Расчет и проектирование объектов авиатопливообеспечения предприятия воздушного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Егорьевский Авиационный технический колледж имени В.П. Чкалова-

филиал Московского государственного технического университета гражданской авиации

Цикловая комиссия

«Транспортирование и хранение нефтепродуктов»

Тема проекта:

«Расчет и проектирование объектов авиатопливообеспечения предприятия воздушного транспорта»

Выполнил

курсант 441 уч. группы

Братерский Д.

Проверил

Ильгов В.П.

Егорьевск 2015



Содержание

Введение

Задание

1. Определение среднесуточного расхода авиаГСМ

2. Определение потребной резервуарной емкости склада ГСМ

3. Расчет средств пожаротушения

4. Расчет часовой производительности фронта слива

5. Расчет количества заправочных средств и наливных устройств

6. Расчет системы централизованной заправки

7. Гидравлический расчет трубопроводно-насосных склада ГСМ, систем ЦЗС

8. Расчет средств защиты от гидроударов

9. Оценка нормативных технико-экономических показателей проектируемого комплекс авиатопливообеспечения

Литература



Введение

Хорошо известно, что воздушный транспорт стал одним из основных средств массовых перевозок пассажиров в мире. Воздушные перевозки осуществляет гражданская авиация, имеющая более широкое, чем только транспортное, применение. Как отрасль народного хозяйства, она участвует в решении не только чисто транспортных, но и некоторых специальных задач. Ее используют в сельском хозяйстве, для борьбы с лесными и иными пожарами, в геологической и ледовой разведке, в спортивных и иных целях. Но, несомненно, главное назначение гражданской авиации -- осуществление перевозок пассажиров, грузов и почты по воздуху преимущественно на большие, часто межконтинентальные расстояния. Надо признать, что грузовые воздушные перевозки пока занимают в общем мировом грузообороте всеми видами транспорта весьма скромное (не более 1%) место, но зато по стоимости транспортируемых грузов вряд ли есть им равные. Ведь самолетами перевозят, как правило, наиболее дорогостоящие грузы: различную малогабаритную аппаратуру, компьютеры и телевизоры, драгоценности, меха и дорогую одежду, медикаменты и парфюмерию, высококачественные скоропортящиеся продукты (сливочное масло, шоколад, экзотические тропические фрукты), оружие, цветы и многое другое. Быстрейшая доставка подобных грузов резко ускоряет оборачиваемость значительных материальных ценностей, способствует росту торговых доходов. Главные отличия авиация -- самого молодого и бурно развивающегося вида мирового транспорта -- от других видов транспорта и преимущества ее перед ними заключаются в наивысшей путевой скорости перевозок и сравнительно меньшей зависимости от состояния и функционирования наземных технических средств (они сосредоточены в основном на аэродромах). Подобная независимость авиации делает ее незаменимым средством сообщения в труднодоступных, малообжитых регионах Земли, особенно с суровым климатом, как, например, в северных районах Сибири, Дальнего Востока, Камчатки, на Чукотке, Аляске, севере Канады, в джунглях Амазонки, в Сахаре, где нет ни дорог, ни удобных водных путей.

Нельзя не отметить и независимость авиации, особенно в межконтинентальных полетах, от климатических условий и сезонных изменений времен года. Самолет может взлетать в полярном географическом поясе, а приземляться в тропическом, и наоборот. У воздушного транспорта нет и ярко выраженной сезонности по временам года, как, например, у водного (речного). Конечно, есть у воздушного транспорта и недостатки. Основные из них -- сравнительно высокая стоимость перевозок, пока еще недостаточный уровень безопасности и значительная зависимость от состояния погоды, особенно в местах приземления самолетов. Стоит отметить и такую особенность авиации, как международный характер ее деятельности: ведь в воздухе существуют формально--условные государственные границы.

Первый в мире полет выполнили, как известно, американцы братья Уилбер и Орвилл Райт в 1903 году. На сконструированном ими аэроплане Флайер-1» был установлен самодельный бензиновый мотор мощностью 12 лошадиных сил. Сам «рейс» длился 12 секунд, за которые удалось преодолеть всего лишь 36,5 метра. Но тем не менее это было началом авиации, а Америка стала родиной первого аэроплана. В дальнейшем она недолго удерживала пальму первенства. Через 5 лет в лидеры авиастроения вырвалась Франция. Что же касается России, то ее авиаконструкторская мысль также не бездействовала. В 1913 году состоялся полет первого в мире 4-моторного самолета «Русский витязь». В начале 1917 года в стране действовало 20 авиа- и моторостроительных заводов, производивших оригинальные и лицензионные воздушные суда. Впрочем, наибольший технический успех в то время сопутствовал германскому конструктору профессору Г. Юнкерсу, фирма которого сумела создать и запустить в серию первый цельнометаллический самолет-моноплан «J-1» -- прообраз всех ныне существующих воздушных судов. Примерно в те же годы на противоположном конце Земли, в городе, на тихоокеанском побережье США, богатым лесопромышленником Уильямом Боингом была основана фирма по выпуску легких почтовых гидросамолетов, которая сегодня является компанией «Боинг» -- крупнейшим в мире производителем магистральных лайнеров, используемых авиаперевозчиками всего мира. Возможно, лучшим доказательством превращения воздушного транспорта в действительно массовое средство передвижения явилось почти повсеместное создание в тот же период крупных коммерческих авиакомпаний. Причем зачинателем этого дела выступила Россия, что и понятно, учитывая необъятные пространства страны и хроническое бездорожье. Весной 1923 года было образовано акционерное общество», активно занявшееся прокладкой авиалиний и формированием парка самолетов. Существующая до сего времени американская авиакомпания DELTA была создана лишь годом позже, так же как и британская Imperial Аirways, а знаменитая ныне германская Lufthansa --2 года спустя. Далее, с 1933 года вступила в действие Аir Francе, а быстро окрепшая Аmerican Аirlines обозначилась в небе только в 1934 году.

К этому времени в СССР отечественное акционерное общество «добролет» сменил единый государственный Аэрофлот, долгое время остававшийся крупнейшей авиакомпанией мира. Но, как и другие структуры, в начале 90-х годов Аэрофлот распался на множество приватизированных авиатранспортных предприятий. Сегодня его прямым наследником является

ОАО «Аэрофлот -- российские авиалинии», сохраняющее статус национального воздушного перевозчика.

О состоянии воздушного транспорта, как и любого другого, прежде всего свидетельствует его работа, выражаемая объемом выполненных перевозок.

Иными словами, почти каждый пятый житель планеты хотя бы раз в течение года совершил воздушное путешествие. Темп роста перевозок грузов почти в 2,5 раза выше. Разумеется, воздушные перевозки между различными регионами мира и отдельными странами в зависимости от их экономического развития распределяются крайне неравномерно.

Наиболее бурное развитие акватехника и, следовательно, воздушный транспорт в целом получили после окончания второй мировой войны, когда в авиатехнике произошёл качественный скачок: появились и затем были широко внедрены принципиально новые, газотурбинные двигатели, вытеснившие устаревшие поршневые моторы с воздушными винтами. Произошло перераспределение пассажиропотоков на наиболее оживленном межконтинентальном пути сообщения из Западной Европы в Северную Америку через Северную Атлантику. Раньше большая часть пассажиров пользовалась океанскими судами. Примерно с конца 50-х гг. первенство в перевозках пассажиров через Северную Атлантику безвозвратно перешло к воздушному транспорту. Это не удивительно, так как даже быстроходный гигантский лайнер (например, «Нормандия», «Куин Мэри», «Франс», и др.) преодолевает этот путь почти за неделю, а самолеты -- всего за четверть суток.

Отбор проб из трубопровода.

Из трубопровода пробы отбирают в процессе перекачки. Если подача насоса 500 и более м³/ч, пробы отбирают через каждые 30 мин перекачки. При подаче насоса не более 500 м³/ч. Проба отбирается через каждые 500 м³ перекаченного топлива. Пробы смешиваются в равных объемах, включая пробы, отобранные в начале и в конце перекачки.



Задание

1. Способ доставки ГСМ - трубопроводный транспорт.

2. Расчет ЦЗС.

Ил-86	Ту-154	Ту-134	Як-40	Расстояние от стоянки ТЗ до ВС, км
рейсы	расст., км	рейсы	расст., км	рейсы	расст., км	рейсы	расст., км
14	3900	31	2500	32	1280	34	930	0,9



1. Определение среднесуточного расхода авиаГСМ

1.1 Определение расхода авиатоплива для самолетов с газотурбинными двигателями при выполнении транспортных полётов:

Q^T=;

где Q^T - расход авиатоплива данной марки, м³/сут.;

P_в^Т - дифференцированная в зависимости от продолжительности полета по расписанию норма расхода авиатоплива в воздухе, кг.

P_з^Т - норма расхода авиатоплива на земле (руление, опробование) на один полёт, независимо от его продолжительности, кг;

n_i - количество заправляемых однотипных ВС;

i = 1,2 …, m - количество разнотипных ВС, расходующих одну марку авиатоплива.

с^T - плотность топлива, кг/м³;

Для определения Q^T необходимо рассчитать лётное время:

где - летное время для определения расхода авиатоплива по норме, ч,мин;

L - длина трассы, км;

V - средняя скорость полёта ВС, км/ч;

- нормированное время руления до взлёта и после посадки, мин ( для Ил-86 - 30 мин, Ил-62 - 20 мин, для остальных самолетов с ГТД - 15 мин);

Тип ВС Показатели	Ил-86	Ту-154	Ту-134	Як-40
QT , м3/сут	733,775	570,59	179,6	73,82
PвТ, кг	37910	13985	3570	1637
PзТ, кг	1400	740	300	100
V, км/ч	950	950	900	600
, ч,мин	3ч.36мин	2ч.23 мин	1ч.25 мин	1ч.18 мин
,ч	0,5	0,25	0,25	0,25
Марка топлива	ТС-1	ТС-1	ТС-1	ТС-1
сT, кг/м3	800	800	800	800

Q^T_Ил-86== 687,925м³/сут

Q^T_Ту-154=13985+740)=570,59м³/сут

Q^T_Ту-134=3570+300)=154,8 м³/сут

Q^T_Як-40==73,82м³/сут

1.2 Определение общего расхода авиатоплива ТС-1

=+

=687,925+570,59+154,8 +73,82=1487,135м³/сут



1.3 Определение расхода масла для ВС с ГТД

Q^М= ,

Где Q^М- расход масла, м³/сут.;

L - длина трассы, км;

V - средняя скорость полёта, км/ч.;

t_д - время работы двигателей ВС на земле, ч, t_д =0.25 ч;

P_H^M - норма расхода авиамасла, кг/ч;

n_ВС - количество заправляемых однотипных ВС;

с^М - плотность масла, кг/м³;

i = 1,2 …, m - количество разнотипных ВС, расходующих одну марку авиамасла.

Тип ВС Показатели	Ил-86	Ту-154	Ту-134	Як-40
QМ, м3/сут.
PHM, кг/ч	6	3	1,5	1
масла4	МС-8П	МС-8П	МС-8П	МС-8П
сМ, кг/м3	900	900	900	900

Q^М_Ил-86= м³/сут;

Q^М_Ту-154= 0,298м³/сут;

Q^М_Ту-134= м³/сут;

Q^М_Як-40= м³/сут;



1.4 Определение общего расхода авиамасла

=0,406+0,298+0,089+0,068=0,861 м³/сут.



2. Определение потребной резервуарной емкости склада ГСМ

2.1 При поступлении авиатоплива трубопроводным транспортом

₌,

где- потребная резервуарная емкость , м³;

- среднесуточный расход авиатоплива данной марки, м³/сут;

-нормативный запас емкости, (5-7 сут.);

- коэффициент использования емкости в зависимости от вместимости резервуаров, =0,76...0,9;

-плотность авиакеросина -0,8 т/м³;

-плотность авиамасла- 0,9 т/м³.

= м³/сут.

с^T=800 кг/м³=0,8 т/м³.

=0,85

₌= 10497,42м³

2.2 Подбираем резервуары для ТС-1

n_{РВС-3000 со стационарной крышей}==2,3

Для хранения ТС-1 необходимо 3 резервуара РВС-5000.

Резервуар со стационарной крышей РВС-5000 характеристики:

РВС-5000
Вместимость условная, м3	5000
Вместимость геометрическая, м3	4591
Диаметр резервуара, м	22,790
Высота резервуара, м	14,940
Расход металла на 1 м3 геометрической емкости, кг	19,37

2.2 Определение потребного объема резервуарной емкости для данных марок авиамасел

,

Где - объем резервуарной емкости для данной марки авиамасла, м³;

- среднесуточный расход марки авиамасла, м³/сут.

- нормативный запас емкости (30 сут.).

==30,39м³

2.3 Определяем потребную емкость для данных марок авиамасел

n_МС--8П== 1,52

Следовательно, масло МС-8П рекомендуется хранить в 2 РГС-25

Характеристики РГС-25:

Объем- 20 м³

Внутренний диаметр резервуара- 2200мм

Длина резервуара - 3335 мм

Масса резервуара-2520 кг

Установленный срок службы-10 лет



3. Расчет пожаротушения

3.1 Схема размещения резервуаров и расстояние между ними

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расстояния между стенками наземных вертикальных и горизонтальных цилиндрических резервуаров с нефтепродуктами, располагаемых в одной группе:

Со стационарными крышами- 0,75 d, но не более 30 м при хранение ЛВЖ и 0,5 d, но не более 20 м при хранение ГЖ.

L=0,75d = 0,75* 22,7=17,025 м

Вместимость резервуара 5000м³, поэтому используем стационарную систему с использованием подвижных средств подачи огнегасящего состава.

Выбираем пеногенератор ГПСС-2000

Показатели	ГПСС-2000
Pраб, Мпа	0,4-0,6
Пропускная способность	17-20
Кратность по пене	100
Масса, кг	25

1) Определяем потребное количество пеногенераторов для стационарной установки на резервуары:

n_гпсс=,



где n_ГПСС - количество пеногенераторов, шт.;

Н_Р - норматив подачи раствора к пеногенератору, для ЛВЖ -

0,08 л/с·м² и 0,05 л/с·м² для ГЖ; (топливо ТС-1 является ЛВЖ);

S - площадь поверхности нефтепродукта в резервуаре, м²;

q_ГПСС - пропускная способность пеногенератора данной марки, л/с (17 - 20 л/с);

S = ==м²

n_гпсс==1.918 шт.

Устанавливаем пеногенератор ГПСС-2000 в количестве 2 штук.

2) Определяем потребное количество пенообразователя ПО-1 для приготовления водного раствора:

V_ПО-1 = q_ГПСС * n_ГПСС *t *3 *0,06 ,

где V_ПО-1 - потребное количество пенообразователя, л;

q_ГПСС - пропускная способность пеногенератора данной марки;

n_ГПСС - количество пеногенераторов, шт.;

t - расчетное время тушения 10 мин = 600 сек;

3 - запас пенообразователя, 3-х кратный;

0,06 - процентное содержание ПО-1.

V_ПО-1 =20*2*600*2*0,06=1,224м³

3) Определяем потребное количество воды на приготовление водного раствора ПО-1 (Н₂О - 94%, ПО-1 - 6%):

V_Н2ОПО-1 = q_ГПСС · n_ГПСС · t · 3 · 0,94 ,

где V_Н2ОПО-1 - потребное количество воды для приготовления

водного раствора ПО-1, л;

q_ГПСС - пропускная способность пеногенератора данной марки;

n_ГПСС - количество пеногенераторов, шт.;

t - расчетное время тушения 10 мин = 600 сек;

V_Н2ОПО-1 =17*2*600*2*0,94=38352л.

4) Определяем потребное количество воды для охлаждения поверхности горящего резервуара:

V_Н2ОГ = Н_Н2О · L · t_ОХЛ ,

где V_Н2ОГ - потребное количество воды на охлаждение поверхности горящего резервуара, л;

Н_Н2О - расход воды на охлаждение горящего резервуара 0,8 дм³/с на 1 м длины окружности резервуара;

L - длина окружности резервуара, м;

t_ОХЛ - расчетное время охлаждения горящего резервуара - 6ч=21600 с.

L = рd =3,14*22,79=71,56м

V_Н2ОГ =0,8*71,56*21600=1236556,8л.

5) Определяем потребное количество воды на охлаждение поверхности смежных с горящим резервуаров:

V_Н2ОСМ = Н_Н2ОСм · L/2 · n_СМ · t_ОХЛ ,

где V_Н2ОСМ - потребное количество воды на охлаждение поверхности смежных резервуаров, л;

Н_Н2ОСМ - расход воды на охлаждение смежных с горящим резервуаров 0,3 дм³/с на 1 м половины длины окружности;

L - длина окружности резервуара, м;

n_СМ - количество смежных резервуаров, шт.; Смежными считаются резервуары расстояние между стенками которых меньше величины нормативного расстояния (1,5d=1,5*22,7=34,05м)

t_ОХЛ- нормативное время охлаждения поверхностей резервуаров смежных с горящим, ч (для стационарных автоматических систем = 4 ч, для стационарных систем с подвижными средствами = 6 ч);

Находим число смежных резервуаров:

Всего смежных резервуаров 3 шт.

V_Н2ОСМ =0,3*2*21600=386189,856л

6) Определяется суммарное потребное количество воды для системы пожаротушения.

V _{H2O общ} = V _H2O + V _H2OГ + V _H2OСМ , л

V _{H2O общ}=38,352+1236556,8+386189,856=1622785,008л=16227,85м³

V_ПО-1=3672л.

7) Вывод:

Для хранения пенообразователя ПО-1 в количестве 3672 л сооружаем резервуар РГС-5, устанавливаемый в отапливаемом помещении.

Для хранения противопожарного запаса воды сооружаем 2 резервуара РГС-1000. Размещают на расстоянии 150 м от группы резервуаров.



4. Расчет часовой производительности фронта слива

Заключается договор между поставщиком и получателем, согласно которому устанавливается часовая производительность поставки равная 1200 м³/ч.



5. Расчет количества заправочных средств и наливных устройств

5.1 Определяем расход авиатоплива ТС-1 в час пик для каждого типа ВС

Q _{ч I пик}=,

Где Q _{ч I пик}- расход авиатоплива для каждого типа ВС в час «пик», м³/ч;

- суточный расход авиатоплива для данного типа ВС, м³/ сутки;

- коэффициэнт часовой неравномерности, =2…2,5.

=2

Q _{ч I пик Ил-86}==57,33м³/ч

Q _{ч I пик Ту-154} ==44,55м³/ч

Q _{ч I пикТу-134}==12,9 м³ /ч

Q _{ч I пик Як-40}==6,15м³/ч

5.2 Определяется требуемое количество топливозаправщиков одного типа

n_тзi= , шт

где n_ТЗ - количество ТЗ, необходимое для обеспечения заправки одного типа ВС;

Q_ЧiПИК - расход авиатоплива для каждого типа ВС в час пик, м³/ч;

T_i - продолжительность рабочего цикла топливозаправщика, ч;

V_ТЗ - вместимость цистерны ТЗ, м³;

К_Г - коэффициент технической готовности ТЗ, К_Г = 0,85…0,9;

К_Г=0,9

Для каждого типа ВС T_i определяется по формуле:

Т_з+Т_всп-1+ Т_всп-2(1+ ),

где T_i - продолжительность рабочего цикла топливозаправщика, ч;

Т_З - нормативное время на заправку данного типа ВС, ч;

Т_ВСП-1 , Т _ВСП-2 - нормативное время на вспомогательные операции при заправке ВС, ч;

б_ПЗ - время необходимое для подготовительно-заключительных операций (прием-передача смены), берется в размере 10%;

б_ОБСЛ - время на обслуживание рабочего места, 10%;

Объем заправляемого топлива:

V = ,

где Q^Т - расход авиатоплива данной марки, мі/сут.

n_i - количество заправленных однотипных воздушных судов.

V _Ил-86==49,1375м³ (ТЗ-60 )

V _Ту-154==18,41м³ ( ТЗ-20)

V_Ту-134==4,84м³ ( ТЗ-10)

V _Як-40==2,17м³ ( ТЗ-10)

Тип ВС Показатели	Ил-86	Ту-154	Ту-134	Як-40
Тз	26,3	13,8	6,9	7,7
Твсп-1	6	6	6	6
Твсп-2	10,7	7,9	5,4	5,5



26,3+6+10,7*(1+)= 45,14мин=0,752ч

13,8+6+7,9*(1+)=29,28 мин=0,488ч

6,9+6+5,4*(1+)= 19,38мин=0,323ч

7,7+6+5,5*(1+ )= 20,3мин=0,338ч

Количество ТЗ, необходимое для обеспечения заправки одного типа ВС:

n_тзiИл-86=0,826

n_{тзiТу-154}=1,21

n_{тзiТу-134}=0,46

n_тзiЯк-40=0,23

Суммарное количество ТЗ для ТС-1:

n_тз-10=0,46+0,23=0,69

Следовательно, для заправки Ту-134, Як-40 необходим один топливозаправщик ТЗ-10.

Для заправки Ил-86 необходим один ТЗ-60.

Для заправки Ту-154 необходимо два ТЗ-20.

5.3 Определяем требуемое количество наливных устройств для каждой марки авиатоплива

n_ну=(+t_в)* n_тз ,

где n_НУ - требуемое количество наливных устройств для каждой марки авиатоплива;

V_ТЗ - вместимость цистерны ТЗ, м³;

q_НУ - производительность пункта налива, м³/ч (принимается исходя из допустимой производительности наполнения топливозаправщиков);

t_В - время на вспомогательные операции, ч (принимается в среднем 0,1);

n_ТЗ - количество ТЗ, необходимое для обеспечения заправки одного типа ВС;

n_ну=(+0,1)*1=0,27

Для ТЗ-10 необходимо одно наливное устройство и один насос 6НК 6х1 с подачей 60 м³/ч и один резервный.

n_ну=(+0,1)*1=0,47

Для ТЗ-60 необходимо 1 наливное устройство и необходим один рабочий насос ЦН160/112А с подачей 150 м³/ч и по один резервный.

Технические характеристики насосов ЦН-160/112А

Диаметр раб. колеса, мм 305

Подача, м³/ч 150

Напор, м 100

КПД, % 59

Число оборотов, об/мин -

Потребляющая мощность, кВт 60

Мощность электродвигателя 75

n_ну=(+0,1)*2=0,53

Для ТЗ-20 необходимо одно наливное устройство и один насос 6НК 6х1 с подачей 120 м³/ч и один резервный.

Техническая характеристика 6НК 6х1

Диаметр раб. колеса, мм 305

Подача, м³/ч 60/120

Напор, м 128/115

КПД, % 44/59

Потребляющая мощность, кВт 43,5 /60

Мощность электродвигателя, кВт 75

6. Расчет системы централизованной заправки

6.1 Определяется максимальная часовая интенсивность прилетов ВС по типам:

U_Мi =,

где U_Мi - максимальная часовая интенсивность прилетов ВС по типам, сам/ч; авиатопливо заправка пожаротушение гидроудар

n_i - количество заправленных однотипных воздушных судов;

К_Ч - коэффициент часовой неравномерности, К_Ч = 2…2,5.

U_{Мi Ил-86} ==1,17сам/ч;

U_МiТу-154==2,58сам/ч;

U_МiТу-134==2,67сам/ч;

U_МiЯк-40==2,83сам/ч;

6.2 Определяем производительность системы ЦЗС:

Q_ЦЗС = Уq_i · (U_Мi · t_i + 1),

где Q_ЦЗС - производительность системы ЦЗС, м³/ч;

q_i - средняя производительность заправки ВС, м³/ч;

U_Мi - максимальная часовая интенсивность прилетов ВС по типам, сам/ч;

t_i - расчетная производительность собственно заправки для данного типа ВС, м³/ч;

i =1,2,…,n - количество разнотипных ВС, расходующих одну марку авиатоплива.

Тип ВС Показатели	Ил-86	Ту-154	Ту-134	Як-40
qi, м3/ч	180	90	45	18
ti, м3/ч;	0,25	0,22	0,15	0,11

Q_{ЦЗС Ил-86} = 180*(1,17*0,25+1)=232,65м³/ч;

Q_{ЦЗС Ту-154} = 90*(2,58*0,22+1)=141,08 м³/ч;

Q_{ЦЗС Ту-134} = 45*(2,67*0,15+1)=66,63 м³/ч;

Q_{ЦЗС Як-40} = 18*(2,83*0,11+1)= 23,603м³/ч;

Q_{ЦЗС ОБЩ} = Q_{ЦЗС Ил-62} + Q_{ЦЗС Ил-86} + Q_{ЦЗС Ту-154}+ Q_{ЦЗС Ту-134}+ Q_{ЦЗС Як-40}

Q_{ЦЗС ОБЩ} =232,65+141,08+66,63+23,603=463,96м³/ч

Общая производительность ЦЗС составила 463,96 м³/ч, следовательно, подбираем 2рабочих насос и один резервный ЦНС(н)180-170 с подачей 180м³/ч и напором-170, и 2 рабочих насоса + один резервный ЦНС(н)60-198 c подачей 60 и напором 198

Марка насоса	Подача, м3/ч	Напор,м вод.ст.	Мощность двигателя,кВт	Число оборотов, об/мин
ЦНС(н)180-170	180	212	132	1500
ЦНС(н)60-198	60	198	55	3000

6.3 Определяется средняя часовая интенсивность прилетов ВС по типам:

U_Сi = ,

где U_Сi - средняя часовая интенсивность прилетов ВС по типам;

n_i - количество заправленных однотипных воздушных судов;

U_СiИл-86==0,83

U_СiТу-154==1,292

U_СiТу-134==1,33

U_СiЯк-40==1,42

6.4 Определяется среднечасовой расход топлива в системе ЦЗС:

Q_СР^Т = УU_Сi ? V_Зi ,

i = 1

где Q_СР^Т - среднечасовой расход авиатоплива одной марки в

системе ЦЗС, м³/ч;

U_Сi - средняя часовая интенсивность прилетов ВС по типам;

V_Зi - средний объем заправки данного типа ВС, м³.

Тип ВС Показатели	Ил-86	Ту-154	Ту-134	Як-40
VЗi, м3	45	20	7	2

Q_СР^Т_Ил-86=0,83*60=49,8м³/ч

Q_СР^Т_Ту-154=1,292*20=25,84м³/ч

Q_СР^Т_Ту-134=1,33*7=9,31м³/ч

Q_СР^Т_Як-40=1,42*2=2,84м³/ч

Q_СР^Т_общ=49,8+25,84+9,31+2,84=87,79м³/ч

6.5 Определяем потребную резервуарную емкость системы ЦЗС:

V_ЦЗС =,

где V_ЦЗС - потребная резервуарная емкость системы ЦЗС, м³;

Q_СР^Т - среднечасовой расход авиатоплива одной марки в системе ЦЗС, м³/ч;

t_З - время заполнения резервуара выбранного типа, ч,

определяется по формуле:

t_З =,

где V_РВС - вместимость выбранного типа резервуара, м³;

Q_Ч^Т - часовая производительность фронта слива, м³/ч;

t_ОТ - время отстаивания авиатоплива в резервуаре выбранного типа, ч, определяется по формуле:

t_ОТ = Н_НП ? Т_Н ,

где Н_НП - максимальный уровень авиатоплива в резервуаре выбранного типа, м;

Т_Н - нормативное время отстаивания авиатоплива, ч/м:

-для авиакеросинов - Т_Н = 4 ч/м;

t_ОП - время опорожнения резервуара выбранного типа с производительностью Q_СР^Т

t_ОП =,

где V_РВС - вместимость выбранного типа резервуара, м³;

Q_СР^Т - среднечасовой расход авиатоплива одной марки в системе ЦЗС, м³/ч;

К_И - коэффициент использования емкости (0,76…0,9 в зависимости от вместимости резервуара).

Для перекачки топлива в резервуары ЦЗС принимаем 2 насоса 6НДС-60 и один резервный

Техническая характеристика насоса 6НДС-60

Подача-330м³/ч

Напор-64 м вод ст

Мощность электродвигателя -100кВт

Мощность- 17,4 кВт

Обороты- 2950

КПД -76%

t_З=7,287ч

t_ОТ =11,84*4=47,36ч

t_ОП =52,29ч

V_ЦЗС ==11044,7м³

6.6 Количество резервуаров для системы ЦЗС находим по формуле

n_РВС =,

где n_РВС - количество резервуаров выбранного типа для системы ЦЗС, шт.;

V_ЦЗС - потребная резервуарная емкость системы ЦЗС, м³;

V_РВС - вместимость выбранного типа резервуара, м³;

n_РВС ==2,4

Для системы ЦЗС по расчету выбираем 3 резервуара РВС-5000



6.7 Определяется количество подвижных заправочных агрегатов системы ЦЗС

n_ЗА = )+1,

где n_ЗА - количество подвижных заправочных агрегатов системы ЦЗС, шт.;

U_Мi - максимальная часовая интенсивность прилетов ВС по типам, сам/ч;

T_ЗАi - продолжительность рабочего цикла заправочного агрегата для данного типа ВС;

К_Г - коэффициент технической готовности заправочных агрегатов, К_Г = 0,85…0,9;

i = 1, 2…m - количество разнотипных ВС, расходующих одну марку авиатоплива.

n_ЗАИл-86 ==0,585

n_ЗАТу-154==1,26

n_ЗАТу-134==0,89

n_ЗАЯк-40==0,72

Уn_ЗА =0,585+1,26+0,89+0,72+1=4,455

Подбираем 5 подвижных заправочных агрегата системы ЦЗС.

6.8 Определяется количество гидрантных колонок системы ЦЗС

n_ГК = 2U_Мi ),

где n_ГК - количество гидрантных колонок системы ЦЗС, шт.;

U_Мi - максимальная часовая интенсивность прилетов ВС по типам, сам/ч;

i = 1, 2…m - количество разнотипных ВС, расходующих одну марку авиатоплива.

n_{ГК Ил-86} =2*1,17=2,34

n_{ГК Ту-154}=2*2,58=5,16

n_{ГК Ту-134} =2*2,67=5,34

n_{ГК Як-40}=2*2,83=5,66

n_ГКобщ=2,34+5,16+5,34+5,66=18,5

Для данной ЦЗС необходимо 19 гидрантных колонок РГ-03М производительностью 60-90 м³/ч.



7. Гидравлический расчет трубопроводно-насосных систем склада ГСМ, систем ЦЗС

7.1 Выбор насоса для проектируемой трубопроводной коммуникации

Гидравлический расчет трубопровода для слива ТС-1:

А) Н_тр = ±Н_г + h _fВС + h_fН+ + ,

где Н_тр - требуемый (потребный) напор насоса,м;

Н_г - геометрическая высота подъема жидкости, м;

h _fВС - общие потери напора во всасывающей линии, м;

h_fН - общие потери напора в напорной линии, м;

Рсо - перепад давления (потери напора) в спец. оборудовании, установленном на трубопроводе, Па;

Р_изб - избыточное давление в конечной точке трубопровода, Н/м²

1) Гидравлический расчет пункта налива ПН-60, производительностью наполнения 60 м³/ч.

Геометрическая высота всасывания - Н_ВС = 2,4м

Геометрическая высота нагнетания - Н_Н = 13,2м

Избыточное давление на выходе из ННЗ - Р_ИЗБ, МПа = 0,195МПа

Длина трубопровода - l_ВС/l_H = 50/96 м

Скорость жидкости - Uвс/U_H, м/с = 1,4/2,35 м/с

Температура перекачиваемой жидкости = - 33?

а) Расчет всасывающей линии.

Определяем диаметр трубопровода:

d_ВС =,

где U- скорость жидкости в трубопроводе, м/с;

Q- расход жидкости, м/с;

d_вс- диаметр трубопровода, м.

d_ВС = =0,123м

по ГОСТ-8732-58 берем d=125мм

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_ВС=4Q/Пd²

U_ВС = 4*60 / 3,14*0,125² *3600= 1,358 м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_ВС =Ud/ н

где Re-число Рейнольдса;

н -кинематическая вязкость сливаемого нефтепродукта при данной температуре, м²/с

Re_ВС = 1,358*0,125/3,63*10-⁶ = 46763,08539

Определяем коэффициент трения:

л = ,

где л - коэффициент трения.

л = = 0,021

Определяем потери напора:

h_fВС = 1,1** *;



где - коэффициент трения;

l - длинна участка трубопровода,м;

d - диаметр трубопровода,м;

h_fВС =1,1*0,021**=0,87м

б) Расчет напорной линии.

Определяем диаметр трубопровода

d_Н = = 0,095м

По ГОСТ 8732 - 58 выбираем d = 100 мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_Н = 4*60 / (3,14*0,1² *3600)= 2,123 м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_Н = 2,123*0,1/ 3,63*10-⁶ = 58484,84848

Определяем коэффициент трения:

л = ,

л = = 0,0199

Определяем потери напора:

h_fн=1,1*0,0199 **=4,83м

Определяем потери на спец. оборудование:

ФГк-60=0,9*0,15=0,135МПа

ФВГ-60=0,9*0,2=0,18 МПа

УВП-100=0,04 МПа

ПВВ-100-1,6=0,05 МПа

ИНСЭТ-3=0,02 МПа

ННЗ=0,09 МПа

?Р_со=0,135+0,18+0,04+0,05+0,02+0,09+0,195=0,71МПа

Н_тр = ±Н_г + h _fВС + h_fН+ +

Н_тр =(2,4+13,2) + 0,87+4,83+

Н_тр =15,6+0,87+4,83+90,47=111,77м

Напор по воде 111,77*0,8=89,416м вод.ст.

Для пункта налива с производительностью 60 м³/ч берем насос 6НК 6х1 и один резервный. Выбранный насос пригоден к использованию, так как развиваемый напор больше требуемого.

128 м вод ст.> 89,416м вод ст.

Технические данные 6НК 6х1

Подача,м³ - 60

Напор,м - 128

КПД,% -44

Потребляемая мощность,кВт-43,5

2) Гидравлический расчет трубопровода слива ТС-1, производительностью 120 м³/ч.

а) Расчет всасывающей линии.

Определяем диаметр трубопровода

d_ВС = =0,174м

По ГОСТ8732 - 58 выбираем d = 175мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_ВС = 4*120 / 3,14*3600*0,175²= 1,386м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_ВС = = 1,386*0,175/ 3,63*10-⁶ =66818,18181

Определяем коэффициент трения:

л = ,

л = =0,0194

Определяем потери напора:

h_fВС =1,1*0,0194**=0,6м

б) Расчет напорной линии

Определяем диаметр трубопровода:

d_Н = =0,134мПо ГОСТ 834 - 68 выбираем d = 150 мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_Н = 4*120 / 3,14*3600*0,15² = 1,8872м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_Н = 1,8872*0,15 / 3,63*10-⁶ =77983,47107

Определяем коэффициент трения:

л = ,

л = =0,0187

Определяем потери напора:

h_fн=1,1*0,0187**=2,39м

Определяем потери на спец. оборудование:

ФГк-120=0,9*0,15=0,135МПа

ФВГ-120=0,9*0,2=0,18 МПа

УВП-100=0,04 МПа

ПВВ-100-1,6=0,05 МПа

ИНСЭТ-3=0,02 МПа

ННЗ=0,09 МПа

?Р_со=0,135+0,18+0,04+0,05+0,02+0,09+0,195=0,71МПа



Н_тр = ±Н_г + h _fВС + h_fН+ +

Н_тр =(2,4+13,2) + 0,6+2,39+

Н_тр =15,6+ 0,6+2,39+90,47=109,06м

Напор по воде109,06*0,8=87,248м вод.ст.

Выбранный насос 6НК-6х1 пригоден к использованию, так как развиваемый напор больше требуемого.

87,248<120 м вод.ст.

Технические характеристики насоса 6НК-6х1

Диаметр раб. колеса 305 мм

Подача 120 м³/ч

Напор 115 м

КПД 59%

3) Гидравлический расчет трубопровода слива ТС-1, производительностью 150 м³/ч.

а) Расчет всасывающей линии.

Определяем диаметр трубопровода

d_ВС = =0,195м

По ГОСТ8732 - 58 выбираем d = 200мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_ВС = 4*150 / 3,14*3600*0,2²= 1,327м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_ВС = 1,327*0,2/ 3,63*10-⁶ =73112,94765

Определяем коэффициент трения:

л = ,



л = =0,019

Определяем потери напора:

h_fВС =1,1*0,019**=0,47м

б) Расчет напорной линии.

Определяем диаметр трубопровода:

d_Н = =0,150м

По ГОСТ 8734 - 68 выбираем d = 150 мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_Н = 4*150 / 3,14*3600*0,15² = 2,359м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_Н = 2,359*0,15 / 3,63*10-⁶ =97479,33884

Определяем коэффициент трения:

л = ,

л =

Определяем потери напора:

h_fн=1,1***=3,57м

Определяем потери на спец. оборудование:

ФГк-150=0,9*0,15=0,135МПа

ФВГ-150=0,9*0,2=0,18 МПа

УВП-100=0,04 МПа

ПВВ-100-1,6=0,05 МПа

ИНСЭТ-3=0,02 МПа

ННЗ=0,09 МПа

?Р_со=0,135+0,18+0,04+0,05+0,02+0,09+0,195=0,71МПа



Н_тр = ±Н_г + h _fВС + h_fН+ +

Н_тр =(2,4+13,2) +0,47+3,57+

Н_тр =15,6+0,47+3,57+90,47=110,11

Напор по воде110,11*0,8=88,088м вод.ст.

Выбранный насос ЦН160/112А пригоден к использованию, так как развиваемый напор больше требуемого.

Технические характеристики насоса ЦН160/112А

Диаметр раб. колеса 305 мм

Подача 150 м³/ч

Напор 100 м вод ст

КПД 59 %

4) Гидраливлический расчет трубопровода ЦЗС

Геометрическая высота всасывания Н_вс= 0,4м

Геометрическая высота нагнетания Н_н=15м

Избыточное давление на входе из гидрантного регулятора Р_изб=0,45

Скорость жидкости в трубопроводе V вс/Vн=1,68/2,35 м/с

Длина трубопрвода lвс/lн=58/790 м

Температура перекчиваемой жидкости=-43⁰с

а) Расчет всасывающей линии.

Определяем диаметр трубопровода

d_ВС = =0,313м

По ГОСТ 8732 - 58 выбираем d = 350мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_ВС = 4*/ 3,14*3600*0,350²=1,609м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_Н = 1,609*0,35 / 6,06*10-⁶ =92929,0429

Определяем коэффициент трения:

л = ,

л = =0,018

Определяем потери напора:

h_fВС =1,1*0,018**=0,43м

б) Расчет напорной линии.

Определяем диаметр трубопровода:

d_Н = =0,264

По ГОСТ 8732 - 58 выбираем d = 275 мм.

Определяем скорость движения ТС-1 в трубопроводе:

U_Н = 4*/ 3,14*3600*0,275² = 2,171м/с

Определяем число Рейнольдса:

Re_Н 2,171*0,275 / 6,06*10-⁶ = 98518,97689

Определяем коэффициент трения:

л = ,

л = =0,0178

Определяем потери напора:

h_fн=1,1*0,0178**=13,51м

Определяем потери на спец. оборудование:

ФГк-180=0,9*0,15=0,135 МПа

ФВГ-180=0,9*0,2=0,18 МПа

РГ-03М=0,2 МПа

Заправочный агрегат= 0,45 МПа

?Р_со=0,135+0,18+0,2+0,45+0,45=1,415МПа

Н_тр = ±Н_г + h _fВС + h_fН+ +

Н_тр =(0,4+15) + 0,43+13,51+

Н_тр =15,4+0,43+13,51+180,3=209,64м

Напор по воде=209,64*0,8=167,712м вод. ст.

Насосы для ЦЗС подобраны верно так, как развиваемый напор больше требуемого.

ЦНС(н)-180-170подобран верно.

170м вод ст>167,712м вод ст

ЦНС(н)-60-198 подобран верно.

198м вод ст>167,712м вод ст



8. Расчет средств защиты от гидроударов

8.1 Определяем максимальное давление при гидравлическом ударе

Р = Р_Р + ?Р,

Р - максимальное давление при гидроударе, Па,

Р_Р - рабочее давление в системе, Па,

?Р - превышение давления при гидроударе, Па

Максимальное превышение давления при гидроударе определяется по формуле:

?Р=сUС,

Где с- плотность жидкости , кг/м³

U- скорость движения жидкости до перекрытия потока, м/с

С- скорость распространения по трубопроводу ударной волны изменения давления, м/с (для авиакеросина с=1160 м/с).

Пункт налива с производительностью 60 м³/ч:

?Р = 800 * 2,123 * 1160 = 1970144 Па

Р_Р = 0,195мПа=195000Па

Р =195000+1970144= 2165144Па

Пункт налива с производительностью 120 м³/ч:

?Р = 800 * 1,8872* 1160 = 1751321,6 Па

Р_Р = 0,195мПа=195000Па

Р =1751321,6 +195000= 1946321,6Па

Пункт налива с производительностью 150 м³/ч:

?Р = 800 * 2,359* 1160 = 2189152 Па

Р_Р = 0,195мПа=195000Па

Р =2189152+195000= 2384152Па

ЦЗС с производительностью 463,96 м³/ч:

?Р = 800 * 2,171* 1160 =2014688Па

Р_Р = 0,45МПа=450000Па

Р =2014688+450000=2464688Па

2) определяем общий потребный объем средств защиты гидроамортизации:

V₀=2,2 dвн²Ut_ф,

Где V₀-общий потребный объем средств гидроамортизации, м

dвн²- внутренний диаметр, м

U-скорость движения топлива в в трубопроводе, м/с

Р_сж - величина давления гидрозарядки гидроамортизаторов, Р_сж= 0,85…0,95 Р_р

Р_доп- величина допустимого превышения давления в трубопроводе, Р_доп=1,25Р_р

t_ф- время распростронения ударной волны по трубопроводу, с.

t_ф=,

где l - длина защищаемого участка трубопровода, не более 300м

Пункт налива с производительностью 60 м³/ч:

t_Ф =2 *96/ 1160 =0,165 с

Р_доп.=1,25*Р_р=1,25*195000 = 243750Па

Р_сж=0,95*Р_р=0,95*195000=185250Па

V₀ = 2,21 * 0,1² *2,123* 0,165 * 195000² / (243750 *185250) =0,0065м³

Пункт налива с производительностью 120 м³/ч:

t_Ф =2 *96/ 1160 =0,165 с

Р_доп.=1,25*Р_р=1,25*195000 = 243750Па

Р_сж=0,95*Р_р=0,95*195000=185250Па

V₀ = 2,21 * 0,15² *1,8872* 0,165 * 195000² / (243750*185250) =0,013м³

Пункт налива с производительностью 150 м³/ч:

t_Ф =2 *96/ 1160 =0,165 с

Р_доп.=1,25*Р_р=1,25*195000 = 243750Па

Р_сж=0,95*Р_р=0,95*195000=185250Па

V₀ = 2,21 * 0,15² *2,359* 0,165 * 195000² / (243750*185250) =0,016м³

ЦЗС с производительностью 463,96 м³/ч:

t_Ф = 2 * 790/ 1160 = 1,362с

Р_доп.=1,25*Р_р=1,25*450000=562500Па

Р_сж=0,95*Р_р=0,95*450000=427500Па

V₀ = 2,21 * 0,275² * 2,171* 1,362*450000² / (562500*427500) = 0,416м³

3) определяется количество гидроамортизаторов, защищающих расчетную длину трубопровода:

=

где - полезный объем гидроамортизатора выбранного типа, м5.

При дробном значении величину округляем до целого числа.

Пункт налива с производительностью 60 м³/ч:

n_ГА = = 0,76

Следовательно, выбираем один ГА-27.

Пункт налива с производительностью 120 м³/ч:

n_ГА = =0,915

Следовательно, выбираем один ГА-45.

Пункт налива с производительностью 150 м³/ч:

n_ГА = =1,13

Следовательно, выбираем два ГА-45.

ЦЗС:

n_ГА = =29,29

Следовательно, выбираем 30 ГА-45.

Определяем число станций:

=2,6

Число ГА в каждой станций:

30/3=10

Для защиты данной трубопроводной коммуникации системы ЦЗС монтируем 30 ГА-45, расположенных в 3 станциях гидроамортизации : по 10 ГА в трех станциях.

Характеристика ГА.

Параметры	ГА-45	ГА-27
Рраб, МПа	1, 1- 1,6	1,1-1,6
Vполный, л	45	27
Vраб, л	14,2	8,5
Р зарядки, Мпа	0,95 Рраб	0,95 Рраб



9. Оценка нормативных технико-экономических показателей проектируемого комплекса авиатопливообеспечения

Э = (С + Е_Н · У_КВ) Q_T ,

где Э - приведенные затраты, руб;

С - удельные эксплуатационные расходы, руб/100 м³;

Е_Н - нормативный коэффициент эффективности (Е_Н = 0,15);

У_КВ - удельные капитальные вложения, руб/100 м³;

Q_T - годовой расход топлива, м³.

Э = (77+ 0,15 * 484) *1487,135*365/100= 812035,195 руб.



Литература

Мацкин Л А. и др. Эксплуатация нефтебаз. М.: Недра, 1975.

Ипатов A.M. Эксплуатация резервуаров склада ГСМ. М.: Транспорт, 1985.

Едигаров С.Г. и др. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. М.: Недра, 1973.

Бунчук В.А. Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа. М.: Недра, 1977.

Рабинович Е.З. и др. Гидравлика. М: Недра, 1987.

Никитин Г.А. и др. Специальное оборудование аэропортов. М.: Транспорт, 1977.

Руководство по технической эксплуатации складов и объектов ГСМ на предприятиях ГА (№ 9/И от 27.07.1991).

Инструкция о порядке ведения учета, отчетности и расходования горюче-смазочных материалов в гражданской авиации, 1991.

Наставления по службе горюче-смазочных материалов на воздушном транспорте Российской Федерации (НГСМ-РФ-94).

Ведомственные нормы технологического проектирования объектов авиа-топливо-обеспечения аэропортов (ВНТП 6-85).

Указания ДВТ МТРФ № ДВ-45/ и от 10.04.1996.

СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы».

ГОСТ Р 52906 «Оборудование авиа-топливо-обеспечения. Общие технические требования».

Регламент технического обслуживания сооружений и технологического оборудования объектов авиа-топливо-обеспечения.

20.В.П. Ильгов, Х.Ш. Сыттыков, А.Е. Ершов. «Методические рекомендации по выполнению курсового проекта.»

Размещено на Allbest.ru

...