Файл: Методические указания по выполнению курсового проекта для обучающихся направления 21. 03. 01 Нефтегазовое дело.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 224
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
определяется в этой зоне по формуле Блазиуса (2.8).
(2.8)Далее имеет место зона смешанного трения, где Re = f(Re, ). В настоящее время в этой зоне определяется из формулы Альтшуля (2.9)
, (2.9)При Re ReII влияние числа Рейнольдса становится незначительным и = f(), трубопровод переходит в квадратичную зону. По формуле Шифринсона (2.10).
(2.10)Далее находятся коэффициенты местных сопротивлений. Вычисляется сумма коэффициентов местных сопротивлений для наихудшего случая, т.е. когда наибольшее число задвижек, тройников, поворотов и т.д.
Потери напора по длине трубопровода с учетом местных сопротивлений находятся по формуле Дарси-Вейсбаха (2.11):
, (2.11)где:
– фактическая скорость в трубопроводе, м/с; l – длинна участка трубопровода, м; λ – коэффициент гидравлического сопротивления; g – ускорение свободного падения, м/с2; ξ – коэффициент местных сопротивлений (см.табл.).После расчета потерь напора по длине трубопровода определяется высота взлива в резервуаре (2.12), после чего определяется необходимый напор, развиваемый насосами при внутрибазовой перекачке на линии нагнетания (2.13).
Нвзл. = kз · Нр, (2.12)
где Нр – высота резервуара, м (табл.); kз– коэффициент заполнения резервуара.
Ннасоса = hнаг. + Нвзл. + Δz, (2.13)
где hнаг. – потери напора по длине нагнетательного трубопровода, м; Нвзл. – высота взлива в резервуаре, м; Δz – разность геодезических отметок конца и начала трубопровода, м.
Завершающим этапом гидравлического трубопровода является определение необходимой высоты всасывания насоса (2.14).
НS ≥ |
h0 – Δz – hвс.|, (2.14)
Δz – разность геодезических отметок конца и начала трубопровода, м; h0 – минимальный напор вначале всасывающего трубопровода, м (h0 принимается равным 0,8 м).
Таблица 2.1
Значение абсолютной эквивалентной шероховатости
| Трубы | Состояние трубы |  ,мм |
| бесшовные стальные | новые и чистые | 0,01-0,02 |
| стальные сварные | новые и чистые | 0,03-0,12 |
| асбоцементные | новые | 0,05-0,1 |
| бетонные | новые, из предварительно напряженного бетона | 0-0,05 |
| новые, центробежные | 0,15-03 |
Таблица 2.2
Коэффициенты местных сопротивлений при турбулентном режиме
| Наименование сопротивления | |
| Вход в трубу с острыми краями Вход в трубу, если она вдается внутрь резервуара Угольник с углом поворота 450 Угольник с углом поворота 900 Тройник Задвижка открытая Фильтр для светлых нефтепродуктов Фильтр для темных нефтепродуктов Колено плавное с углом поворота 900 Плавный переход Внезапное расширение потока | 0,50 1,00 0,44 1,32 0,32 0,15 1,70 2,20 0,23 0,26 1,00 |
Таблица приложения 2.3
Трубы стальные из низколегированных сталей
| Днар, мм | Толщина стенки, мм | |
| бесшовные горяче- деформированные ГОСТ 8732-78 | электросварные, холодно-деформированные ГОСТ 10707-80 | |
| 25; 28; 32; 38; 42; 45; 50 | 2,5; 2,8; 3,0; 4,0; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8 | 1; 1,2; 1,4; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5 |
| 54; 57; 60; 63,5; 68; 70; 73; 76 | 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 | 1,4; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,5 |
| 83; 89; 95; 102 | 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9 | 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,5 |
| 108; 114; 121; 127; 133 | 4; 4,5; 5; 5,5; 6;9; 1114 | |
| 140; 146; 152; 159 | 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12-16 | |
| 168; 180; 194 | 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 1118 | |
| 203; 219; 245; 273; 299; 325 | 618 | |
| 351; 377; 402; 426; 450; 480 | 818 | |
Таблица 2.4
Коэффициенты местных сопротивлений при ламинарном режиме
| Наименование сопротивления | |
| Вход в трубу с острыми краями Вход в трубу, если она вдается внутрь резервуара Угольник с углом поворота 450 Угольник с углом поворота 900 Тройник Задвижка открытая Колено плавное с углом поворота 900 Плавный переход Внезапное расширение потока | 0,75 1,50 0,70 1,60 0,38 0,19 0,27 0,30 1,77 |
Таблица 2.5
Трубы из углеродистых сталей
| Днар, мм | Марка стали | Толщина стали, мм |
| Сварные прямошовные трубы | ||
| 426 | Сталь обыкновенная ВСт4сп5 | 7; 8; 9 |
| 426 | Сталь углеродистая 0,8; 10; 15; 20 | 7; 8; 9 |
| 325 | Сталь обыкновенная ВСт3сп5 | 8 |
| 273 | Сталь обыкновенная ВСт2сп5 | 7; 8 |
| 219 | | 6; 7; 7,6 |
| 168 | | 6; 7 |
| 114 | | 4 |
| Сварные спирально-шовные трубы | ||
| 377 | ВСт3сп5 | 6 |
| 325 | ВСт3сп5 | 5; 6 |
| 273 | ВСт3Гпс5 | 4,5; 5 |
2.2. Механический расчет трубопроводов
Механический расчет технологических трубопроводов производится на температурные напряжения и на напряжения от изгиба в холодную, когда труба изгибается под собственным весом без нагрева.
В редких случаях производится расчет трубопроводов на внутреннее давление, т.к. трубы изготавливаются на довольно высокие давления, (которых в трубопроводах нефтебаз практически не бывает). Проведём проверочный расчёт толщины стенки трубы.
Определяется минимальная толщина стенки технологических трубопроводов (2.2.1).
, (2.2.1)где n1 – коэффициент надежности по нагрузке; P– рабочее давление в трубе, МПа (Обычно на нефтебазах давление не превышает 16 кгс/см2, т. е. P =1,631 МПа.); Dн – наружный диаметр трубопровода, м; R1 – расчетное сопротивление материала трубы, МПа (2.2.2).
, (2.2.2)где k1 – коэффициент надежности по материалу; m0 – коэффициент условий работы; kн – коэффициент надежности по назначению трубопровода.
Далее сравниваются толщина стенки трубопровода, принятая по сортаменту при гидравлическом расчете (δ) с минимальной толщиной стенки (δmin). Механический расчет считается завершенным, если δ≥ δmin.
2.3. Гидравлический расчет разветвленных трубопроводных коммуникаций
Насосные и компрессорные станции обычно имеют сложную систему трубопроводов, и один или несколько насосов или компрессоров могут одновременно обслуживать несколько трубопроводов и резервуаров.
При работе насоса на один или несколько последовательно соединенных трубопроводов требуемая подача насоса Qн принимается равной заданной пропускной способности такого трубопровода. Суммарная характеристика Q-H последовательно соединенных нескольких трубопроводов получается сложением напоров.
При работе насоса на несколько параллельно соединенных и одновременно работающих трубопроводов требуемая подача насоса принимается равной сумме пропускных способностей этих трубопроводов. При этом суммарная характеристика этих трубопроводов получается сложением подач.
На примере рассмотрим работу центробежного насоса на параллельные трубопроводы: центробежный насос из резервуара а (рис. 2.1) перекачивает нефтепродукт в резервуары б и в.
Рис. 2.1. Построение совмещенной характеристики при работе насоса на параллельные трубопроводы
Поскольку трубопроводы 1 и 2 работают параллельно, их суммарная характеристика 1+2 строится горизонтальным сложением от уровня нефтепродукта в резервуаре а. Характеристику параллельно работающих трубопроводов 3+4 строят от соответствующих уровней в резервуарах б и в, а их суммарную характеристику 3+4 находят горизонтальным сложением.
Полная характеристика системы трубопроводов 1+2+3+4 находится вертикальным сложением характеристик 1+2 и 3+4, как для последовательно работающих трубопроводов. Точка пересечения 0 характеристики Q-H насоса с характеристикой 1+2+3+4 трубопроводов определяет фактическую подачу насоса Qр и напор Hр. Снося по вертикали рабочую точку 0 на характеристики 1+2 и 3+4, а с них – по горизонтали на характеристики 1, 2, 3, 4, определим фактическую пропускную способность отдельных трубопроводов (Q1, Q2, Q3, Q4). Если окажется, что рабочей будет точка m, то нефтепродукт в резервуар в поступать не будет, и перекачка будет производиться только в резервуар