Расчёт основных технологических параметров магистральных нефтепроводов: наружного и внутреннего диаметров, числа нефтеперекачивающих станций (с учётом округления в большую и меньшую сторону), протяжённости лупинга при округлении в меньшую сторону, расстановка нефтеперекачивающих станций при их округлении в большую сторону

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Омский государственный технический университет

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа,

стандартизация и сертификация»

Домашнее задание

подисциплине «Проектирование и эксплуатация магистральных нефтепроводов»

ВАРИАНТ 3704

Выполнил: студент группы ЗПС- 537

Васнев Д.В.

Проверил:к.т.н., доцент каф. «ТХНГСС»

Краус Ю.А.

г.Омск – 2012г.

Домашнее задание

Таблица 1.

Вариант	Tp, °С	ρ20, кг/м3	ν20, сСт	ν50, сСт	Gсут, т/сут
3704	3,5	850	4,12	2,49	50

Таблица 2.

3716		0	40	80		120	160	200		240	280	320	360	400	440	480			560		600		640	680	720	760	800	840	880	920	960	1000	1040	1080	1120	1160	1200
		116	157,9	152		128	127	135,4		118	150,2	134	119	152	157,9	172			141,6		195,4		158	177,5	186,6	141,6	150	159	124,4	124,4	156,2	166,8	155,4	137,3	136	128
520		560	600	640		680	720		760	800	840	880	920	960	1000	1040		120		1160
172		176,6	151,1	153,6		132	100		90,5	115,8	112	132	129,1	125,7	148,4	152		136		128
1080
176,6

Расчётная температура Т_р = 3,5 ⁰С (Tр=276,65К);  ;

Рабочее давление Р_р = 6,4 МПа;

Протяженность нефтепровода L_р = 1080 км;

Разность геодезических отметок составляет Dz=z_К-z_Н =176,6–116=60,6м;

Расход G_сут= 50000т/сут;

Плотность нефти при температуре 293К (20°С) ρ₂₀= ρ_{293 =} 850 кг/м³;

Вязкость нефтипри 293К (20°С)  ν₂₀₌n₂₉₃ =4,12сСт;

Вязкость нефти при 323К (50°С) ν₅₀₌n₃₂₃=2,49 сСт.

Расчет:

Вычисляем значение температурной поправки:

x=1,825 – 0,001315×ρ₂₉₃ = 1,825-0,001315×850 = 0,70462 кг/(м³∙К).

Расчетная плотность нефти при температуре Т=Тр определяется:

ρ_Т = ρ₂₉₃₊ξ×(293-Т) = 850+0,70725×(293-276,65)= 861,5635 кг/м³.

Расчетную кинематическую вязкость нефти определяем по формуле Вальтера:

где     n_Т – кинематическая вязкость нефти, мм²/с;

А_ν иВ_ν – постоянные коэффициенты, определяемые по двум значениям вязкости n₁ и n₂ при двух температурах Т₁ и Т₂:

;

мм²/с

Выбор насосного оборудования нефтеперекачивающих станций производится исходя из расчетной часовой производительности нефтепровода, определяемой приρ = ρ_Т:

,

где     G_Г – годовая (массовая) производительность нефтепровода, млн. т/год;

G_Г= G_сут×350=50∙350=17,5 млн. т/год;

r_Т – расчетная плотность нефти, кг/м³;

N_р– расчетное число рабочих дней в году, N_р=350 суток.

k_нп – коэффициент неравномерности перекачки, величина которого принимается равной k_нп=1,05для трубопроводов, прокладываемых параллельно с другими нефтепроводами и образующими систему.

В соответствии с расчетной часовой производительностью по табл. 2 и 3 МУ выбираем насос удовлетворяющий условию 0,8∙Qном < Q < 1,2∙Qном: подпорный НПВ 2500-80 и магистральный НМ 2500-230.

Задаваясь наибольшими значениями диаметров рабочих колес D₂, определим напоры, развиваемые насосами при расчетной производительности перекачки. Напорная характеристика центробежных насосов магистральных нефтепроводов определяется выражениями:

;                                                          

где a, b – постоянные коэффициенты. Значения коэффициентов уравнений берем  из приложений 2 и 3 МУ.

Значения a, bдля определения напорной характеристики подпорного насоса НПВ 2500-80 приведены в табл.2 приложения 2 МУ:a= 102,4;b= 3,7584×10^-6 при диаметре рабочего колеса D₂ = 440 мм.

Определим напор подпорного насоса НПВ 5000-120:

h_п= a-b×Q²=102,4-3,7584×10^-6×2539²=79,6 м,

Значения a, bдля определения характеристики нефтяного магистрального насоса НМ 2500-230 приведены в табл.2 приложения 3 МУ:a= 279,6;                b= 8,0256×10^-6 при диаметре рабочего колеса D₂ = 540 мм.

Определим напор магистрального насоса НМ7000-210:

h_м=a-b×Q²=279,6-8,0256×10^-6×2539²=227,863 м.

Определим рабочее давление () при условии, что число последовательно работающих магистральных насосов на НПС m_м=3:

                       (11)

где     g        – ускорение свободного падения;

h_п, h_м – соответственно напоры, развиваемые подпорным и магистральным насосами при расчетной производительности нефтепровода;

m_м     –  число работающих магистральных насосов на  нефтеперекачивающей станции;

P_доп – допустимое давление НПС из условия прочности корпуса насоса или допустимое давление запорной арматуры.

Р= ρ_Т×g×( h_п+m_м×h_м)×10^-6= 861,5635×9,81×(79,6+3×227,863) ×10^-6=6,438 МПа.

Так как рабочее давление превышает допустимое значение