книги / Типовые расчёты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов
..pdf- для водных (речных) нефтебаз с поступлением нефтепродук тов только в навигационный период
V ,= l,1 5 Q r |
1+ AV*1 |
(2.7) |
|
|
|
100 |
|
- для трубопроводных нефтебаз |
|
|
|
х = 1, д а |
1 - |
О Т |
(2.8) |
N. |
. 8760-ЯтахУ |
|
где Q, - среднемесячное потребление i-ro нефтепродукта, м3; Тц - продолжительность транспортного цикла поставок нефтепродук та, сутки ( табл. 2.4 ); К нз - коэффициент неравномерности подачи цистерн с нефтепродуктом, Кнэ = 1,1...1,3; К нв - коэффициент не равномерности потребления нефтепродуктов (табл. 2.5); Q“" —меж навигационная потребность в i-ом нефтепродукте (при завозе 1 раз в
год - годовая потребность); |
Q” - |
объем i-ro нефтепродукта, отбира |
|||||||
емого по отводу, м3/год; Nj - |
годовое число циклов, с которым рабо |
||||||||
тает отвод; |
- |
максимальный из возможных расходов нефтепро |
|||||||
дукта в отводе, м3/час. |
|
|
|
|
|
Таблица 2.4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Зависимость продолжительности транспортного цикла |
|
|
|||||||
от удаленности поставщика |
|
|
|
|
|
|
|||
Расстояние до |
|
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1600 |
2000 |
2600 |
поставщика, км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тц> сутки |
|
7 |
9 |
11 |
13 |
14 |
15 |
17 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.5 |
|
Величины коэффициента неравномерности |
|
|
|
|
|||||
потребления нефтепродуктов |
|
|
|
|
|
|
|||
Характеристика районов |
|
|
|
кНВ |
|
|
|
||
потребления |
|
Все виды топлива |
|
Масла, смазки |
|||||
Промышленные города |
|
1.0 |
|
|
1.3 |
|
|||
Промышленные районы: |
|
1.1 |
|
|
1.5 |
|
|||
промышленность |
|
|
|
|
|
|
|
||
потребляет 70% |
|
1.2 |
|
|
1.8 |
|
|||
промышленность |
|
|
|
|
|
2,0 |
|
||
потребляет 30% |
|
1.5 |
|
|
|
||||
Сельскохозяйственные |
|
|
|
|
|
2,5 |
|
||
районы |
|
|
|
1.7 |
|
|
|
49
Полезная вместимость резервуарного парка морской перевалоч ной нефтебазы при отсутствии графиков поступления и отгрузки определяется по формуле
V, = К, |
К Л,К МНК спр + 1,25шдд г |
(2.9) |
|
П, |
|
где Кс - коэффициент сортности, при одной марке нефтепро дукта Кс = 1, при 2-х и 3-х - Кс = 1,05; Пр - норматив, учитываю щий занятость причальных сооружений в течении года
Пр = 365 • пп • К шн, |
(2.10) |
пп - количество причалов; Кэан - коэффициент занятости при чала, Кмн=0,45...0,5; Ксн - коэффициент неравномерности суточной отгрузки вызываемой нерегулярностью подхода танкеров (табл. 2 .6 ); - коэффициент месячной неравномерности прибытия судов (табл. 2.6); К спр - коэффициент спроса внешней торговли (табл. 2.6); шд - количество нерабочих дней по метеоусловиям (табл. 2 .6 ); -
среднесуточный объем отгрузки i-ro нефтепродукта.
Таблица 2.6
Рекомендуемые величины коэффициентов
^ен> ^мн> ^спо» |
* |
|
|
|
|
Порт |
Нефтепродукт |
К » |
|
К** |
ГП s' |
Москальво |
автобензин |
3,0 |
1,4 |
1,2 |
4 |
|
авиабензин |
3,0 |
1,4 |
1,2 |
4 |
Находка |
дизтопливо |
3,0 |
1,4 |
1,2 |
4 |
|
автобензин |
3,0 |
1,4 |
1,2 |
4 |
|
авиабензин |
3,0 |
1,4 |
1,2 |
4 |
Новороссийск |
мазут |
2,01 |
1,6 |
1,15 |
7 |
|
моторное топливо |
2,01 |
1,6 |
1,15 |
7 |
Туапсе |
мазут |
2,01 |
1,06 |
U 5 |
7 |
|
дизтопливо |
2,56/2,7 |
д а |
1,15 |
7 |
|
автобензин |
3,0 |
1,3 |
1,18 |
7 |
В числителе указаны коэффициенты для экспортных операций^ а в знаме нателе —для каботажных операций.
Необходимая вместимость резервуаров нефтебаз для i-ro нефте продукта определяется по формуле:
50
(2.11)
Емкость и число резервуаров в составе резервуарного парка неф тебазы должны определяться с учетом:
-коэффициента использования емкости резервуара;
-однотипности по конструкции к единичной вмести резер вуаров;
-грузоподъемности железнодорожных маршрутов, отдельных цистерн, а также наливных судов, занятых на перевозках нефтепро дуктов;
-необходимой оперативности нефтебазы при заданных усло виях эксплуатации и возможности своевременного ремонта ре зервуаров.
Под каждый нефтепродукт должно предусматриваться не менее двух резервуаров за исключением следующих случаев:
-операции приема и отпуска не совпадают во времени;
-среднегодовой коэффициент оборачиваемости резервуара ме нее трех;
-резервуар используется как промежуточная (буферная) емкость,
вкоторой замер количества нефтепродукта не производится.
§2.4. Примеры расчетов
Пример 2.1. Рассчитать объем резервуарных парков в системе магистрального нефтепровода диаметром 720 мм протяженностью 900 км. Доля длины нефтепровода, проходящей в сложных условиях, составляет 40% На границе эксплуатационных участков производятся приемо-сдаточных операции.
Решение 1. Находим число эксплуатационных участков
пэ = 900/(400...600) = 2.
2. Так как приемо-сдаточные операции на границе эксплуатаци онных участков производятся, то ny = 1.
3 .Задавая верхние приделы рекомендуемых объемов резервуар ных парков, по формуле (2 .1) находим
Vp = Vcyr[ ( 2 - I -1 ) 0,5 + 11,5 + 3] = 4,5VcyI.
Найденный суммарный объем резервуаров соответствует реко мендациям табл. 2 .1.
51
Пример 2.2. Используя данные примеров 6.1...6.3 (глава 6 ), опре делить необходимый полезный объем резервуарных парков голов ной насосной станции и конечного пункта магистрального нефтепродуктопровода. Принять расходы поступления нефтепродуктов А-76, ДТЛ и ТС-1 на ГНС равными соответственно 500, 450 и 480 м3/ч, а максимальные расходы их реализации на конечном пункте 360, 400 и 430 м3/ч.
Решение 1. Годовые объемы перекачки нефтепродуктов
24 • 109
>V =3215865 м3;
г о д а -7 6 |
746,3 |
|
|
|
|
|
|
|
2 4-10 |
9 |
|
|
±L LJ}L |
= 3770028 м3; |
ГОДДТЛ |
848,8 |
|
v— '= Ж ? =2946593 м-
2.Полагаем, что на ГНС используются резервуары: для А-76
РВСП-10000 (т)р = 0,84), а для ДТЛ и ТС-1 РВС |
10000 (пр = 0,88). |
|||||||||
3. |
Необходимая вместимость резервуарного парка ГНС по фор |
|||||||||
муле (2 .2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VГНС |
13-1,1 |
3215865 |
( |
500 ^ |
3770028 |
( |
450 + |
|||
|
61 |
0,84 |
|
X |
1310, |
0,88 |
|
X |
1193 |
|
|
|
2946593 |
|
1 - |
480 |
= 167193 |
м3. |
|
||
|
|
0,88 |
1, |
1284. |
|
|
|
|
|
|
4.Необходимая вместимость резервуарного парка на конечном |
||||||||||
пункте по формуле (2.3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
V |
1, 1 1 ,5 |
3215865 |
( |
360 |
|
3770028 |
\ |
_ 400 |
||
VM1 |
61 |
0,84 |
|
'{ |
131oJ+ |
0,88 |
|
|
1193 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2946593 |
|
1 - |
430 |
= 212365 |
м3. |
|
||
|
|
0,88 |
|
|
1284 7. |
|
|
|
|
|
Таким образом, на ГНС необходимо не менее 17, а на конечном пункте не менее 22 резервуаров номинальной вместимостью 10000 м3.
Пример 2.3. Определить вместимость резервуарного парка неф тебазы по бензину А-76 при заданном графике поступления и от грузки (в процентах от годовой реализации):
52
Их величина (%)
Показатели
январь |
февраль |
март |
апрель |
£ |
июнь |
л |
|
июль |
август |
сентябрь |
октябрь |
ноябрь |
декабрь |
всего |
Поступление |
14 |
13 |
11 |
7 |
4 |
3 |
3 |
7 |
9 |
9 |
10 |
10 |
100 |
Отгрузка |
3 |
4 |
5 |
7 |
8 |
13 |
15 |
13 |
12 |
10 |
6 |
4 |
100 |
Среднемесячное потребление бензина 1000 м3. Нефтебаза рас положена в Волгоградской области.
Решение
1.Рассчитываем месячные остатки и их сумму нарастающим итогом:
|
|
январь |
февраль |
март |
апрель |
Их величина (%) |
сентябрь |
октябрь |
ноябрь |
декабрь |
|||
Показатели |
май |
июнь |
июль |
август |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Месячный |
|
11 |
9 |
6 |
0 |
-4 |
-10 |
-12 |
-6 |
-3 |
-1 |
4 |
6 |
остаток |
|
11 |
20 |
26 |
26 |
22 |
12 |
0 |
-6 |
-9 |
-10 |
-6 |
0 |
Сумма месяч |
|||||||||||||
ных остатков |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 . |
Величину страхового запаса бензина примем в размере 1 0 % от |
||||||||||||
среднемесячного потребления, то есть AV" = 10%. |
|
|
|
||||||||||
3. |
Учитывая, что AVmax = 26%, a AVmin= -10 %, находим необходи |
||||||||||||
мый полезный объем резервуаров по формуле |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
v.=1f^ |
[ |
2 6 - ( - I0 ) +1()] = 5520 |
м3- |
|
|
|
|||||
4. |
Так |
как под каждый |
нефтепродукт должно быть не менее |
||||||||||
2 -х емкостей, то на нефтебазе будут установлены резервуары объе |
|||||||||||||
мом менее |
5000 м 3 с понтоном. Учитывая это по табл. 2.2. нахо |
||||||||||||
дим величину т|р=0,81. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 . |
Необходимый геометрический объем резервуаров для бензина |
||||||||||||
А-76 составит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vj = 5520 = 6815м3.
VP: = ЛР' 0,81
Принимаем к установке два резервуара РВСП 5000.
53
Пример 2.4. Определить необходимый полезный объем резерву арного парка распределительной железнодорожной нефтебазы, на ходящейся на расстоянии 850 км от поставщика и расположенной южнее 60° северной широты в европейской части России, в районе, где промышленность потребляет 50% нефтепродуктов. Принять сред немесячное потребление бензина 5000 м3, дизельного топлива - 7000 м3, керосина - 1000 м3.
Решение 1. Используя данные табл. 2.4, 2.5, методом интерполяции нахо
дим величины Т ц и Кнв
К„„ = 1,2 + (1,5 - 1 , 2 ) . ^ ^ = 1,35.
2. По формуле (2.5) находим искомые величины полезного объе ма резервуаров для каждого нефтепродукта
V |
|
= 5000*11,5-1,2-1,35 |
1 + - ^ - 1= 3726 м3; |
|
бею |
30 |
|
100 1 |
|
|
|
|
||
V |
= 7000*11,5*1,2*1,35 |
1 + _2(Р = 5216,4 м3; |
||
тдю |
|
30 |
|
100; |
|
|
|
||
V |
= 1000*11,5*1,2*1,35 |
1+ |
20_ = 745,2 м3. |
|
|
|
30 |
|
100 |
З.Общий полезный объем резервуарного парка нефтебазы У=3726+5216,4+745,2=9687,6 м3.
Пример 2.5. Определить полезную вместимость резервуарного парка морской перевалочной нефтебазы, работающей на экспорт и расположенной в районе г. Туапсе. Годовая реализация нефтепро дуктов (м3): автобензин - 100000, дизтопливо - 120000, мазут - 70000, а их среднесуточная реализация составляет соответственно (м3): 35, 42 и 25.
Решение 1.Норматив, учитывающий занятость причальных сооружений в
течении года, по формуле (2 .10)
Пр = 365 *3*0,5 = 547,5сут.
54
2.По табл. 2.6 находим коэффициенты К ^, К*,,, Кспр, шд для каж дого нефтепродукта и по формуле (2.9) вычисляем необходимые по лезные объемы резервуаров под них
|
|
\ |
|
бенз 1,05 |
Г100000 ■3-1,3-1,18 + 1,25-7-35 |
= 1204 м3; |
|
|
, 547,5 |
) |
|
1,05 Г120000 •2,56-1,6-1,15 + 1,25-7-42 |
л |
||
1470 м3; |
|||
, |
547,5 |
|
) |
V““ = 1 0 5 ' |
• 2 - 01 • 0 6 • |
15 + >• 25 • 7 • 25J = 559 м>. |
3.Общая полезная вместимость резервуарного парка нефтебазы У= 1204+1470+559=3223 м3.
3
ГЛАВА
НАСОСЫ НЕФТЕПРОВОДОВ И НЕФТЕБАЗ
Для перекачки нефтей и нефтепродуктов, в основном, исполь зуются центробежные насосы. Их характеристики приводятся в спе циальных каталогах. Они представляет собой зависимость напора (Н), потребляемой мощности (N), к.п.д. Сп) и допустимого кавита ционного запаса (АЬД0П) от подачи (Q) насоса.
Учитывая, что возможность пользоваться каталогами центробеж ных насосов имеется не всегда, удобно представлять их характерис тики в аналитическом виде
Н = Н 0 + а Q-в Q2; |
(3.1) |
|А ЬД0П, 0Мпри0,5-QH0M< Q < Q , |
|
[а0 • Q?° npnQ > Q |
|
Л„ = c0 +c, Q + C 2 Q2, |
(3.3) |
где H, Ahflon, т|н - напор, допустимый кавитационный запас |
|
и к.п.д. насоса при подаче Q; Н0, а0, а, в0, в, с0, с,, |
с2 - эм пири |
ческие коэффициенты; Q. — безразмерная подача |
насоса, чис |
ленно равная Q. |
|
Параметры в формулах (3.1)-(3.3) имеют следующие размер ности: [Н]=м; [т|]=Доли единицы; [ДЬдоп]=м; [Q]=M3/ H.
В тех случаях, когда насос электродвигателем не комплектует ся, последний подбирается по необходимой мощности электро
двигателя |
|
N необх = km-N, |
(3.4) |
где km коэффициент запаса, величина которого зависит от по требляемой насосом мощности N, равной
56
N = ___ Q p g H ____ 10-3 |
(3.5) |
3 6 0 0 -Л „ -Лмех -Лэл |
|
riMex - к.п.д. механической передачи, т|мех « 0 ,9 9 ; |
- к.п.д. элек |
тродвигателя, определяемый по формуле (5.54).
Размерности подачи и напора в формуле (3.5), те же, что и в формулах (3.1)...(3.3). Мощность вычисляется в киловаттах.
Величина коэффициента kmпринимает следующие значения: при N меньше 20 кВт km=1,25; при N от 20 до 50 кВт km=1,2; при N от 50 до 300 кВт km=1,15 и при N>300 кВт km=1,1.
Техническая характеристика нефтяных центробежных насосов и коэффициенты в расчетных формулах (3.1)...(3.3) при работе насо сов на воде приведены в табл. 3.1...3.26.
Другой распространенный тип насосов, используемых при транс портировке и хранении нефти и нефтепродуктов - это шестеренные насосы. Их применяют для перекачки высоковязких углеводородых жидкостей (масел, мазутов и др.)
Характеристика шестеренных насосов описывается уравнения ми вида
Q = Qu, - а ш( Р Р Ш) Вш; |
(3.6) |
|
|
т| = d0 +dj -P + d 2 Р2> |
(3.7) |
где Qm, Рш - характерные подача и давление, развиваемые шес теренным насосом; аш, вш, d0 d, d2 —эмпирические коэффициенты.
Размерность величин Q и т| здесь такая же, что и в формулах (3.1)...(3.3), а размерность давления [Р]= МПа.
Необходимо иметь в виду, что в области малых давлений (Р<РШ) зависимость подачи от Р является линейной (вш= 1), а при Р>РШкриволинейной (вш> 1).
Техническая характеристика шестеренных насосов и величи ны эмпирических коэффициентов в формулах (3.6), (3.7) даны в табл. 3.27, 3.28.
§3.1. Секционные нефтяные магистральные насосы типа НМ
Секционные насосы типа НМ - центробеж ные горизонтальные, в однокорпусном секционном исполнении с рабочими колесами одностороннего входа.
57
Входной и напорный патрубки насоса направлены в противопо ложные стороны и присоединяются к технологическим трубопрово дам с помощью фланцев.
Корпуса насосов рассчитаны на предельное рабочее давление 9,9 МПа, а концевые уплотнения ротора (торцового типа) - на дав ление 4,9 МПа.
Насосы укомплектованы асинхронными взрывозащищенными электродвигателями типа 2АРМП1 или 2АЗМП1 (асинхронными с разомкнутым или замкнутым циклом вентиляции под избыточным давлением). Допускается поставка насосов мощностью до 400 кВт с электродвигателем серии ВАО и мощностью до 800 кВт с электро двигателем серии 2АЗМВ1 (асинхронными во взрывонепроницае мой оболочке).
Технические характеристики насосов приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Технические характеристики секционных насосов серии НМ
Типо
размер
насоса
1
НМ 125-550
НМ 125-550*
|
|
Насос |
|
|
Подача,м3/ч |
Номинальный режим |
|
||
Напор,м |
Частотавраще об/минния, |
Доп.кавит. запас,м |
Ч |
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
bd |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
125 |
550 |
2980 |
4,0 |
72 |
125 |
550 |
3000 |
4,0 |
72 |
|
Электродвигатель |
||
Масса,кг |
Тип |
Мощность,кВт |
Масса,Кг |
|
|
|
|
7 |
8 |
9 |
10 |
1950 BAO2-450LA- |
|
2835 |
|
|
2У2 |
|
|
1950 |
2АРМП1- |
400 |
2230 |
|
400/6000У4 |
|
|
|
2АЗМП1- |
|
2230 |
|
400/6000У4 |
|
|
НМ |
180 |
500 |
2980 |
4,0 |
74 |
1950 |
BAO2-450LB- |
3255 |
180-500 |
|
|
|
|
|
|
2У2 |
|
НМ |
180 |
500 |
3000 |
4,0 |
72 |
1950 |
2АРМП1-400/ 400 |
2230 |
180-500* |
|
|
|
|
|
|
6000У4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2АЗМП1-400/ |
2230 |
|
|
|
|
|
|
|
6000У4 |
|
НМ |
250 |
475 |
2980 |
4,5 |
77 |
3100 |
2АЗМВ1500/ |
4190 |
250-475 |
|
|
|
|
|
|
6000У5 |
|