Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчетное число рабочих дней

магистральных нефтепроводов N_р[1]

Протяженность нефтепровода, км	Диаметр нефтепровода, мм
до 820 включ.	свыше 820
до 250
от 250 до 500	356/355	353/351
от 500 до 700	354/352	351/349
свыше 700	352/350	349/345

В числителе указаны значения N_рдля нормальных условий прокладки, в знаменателе – при прохождении нефтепроводов в сложных условиях (заболоченные, горные участки, доля которых в общей протяженности трассы составляет не менее 30%). В первом приближении для ориентировочных расчетов можно принять N_р = 350 суток. Ориентировочный диаметр нефтепровода принимается по приложению И.

5. Расчетная часовая производительностьнефтепровода (м³/ч) определяется по формуле:

, (1.5)

где: - годовая (массовая) производительность нефтепровода, млн.т/год;

- расчетная плотность нефти, кг/м³;

- расчетное число рабочих дней

6. Ориентировочное значение внутреннего диаметра (м) вычисляется по формуле:

, (1.6)

где: - рекомендуемая ориентировочная скорость перекачки, определяемая из

графика

Рис.1 Зависимость рекомендуемой скорости перекачки

от плановой производительности нефтепровода

По значению D₀ принимается ближайший стандартный наружный диаметр D_н(Прил. Д.). Для дальнейших расчетов и окончательного выбора диаметра нефтепровода назначается несколько (обычно три) смежных стандартных диаметра.

7. Исходя из расчетной часовой производительности нефтепровода, подбирается основное оборудование перекачивающих станций (подпорные и магистральные насосы). Основные характеристики насосов приведены в приложении Е и Ж.

Подбор магистральных и подпорных насосов начинается с наибольшего диаметра ротора. Напор насоса (м) при расчетной часовой подаче составляет:

, (1.7)

где - коэффициенты, принимаемые по справочным данным

насосов см. Приложение Е, Ж;.

- расчетная часовая производительность нефтепровода, м³/ч

8. Рабочее давление (МПа)вычисляется по формуле:

, (1.8)

где - ускорение свободного падения 9,81 м/с²;

-расчетная плотность, кг/м³;

- соответственно напор, развиваемый подпорным и магистральным

насосом, м;

- число работающих магистральных насосов на перекачивающей станции,

принимается равным 3;

- допустимое давление перекачивающей станции из условия прочности

корпуса насоса или допустимое давление запорной арматуры

Если условие (1.8) не выполняется, необходимо принять к применению ротор меньшего диаметра, диаметр рабочего колеса меньшего диаметра (при наличии).

9. Расчетный напор перекачивающей станции (м)равен:

(1.9)

10. Для каждого значения принятых вариантов стандартных диаметров вычисляется толщина стенки трубопровода (мм):

, (1.10)

где - коэффициент надежности по нагрузке:

для нефтепроводов, работающих по системе «из насоса в насос»

принимается равным 1,15

во всех остальных случаях принимается равным 1,1 [2];

- рабочее давление в трубопроводе, МПа;

- наружный диаметр трубы, мм;

- расчетное сопротивление металла трубы, МПа

, (1.11)

где - временное сопротивление стали на разрыв, МПа (Приложение Д);

- коэффициент условий работы трубопровода, зависящий от его категории:

для трубопроводов III и IV категорий принимается равным 0,9

для трубопроводов I и II категорий принимается равным 0,75

для трубопроводов категории В принимается равным 0,6 [2];

- коэффициент надежности по материалу:

для сварных труб из нормализованной и горячекатаной низколегированной

стали принимается равным 1,47 [2];

- коэффициент надежности по назначению трубопровода:

для нефтепроводов диаметром 1020 мм и менее принимается равным 1,0;

для нефтепроводов диаметром 1220 мм принимается равным 1,05 [2]

Вычисленное значение толщины стенки трубопровода округляется в большую сторону до стандартной величины из рассматриваемого сортамента труб Приложение Д.

11. Внутренний диаметр трубопровода (мм) определяется по формуле:

, (1.12)

где - наружный диаметр трубопровода, мм;

- толщина стенки трубопровода, мм

Гидравлический расчет нефтепровода выполняется для каждого конкурирующего варианта. Результатом гидравлического расчета является определение потерь напора в трубопроводе.

2.4 Гидравлический расчет. Определение числа перекачивающих станций.

Потери напора в трубопроводе.

12. Фактическая средняя скорость течения нефти (м/с) определяется по формуле:

, (1.13)

где - расчетная часовая производительность, м³/ч;

- внутренний диаметр трубопровода, м

13. Потери напора на трение в трубопроводе зависят от режима течения жидкости и шероховатости внутренней поверхности трубы. Режим течения жидкости характеризуется безразмерным параметром Рейнольдса:

, (1.14)

где - фактическая скорость течения нефти, м/с;

- внутренний диаметр трубопровода, м;

- расчетная кинематическая вязкость нефти, м²/с;

- расчетная часовая производительность, м³/час

Область ламинарного режима течения жидкости наблюдается при значениях Re≤2320.

Область турбулентного течения жидкости подразделяется на три зоны:

1. Гидравлически гладкие трубы 2320<Re<Re₁

2. Зона смешанного трения Re₁<Re<Re₂

3. Квадратичное (шероховатое) трение Re>Re₂

Значения переходных чисел Re₁ и Re₂ определяются по формулам:

где = / - относительная шероховатость трубы;

- эквивалентная (абсолютная) шероховатость стенки трубы, зависящая от

материала и способа изготовления трубы, а также от ее состояния. Для

нефтепроводов после нескольких лет эксплуатации можно принять 0,2 мм

14. Потери напора на трение в трубопроводе (м) определяются по формуле

Дарси-Вейсбаха:

(1.15)

или по обобщенной формуле Лейбензона:

, (1.16)

где - расчетная длина нефтепровода, м;

- расчетная производительность перекачки, м³/с

- расчетная кинематическая вязкость нефти, м²/с;

- фактическая скорость течения нефти, м/с;

- внутренний диаметр трубопровода, м;

- ускорение свободного падения 9,81 м/с²;

- коэффициенты обобщенной формулы Лейбензона

- коэффициент гидравлического сопротивления

Расчет коэффициентов выполняется по формулам, приведенным в табл.2

Таблица 2

Значения коэффициентов для различных

Режимов течения жидкости

Режим течения	А_тр	m	, с²/м
Ламинарный			4,15
Турбулентный	гидравлически гладкие трубы	0,3164	0,25	0,0246
смешанное трение	0,206	0,1	0,0166
квадратичное трение	0,11		9,09 10^-3

15. Суммарные потери напора на трение в трубопроводе (м) составляют:

, (1.17)

где 1,02 – коэффициент, учитывающий надбавку на местные сопротивления в

линейной части нефтепровода;

- разность геодезических отметок, м;

- число эксплуатационных участков, назначается согласно протяженности

одного эксплуатационного участка в пределах 400-600км [1];

- остаточный напор в конце эксплуатационного участка, принимается

равным 30-40м

16. Величина гидравлического уклона магистрали определяется из выражения:

, (1.18)

где - потери напора на трение в трубопроводе, м;

- расчетная длина нефтепровода, м

- расчетная производительность перекачки, м³/с

- внутренний диаметр трубопровода, мм

17. На основании уравнения баланса напоров, необходимое число перекачивающих станций составляет:

, (1.19)

где - суммарные потери напора на трение в трубопроводе, м;

- число эксплуатационных участков;

h_п - напор развиваемый подпорными насосами, м;

- расчетный напор перекачивающей станции

Как правило, полученное значение оказывается дробным и его необходимо округлить до ближайшего целого числа.

18. При округлении числа станций в меньшую сторону () гидравлическое сопротивление трубопровода можно снизить прокладкой дополнительного лупинга длиной (м):

, (1.20)

где - расчетный напор перекачивающей станции;

- величина гидравлического уклонамагистрали;

(1.21)

При величина

Величина гидравлического уклона лупинга определяется из выражения:

(1.22)

Определяем суммарный напор всех насосов (м):

∑ , (1.23)

где - соответственно напор, развиваемый подпорным и магистральным

насосом, м;

- число работающих магистральных насосов на перекачивающей станции,

принимается равным 3;

Определяем суммарные потери на трение в трубопроводе с лупингом (м):

, (1.24)

где - величина гидравлического уклонамагистрали;

- величина гидравлического уклоналупинга;

- расчетная длина нефтепровода, м;

- длина лупинга, м

- разность геодезических отметок, м;

- остаточный напор в конце эксплуатационного участка, принимается

равным 30-40м

Проверяется соответствие суммарного напора насосов (1.23) и суммарных потерь на трение в трубопроводе с лупингом (1.24). Если полученные значения равны, следовательно, необходимая длина лупинга определена правильно. Допустимое расхождение не более 5 м.

19. При округлении числа станций в большую сторону () целесообразно предусмотреть вариант циклической перекачки. Параметры циклической перекачки определяются из решения системы уравнений: