Подбор основного оборудования

Годовой объем перекачки – 30 млн.т./год;

Минимальная температура нефти – 2 °С. 

         Плотность при расчётной температуре определяется по формуле

                                                                                     ₍₁₎             

   где - плотность нефти при 293 К, кг/м³;

             - температурная поправка, кг/(м³*ºС).

     Найдём  температурную поправку по формуле 

                                                                                      (2)                 

     кг/(м³*ºС);      

     кг/м³ .

     Определим кинематическую вязкость нефти ν_t при расчетной температуре

                                   ,                                                      (3)             

где ν_t   – кинематическая вязкость нефти при температуре t , м²/с;

          u    – коэффициент поправки, 1/ºС.

   Коэффициент поправки определяется по формуле

                                           

,                                                  (4)

  1/ºС;

. 

2.  Выбор магистральных насосов

 
 

   Выбор насосного оборудования нефтеперекачивающих  станций производится исходя из расчётной часовой производительности нефтепровода, определяемой по формуле: 

                                            Q= ,                                                  (5)

   где  – годовая производительность нефтепровода, млн.т./год;

          – число рабочих дней в году с учетом остановки на ремонт (350 дней);

            – плотность нефти, кг/.

  /ч.

   В соответствии с расчётной часовой производительностью выбираем 3 магистральных насоса НМ 5000-210 и один резервный. Технические характеристики насоса приведены в таблице 2. Применяем последовательную схему подключения.  

   Таблица 2 – Техническая характеристика магистрального насоса

     

   Так как характеристики насосов построены  для работы на воде, то их необходимо пересчитать на нефть.

 Находим коэффициент быстроходности насоса:

                                             (6)

   где  Q_н – номинальная подача насоса, м³/ч;

             – напор насоса, м;

              i  – число сторон всасывания рабочего колеса;

             j  – число ступеней насоса.

   =165,2.

    Т.к. 90250 , значит, используем методику пересчета, разработанную  Н.З.Аитовой и Л.Г.Колпаковым.

     Число Рейнольдса, с которым нефть движется в насосе, Re:

                                                        Re=,                                                 (7)

  Re=                                              

         Определяем переходное число Рейнольдса по формуле:

                                                                                  ₍₈₎

 

     Число Рейнольдса при движении нефтепродукта  в насосе больше переходного числа Рейнольдса, значит, вязкость перестала оказывать влияние на характеристику насоса, необходимо произвести пересчет и . Характеристика насоса приведена в приложении А.

     Пересчет с воды на нефть произведем по следующей формуле

       ,                          (9)

     где и – соответственно кпд насоса при перекачке нефти и воды;

           – коэффициент, зависящий от числа Рейнольдса;

              – коэффициент, зависящий от конструкции насоса, определяемый коэффициентом быстроходности .

     В приложении Б приведен график, согласно которому определяем   и =700.

     Значения  мощности при работе насоса на нефтепродукте  определяем по формуле

                       = .                                                    (10)

     Результаты  расчетов приведены в таблице 3. 

     Таблица 3 – Результаты пересчета характеристики насоса НМ 5000-210 с воды на нефть

     

     Подбираем для каждого магистрального насоса электродвигатель марки СТДП-3150-2УХЛ, с номинальной мощностью 3150 кВт и частотой вращения 3000 об/мин. 

3.  Выбор подпорных насосов

 
 

     Для обеспечения кавитационного запаса, подбираем группу подпорных насосов  НПВ 5000-120, состоящую из 2 насосов. Один насос находится в работе, второй резервный.

     Потребляемая мощность подпорных насосов определяется по формуле

                                   

,                                            (11)

     где      – подача насоса, м³/с;

                 – напор, развиваемый насосом, м, = 120 м.

 кВт.

4. Расчёт рабочего давления

 
 

     Определим напоры, развиваемые насосами при расчётной производительности перекачки. Для этого воспользуемся уравнением напорной характеристики насоса:

                                             ,                                                   (12)

     Для магистрального насоса . Для подпорного насоса    .[6]

     Напор магистрального и подпорного насоса составит:

       м ;

       м ;

     По  напорным характеристикам насосов  вычисляем рабочее давление (МПа):

                                                                   ₍₁₃₎

     где   g – ускорение свободного падения, м/ ;

            , – соответственно напоры, развиваемые подпорным и магистральным насосами при расчётной производительности нефтепровода, м;

                – число работающих магистральных насосов НПС;

                – допустимое давление НПС из условия прочности корпуса насоса или допустимое давление арматуры 6,4 МПа.

Р =847*9,81*(128.2+3*177.9)*=5,5 МПа

     Рабочее давление 5,3 МПа меньше допустимого давления арматуры 6,4 МПа.

5. Выбор резервуаров

 
 

     Головная  нефтеперекачивающая станция магистрального нефтепровода должна располагать емкостью в размере двух-трехсуточной производительности нефтепровода. [5]

                                                         (14)  

     где – полезный объем ГНПС,

=2,5*4217*24=253020 .

     При давлении насыщенных паров хранимой нефти от 26,6 кПа (200 мм рт.ст.) и до 66,7 кПа (500 мм рт.ст.) применять резервуары типа РВСП. [7]

                                               n= ,                                                            (15)

     где n – число резервуаров;

            – проектная полезная емкость резервуара,

     Проектная полезная емкость РВСП-50000 составляет 43956 .

                                               n= =5,8                                                          

     В соответствии с расчетным полезным объемом ГНПС выбираем 6 резервуаров типа РВСП-50000. 

6.   Узел учета нефти

 

     УУН состоит из счетчиков, фильтров, запорной арматуры, контрольно- измерительных  приборов, установки для проверки счетчиков – прувера.

Расход  через УУН:

Наибольший  – Qв =4507 м³/ч;

Наименьший – Qн =1600 м³/ч.

      Исходя  из Qн =1600 м³/ч выбираем турбинный преобразователь МИГ-250 с диапазоном измерений расходов 1000-1900 м³/ч.

     Число рабочих измерительных линий  найдем по формуле: