Расчёт резервуарных парков нефтепродуктов

Резервуарные парки, входящие в систему магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов, а также нефтебаз, играют очень важную роль. Основное их назначение — выполнение роли буфера между поставщиком и получателем, компенсирующего неравномерности поставок и потребления нефти и нефтепродуктов, К числу других функций резервуарных парков относятся: создание запасов на случай возникновении сбоев в транспортной цепи, доведение качества нефти и нефтепродуктов до требуемого уровня, их замер и учет.

На магистральных нефтепроводах резервуарные парки размещаются:

– на головной насосной станции;

– на границах эксплуатационных участков;

– в местах подкачки нефти с близлежащих месторождений или сброса нефти попутным потребителям.

Полезный суммарный объем резервуарных парков зависит от диаметра труб и протяженности нефтепроводов (см. табл. 1).

Рекомендуемые суммарные полезные объёмы резервуарных парков Таблица 1

Нефтепроводов (единица измерения — суточный объем перекачки)

Протяжённость нефтепровода, км	Диаметр трубы, мм
630 и менее	720, 820
до 200 свыше 200 до 400 свыше 400 до 600 свыше 600 до 800 свыше 800 до 1000	1,5 2,5 3/3,5	2,5 2,5/3 3/3,5 3/4	2,5 2,5/3 3/4 3,5/4,5	2,5 2,5/3 3,5/4 3,5/5

Величины, приведенные в числителе, следует применять при обычных условиях прокладки, а в знаменателе – когда не менее 30% от протяженности трубопровода проходит в сложных условиях (заболоченные и горные участки).

При протяженности нефтепровода более 1000 км к размеру ёмкости по табл. 1 добавляется объём резервуарного парка, соответствующего длине остатка.

Суммарный полезный объем резервуарных парков на головной и промежуточных насосных станциях (ПНС) нефтепровода ориентировочно (в частях) распределяется следующим образом:

– головная насосная станция (ГНС) – 2…3;

– ПНС на границе эксплуатационных участков – 0,3…0,5;

– то же при проведении на ПНС приемо-сдаточных

операций – 1...1,5.

Общий объем резервуарных парков определяется на основе полезного с учётом коэффициента использования емкости η_р, определяемого по табл. 2.

Суммарный объем резервуарных парков V _р в системе магистрального нефтепровода определяется через суточный расход V ^сут

V _р= V ^сут[(n _э- п _у-1)(0,3…0,5)+ п _у(1…1,5)+(2…3)], (2.4)

где n _э – количество эксплуатационных участков (протяжённостью L _э==400…600 км); п _у – количество насосных станций на границах эксплуатационных участков (где выполняются приёмо-сдаточные операции).

Рекомендуемые величины η_р Таблица 2

Ёмкость резервуара, м^3	Коэффициент использования емкости ηр
без понтона	с понтоном	с плавающей крышкой
до 5000 включительно от 10000 до 30000	0,85 0,88	0,81 0,84	0,80 0,83

 

Пример 2.

Рассчитать объем резервуарных парков в системе магистрального нефтепровода диаметром 720 мм протяженностью L _м=900 км, расположенного на дальнем Востоке. Доля длины нефтепровода, проходящей в сложных условиях, составляет 40%. На границе эксплуатационных участков производятся приемо-сдаточных операции.

Решение.

Количество эксплуатационных участков нефтепровода такой протяжённости

п _э = L _м /L _э= 900/(400...600) = 2.

Поскольку на границе эксплуатационных участков производятся приемо-сдаточные операции, то п _у = 1, и, задаваясь верхними пределами рекомендуемых объемов резервуарных парков, по формуле (2.4) определяется их суммарный объём

V _p= V ^сут[0,5(п _э – п _у –1)+1,5 п _у+3]= V ^сут [0,5(2 – 1 – 1) +1,5·1+3]=4,5 V ^сут.

Найденный суммарный объем резервуаров соответствует рекомендациям табл. 1.

Необходимая вместимость V _гнс резервуарного парка головной насосной станции (ГНС) вычисляется по формуле [1]

, (2.5)

где k _{н рез}=1,3 – коэффициент неравномерности поступления нефти в резервуары ГНС; k _{н тр}=1,1 – коэффициент неравномерности работы трубопровода; Ц – количество циклов последовательной перекачки (при перекачке одного продукта Ц=365); т – количество перекачиваемых нефтепродуктов; q_i и Q_i – реальный и максимально допустимый суточный расход i -того нефтепродукта в трубопроводе.

 

Найденная величина V _гнс не должна быть меньше трехсуточного объема перекачки нефти по трубопроводу.

Необходимая вместимость резервуарного парка конечного пункта нефтепровода , (2.6)

где k _расх=1,5 – коэффициент среднегодового расхода нефти на конечном пункте; q_{i макс} – максимальная величина суточного расхода i -того нефтепродукта.

 

Вместимость резервуарного парка нефтебазы определяется по графикам поступления и отгрузки нефти, составленным на основании фактических данных за 2...3 года, с учетом страхового запаса. Для каждого вида нефтепродукта необходимый объём резервуаров находится как

, (2.7)

где Δ V_{i макс} – максимальный месячный остаток i -того нефтепродукта в % выражении; Δ V_{i мин} – минимальный месячный остаток i -того нефтепродукта в % выражении; – величина страхового запаса i -того нефтепродукта в % выражении, выбираемая по таблице 3.

 

При отсутствии таких данных вместимость может быть рассчитана по формуле , (2.8)

где Q ^год – годовой расход нефти; k _нер – коэффициент неравномерности потребления нефти, выбираемый согласно таблице 4.

Нормы страхового запаса нефтепродуктов Таблица 3

Тип нефтебазы	Месторасположение нефтебазы	Норма страхового запаса, %
Железнодорожные, водные (речные)   Водные (речные) с поступлением нефти только в навигаци-онный период	Южнее 60^0 северной широты в европейской части страны Севернее 60^0 северной широты в европейской части страны, в Сибири, на Урале и Дальнем Востоке   –	до 20   до 50   до 50^*

^* – Вычисляется по среднемесячной потребности в межнавигационный период.

Коэффициент неравномерности потребления нефтепродуктов Таблица 4

Характеристика районов потребления	k нер
Все виды топлива	Масла, смазки
Промышленные города Промышленные районы: промышленность потребляет 70% промышленность потребляет 30% Сельскохозяйственные районы	1,0 1,1 1,2 1,5 1,7	1,3 1,5 1,8 2,0 2,5

Для трубопроводных нефтебаз и нефтебаз с реализацией менее 1 тыс.т/год страховой запас не устанавливается.

Пример 3.

Определить необходимый полезный объем резервуарных парков головной насосной станции и конечного пункта магистрального нефтепровода для перекачки 8 млн.т нефтепродуктов (бензин – 30%, диз. топливо – 40%, реактивное топливо – 30%) в год с цикличностью Ц=61. Принять расходы поступления нефтепродуктов (бензина АИ-93, летнего дизельного топлива – ДЛ и реактивного топлива – ТС-1) на ГНС равными соответственно 500, 450 и 480 м³/ч; максимальные расходы их реализации на конечном пункте 360, 400 и 430 м³/ч. Плотность нефтепродуктов при расчётной температуре t =274 Ксоответственно равна 746,3 кг/м³, 848,8 кг/м³ и 814,5 кг/м³, а часовые расходы через трубопровод – Q _АИ-93=1310 м³/ч, Q _ДЛ=1193 м³/ч, Q _ТС-1=1284 м³/ч.

Решение.

На основании общего объёма перекачиваемых при расчётной температуре нефтепродуктов годовые объёмы каждого из них составляют

м³,

м³,

м³.

Поскольку объём перекачиваемых нефтепродуктов достаточно большой принимаем для ГНС резервуары типа РВСП-10000 (η_р=0,84) для бензина и РВС-10000 (η_р=0,88) – для дизельного и реактивного топлива.

Потребная вместимость резервуарного парка для ГНС согласно (2.5)

м³.

Потребная вместимость резервуарного парка для конечного пункта согласно (2.6)

м³.

Таким образом, на ГНС необходимо установить не менее 17 резервуаров вместимостью по 10000 м³, а на конечном пункте – не менее 22.

Пример 4.

Определить вместимость резервуарного парка нефтебазы по бензину АИ-93 при заданном графике поступления и отгрузки (в процентах от годовой реализации):

Показатель

Помесячное поступление (отгрузка) бензина, %

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

всего

Поступление Отгрузка

Среднемесячное потребление бензина – 1000 м³.

Решение.

Для расчёта объёма резервуаров в соответствии с формулой (2.7) необходимо определить месячные остатки и их сумму нарастающим итогом:

Показатель

Помесячные остатки бензина, %

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

Месячный Нарастающий итог

-4

-10

-12

-6 -6

-3 -9

-1 -10

-6

 

Величина страхового запаса бензина согласно таблице 3

Тогда с учётом результатов расчётов, сведённых в таблицу, Δ V _макс= 26% и Δ V _мин= -10%, полезный объём резервуаров

м³.

Требуемый общий объём резервуаров м³.

Так как под каждый нефтепродукт должно быть предусмотрено не менее 2-х ёмкостей, то необходимо установить две ёмкости с понтоном объёмом 5000 м³.