Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Пример 9.
|
|
Определить количество насосных станций на нефтетрубопроводе по условиям и результатам решения задачи 8, если трубопровод относится к ІІ категории, а вязкость нефти ν =0, 977· 10-4м2/с.
Решение.
Полагая, что для нефтепровода использованы трубы из стали 13ГС по табл. 7 Приложения находим, что для этих труб σ вр=510 МПа; σ т=353 МПа; коэффициент надёжности по материалу k 1=1, 34, а трубы диаметра 530 мм выпускаются с толщинами стенок δ =8, 9 и 10 мм. Коэффициент надёжности по назначению трубопровода k 2 = 1 (при D нар ≤ 1000 мм k 2=1, для D нар = 1200 мм k 2=1, 05), а поскольку трубопровод относится к ІІ категории, то согласно табл. 8 Приложения коэффициент условий работы т 0=0, 75.
Величина расчётного напряжения σ, возникающего в металле трубы при перекачке определяется как [1]
МПа, (2.23)
где σ вр – нормативное напряжение в металле трубы и сварных соединениях (см. табл. 7, 9, 10 Приложения).
Расчетную толщину стенки трубопровода без учёта влияния перепада температур по длине трубопровода определяют по формуле [1]
мм, (2.24)
где р – рабочее (избыточное) давление; D нар – наружный диаметр трубы; k нагр – коэффициент надёжности по нагрузке (k нагр=1, 15 для нефте– и нефтепродуктопроводов, работающих по системе «из насоса в насос», k нагр=1, 1 – во всех остальных случаях.
Принимаем окончательную величину толщины стенки δ = 9 мм. Тогда внутренний диаметр трубы нефтепровода
d вн= D нар – 2δ =530 – 2· 9= 512 мм.
Для выяснения характера протекания нефти в трубопроводе необходимо по формуле (2, 15) рассчитать число Рейнольдса
.
Поскольку Re > 2320, то течение – турбулентное.
Для определения величины гидравлического сопротивления трубы нефтепровода необходимо определить первое переходное число Рейнольдса, для чего предварительно необходимо рассчитать относительную шероховатость
,
где k э – эквивалентная шероховатость (см. табл. 11 Приложения).
Первое переходное число Рейнольдса согласно [1]
.
Так как Re 1 > Re, то течение нефти происходит в зоне гидравлически гладких труб. Поэтому коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле [1]
λ =0, 3164/ Re 0, 25=0, 3164/75400, 25=0, 034.
Поскольку потери напора вследствие наличия гидравлического сопротивления принято заменять условным гидравлическим уклоном i, то его значение в зависимости от характера протекания нефти можно рассчитать по формуле [1]
, (2.25)
где 
м/с – скорость перемещения нефти по трубе.
Полные потери в трубопроводе рассчитываются по формуле [1]
Н тр= k мест iL тр+Δ Z + n э Н кп=1, 02· 0, 00702· 425· 103+0+1· 30=3043, 2 м,
где k мест=1, 02–коэффициент учёта местных сопротивлений в трубопроводе; Δ Z =0 – разность нивелирных отметок конечной и начальной точек трассы нефтепровода; Н кп=30 м – величина напора в конечной точке трассы нефтепровода.
Расчётное количество насосных станций на трубопроводе определяется согласно [1] по формуле
.
Принимаем п ст=5.
Поскольку принятое количество станций превышает расчётное значение целесообразно определить количество основных насосов на них с целью корректировки комплектации ими насосных станций. Для этого необходимо построить зависимости Н тр(Q) и Н Σ н(Q), точка пересечения которых и определит оптимальное суммарное количество насосов.
Результаты расчётов для построения характеристик нефтепровода и насосных станций сведены в табл. 7, а кривые приведены на рис. 2.
На рис. 2 приведена совмещённая характеристика нефтепровода и насосных станций при общем числе работающих насосов п н. м =12, 13, 14 и 15. Видно, что при данном количестве работающих насосов производительность нефтепровода составляет соответственно 1036, 1071, 1100 и 1136 м3/ч. Таким образом, проектная производительность нефтепровода обеспечивается при работе на станциях 13 насосов.
| Q, м3/ч | Н= 1, 02 iL тр+Δ z+n э Н кп, м | Н=Н н пв+ т н м Н н м, м при т н м | |||
| 327, 1 | 3230, 1 | 3494, 1 | 3758, 1 | 4022, 1 | |
| 897, 3 | 3121, 8 | 3632, 2 | 3887, 4 | ||
| 1622, 5 | 2970, 5 | 3213, 4 | 3456, 3 | 3699, 2 | |
| 2503, 2 | 2776, 1 | 3003, 2 | 3230, 3 | 3457, 4 | |
| 2538, 7 | 2746, 5 | 2954, 3 | 3162, 1 | ||
| 4687, 6 | 2258, 2 | 2443, 2 | 2628, 2 | 2813, 2 |
Таблица 7
При распределении этого количества насосов по станциям необходимо руководствоваться следующем [1]:
– большее их число должно быть установлено на станциях, расположенных в начале трубопровода, а меньшее – на его конце;
– для удобства обслуживания линейной части четвертый и пятый перегоны между станциями должны быте примерно одинаковой длины.
Исходя из сказанного, выбираем следующую схему комплектования насосных станций магистральными насосами: 3 – 3 – 3 – 2 – 2.
|
|