Проектирование трубопроводного транспорта нефти от 1-го нефтепромысла НГДУ “Речицанефть” до Мозырского нефтеперерабатывающего завода, страница 6

Поскольку трубы магистральных трубопроводов принято считать гидравлически гладкими, вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления по формуле (18):

λ_тр= 0,3164 / Re^0,25 = 0,3164 / 29258^0,25 = 0,0242.

По формуле Дарси-Вейсбаха  вычисляем потери на трение:

                         (22)

Гидравлический уклон равен:

i = 467,8 / 89000 = 5,26∙10^-3.

Полные потери напора в трубопроводе:

H=h_τ+ h_m+ DZ,                                                (23)

где DZ = DZ₂- DZ₁.                                                                                   (24)

Здесь DZ₁, DZ₂ – геодезические отметки начала и конца трубопровода.

DZ = 157-129 = 28 м (прил.6).

Для магистральных трубопроводов потери напора в местных сопротивлениях - h_m - незначительны и их принимают равными 1-2% от потерь на трение. Тогда напор, требуемый на преодоление полных потерь :

H = 467,8 ∙ (1 + 0,02) + 28 = 505,2 м.

Число насосных станций N_нас вдоль фиксированной трассы трубопровода определяется следующим образом:

                                                 N_нас = Н/Н_ст,                                                  (25)

где Н_ст –напор, развиваемый одной насосной станцией:

                                                 Н_ст = Р / (ρ_t g),                                              (26)

здесь Р – рекомендуемое рабочее давление в трубопроводе с толщиной стенки δ, Па: Р = 5,4 МПа (табл. 1 методики…).

Н_ст = 5,4∙10⁶ / (861,3∙9,81) = 639,1 м.

Зная гидравлический уклон, формулу (26) представим в виде:

N_нас= (DZ₂ - DZ₁ + i∙L) / H_ст = (28+5,26∙10^-3 ∙ 89000) / 639,1 = 0,78.       (27)

Обычно расчетное число насосных станций получается дробным и приходится округлять число насосных станций как в сторону большего, так и меньшего числа насосных станций, что неизбежно ведет к изменению объемной пропускной способности трубопровода Q и ее перерасчету по известным формулам. В нашем случае перерасчет Q не требуется.

Принимаем число насосных станций N_ст = 1.

Механический расчет

Труба, уложенная в грунт, как при гидравлическом испытании, так и в течении всего периода эксплуатации находится под воздействием внешних сил. Эти силы вызывают сложные напряжения в теле трубы и стыковых соединениях. Поэтому основным и необходимым условием продолжительной безаварийной работы трубопровода является механическая прочность труб и сварных стыков.

В результате действия внутреннего давления в теле трубы возникают следующие главные нормальные напряжения: s_пр – продольное, s_кц – кольцевое и s_р – радиальное. Примечание: радиальные напряжения в последующих расчетах не учитываются, так как главное радиальное напряжение s_р » 0 при Д_нар / d ³ 60 и остальные радиальные напряжения также незначительны.

Расчет толщины стенки трубопровода

Давление, которое необходимо обеспечить насосами для перекачки по трубопроводу заданного количества нефти, определяем по формуле

Р_н > = ρ_t ∙ G ∙ H + P_к > = 850∙9,81∙505,2 + 200000 > = 4,4 МПа,          (28)

где Р_к- давление в конце трассы, должно быть не менее 0,2 МПа.

Толщина стенки трубы при этом должна быть пересчитана согласно СНиП 2.05.06-85 по формуле

                                                                                 (29)

 

 

где:

n_р – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления, равный 1,15 для нефтепроводов диаметром 700-1400 мм с промежуточными перекачивающими станциями без подключения емкостей и 1,1 – в остальных случаях. Так как в нашем случае нет промежуточных перекачивающих станций, принимаем n_p = 1,1;

Д_н - наружный диаметр трубы,

Д_н = 530 мм;

Р - рабочее давление в трубопроводе, в данном случае берется давление, которое необходимо обеспечить насосами для перекачки заданного объема нефти (Р = Р_н)

Р = 4,4 МПа;

R₁ = расчетное давление, определяемое по формуле:

                                             R₁ =,                                     (30)

где:

R_1(н) = нормативное сопротивление, принимаемое равным минимальному значению временного сопротивления разрыву металла трубы,