учебник для ВУЗов / В.М. Михайлов, А.Д. Прохоров, В.А. Юфин. - М.: "Недра", 1982. - 280 с.

6. Лурье, М.В. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. : Учебное пособие / С.П. Макаров. - М.: "Недра", 1999. - 267 с.

Размещено на Allbest.ru

...