Пример 5.1. Технологический расчет МН

Сделать гидравлический расчет нефтепровода, если длина его L = 600км, производительность G = 34 млн./год. Заданы вязкость и плотность нефти: ρ₂₀ = 852 кг/м³; ν₂₀ = 48 сСт; ν₅₀ = 22 сСт.

Расчетная температура нефти t =7 ^оС, минимальная температура нефти в трубопроводе.

Сделать механический расчет нефтепровода, подобрать насосно- силовое оборудование, определить число НС, расставить их по трассе с округлением в большую сторону. Сделать аналитическую проверку работы НПС и построить график Q-Н работы НПС и МН. Рассчитать режим работы трубопровода и НПС.

Решение

1. Определение плотности нефти при заданной температуре

кг/м³.

2. Определение вязкости нефти при t_р

сСт,

.

3. Определение расчетной производительности

, м³/час,

т.к G = 34 млн. т/год, тогда D = 1020 мм (прил. 18).

Число рабочих дней N_p = 349 (прил. 17).

м³/час = 1,31 м³/с.

4. Определение толщины стенки

,

где n₁ = 1,15.

5. Определяем марку насоса и найдем напор насоса при верхнем и нижнем роторе, приняв число рабочих насосов равным 3. Напор основных насосов 3 Н_осн

,

т₀ =1,47; К_н =1; R_н1 =530 МПа. Сталь 13Г2АФ, ТУ 14-3-1424-86. Изготовитель – Новомосковский трубный завод.

Выбираем насос НМ 5000-210 по Q_раб (м³/час).

Характеристика работы насоса

При

Q =4713,66 м³/час ≈ 4714 м³/час,

Н₁ =220 м (ротор верхний),

Н₂ =160 м (ротор нижний).

Подпорный: НПВ 5000-120

При

Q =4714 м³/час,

Н₁ =123 м (ротор верхний),

Н₂ =92 м (ротор нижний).

Считаем, что у нас 3 основных и 1 подпорный насос.

Найдем рабочее давление в трубопроводе

;

а) МПа;

б) МПа;

в) МПа.

Выбираем вариант в), т.е. нижний ротор как Н_осн.

6. Определим толщину стенки трубы при Р_раб =5,1 МПа

мм,

принимаем δ =9,2 мм, как ближайшую большую по сортаменту, сталь 13г2АФ, Новомосковский трубный завод.

;

мм.

7. Режим течения нефти в нефтепроводе

.

8. Определяем число Рейнольдса

;

;

.

турбулентный режим, зона Блазеуса

т =0,25; β =0,0246;

.

9. Гидравлический уклон

;

м/с;

.

10. Потери напора на трение в нефтепроводе по формуле Дарси-Вейсбаха

м.

11. Полные потери напора в нефтепроводе

, Н_к =30 м;

≈2273 м, при Δ Z =100 м.

12. Напор одной станции.

.

h_вн =15м внутристанционные потери.

м.

13. Определяем число станций.

.

а) округляем в большую сторону n₁>n, n₁=5 станций.

Действительно необходимый напор одной станции:

м.

Действительный напор одного насоса

м.

Производим обрезку рабочего колеса

.

Q₂ =4800 м³/час=1,33 м³/с, Н₂ =157 м, Q₁ =3200 м³/час=0,89 м³/с, Н₁ =207 м.

,

т.е обрезаем на 5,2%

мм – новый диаметр ротора.

Расстановка НПС по трассе при n₁ > n. Необходимо вычислить масштаб по вертикали и отложить Δ Z, Н_к в масштабе напоров станций. Затем откладывают величину напора подпорного насоса и напор станции п₁ раз и соединяют суммарный напор станций с Н_к, получают линию гидравлического уклона i. Месторасположение станций определяют пересечением линии гидравлического уклона с линией, отстающей от профиля на величину подпора. Эти точки переносят на профиль трассы.

14. Проверка режима работы всех НПС.

МПа;

м;

.

Р_а =760 мм рт. ст., Р_у =500 мм рт ст., по Q-H характеристике насоса Δ h_{прот.кав.} =38 м

м.

Насос не обладает самовсасывающей способностью, нужен подпор, величиной

м.

Проверяем режим работы станций из условий:

, при Н_к =30 м;

;

м;

;

м;

; м;

м;

м;

м;

м;

м;

м;

;

м.

Проверка сошлась, следовательно, станции расставлены правильно.

15. Строим совместный график работы нефтепровода и всех НПС. Определяем рабочую точку системы.

Рис. 5.1.3 Расстановка числа станций при п₁ =5; п₁ > п

Таблица 5.2

Характеристика НПС на трассе при п₁ > п

å L_i =600км åD Z =100м

Построение Q-H характеристики:

Q_расч. =4713,7 м³/час, Н_нас =147 м;

Q_расч. - 800=3913,7 м³/час, Н_нас =171 м;

Q_расч. + 800=5513,7 м³/час, Н_нас =113 м;

Суммарный напор всех станций

где К – число насосов на НПС; п – число НПС на трассе; Н_п =123 м.

Характеристика трубопровода строится по уравнению:

Характеристика станции

1) Q_расч. =4713,7 м³/час, Н_нас =147 м

м;

2) Q_расч. - 800=3913,7 м³/час, Н_нас =171 м

м;

3) Q_расч. + 800=5513,7 м³/час, Н_нас =113 м

м.

Характеристика трубопровода:

β =0,0246, т =0,25

м

м

3) Н =2955,6 м

Строим Q-Н характеристику в масштабе (рис. 5.1.5)

по горизонтали: 1 мм=40 м³/час

по вертикали 1 мм=20 м

Рабочая точка системы:

Q_раб =4713,7 м3/час = Q_р

Н_раб =2273 м = Н (полные потери)

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: