Расчетная температура нефтепродуктов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Проектирование и эксплуатация нефтебаз

 

НА ТЕМУ:

«Проектирование распределительной нефтебазы»

 

 

Выполнил: студент гр. НТХ-06-1

Сайфуллина О.Р.

Проверил: доцент, к.т.н.

Земенкова М.Ю.

 

 

Оценка_________________

Подпись________________

 

 

Тюмень 2010

Содержание

Введение
1. Определение исходных расчетных данных
1.1. Расчетная температура нефтепродуктов
1.2. Определение расчетной вязкости
1.3. определение расчетной плотности
1.4. Определение давления насыщенных паров
2. Выбор оптимальных типоразмеров резервуаров
2.1. Выбор резервуаров для дизельного топлива Дз
2.2. Выбор резервуаров для дизельного топлива Дл
3. Компоновка резервуарного парка
3.1. Компоновка РП для дизельного топлива Дз
3.2. Компоновка РП для дизельного топлива Дл
4. Расчет железнодорожной эстакады
5. Расчет автомобильной эстакады
6. Гидравлический расчет трубопроводов
6.1. Участок «ж/д эстакада – насосная станция»
6.2. Участок «насосная станция – резервуарный парк»
6.3. Участок «резервуарный парк -а/м эстакада»
7. Подбор насосно-силового оборудования
7.1. Подбор насосов
7.2. Подбор приводящих насосы двигателей
8. Механический расчет трубопроводов
9. Расчет потерь от «больших дыханий»
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Современные нефтебазы представляют собой сложный инженерно–технический комплекс, включающий здания и сооружения, трубопроводы, резервуары, насосные станции и специальное оборудование, предназначенное для приема, хранения и реализации нефтепродуктов.

Нефтебазы в зависимости от преобладающих операций делят на перевалочные и распределительные.

Перевалочные базы предназначены для перегрузки (перевалки) нефти или нефтепродуктов с одного вида транспорта на другой. Кроме того, нефтепродукты и нефть могут поступать также и по маги­стральному нефтепродуктопроводу. Перевалочные базы имеют значительный грузооборот и общий объем, развитые приемо-раздаточные устройства и мощное насосное хозяйство. Располагают базы вблизи железных дорог, на берегах морей и судоходных рек.

Распределительные нефтебазы предназначены для непродолжительного хранения нефтепродуктов и снабжения ими потребителей. Они имеют небольшой объем и небольшой район обслуживания. Распределительные базы делят на вод­ные, водно-железнодорожные, железнодорожные, автодорожные и базы, снаб­жение которых производится от магистральных нефтепродуктопроводов.

Основными операциями нефтебаз являются:

1. прием нефти и нефтепродуктов, прибывающих по железной дороге и водным транспортом, а также по трубопроводу;

2. хранение нефти и нефтепродуктов;

3. выдача нефтепродуктов потребителям.

В данной курсовой работе производится расчет проекта перевалочной нефтебазы в районе г. Тюмень с заданными параметрами:

1. Годовой грузооборот нефтебазы – 566 000 т;

2. Ассортимент и количество нефтепродуктов:

дизельное топливо ДЛ - 75 % (от годового грузооборота); бензин А-93 - 25 %.

3. Доставка и отгрузка нефтепродуктов – с нефтепродуктопровода на железнодорожный.

 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ.

 

Компоновка РП для Дл

 

Резервуары располагаем в одной группе, так как их общая вместимость менее 120000 м³. Учитывая, что диаметр РВС-2000 равен 15,18 м, принимаем расстояния между резервуарами в группе 0.75D=11.385 м. Расстояние от стенок резервуаров до подош­вы внутренних откосов обвалования – 3 м. Ширина поверху обвалования – 0,5 м.

Определим высоту обвалования для данной группы резервуаров.

Найдем значение величин a и b (рис.П.1):

,

.

.

Принимаем .

 

3.2. Компоновка РП для дизельного топлива Дз

Расстояния между резервуарами в группе 0,75D=14.235 м. Расстояние от стенок резервуаров до подош­вы внутренних откосов обвалования принимаем 3 м. Ширина поверху обвалования – 0,5 м.

Согласно рис.П.1:

,

.

Определим высоту обвалования для данной группы резервуаров.

.

Принимаем .

 

 

4. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЭСТАКАДЫ

Для проведения разгрузки нефтепродуктов при железнодорожных перевозках на нефтебазах сооружают специальные пути. Чаще всего это тупиковые пути, примыкающие к магистрали со стороны станционных путей. Железнодорожные нефтегрузовые тупики желательно расположить в наиболее высоком (при разгрузке) участке территории нефтебазы. Железнодорожные пути на территории нефтебазы должны быть прямолинейны и строго горизонтальны во избежание самопроизвольного движения цистерн при их разгрузке.

Цель данного расчета заключается в определении числа маршрутов, приходящих на нефтебазу в сутки, в выборе типа эстакады и определения ее длины, а также нахождения производительности насосов на участке от железнодорожной эстакады до насосной станции.

Число маршрутов, прибывающих на нефтебазу за сутки (при их равномерной подачи), рассчитывается по формуле [2]:

,

(4.1)

где – суточный грузооборот нефтебазы, т;

– грузоподъемность одного маршрута, т. Эта величина по соглашению с МПС лежит в пределах 2 – 4 тысяч тонн.

Суточный грузооборот нефтебазы:

,

(4.2)

где – суточный грузооборот для каждого нефтепродукта, т.

При заданном годовом грузообороте, определим для i-го продукта.

,

(4.3)

где – коэффициент неравномерности завоза нефтепродуктов, .

Необходимое число эстакад определяем по формуле [7]:

,

(4.4)

где – время пребывания маршрута на эстакаде с учетом времени на технологические операции, подачу и уборку цистерн, и приготовления маршрута на станции, ч.

Длина эстакады, согласно [2], равна:

,

(4.5)

 

– длина цистерны одного типа.

В расчет принимаем один тип цистерн, объемом V_ц. Тогда среднее число цистерн маршруте:

,

(4.6)

где – число цистерн, приходящих на нефтебазу за сутки:

(4.7)

где – число цистерн, приходящих на нефтебазу за сутки с одним видом продукта. Данную величину определяем по формуле:

(4.8)

где – масса i-го нефтепродукта в цистерне, т.

Грузоподъемность цистерны определяется при наихудших условиях, т.е. при Т_max, когда объем нефтепродукта максимальный.

.

(4.9)

Максимальное число цистерн с i-тым продуктом в одном маршруте равно:

.

(4.10)

После определения длины эстакады выбираем для проектируемой нефтебазы типовую эстакаду, позволяющую осуществлять слив нефтепродуктов.

Производительность насосов на участке от железнодорожной эстакады до насосной станции для i-го продукта составит:

,

(4.11)

– объем слива нефтепродукта, определяемый как произведения числа цистерн, приходящих на нефтебазу с i-тым нефтепродуктом за один маршрут, и полезного объема одной цистерны:

.

(4.12)

Произведем расчет по формулам (4.2)-(4.4) для определения числа эстакад для слива нефтепродуктов.

Найдем суточный грузооборот для каждого вида продукта, приняв :

Для Д_з: .

Для бензина Дл: .

Таким образом, суточный грузооборот проектируемой нефтебазы составит:

.

Принимаем грузоподъемность одного маршрута 3000 т. Определим по формуле (4.1) число маршрутов:

., т.е. 1 маршрут в 2 суток

Примем

Время сливо-наливных операций регламентируется «Правилами перевозок жидких грузов наливом в вагонах-цистернах и бункерных полувагонах». В механизированных пунктах слив независимо от рода нефтепродукта и грузоподъемности цистерн из четырехосных (и более) и бункерных полувагонов осуществляют за 2 часа, следовательно, число эстакад равно:

.

Принимаем .

Определяем массу нефтепродукта в цистерне с учетом его плотности. В качестве базового варианта принимаем цистерну модели 15-890. Полезный объемом – 60 м³, длина цистерны по осям – 10,3 м. По формуле (4.9):

;

.

Число цистерн приходящих на нефтебазу в сутки для дизельного топлива Дл и Дз соответственно:

цистерны; цистерн.

Общее количество цистерн приходящих в сутки:

.

Число цистерн в маршруте:

.

Длина эстакады:

Эстакады в большинстве случаев делают двусторонними, что сокращает их длину в 2 раза, и в целях пожарной безопасности плюс 30м на тупик для расцепки. Таким образом:

Назначаем эстакаду типа КС-8, длиной 288 метров, принимающую 48 цистерн.

Найдем максимальное количество цистерн с одним и тем же нефтепродуктом, которое поставляется одним и тем же маршрутом.

Для топлива Дз 23цистерны, для Дл 27цистерн.

Объем слива продуктов:

; .

Тогда производительность на участке от насосной станции до ж/д эстакады согласно формуле (4.11) составит:

;

 

5. РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭСТАКАДЫ

Количество стояков для каждого вида нефтепродукта определяется по формуле [7]:

,

(5.1)

где – суточная реализация нефтепродукта, кг;

– расчетная производительность наливного устройства;

– коэффициент использования наливных устройств. В расчетах принимаем ;

– количество часов работы наливных устройств в сутки.

Среднесуточная реализация [1]:

.

(5.2)

Количество автоцистерн в сутки рассчитывается по формуле:

,

– вместимость автоцистерны, м³.

В качестве наливных устройств (стояков) применяются установки типа АЦ-10-260, с эксплуатационной вместимостью 10,0 м³. Время слива нефтепродукта из цистерны насосом 11 мин., самотеком 45 мин. Время заполнения цистерны с помощью своего насоса 22 мин.

Для дизельного топлива Дз:

;

(2 наливных «островка»);

.

Для Дл:

;

(2 наливных «островка»)

.

 

 

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

Цель гидравлического расчета – обеспечение заданной производительности перекачки. Исходными данными являются: расход, физические свойства нефтепродуктов, а также технологическая схема с указанием всех местных сопротивлений и длин отдельных участков трубопроводов.

Гидравлический расчет ведется для самых неблагоприятных условий эксплуатации трубопровода и для самых удаленных и высокорасположенных точек коммуникаций и объектов.

Гидравлический расчет технологических трубопроводов следует начинать с определения наружного диаметра трубопровода [2]:

 

,

(6.1)

Q – производительность ПРУ резервуара, м³/ч;

v - скорость движения жидкости в трубах, м/с, принимаемая в зависимости от вязкости нефтепродуктов

Далее принимаем по сортаменту ближайший больший диаметр и определяется внутренний диаметр трубопровода:

,

(6.2)

где – наружный диаметр трубопровода, мм;

– толщина стенки трубы, мм.

Определяем фактическую скорость движения жидкости в трубопроводе:

.

(6.3)

После уточнения скорости определяем режим течения нефтепродукта в трубопроводе.

Для определения режима течения нефти необходимо определить число Рейнольдса при заданных параметрах – и граничные числа Рейнольдса и [8]:

(6.4)

где – эквивалентная шероховатость стенки трубы, мм

 

 

При условии – турбулентный режим течения (зона гидравлически гладких труб), тогда коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Блазеуса [8]:

(6.5)

При условии – турбулентный режим течения (зона смешанного трения), тогда коэффициент гидравлического сопротивления определяется из формулы Альтшуля [8]:

.

(6.6)

Затем по компоновочному чертежу определяем требуемые длины участков. По технологической схеме определяем количество задвижек, обратных клапанов и т.д., находим сумму коэффициентов местных сопротивлений на рассматриваемом участке. Затем по формуле определяем суммарные потери по длине рассматриваемого трубопровода и на местные сопротивления по формуле Дарси-Вейсбаха [2]:

.

(6.7)

 

Подбор насосов

Для перекачки нефти и нефтепродуктов на нефтебазах используют центробежные, поршневые и шестерёнчатые насосы. При необходимости применяют вакуумные насосы и эжекторы.

Наибольшее распространение на нефтебазах получили центробежные и поршневые насосы.

Центробежные насосы отличаются небольшой массой и простотой эксплуатации. Для них требуются более легкие фундаменты, и они могут соединяться с электродвигателем без промежуточных редукторов.

Для правильного выбора насосов необходимо знать требуемую пропускную способность трубопроводных коммуникаций Q, обслуживаемых данным насосом (или насосной станцией), необходимый напор и подпор насоса.

Согласно гидравлического расчета, подбор насосов производится по производительности ПРУ для двух групп резервуаров (1 группа для топлива Дз, 2 группа для Дл): Q=500 м³/ч.

Принимаем в качестве вариантов для обоих групп насосы марок [7]:

1. 10НД-10*2 с напором Н=290 м при подаче насоса Q=700 м³/ч, допустимый кавитационный запас Δh_доп=11 м.

2. 8НДв-Нм с диаметром рабочего колеса D=500 мм, напор Н=82 м при подаче насоса Q=600 м³/ч, допустимый кавитационный запас Δh_доп=3,5 м.

Определим требуемый напор насоса:

(7.1)

где – максимальная высота налива нефтепродукта в резервуар,k_з – коэффициент заполнения резервуара, k_з=0,9 для РВС со стационарной крышей.

– геодезическая разность отметок конца и начала трубопровода рассматриваемого участка, м. Принимаем .

Потери напора на нагнетании берутся наибольшими из гидравлического расчета.

Тогда для Дз и Дл по формулам (7.2) и (7.1):

;

.

Для окончательного выбора насосного агрегата производится его проверка на всасывающую способность по двум условиям:

 

1. 2.

,

(7.3) (7.4)

где – допустимая высота всасывания насоса, м.

– минимальный напор в начале всасывающего трубопровода, м.

Потери напора на всасывании берутся также наибольшими согласно гидравлического расчета.

Допустимая высота всасывания определяется по формуле [8]:

,

(7.5)

где – скорость жидкости во входном патрубке насоса, м/с;

– ускорение свободного падения, .

Для насоса 10НД-10*2 при перекачке дизельного топлива Дл данная величина составит:

.

Следовательно, насос обладает самовсасывающей способностью

Проверим выполнение ранее заданных условий.

Условие (7.3) выполняется:

.

Так как потери напора на всасывании больше на участке «РП-НС» определим выполнение условия (7.4) для данного участка, приняв :

.

1,34<1,49 м

Условие не выполняется. Требуется заглубление насосных агрегатов на величину:

Для насоса 10НД-10*2 при перекачке Дз допустимая высота всасывания насоса равна:

.

Так как величина отрицательная, следовательно, насос не обладает самовсасывающей способностью и требует подпора величиной .

Проверим выполнение ранее заданных условий.

Условие (7.3) выполняется:

.

Так как потери напора на всасывании больше на участке «ж/д эстакада – насосная станция» определим выполнение условия (7.4) для данного участка, приняв :

Условие выполняется.

 

Окончательно принимаем для перекачки дизельного топлива Дл и Дз насос марки 10НД-10*2, а также заглубляем насосную станцию на 2,83 м.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Эксплуатация нефтебаз. Мацкин Л.А., Черняк И.Л., Илембитов М.С. М., Недра, 1975

2. Проектирование и эксплуатация нефтебаз. Учебник для вузов/ С.Г. Едигаров и др – М.: Недра, 1982

3. СНиП 2.01.07-85^*. Воздействия и нагрузки

4. СНиП 2.05.06-85^*. Магистральные трубопроводы.

5. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы.

6. СНиП 23-11-99. Строительная климатология.

7. Транспорт и хранение нефти и газа в примерах и задачах: Учебное пособие./ Под общей редакцией Ю.Д. Земенкова – СПб.: Недра, 2004.

8. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учеб. пособие для вузов. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф. М., Недра, 1981

9. Методические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Проектирование и эксплуатация нефтебаз» для студентов специальности – 130501 «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» дневной и заочных форм обучения (часть I,II).Земенков Ю.Д., профессор, д.т.н., Маркова Л.М., доцент, к.т.н, Бабичев Д.А., ассистент

 

 

Приложение 1

 

 

Рис. П.1. Компоновка резервуарного парка.

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Проектирование и эксплуатация нефтебаз

 

НА ТЕМУ:

«Проектирование распределительной нефтебазы»

 

 

Выполнил: студент гр. НТХ-06-1

Сайфуллина О.Р.

Проверил: доцент, к.т.н.

Земенкова М.Ю.

 

 

Оценка_________________

Подпись________________

 

 

Тюмень 2010

Содержание

Введение
1. Определение исходных расчетных данных
1.1. Расчетная температура нефтепродуктов
1.2. Определение расчетной вязкости
1.3. определение расчетной плотности
1.4. Определение давления насыщенных паров
2. Выбор оптимальных типоразмеров резервуаров
2.1. Выбор резервуаров для дизельного топлива Дз
2.2. Выбор резервуаров для дизельного топлива Дл
3. Компоновка резервуарного парка
3.1. Компоновка РП для дизельного топлива Дз
3.2. Компоновка РП для дизельного топлива Дл
4. Расчет железнодорожной эстакады
5. Расчет автомобильной эстакады
6. Гидравлический расчет трубопроводов
6.1. Участок «ж/д эстакада – насосная станция»
6.2. Участок «насосная станция – резервуарный парк»
6.3. Участок «резервуарный парк -а/м эстакада»
7. Подбор насосно-силового оборудования
7.1. Подбор насосов
7.2. Подбор приводящих насосы двигателей
8. Механический расчет трубопроводов
9. Расчет потерь от «больших дыханий»
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Современные нефтебазы представляют собой сложный инженерно–технический комплекс, включающий здания и сооружения, трубопроводы, резервуары, насосные станции и специальное оборудование, предназначенное для приема, хранения и реализации нефтепродуктов.

Нефтебазы в зависимости от преобладающих операций делят на перевалочные и распределительные.

Перевалочные базы предназначены для перегрузки (перевалки) нефти или нефтепродуктов с одного вида транспорта на другой. Кроме того, нефтепродукты и нефть могут поступать также и по маги­стральному нефтепродуктопроводу. Перевалочные базы имеют значительный грузооборот и общий объем, развитые приемо-раздаточные устройства и мощное насосное хозяйство. Располагают базы вблизи железных дорог, на берегах морей и судоходных рек.

Распределительные нефтебазы предназначены для непродолжительного хранения нефтепродуктов и снабжения ими потребителей. Они имеют небольшой объем и небольшой район обслуживания. Распределительные базы делят на вод­ные, водно-железнодорожные, железнодорожные, автодорожные и базы, снаб­жение которых производится от магистральных нефтепродуктопроводов.

Основными операциями нефтебаз являются:

1. прием нефти и нефтепродуктов, прибывающих по железной дороге и водным транспортом, а также по трубопроводу;

2. хранение нефти и нефтепродуктов;

3. выдача нефтепродуктов потребителям.

В данной курсовой работе производится расчет проекта перевалочной нефтебазы в районе г. Тюмень с заданными параметрами:

1. Годовой грузооборот нефтебазы – 566 000 т;

2. Ассортимент и количество нефтепродуктов:

дизельное топливо ДЛ - 75 % (от годового грузооборота); бензин А-93 - 25 %.

3. Доставка и отгрузка нефтепродуктов – с нефтепродуктопровода на железнодорожный.

 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ.

 

Расчетная температура нефтепродуктов

 

Для определения расчетных данных необходимо задаться температурой нефтепродуктов. Температура жидкости будет приблизительно равна температуре окружающей его среды, т.е. температуре воздуха. Согласно заданию на проектирование для г. Анапа принимаем по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» температуру самой холодной пятидневки (для гидравлического расчёта) и абсолютно максимальную (для определения давления насыщенных паров) соответственно:

;