Розрахунок сифонного зливання

Зливання нафтопродуктiв на складах ПММ iз використанням окремих стоякiв здiйснюється через верхню горловину залiзничної цистерни. Вiдбуватися воно пiд дiєю сифон­ного ефекту, якщо вага стовпа рiдини, в нисхідній частинi сифона, перевищує вагу стовпа у висхiднiй його частинi. Повне спо­рожнення цистерни при зливi нафтопродукту в заглиблений резервуар може бути здiйснене самопливом. Схема трубопровiдних комунiкацiй дiлянки са­мопливного зливання нафтопродуктiв через сифон приведена на

рис. 6.4.

Безперебiйна робота зливного стояка можлива за умови, якщо тиск у будь-якій точцi його трубопровiдної мережi буде бiльше тис­ку насичених парiв нафтопродукту, який зливається.

В iншому випадку порушується суцiльнiсть потоку в трубопроводi i рух рiдини в ньому припиняється. Гранична висота сифонного тру­бопроводу зливного стояка над нижньою межою рiдини в цистернi, при якiй ще можливе нормальне зливання нафтопродукту, становить:

(р _a –р_t)

Н _гр = ------ h_г

r

де р _а– атмосферний тиск; р_t – тиск насичених парiв при температурi зливання; h _г – гiдравлiчнi втрати напору до найвищої точки зливної магiстралi стояка; r – щiльнiсть нафтопродукту;

Рис.6.4. Схема розрахунку самопливного зливання нафтопродуктiв через сифон: Ш – шланг; Ст – стояк; К – колектор; Тр – трубопровiд

.

Задача визначення часу зливання нафтопродуктiв iз цистерни через окремий стояк може бути вирiшена рiвнянням (6.2), де площа вiль­ної поверхнi визначається виразом:

.

Щоб визначити швидкiсть руху рiдини v, необхiдно скласти рiвнян­ня Бернуллі для двох перерізiв: І-І i ІІ-ІІ при h = const i z =0:

(6.8)

З огляду на те, що p ₁= p ₂, а v ₁= v ₂ і вони дуже малi в порiвняннi з v _ш, рiвняння (6.8) прийме вид:

Враховуючи, що

v _ш f _ш = v _ст f _ст= v _к f _к = v _тр f _тр

можна записати таке:

f _ст f _ст f _ст

v _ш = v _ст ---; v _к = v _ст ---; v _тр= v _ст ---,

f _ш f _к f _{т р}

тоді одержимо:

,

звідки:

.

Якщо позначити:

,

тоді
,
а

.

Підставивши значення v _ст і F в рівняння (6.2) одержимо:

.

Iнтегрування цього рiвняння в межах z ₁= D i z ₂= 0 дає формулу

для визначення часу самопливного зливання нафтопродуктiв через окремий стояк:

.

Конструктивно одинокий стояк для зливання свiтлих нафтопродуктiв iз цистерн зроблено у вигляді вертикального стояка, закрiпленого на фундаментi. На стояку закрiплено ручний насос, сiтчастий фiльтр i поворотний кронштейн.

Ручний насос служить для заповнення зливної магiстралi рiдиною й очищення цистерн вiд залишок нафтопродукту, що зливається. Для цього ручним насосом вiдкачують повiтря зi зливного трубопрово­ду доти, доки пiд дiєю атмосферного тиску нафтопродукт iз цистерни не почне надходити до зливального трубопроводу i рукава. Потiм вiдкри­вають засувку. Зливання нафтопродукту буде вiдбуватися пiд дiєю сифон­ного ефекту, якщо вага стовпа рiдини, в нисхідній частинi сифона, перевищує вагу стовпа у висхiднiй його частинi. Повне спо­рожнення цистерни при зливi нафтопродукту в заглиблений резервуар може бути здiйснене самопливом. Зливання нафтопродуктiв у наземнi ре­зервуари виконують iз використанням насосiв. Очищення цистерн вiд залишків нафтопродуктiв роблять за допомогою допомiжного рукава i трубопроводу меншого дiаметра. Окремі стояки встановлюють на вiдстанi 2,85 м вiд осi колії на відстані 12 м один від одного.

Застосування окремих стояків на складах ПММ рентабельне у ви­падках, коли пiд одночасний зливання надходить до п'яти цистерн. При більшій кiлькостi цистерн, що одночасно зливаються, доцiльно споруджува­ти зливальнi естакади.

Підбiр трубопроводiв зливного стояка проводять з розрахунку середньої швидкостi плину рiдини, яка дорiвнює

v _ст= 1,5 – 2,5 м/с.

У процесi зливання нафтопродуктiв навколишнє повiтря через вiдкритi горловини насичується (особливо в лiтню пору) парами. То­му зона зливання є пожежо- i вибухонебезпечною. Вона вiдокремлюється вiд сусiднiх зон водовiдвiдним кюветом. Залiзничнi зливнi устрої розмiщають вiд резервуарiв на вiдстанi 30 м для складiв І категорiї, ІІ і ІІІ категорiй – 20 м, зливно–наливні причали – вiдповiдно на вiдстанi 75 i 50 м.

6.1.4. Розрахунок часу зливання з використанням насосiв

Задача механiзованого зливання зводиться до розрахунку i підбору типу й кiлькостi насосiв. Вихiдними даними для розрахунку є кiль­кiсть нафтопродукту, що зливається i час, необхiдний для цього.

Час зливання визначено положенням роботи залiзницi. Для зливання свiтлих нафтопродуктiв вiдведено двi години. Злив усiєї групи цис­терн, поставлених на одночасний зливання, повинний бути здiйснений за двi години.

Звiдси можна визначити продуктивнiсть фронту зливання:

V

Q = ---,

t

де Q – продуктивнiсть фронту зливання м³/год; V – обсяг нафтопродукту, що пiдлягає зливання, м³; t – час, вiдведений на зливання (t=2 год).

Виходячи з цього, можна обчислити необхiдне число насо­сiв:

Q

n = ---,

q

де n – число насосiв; q – номiнальна подача одного насоса.

При проектуваннi засобiв зливання число насосiв обирають з де­яким запасом. Це необхiдно для проведення регламентних робiт i планових ремонтів.

При підборі насосів слід враховувати подачу, напір i втрати тиску на входi в насос, тобто перевiряти їхню роботу на кавiтацiю.

Дата добавления: 2015-09-06