Проектирование распределительной нефтебазы

 

 

6.2. Участок «насосная станция  – резервуарный парк»

 

 На нагнетании принимаем  Q= 500м³/ч

Произведем расчет по формулам (6.1)-(6.7), данные которого занесем в таблицу.

Таблица 6.2.

 

Гидравлический расчет трубопроводов  на участке 

«насосная станция – резервуарный парк»

Параметр	Дз		Дл
, м3/ч	500		500
, м/с	1,2		2,0
, мм	384		297
, мм	402		299
, мм	10		6
, мм	382		287
, м/с	1,21		2,14
	6348,3		45834,3
Δэ, мм	0,02		0,02
	191000		143500
режим течения	турбулентный, зона гидравлически  гладких труб
	0,035		0,022
, м	276		272
Местные сопротивления
		кол-во		кол-во
задвижка	0,15	4	0,15	4
тройник	0,32	6	0,32	5
колено сварное под углом 90º	1,3	2	1,3	3
обратный клапан	3	1	3	1
хлопушка	0,9	1	0,9	1
Σζ	8,6		9,02
наг, м	2,52		5,8

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3. Участок «резервуарный парк – а/м станция»

Производительность участка определяется максимальной производительностью «закачки-выкачки» ПРУ для осуществления внутрибазовых операций. Произведем расчет по формулам (6.1)-(6.7), данные которого занесем в таблицу.

 

Таблица 6.3.

 

Гидравлический расчет трубопроводов на участке

«резервуарный парк–а/м станция»

Параметр	Дз		Дл
, м3/ч	500		500
, м/с	1,2		2,0
, мм	384		297
, мм	402		299
, мм	10		6
, мм	382		287
, м/с	1,21		2,14
	6348,3		45834,3
Δэ, мм	0,02		0,02
	191000		143500
режим течения	турбулентный, зона гидравлически  гладких труб		турбулентный, зона гидравлически гладких труб
	0,035		0,022
, м	346		342
Местные сопротивления
		кол-во		кол-во
задвижка	0,15	6	0,15	6
хлопушка	0,9	1	0,9	1
колено сварное под углом 90º	1,3	3	1,3	3
тройник	0,32                7		0,32                  7
счетчик	12,5	1	12,5	1
фильтр	1,7	1	1,7	1
обратный клапан	3	1	3	1
Σζ	25,14		25,14
, м	3,9		5,8

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, в данной главе были определены производительность, диаметр и потери напора на каждом участке, с помощью которых будет произведен выбор насосно-силового оборудования для возможности проведения технологических операций на проектируемой нефтебазе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. ПОДБОР НАСОСНО-СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

7.1. 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.

 

7.2. Подбор приводящих насосы двигателей

 

Подбор двигателей для привода  насосов 10НД-10*2 будем осуществлять по мощности и частоте вращения вала насоса при максимально возможной производительности. Мощность определим по формуле(7.6.):

 

где k_з – коэффициент запаса, равный ;

       ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

       g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

      Q – максимально возможная производительность насоса, Qmax =700 м³/ч = 0,194 м³/с;

      Н – напор при максимальной производительности, Н = 290 м ;

      η – КПД насоса при максимальной производительности, η = 0,84;

     η_Д – КПД двигателя (для электродвигателей равен 0,95).

 

Для перекачки дизельного топлива  Д_з: 

 ρ_-40 = 886,67кг/м³; Qmax = 700 м³/ч = 0,194 м³/с; Н =290 м

 кВт.

Для перекачки дизельного топлива Дл:

 ρ_-40 = 877,66 кг/м³; Qmax = 700 м³/ч = 0,194 м³/с; Н = 290 м

 

 кВт.

 

Выбираем электродвигатель асинхронный трехфазный с короткозамкнутым ротором серии А4 предназначенный для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, вентиляторы, дымососы и др.) типа А4 85/49 -4У38001500 с мощностью 800 кВт и частотой 1500 об/мин. 

 

 

 

8. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

 

Механический расчет технологических  трубопроводов производится на температурные напряжения и на напряжения от изгиба в холодную, когда труба изгибается под собственным весом без нагрева.

В редких случаях производится расчет трубопроводов на внутреннее давление, т.к. трубы изготавливаются на довольно высокие давления, (которых в нефтебазовых трубопроводах практически не бывает). Но в любом случае проведем проверочный расчет толщины стенки трубы. Толщина стенки технологических трубопроводов определяется по формуле [4]:

,

(8.1)

где – коэффициент надежности по нагрузке;

 –  внутреннее рабочее давление в трубопроводе, МПа;

 – наружный диаметр, м;

 – первое расчетное сопротивление материала труб, МПа.

Обычно на нефтебазах давление не превышает 16 кгс/см², т. е. р=1,631 МПа.

Коэффициент надежности по нагрузке (внутреннему давлению) (по СНиП 2.05.06 - 85*).

Первое расчетное сопротивление  материала  R₁ определяется по следующей формуле: