Особенности проектирования линейной части магистрального нефтепровода
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
ния коэффициентов в формуле (3.7.) определяются методом наименьших квадратов по паспортным характеристикам электродвигателей насосных агрегатов. В случае отсутствия этих данных коэффициенты r0 , r1 и r2 могут быть приняты в соответствии с типом электродвигателя по таблице 3.8.
Таблица 3.8. Значения коэффициентов уравнения (3.8.)
Тип электродвигателяr1r2r3Синхронный0,8900,114-3,60110-2Асинхронный0,4520,987-0,592
КПД подпорного насоса (D2=613мм):
КПД магистрального насоса НМ-1000-210 D2=580мм
Коэффициент загрузки двигателя по формуле (3.9)
КПД электродвигателя подпорного насоса:
,
Для электродвигателя магистрального насоса:
Определяем потребную мощность по формулам (3.5. и 3.6.)
;
Таблица 3.9. - Зависимость потребляемой мощности от типа насоса
Подпорный насос (D2 мм)Потребляемая мощность, ВтМагистральный насос (D2 мм)Потребляемая мощность, ВтНПВ 5000-120 (613)12250573,94НМ 7000-2105083781,924НПВ 5000-120 (580)5237150,844НМ 7000-2105083781,924НПВ 5000-120 (580)5237150,844НМ 10000-210(470/460)5037280,48
Выбираем схему с НПВ 5000-120 (580) и НМ 10000-210(470/460),так как она подходит по диапазону рабочих давлений, потребляет наименьшую энергию.
Дальнейшие расчеты ведем для этой схемы насосов.
3.4 Пересчет характеристик насосов с воды на нефть
В каталогах приводятся характеристики центробежных насосов, снятые на воде. При перекачке маловязких нефтей и нефтепродуктов эти характеристики не изменяются. Однако с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости напорная характеристика и КПД насоса падают, а потребляемая мощность возрастает. Меняется также давление насыщенных паров и значение кавитационного запаса.
В методике пересчета характеристик магистральных насосов в качестве параметра, характеризующего течение перекачиваемой жидкости в рабочем колесе, используется число Рейнольдса
, (3.10)
где n - число оборотов ротора насоса,
Д2 - наружный диаметр рабочего колеса,
- расчетная вязкость нефти.
,
Условную границу перехода режима течения жидкости из автомодельной области в область зависящих от вязкости значений параметров насоса определяют переходное и граничное число Рейнольдса и , вычисляемые по формулам:
, (.3.11.)
, (3.12.)
где ns - коэффициент быстроходности насоса, равный
., (3.13)
где QНОМ и ННОМ - подача и напор при работе на воде с максимальным КПД,
КВС и КСТ - число соответственно сторон всасывания рабочего колеса и ступеней насоса, - частота вращения (об/мин).
Зная число Reп, можно найти предельное значение вязкости, начиная с которой необходимо вести пересчет характеристик насоса:
(3.14)
Так как величина больше расчетной вязкости , то характеристики насоса не пересчитываются с воды на нефть.
3.5 Определение толщины стенки трубопровода
Согласно [1] магистральные трубопроводы и их участки подразделяются на категории, требования к которым в зависимости от условий работы, объема неразрушающего контроля сварных соединений и величины испытательного давления приведены в таблице 3.10
Таблица 3.10
Категория трубопровода и его участкаКоэффициент условий работы трубопровода при расчете его на прочность, устойчивость и деформативность mВ0,60I0,75II0,75III0,90IV0,90
Категории магистральных трубопроводов следует принимать по таблице 3.11.
Таблица 3.11
Назначение трубопроводаКатегория трубопровода при прокладкеподземнойназемной и надземнойДля транспортирования нефти и нефтепродуктов:а) диаметром менее 700 ммIVIIIб) диаметром 700 мм и болееIIIIIIв) в северной строительно-климатической зонеIIIIII
Коэффициент условий работы mу=0,9.
Примем для сооружения нефтепровода прямошовные электросварные трубы Волжского металлургического завода, изготавливаемые по ТУ 14-3-1573 99 из горячекатанной стали марки 10Г2ФБЮ (временное сопротивление стали на разрыв для диаметра 1020мм и 1220мм=590МПа); коэффициент надежности по материалу для диаметров 1020мм и 1220мм=1,34).
Минимальным значениям временного сопротивления 590МПа.
Значения коэффициентов надежности по нагрузке np и надежности по назначению kН=1,05.
Расчет ведем для диаметра 1020 мм, расчеты для других диаметров сводим в таблицу 3.12.
Расчетное сопротивление металла трубы R1:
МПа. (3.15)
Расчетное значение толщины стенки для трубопровода составляет:
мм.
Полученное значение dо округляем в большую сторону до стандартного значения и принимаем толщину стенки равной
d1020=10 мм,
Внутренний диаметр нефтепровода равен: 1020 = 1020 - 210 =1000 мм,
Таблица 3.12 - Результаты расчета
Диаметр, ммR1, МПа, ммВнутренний диаметр, мм1020377,391010001220377,39111198
3.6 Гидравлический расчет нефтепровода
Расчет ведем для диаметра 1020 мм, остальные расчеты сводим в таблицу 3.13.
Вычислим среднюю скорость течения нефти:
(3.16)
где D - внутренний диаметр, м.
По формуле (3.16) определим скорость:
м/с.
Режим течения нефти характеризуется числом Рейнольдса
(3.17)
Значения переходных чисел Рейнольдса Re1 и Re2 определяем по формулам:
(3.18)
; (3.19)
где - относительная шероховатость трубы;Э - эквивалентная шероховатость стенки трубы. Для нефтепроводов из новых, чистых труб kЭ=0,05 мм.
;
;
Во всех случаях