Определение удельного веса нефти

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал в г.Стерлитамак

Кафедра ОНХЗ

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Транспорт и хранение нефти и газа»

 

 

Выполнил: Казаккулов Н.С.

 

Проверил: Лапонов С. В.

 

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………...…3

1. Расчёт характеристики сети………………………………………………...7

1.1 Обработка исходных данных……………………………………………...8

1.2 Определение диаметров труб всасывающей и нагнетательной линий....8

1.3 Определение истинных скоростей движения жидкости………………...9

1.4 Определение расчётного сопротивления сети и построение характеристики сети…………………………………………………………..10

2. Выбор насоса……………………………………………………………….17

2.1 Выбор типа и подбор по каталогу марки насоса……………………….17

2.2 Комплексная характеристика центробежного насоса HK 200/120-70.20

2.3 Перерасчёт характеристики насоса с воды на вязкую жидкость………21

2.4 Регулирование работы насоса……………………………………………23

2.5 Определение допустимой высоты всасывания центробежного насоса и кавитационного запаса сети………………………………………………….26

2.6 Подбор электродвигателя………………………………………………...28

2.7 Описание насосной установки…………………………………………...29

Список использованных источников………………………………………...31

 

 

Введение

Насосами называют машины, предназначенные для перекачки жидкостей и передачи им энергии. Насосы по характеру действий на жидкость делятся на группы:

В нефтяной промышленности в основном применяются поршневые, плунжерные, ротационные и центробежные насосы. Применение вихревых насосов ограничено небольшой производительностью вследствие их низкого К.П.Д., кроме того, они требуют незагрязнённые жидкости в виду необходимости малых зазоров между колесом и стенками корпуса.

Ротационные насосы применяются для незагрязнённых жидкостей в пределах вязкости от 1 до 1000 °ВУ, давления до 100 ат и производительности до 100 м³/ч.

Центробежные насосы имеют следующие достоинства:

а) равномерность подачи; б) широкие пределы регулирования работы насоса при относительно высоком К.П.Д.; в) возможность непосредственного соединения насосов с быстроходными двигателями с любым числом оборотов; г) уменьшенные габариты и вес насоса, компактность насосного агрегата, малые производительные мощности и капитальные затраты; д) простота и надёжность эксплуатации.

Недостатки центробежных насосов:

а) не может начать работать без заполнения жидкостью корпуса насоса и всасывающего трубопровода; б) большая чувствительность в отношении неплотностей во всасывающем трубопроводе при работе насоса с разрежением на приёме; в) Относительно низкий К.П.Д. при малых подачах с относительно большими напорами и при перекачке вязких жидкостей.

Насосы для нефтяной и химической промышленности должны удовлетворять следующим требованиям:

а) надёжность в работе и долговечность; б) экономичность в эксплуатации; в) удобство при монтаже и демантаже; г) минимальное количество деталей и полная их взаимозаменяемость; д) минимальные вес и габариты; е) возможность изменения характеристик в большом диапазоне; ж) работать с возможно меньшей величиной подпора.

Бесперебойная работа центробежных насосов зависит от четырёх факторов:

а) правильной конструкции; б) точности изготовления; в) качества монтажа; г) правильной эксплуатации.

В основном центробежные насосы можно разделить на группы:

а) холодные – с температурой перекачиваемой жидкости до 250°C; б) горячие – с температурой перекачиваемой жидкости от 250°C до 400°C, в) кислотные и щелочные; г) для перекачки сжиженных нефтяных газов; д) для перекачки воды.

Эти группы насосов можно разделить на низконапорные (одноступенчатые), средненапорные (двух- и многоступенчатые) и высоконапорные (многоступенчатые) насосы.

В свою очередь каждая из этих групп подразделятся на насосы малой производительности (до 100 м³/ч) и большой производительности (от 100 м³/ч и выше).

Конструкция корпуса центробежного насоса определяется тремя основными факторами: температурой, давлением и характером перекачиваемой жидкости.

Маркировка насосов нормального ряда: первая цифра – диаметр всасывающего патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз и округлённый; Н – нефтяной; Г – горячий; Д – первое колесо двухстороннего входа; В – вертикальный; К – консольный; КЭ – консольный смонтированный на электродвигатель; вторая цифра – коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз и округлённый; третья цифра – число ступеней; К – кислотный; С – для сжиженных газов.

Пример обозначения и маркировки насосов (ГОСТ 12878-67): НК 560/335-120В1бСОПТВ2, где НК 560/335-120 – типоразмер; В1бСОПТВ2 – исполнение.

ГОСТ 1016-68 регламентирует типы и исполнение центробежных химических насосов, назначение и область применения. Стандартом предусматривается шесть основных типов насосов:

Х – химический консольной на отдельной стойке; АХ – химический консольной на отдельной стойке для перекачивания абразивных жидкостей; ХГ – химический герметичный моноблочный с электродвигателем; ХП – химический погружной; ПХП – химический погружной с выносными опорами для перекачки пульп; ПХА – химический погружной для перекачки абразивных жидкостей.

Пример обозначения и маркировки насоса:

4АХОВ-9И1-2Г, Где 4 – диаметр всасывающего (напорного у погружных и герметичных насосов) патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз; АХ – тип насоса; О – корпус насоса обогреваемый; В – вертикальное положение оси вала; 9 – коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; И – материал проточной части насоса; 1 – диаметр рабочего колеса; 2Г – уплотнение вала.

В марке герметичного насоса вместо обозначения уплотнения указывают мощность электродвигателя и его исполнения в зависимости от темпертуры перекачиваемой жидкости и давления на входе в насос. Например: 4ХГВ-6А-40-4

 

 

Определение удельного веса нефти

Удельный вес Ашировской нефти определим по формуле:

γt = γ20 – α (t – 20) (1)

где γ20 – Удельный вес нефти при t = 20°C высчитывается по формуле:

γ20 = ρ20 * g

где ρ20 = 0,8088 г/см³ отсюда выходит;

γ20 = 0,8088 * 9,81 = 7,934

Температурная поправка α = 0,000778 (3 с.430)

γ35 = 0,7934 – 0,000778 (35– 20) = 0,7817 Н/см³ = 7817 Н/м³

Выбор насоса, уточнение его характеристики и размеров.

Подбор электродвигателя

Мощность на валу насоса N, кВт определили согласно формуле

N = ,

где Q_з – заданная подача насоса,м;

Н_с – напор, необходимый для пропуска заданной подачи, м;

η – полный К.П.Д. насоса соответствующей режимной точке P.

Тогда

N = = 54,7 кВт.

Мощность электродвигателя N_дв, кВт определили по формуле:

N_дв = k _* N,

где k – коэффициент запаса; k = 1,2

Тогда

N_дв = 1,2 _* 54,7 = 65,64 кВт.

Так как данная насосно-силовая установка предназначена для перекачки Ашировской нефти, то по мощности можно N_дв выбрать электродвигатель ВАО-91-2 обдуваемый, во взврывозащитном исполнении, у которого мощность N = 75 кВт и число оборотов вала n = 2950 об/мин.

Описание насосной установки

Спроектированнная насосная установка предназначена для перекачки Ашировской нефти при температуре 35°С в количестве 165 м³/ч.

Насосная установка состоит из питающего резервуара, всасывающего трубопровода длиной 10 см, нагнетательного трубопровода длиной 850 см, насоса НК 200/120-70 (1в) установленного на общей фундаментальной плите, электродвигатель ВАО-91-2, задвижки, фильтра, диафрагмы, регулирующего клапана, четырёх теплообменников. Схема насосной установки приведена на рисунке 1.

Для надёжной и безотказной работы насосной установки необходимо чтобы трубопроводы имели собственные опоры, которые исключают передачу усилий на патрубки насоса. При использовании насосной установки вне помещения она должна быть защищена от действия атмосферных осадков. Все металлические части должны быть заземлены.

Перед пуском необходимо заполнить его перекачиваемой жидкостью. Запуск насосной установки осуществляется при закрытом регулирующем клапане на выходе. После пуска медленным открытием клапана на нагнетательной линии добиваются заданной подачи. Повышение напора сверх нормы указывает на то, что нагнетательная линия сильно засорена. Необходимо прочистить нагнетательный трубопровод. При большом снижении напора нужно осмотреть всасывающий трубопровод.

Остановку насосной установки производят в обратном порядке, то есть закрывают клапан на выходе, выключают электродвигатель, и, наконец, прекращают подачу жидкости. После этого необходимо слить остатки жидкости в питающем резервуаре.

Спроектированная насосная установка имеет следующие достоинства:

1) Из-за большого кавитационного запаса сети у входного патрубка насоса возможность кавитации очень мала;

2) Дешевизна, малые габариты, удобства в монтаже и эксплуатации.

Насосная установка имеет недостатки:

1) Большой расход энергии;

2) Обточка.

Комплект постановки: насос типа НК в сборе с уплотнением вала, ответными фланцами, муфтой, ограждением муфты и фундаментальной плитой со стойками, вспомогательные трубопроводы в пределах насосного агрегата (в том числе арматура и контрольно-измерительные приборы), фундаментные болты с гайками и шайбами, регулировочные винты с пластинками, нестандартный инструмент для сборки и разборки насоса, запасные части.

А также в комплект насоса НК 200/120-70 (1в) входит электродвигатель ВАО-91-2 мощностью 75 кВт и числом оборотов вала n = 2950 об/мин.

 

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал в г.Стерлитамак

Кафедра ОНХЗ

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Транспорт и хранение нефти и газа»

 

 

Выполнил: Казаккулов Н.С.

 

Проверил: Лапонов С. В.

 

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………...…3

1. Расчёт характеристики сети………………………………………………...7

1.1 Обработка исходных данных……………………………………………...8

1.2 Определение диаметров труб всасывающей и нагнетательной линий....8

1.3 Определение истинных скоростей движения жидкости………………...9

1.4 Определение расчётного сопротивления сети и построение характеристики сети…………………………………………………………..10

2. Выбор насоса……………………………………………………………….17

2.1 Выбор типа и подбор по каталогу марки насоса……………………….17

2.2 Комплексная характеристика центробежного насоса HK 200/120-70.20

2.3 Перерасчёт характеристики насоса с воды на вязкую жидкость………21

2.4 Регулирование работы насоса……………………………………………23

2.5 Определение допустимой высоты всасывания центробежного насоса и кавитационного запаса сети………………………………………………….26

2.6 Подбор электродвигателя………………………………………………...28

2.7 Описание насосной установки…………………………………………...29

Список использованных источников………………………………………...31

 

 

Введение

Насосами называют машины, предназначенные для перекачки жидкостей и передачи им энергии. Насосы по характеру действий на жидкость делятся на группы:

В нефтяной промышленности в основном применяются поршневые, плунжерные, ротационные и центробежные насосы. Применение вихревых насосов ограничено небольшой производительностью вследствие их низкого К.П.Д., кроме того, они требуют незагрязнённые жидкости в виду необходимости малых зазоров между колесом и стенками корпуса.

Ротационные насосы применяются для незагрязнённых жидкостей в пределах вязкости от 1 до 1000 °ВУ, давления до 100 ат и производительности до 100 м³/ч.

Центробежные насосы имеют следующие достоинства:

а) равномерность подачи; б) широкие пределы регулирования работы насоса при относительно высоком К.П.Д.; в) возможность непосредственного соединения насосов с быстроходными двигателями с любым числом оборотов; г) уменьшенные габариты и вес насоса, компактность насосного агрегата, малые производительные мощности и капитальные затраты; д) простота и надёжность эксплуатации.

Недостатки центробежных насосов:

а) не может начать работать без заполнения жидкостью корпуса насоса и всасывающего трубопровода; б) большая чувствительность в отношении неплотностей во всасывающем трубопроводе при работе насоса с разрежением на приёме; в) Относительно низкий К.П.Д. при малых подачах с относительно большими напорами и при перекачке вязких жидкостей.

Насосы для нефтяной и химической промышленности должны удовлетворять следующим требованиям:

а) надёжность в работе и долговечность; б) экономичность в эксплуатации; в) удобство при монтаже и демантаже; г) минимальное количество деталей и полная их взаимозаменяемость; д) минимальные вес и габариты; е) возможность изменения характеристик в большом диапазоне; ж) работать с возможно меньшей величиной подпора.

Бесперебойная работа центробежных насосов зависит от четырёх факторов:

а) правильной конструкции; б) точности изготовления; в) качества монтажа; г) правильной эксплуатации.

В основном центробежные насосы можно разделить на группы:

а) холодные – с температурой перекачиваемой жидкости до 250°C; б) горячие – с температурой перекачиваемой жидкости от 250°C до 400°C, в) кислотные и щелочные; г) для перекачки сжиженных нефтяных газов; д) для перекачки воды.

Эти группы насосов можно разделить на низконапорные (одноступенчатые), средненапорные (двух- и многоступенчатые) и высоконапорные (многоступенчатые) насосы.

В свою очередь каждая из этих групп подразделятся на насосы малой производительности (до 100 м³/ч) и большой производительности (от 100 м³/ч и выше).

Конструкция корпуса центробежного насоса определяется тремя основными факторами: температурой, давлением и характером перекачиваемой жидкости.

Маркировка насосов нормального ряда: первая цифра – диаметр всасывающего патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз и округлённый; Н – нефтяной; Г – горячий; Д – первое колесо двухстороннего входа; В – вертикальный; К – консольный; КЭ – консольный смонтированный на электродвигатель; вторая цифра – коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз и округлённый; третья цифра – число ступеней; К – кислотный; С – для сжиженных газов.

Пример обозначения и маркировки насосов (ГОСТ 12878-67): НК 560/335-120В1бСОПТВ2, где НК 560/335-120 – типоразмер; В1бСОПТВ2 – исполнение.

ГОСТ 1016-68 регламентирует типы и исполнение центробежных химических насосов, назначение и область применения. Стандартом предусматривается шесть основных типов насосов:

Х – химический консольной на отдельной стойке; АХ – химический консольной на отдельной стойке для перекачивания абразивных жидкостей; ХГ – химический герметичный моноблочный с электродвигателем; ХП – химический погружной; ПХП – химический погружной с выносными опорами для перекачки пульп; ПХА – химический погружной для перекачки абразивных жидкостей.

Пример обозначения и маркировки насоса:

4АХОВ-9И1-2Г, Где 4 – диаметр всасывающего (напорного у погружных и герметичных насосов) патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз; АХ – тип насоса; О – корпус насоса обогреваемый; В – вертикальное положение оси вала; 9 – коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; И – материал проточной части насоса; 1 – диаметр рабочего колеса; 2Г – уплотнение вала.

В марке герметичного насоса вместо обозначения уплотнения указывают мощность электродвигателя и его исполнения в зависимости от темпертуры перекачиваемой жидкости и давления на входе в насос. Например: 4ХГВ-6А-40-4

 

 

Определение удельного веса нефти

Удельный вес Ашировской нефти определим по формуле:

γt = γ20 – α (t – 20) (1)

где γ20 – Удельный вес нефти при t = 20°C высчитывается по формуле:

γ20 = ρ20 * g

где ρ20 = 0,8088 г/см³ отсюда выходит;

γ20 = 0,8088 * 9,81 = 7,934

Температурная поправка α = 0,000778 (3 с.430)

γ35 = 0,7934 – 0,000778 (35– 20) = 0,7817 Н/см³ = 7817 Н/м³