Особенности проектирования линейной части магистрального нефтепровода
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
треннего диаметра вычисляется по формуле:
(3.2)
где w0 - рекомендуемая скорость перекачки, определяемая из графика (см. рисунок 3.1), при данной часовой производительности w0=2.6 м/с.
Рисунок 3.1 - Зависимость рекомендуемой скорости перекачки от плановой производительности нефтепровода
По значению Do принимаем ближайший стандартный наружный диаметр Dн=1220мм и 2 смежных к нему Dн=1020мм и Dн=1420мм.
Остальные диаметры сведены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 Ориентировочное значение внутреннего диаметра и расхода, в зависимости от изменения свойств нефти по годам
НефтьQ, м3/ч,w ,м/сDо, ммDн, мм110196,7592,61177102012201420
Значение Dн можно также определять по табл.3.3.
Таблица 3.3 Параметры магистральных нефтепроводов
Производительность GГ, млн.т/годНаружный диаметр Dн, ммРабочее давление P, МПа11,0 ... 19,07205,6 ... 6,115,0 ... 27,08205,5 ...5,923,0 ... 50,010205,3 ...5,941,0 ... 78,012205,1 ...5,5
Исходя из расчетной часовой производительности нефтепровода, подбирается основное оборудование нефтеперекачивающей станции (подпорные и магистральные насосы).
3.3 Выбор насосно-силового оборудования
Подбор основного оборудования НС осуществляется на основе известных плотности, вязкости, температуре перекачиваемой нефти, требуемой подаче и напору НС. К основному оборудованию насосных станций относятся насосы и приводящие их двигатели.
Для перекачки нефтей по магистральным нефтепроводам может использоваться как последовательная, так и параллельная схема включения насосов.
Число рабочих центробежных насосов в каждой МН должно определяться исходя из расчётного рабочего давления насосной, характеристики насоса, характеристик перекачиваемых нефтей, режима перекачки и быть не более трех. На каждую группу рабочих насосов МН необходимо предусматривать установку одного резервного насоса. В группе до четырех подпорных насосов необходимо устанавливать один резервный.
Основные насосы соединяются последовательно, значит, подбор насосов будем производить по подачи, а их напоры будем складывать. Подпорные насосы соединяются параллельно, так как от них не требуется большие напоры, следовательно, при работе двух и более насосов их напоры останутся теми же, а подачи будут складываться.
Учитывая все выше сказанное, выберем магистральный и подпорный насосы основной насос, обеспечивающий производительность станции Q и Qmax.
При этом выберем насос типа НМ с номинальной подачей QНОМ так, чтобы расчетная и максимальная производительность находились в рабочей зоне подач насоса, соответствующей max значениям его КПД.
Выбираем несколько схем соединения насосов:
Таблица 3.4. - Схемы соединения насосов
СхемаМагистральныйПодпорныйНаименованиеКол-во последовательно вкл.НаименованиеКол-во последовательно вкл.1НМ 7000-210 (с ротором на1,25QН)3+1НПВ 5000-1202+12НМ 10000-2103+1НПВ 5000-1202+1
Технические характеристики насосов сведены в Приложение А
Определим напоры, развиваемые насосами при расчетной производительности перекачки. Для этого воспользуемся уравнением напорной характеристики насоса:
(3.3)
Коэффициенты a и b подпорного и магистрального насосов приведены в таблице 3.4.
Напор магистрального насоса НМ 7000-219 с рабочими колесами D2=490 мм составит
hМ=323,3-1,479510-610196,762=169,471 м;
напор подпорного насоса НПВ 5000-120 с рабочими колесами D2=613 мм
П=137,7-1,283910-6(10196/2)2=104,3269 м.
Определим рабочее давление при условии, что число последовательно работающих магистральных насосов на НПС mМ=3. По формуле
(3.4)
где g- ускорение свободного падения;п, hм - соответственно напоры, развиваемые подпорным и магистральным насосами при расчетной производительности нефтепровода;м - число работающих магистральных насосов на нефтеперекачивающей станции;доп - допустимое давление НПС из условия прочности корпуса насоса или допустимое давление запорной арматуры.
МПа.
,15,1585,5
Условие PPДОП выполняется.
Расчеты для остальных насосов сведены в таблицу 3.5.
Таблица 3.5 Зависимость рабочего давления от типа магистрального насоса
Марка насосаРоторДиаметр рабочего колеса, ммНапорРабочее давление, МПаНМ 7000-2101,25QН490169,475,285,165,05НМ 10000-2101,0QН505/495202,396,11485/475189,075,65470/460174,775,18НПВ 5000-120645118,63613104,3358091,09
Из таблицы видно, что подходящей комбинацией насосов являются, следующие варианты:
Таблица 3.7. Комбинации насосов по рабочему давлению
Подпорный насос(D2 мм)Магистральный насос(D2 мм)Рабочее давление, МПаНПВ 5000-120 (645)НМ 7000-2105,278531НПВ 5000-120 (613)НМ 7000-2105,158107НПВ 5000-120 (580)НМ 10000-210(470/460)5,1804612
Величина потребляемой мощности находится по известным зависимостям:
, (3.5);
, (3.6)
где ?Н , ?Э , ?МЕХ - величины к. п. д. соответственно насоса, электродвигателя и механической передачи.
Зависимость к. п. д. насоса от подачи описывается полиномом вида
, (3.7)
где k1 , k2 , k3 - коэффициенты аппроксимации, определяемые методом наименьших квадратов.
Коэффициент полезного действия механической передачи может быть принят равным ?МЕХ =0,99.
Коэффициент полезного действия электродвигателя hЭ в зависимости от его загрузки определяется выражением
, (3.8.)
где r0 , r1 , r2 - эмпирические коэффициенты;З - коэффициент загрузки электродвигателя, равный отношению мощности на валу электродвигателя NЭ к его номинальной мощности NЭН:
, (3.9.)
Значе