Цель расчета – определить количество дыхательных клапанов необходимых, для безопасной эксплуатации резервуара и сравнить полученное значение, с числом клапанов установленных на действующем резервуаре.
Исходные данные:
резервуар РВС - 20000;
вид хранимого продукта – нефть;
пропускная способность клапана Qкл = 3000 м3/ч;
Порядок расчета.
1) Определяется максимальный расход газовой смеси при заполнении резервуара (работа на давление).
2) Определяется максимальных расход газовой смеси при опорожнении резервуара (работа на вакуум).
3) Определение количества дыхательных клапанов производится по наибольшему из полученных значений.
1) Максимальный расход газовой смеси через дыхательный клапан при работе на давление для наземных стальных резервуаров определяется как сумма максимальных значений расходов его составляющий
Qд мах = qз+q t1+q t2+q г, (1.26)
где Qд мах – максимальный расход газовой смеси;
qз – максимальных расход нефти при заполнении резерву-
ара, м3/с;
q t1 – максимальный расход газовой смеси в следствии нагрева
газового пространства, м3/с;
q t2 – расход газовой смеси в следствии нагрева газового прос-
транства при закачке более нагретого нефтепродукта, м3/с;
q г – расход газов выделяющихся из нефти, м3/с.
Для расчета примем что закачка (откачка) нефти производится в два резервуара без учета перетока, производительность заполнения (опорожнения) резервуаров с понтонами ограничивается допустимой скоростью изменения уровня в резервуаре, которая не должна превышать 3,5 м/ч, если проектом не предусмотрена другая скорость изменения уровня в соответствии с [2]
qз = F · W, (1.27)
где F – площадь зеркала нефти, м2;
W – скорость изменения уровня в резервуаре, м/ч;
qз = 1250·3,5/3600 = 1,215 м3/с.
Максимальный расход газовой смеси в следствии нагрева газового пространства
q t1 = b·DT·Vг , (1.28)
где b - коэффициент объемного расширения газов (b=1/273 К-1);
DT – скорость нагревания газового пространства (принимается
равной 0,0013 К/с);
Vг – максимальный объем газового пространства (принимается
равным объему резервуара), м3;
Значения приняты в соответствии с [3].
q t1 = 1/273·0,0013·20000 = 0,094 м3/с.
Расход газовой смеси в следствии нагрева газового пространства при закачке более нагретого нефтепродукта
q t2 = А·D2, (1.29)
где D – диаметр резервуара, м;
А – коэффициент зависящий от разности температур закачиваемой
нефти (Тн) и газового пространства резервуара (Тг);
Средние значения коэффициента А приведены в следующей таблице
Таким образом, при условии, когда температура газового пространства будет минимальна, а закачиваемой нефти максимальна, расход q t2 будет наибольший. Таким условиям соответствует декабрь. Температуру газового пространства примем –300 С (243 К), температуру нефти - 80 С (281 К) по данным лаборатории, тогда
q t2 = 1,18·(39,8)2 /3600 = 0,519 м3/с.
В соответствии с [4] предел изменения газового фактора Г = 0-0,8 м3/ м3, рассматривая наихудший случай принимаем по максимуму
q г = q з·Г = 1,215·0,8 = 0,972 м3/с.
Максимальный расход газовой смеси через дыхательный клапан при работе на давление
Qд мах = 1,215+0,094+0,519+0,972 = 2,8 м3/с = 10080 м3/ч.
2) При работе резервуара на вакуум расход поступающего через клапан атмосферного воздуха (м3/с)
Qв мах = qв + q t,
где qв – расход нефти из резервуара, м3/с;
q t – дополнительный расход из-за возможного охлаждения
газового пространства резервуара и частичной конденсации
паров, м3/с;
Расход нефти из резервуара в соответствии с допустимой скоростью изменения уровня в резервуаре 3,5 м/ч, исходя из этого
qв = qз = 1,215 м3/с.
Величина q t определяется по формуле
q t = b·DT·Vг , (1.28)
где DT – скорость охлаждения газового пространства
резервуара, К/с;
Наиболее интенсивно резервуар охлаждается во время ливня поэтому для практических расчетов величину скорости охлаждения следует принимать в условиях ливня DT @ 0,008 К/с.
q t = 1/273·0,008·20000 = 0,586 м3/с.
Qв мах = 1,215+0,586 = 1,801 м3/с = 6483,6 м3/ч.
Сравнивая полученные значения, видно, что расход газовой смеси больше при заполнении резервуара.
Находим количество дыхательных клапанов необходимых для безопасной эксплуатации резервуара
n = Qд мах/Qкл = 10080/3000 = 3,36
Округляя в большую сторону принимаем n=4. В соответствии с [2] расход газов через все дыхательные клапаны, установленные на резервуаре, не должен превышать 85% от их суммарной проектной пропускной способности.
Принимаем суммарную проектную пропускную способность дыхательных клапанов, которая равна 12000 м3/ч, за 100% тогда допустимый расход газов через дыхательные клапаны будет равен
,
(1.30)
где
- 
- допустимый расход
газов через дыхательные
клапаны, м3/ч;
- суммарная проектная
пропускная способность
клапанов, м3/ч;
м3/ч.
Максимальный расход газовой смеси через дыхательный клапан при работе на давление не превышает допустимый расход газов через дыхательные клапаны.
На действующем резервуаре, в соответствии, установлены пять дыхательных клапанов, что на один больше чем расчетное значение, это может быть обусловлено тем что, производительность закачки резервуара была принята из условия изменения уровня в резервуаре 3,5 м/ч в соосветствии с [2] (т.к. отсутствуют данные о допустимой скорости изменения уровня по проекту), а скорость изменения уровня по проекту может быть больше чем 3,5м/ч.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.