МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Отделение горного дела и нефтегазового дела

Практическая работа №10

по дисциплине Магистральные трубопроводы

по теме «Расчет магистрального нефтепровода в теплый период

времени»

г. Владивосток

2021 г.

Задача

Выполнить расчет магистрального нефтепровода, предназначенного для работы в системе трубопроводов (????_НП = 1,07; однониточный нефтепровод, подающий нефть к нефтеперерабатывающему заводу) [2, п. 5.1.6] с годовой производительностью ????_???? = 48 млн. т/год. Протяженность участка L = 518,8 км, разность геодезических отметок составляет∆???? = 106,8 м. По нефтепроводу транспортируется нефть со свойствами ????₂₉₃ = 862,7 кг/м³; ν₂₇₃ = 39,9 мм²/с; ν₂₉₃ = 7,1 мм²/с; расчетная температура перекачки составляет Т_р= 284 К, которая увеличилась на 10 К по сравнению с температурой в ПР5. Допустимое рабочее давление принять равным Р_доп= 7,4 МПа.

Необходимо проследить зависимость работы эксплуатационного участка от температуры перекачиваемой нефти.

Исходные данные и алгоритм расчета аналогичен ПР5.

Решение

Так как нам сейчас необходимо провести расчет нефтепровода для одного ЭУ, то рассчитаем все данные, для ????

---

₂ = 284 К. Также мы найдем зависимость между основными величинами, и дадим оценку изменения характеристик перекачки по сравнению с результатами, полученными при расчете ПР5.

Найдем характеристики перекачки нефти для температуры 284 К, для температуры 274 К возьмем из расчетов ПР5.

1. Расчетные значения плотности и вязкости перекачиваемой нефти

Расчетная плотность определяется по следующей формуле:

	(1)
	(2)

Где , – плотность нефти при заданной температуре и 293К соответвенно, кг/м³;

– температурная поправка, кг/(м³ К).

Сначала вычисляем значение температурной поправки по формуле (2):

Затем расчетную плотность нефти по формуле (1):

Расчетную кинематическую вязкость нефти определяем по формуле Вальтера (ASTM):

(3)

Где – кинематическая вязкость нефти, мм²/с;

и – постоянные коэффициенты, определяемые по двум значениям вязкости

---

и при двух температурах Т₁ и Т₂;

T – расчетная температура, К.

A_vи B_vопределяется по формулам:

	(4)
	(5)

После несложный преобразований формулу (3) можно привести к виду:

(6)

Где А_т – расчетный коэффициент, равный:

(7)

По известным значениям вязкости определяем коэффициенты A_vи B_vпо формулам (4 и 5):



Объеденив формулы (6) и (7) получим, что расчетная вязкость равна:


2. Выбор насосного оборудования НПС и расчет рабочего давления

Расчетная часовая производительность нефтепровода (м³/ч) при определяется по формуле:

(8)

Где N_p – число рабочих дней в году;

ρ_T – расчетная плотность, кг/м³ ;

k_HП – коэффициент неравномерности перекачки;

G_r – годовая (массовая) производительность нефтепровода, млн т/год. Расчетное число рабочих дней магистрального нефтепровода N_p определяется с учетом затрат времени на техническое обслуживание

---

, ремонт и ликвидацию повреждений (около 15 дней) и принимается равным N_p = 350 суток в течение года. Тогда по формуле (8) получим, что:



В соответствии с расчетной часовой производительностью выбираем насосы: магистральный насос НМ 7000–210 и два соединенных параллельно подпорных насоса НПВ 5000–120, поскольку одного подпорного насоса недостаточно для обеспечения требуемой производительности, при этом напор, развиваемый насосами не суммируется.

Задаваясь наибольшими значениями диаметров рабочих колес D₂, определим напоры, развиваемые насосами при расчетной производительности перекачки. Для этого воспользуемся уравнением напорной характеристики насоса (коэффициенты а и b приведены в таблице 1) [1, приложение Е и Ж, с. 780]:

(9)

Где а и b – постоянные коэффициенты;

Q – расчетная подача, определяемая формуле (8).

Таблица 1 – Коэффициенты Q – H характеристики нефтяных насосов

Марка насоса	Диаметр рабочего колеса D2, мм	Коэффициенты Q – H характеристики нефтяных насоса
		По формуле (9)
HM 7000-210	450	a = 262,5 м; b = 1,8173∙10-6 ч2/м5
НПВ 5000-120	580	a = 123,1 м; b = 1,2315∙10-6 ч2/м5

Напор магистрального насоса (D₂ = 450 мм) по формуле (9) составит:



Напор для подпорных насосов (D₂ = 580 мм) для половины расхода (из схемы параллельного подключения, расход делится на число параллельно работающих насосов) по аналогичной формуле (9):



По значениям напоров вычисляется рабочее давление (МПа):

(10)

Где ρ_T – расчетная плотность, кг/м³ ;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 Н/кг;

---

h_П, h_M – напоры развиваемые подпорным и магистральным насосами при расчетной подаче, м;

m_M – число магистральных насосов на НПС;

p_ДОП – допустимое рабочее давление, согласно условию равно p_ДОП = 7,4 МПа.

Насосы с номинальной подачей от 500 м³ /ч и более соединяются последовательно по схеме – три работающих плюс один резервный. Поэтому при вычислении рабочего давления примем, что число работающих магистральных насосов на НПС m_M = 3. По формуле (10):



Условие (10) выполняется (???? = 5,4), следовательно, расчетный напор НПС находится по формуле.

(11)

Где m – число магистральных насосов;

h_M – напор НМ 7000–210, м.

Подставив значения в формулу (11), получим:



3. Определение диаметра и толщины стенки трубопровода

Так как при изменении температуры перекачки нефти, мы будем использовать то же насосное оборудование и трубы, то примем все значения с практической работы №5.

????н = 1220 мм – диаметр нефтепровода;

???? = 12 мм – толщина трубы;

????вн = 1196 мм – внутренний диаметр нефтепровода.

4. Гидравлический расчёт нефтепровода

Гидравлический расчет нефтепровода выполняется для найденного значения внутреннего диаметра D_ВН. Результатом гидравлического расчета является определение потерь напора в трубопроводе.

При перекачке нефти по магистральному нефтепроводу напор, развиваемый насосам перекачивающих станций, расходуется на трение h_τ (с учетом местных сопротивлений), статического сопротивления из–за разности геодезических (высотных) отметок Δz, а также создания требуемого остаточного напора в конце каждого эксплуатационного участка трубопровода h_ОCT. Слагаемое h_τ зависит от скорости течения нефти в трубопроводе.

Средняя скорость течения нефти (м/с) определяется по формуле:

(16)

Где Q – расчетная производительность трубопровода, определяемая по формуле (8);

---

Смотрите также файлы

• Учебнометодическое пособие для студентов специальностей 136 05 01 Машины и оборудование лесного комплекса.pdf

• Билет 14 Вопрос Концепция.docx

• Lesson study сабаты зерттеу бойынша фокустоптар ызметіні тиімділігі.docx

• Закона от 29. 12. 2012 273 фз Об образовании в Российской Федерации.docx

• Рабочая программа дополнительного учебного предмета Психология.docx