Гидравлический расчет магистрального нефтепровода при заданной пропускной способности трубопровода

Расчетная часть

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

Исходные данные

Заданная пропускная способность трубопровода G = 86 млн. т/год;

Коэффициент неравномерности перекачки: k = 1,07

Годовой фонд рабочего времени: T = 350∙24 = 8400 часов

Расстояние между НПС - КП: L = 100 км

Наружний диаметр: D_n = 1220 мм

Толщина стенки d = 14 мм

Гидравлические потери в трубопроводах НПС:

h_в = 15 м; h_к = 25м; h_вых = 5 м;

Разность геодезических отметок НПС, КП ∆ z = -70 м;

Необходимый конечный напор hк= м

Свойства нефти:

- кинематическая вязкость нефти:n = 1,5·10^-5 м²/с

- плотность нефти: ρ = 850 кг/м³

Допустимое рабочее давление на входе промежуточной НПС без РП:

Диаметр трубопровода наружный, мм	Марка насоса	Допустимое рабочее давление, МПа
	НМ 10000-210	0,8

2.1 Определение требуемого напора на выходе НПС (H_ст),

Гидравлический расчет магистрального нефтепровода при заданной пропускной способности трубопровода

Определяется расчётная часовая производительность нефтепровода:

, м³/ч

Q _р = (86 · 10⁹) / 350 · 24 · 850) · 1,07 = 12887,95 м³/ч

Определяется расчётная секундная производительность нефтепровода:

Q^с_р = Q_p / 3600, м³/с

Q^с_р = 12887,95 / 3600 = 3,57м³/с

Определяется скорость течения нефти, м/с при производительности, равной пропускной способности:

где Q^с_р – секундный расход, м³/с;

W - фактическая скорость течения нефти в трубопроводе

D - внутренний диаметр трубопровода, [м].; D= D_н – 2d

D_н - нар. диаметр труб, мм

d - толщина стенки труб, мм

W = (4 · 3,57) / (3,14 · 1,192 ²) = 3,2 м/с

D = 1220 – 2·14 = 1,192 мм

Определяется число Рейнольдса

Re = (3,2 · 1,192) / (1,5 · 10^-5) = 2,542· 10⁵=254200

где ν_р – расчетное значение кинематической вязкости, м²/с

Т.к в числах от до , т.е. 2800 < 205010,62< 6 000 000. Предельные значения , и значения приведены в таблице 1

λ = 0,0120 + (1,7 / 254200°⁵) = 0,0153

Гидравлический уклон в заданных условиях составит:

где - коэффициент гидравлического сопротивления;

- ускорение силы тяжести ( = 9,81 м/с²).

i = 0,0153 · (1 / 1,192) · (3,2 ² / 2 · 9,81) = 0,0066

Суммарные потери в (требуемый напор на выходе НПС) будут равны

H_ст =i L + ∆ z + hк

где ∆ z - разность геодезических отметок между конечной и начальной точками трубопровода, м

hк – необходимый конечный напор, м

L- длина трубопровода, м

H_ст = 0,0066 · 100000 + (- 70) + 25 = 605 м

Суммарные потери в (требуемый напор НПС) не должны превышать допустимого рабочего давления на выходе НПС

Таблица 2

Производительность нефтепровода, млн.т/год	Диаметр (наружный), мм	Рабочее давление
МПа	кгс/см^2
4-9		5,3-6,1	54-62
7-13		5,1-5,5	52-56
11-19		5,6-6,1	58-62
15-27		5,5-5,9	56-60
23-55		5,3-5,9	54-60
41-90		5,1-5,5	52-56

Определение суммарного требуемого дифференциального напора работающих основных насосов (H_нас)

Суммарный требуемый дифференциальный напор работающих основных насосов (H_нас) определяется по требуемому напору на станции за регуляторами (H_ст) с учетом потерь напора от первого насоса до выхода регуляторов (h_к) и за вычетом напора на входе первого насоса станции (h_подп):

+ h_вых,

где: Н_ст – требуемый напор на выходе станции определяемый по результатам гидравлического расчета, м;

Н_нас – требуемый дифференциальный напор насосов станции, м;

h_к – гидравлические потери от первого насоса и до выхода регуляторов, h_к ≈ 20-30 м;

h_{вых -} гидравлические потери от регуляторов и до выхода НПС, h_вых≈ 5-10 м;

h_подп – напор на входе первого насоса станции, м.

Напор на входе первого насоса (h_подп) должен быть не менее величины, обеспечивающей бескавитационную работу насоса:

Величина напора на входе первого насоса, с учетом потерь на входе станции связана с напором на входе станции формулой:

,

где: Н_вх – напор на входе НПС, м;

h_вх – гидравлические потери от входа НПС до входа в первый насос

Напор на входе НПС определяется по допустимому рабочему давлению на входе

Н_вх = p /r_{н ٠} g

Р - допустимое рабочее давление на входе, Па

- плотность перекачиваемой нефти

Н_вх = 0,8 /850 _٠ 9,81 = 800000/850 _٠ 9,81 =95,94 м

Н_подп = 95,94– 15 = 80,94 м

Н_нас = 605 + 25 – 80,94+ 7 = 556,06 м

Дата добавления: 2015-08-02