Курсовая работа Проект перевалочной нефтебазы в г. Сочи
Подождите немного. Документ загружается.
Длину участка и наличие местных сопротивлений определяем согласно
рис.2; а коэффициенты местных сопротивлений – согласно табл. 4.5 прил. 4 [3].
На данном участке имеются следующие местные сопротивления:
- задвижка (полностью открытая) – 4 шт. (
= 0,15);
- тройник – 8 шт. (
= 0,32);
- колено плавное с углом поворота 90
0
– 2 шт. (
= 0,23);
- вход в резервуар через хлопушку (
= 1).
62,4123,0232,0815,04
.
647,3
81,92
522,2
62,4
335,0
189
0,0118
2
h
м.
Определим высоту взлива жидкости в резервуаре по формуле:
,
ривзл
НkH
(5.9)
где Н
взл
– высота взлива, м;
k
и
– коэффициент использования для резервуара.
Н
р
– высота резервуара, м.
Согласно табл. 2.4 прил.2 [3] принимаем k
и
= 0,84.
Согласно табл.1 принимаем Н
р
= 17,9 м.
04,159,1784,0
взл
H
м.
Определяем полные потери напора на участке по формуле:
,zНhН
взлпол
(5.10)
где
z
– разность геодезических отметок трубопровода, м.
В рамках курсовой ориентировочно можно принять
z
= 0,5 м.
183,195,004,15647,3
пол
Н
м.
Так как максимальный напор принятого насоса составляет 28 м, то для
перекачки бензина Аи-93 по данному участку его будет достаточно.
Регулирование напора производится путем дросселирования.
5.2 Гидравлический расчет участка «насосная станция – резервуар
для хранения бензина Аи-76»
Предварительно принимаем скорость движения по табл. 4.3 прил. 4 [3].
Данный трубопровод является нагнетательным, принимаем
= 2,0 м/с.
282,0
36000,214,3
4504
вн
D
м.
20
Принимаем ближайший больший диаметр по сортаменту. Согласно табл.
4.6 прил. 4 [3] принимаем наружный диаметр D
н
= 299 мм и толщину стенки
= 6 мм. Уточняем внутренний диаметр трубопровода по формуле (5.2):
287,0006,02299,0
вн
D
м.
После этого определяем фактическую скорость движения жидкости в
трубопроводе по формуле (5.3):
933,1
3600287,014,3
4504
2
м/с.
Определяем режим течения жидкости. Для определения режима течения
находим число Рейнольдса и его предельные значения. Число Рейнольдса
необходимо определять для наихудших условий, то есть для максимальной
расчетной вязкости (при минимальной температуре):
684500
101,8
287,0933,1
Re
7
;
435001
1002,0
287,010
Re
3
1
;
71750000
1002,0
287,0500
Re
3
2
.
Так как
21
ReReRe
, то режим течения турбулентный (зона смешанного
трения). В данном случае коэффициент гидравлического сопротивления
определяется по формуле Альтшуля:
25,0
Re
68
11,0
вн
э
D
.
0,0125
287,0
1002,0
684500
68
11,0
25,0
3
.
На данном участке имеются следующие местные сопротивления:
- задвижка (полностью открытая) – 4 шт. (
= 0,15);
- тройник – 6 шт. (
= 0,32);
- колено плавное с углом поворота 90
0
– 2 шт. (
= 0,23);
- вход в резервуар через хлопушку (
= 1).
98,3123,0232,0615,04
.
615,2
81,92
933,1
98,3
287,0
220
0,0125
2
h
м.
Согласно табл.3 принимаем Н
р
= 17,9 м.
21
04,159,1784,0
взл
H
м.
151,185,004,15615,2
пол
Н
м.
Так как максимальный напор принятого насоса составляет 34,5 м, то для
перекачки бензина Аи-76 по данному участку его будет достаточно.
Регулирование напора производится путем дросселирования.
5.3 Гидравлический расчет участка «резервуар для хранения
бензина Аи-93 – насосная станция»
Предварительно принимаем скорость движения по табл. 4.3 прил. 4 [3].
Данный трубопровод является всасывающим, принимаем
= 1,5 м/с.
434,0
36005,114,3
8004
вн
D
м.
Принимаем ближайший больший диаметр по сортаменту. Согласно табл.
4.6 прил. 4 [3] принимаем наружный диаметр D
н
= 450 мм и толщину стенки
= 8 мм. Уточняем внутренний диаметр трубопровода по формуле:
434,0008,02450,0
вн
D
м.
Определяем фактическую скорость движения жидкости в трубопроводе:
503,1
3600434,014,3
8004
2
м/с.
Определяем коэффициент гидравлического сопротивления:
723623
109
434,0503,1
Re
7
;
217000
1002,0
434,010
Re
3
1
;
10850000
1002,0
434,0500
Re
3
2
.
21
ReReRe
.
0124,0
434,0
1002,0
723623
68
11,0
25,0
3
.
На данном участке имеются следующие местные сопротивления:
- задвижка (полностью открытая) – 4 шт. (
= 0,15);
- тройник – 8 шт. (
= 0,32);
- колено плавное с углом поворота 90
0
– 2 шт. (
= 0,23);
- вход в трубу из резервуара (
= 1).
62,4123,0232,0815,04
.
22
131,1
81,92
503,1
62,4
434,0
189
0,0124
2
h
м.
Выполняем проверку на необходимую высоту всасывания для насоса:
,
0
hzhН
s
(5.12)
где h
0
– минимальный напор вначале всасывающего трубопровода,
м (принимается равным 0,8 м).
131,15,08,0
s
Н
;
831,089,2
.
Условие (5.12) выполняется, следовательно, данный насос при данных
условиях обеспечивает всасывание и перекачку бензина Аи-93 с заданной
производительностью.
5.4 Гидравлический расчет участка «резервуар для хранения
бензина Аи-76– насосная станция»
Предварительно принимаем скорость движения по табл. 4.3 прил. 4 [3].
Данный трубопровод является всасывающим, принимаем
= 1,5 м/с.
325,0
36005,114,3
4504
вн
D
м.
Принимаем ближайший больший диаметр по сортаменту. Согласно табл.
4.6 прил. 4 [3] принимаем наружный диаметр D
н
= 325 мм и толщину стенки
= 6 мм. Уточняем внутренний диаметр трубопровода по формуле:
313,0006,02325,0
вн
D
м.
Определяем фактическую скорость движения жидкости в трубопроводе:
625,1
3600313,014,3
4504
2
м/с.
Определяем коэффициент гидравлического сопротивления:
627640
101,8
313,0625,1
Re
7
;
156500
1002,0
313,010
Re
3
1
;
7825000
1002,0
313,0500
Re
3
2
;
Так как
21
ReReRe
,то
0,0126
313,0
1002,0
627640
68
11,0
25,0
3
.
23
На данном участке имеются следующие местные сопротивления:
- задвижка (полностью открытая) – 4 шт. (
= 0,15);
- тройник – 6 шт. (
= 0,32);
- колено плавное с углом поворота 90
0
– 2 шт. (
= 0,23);
- вход в резервуар через хлопушку (
= 1).
98,3123,0232,0615,04
.
681,1
81,92
625,1
98,3
3113,0
220
0,0126
2
h
м.
Выполняем проверку на необходимую высоту всасывания для насоса:
681,15,08,0
s
Н
;
,196,2
.
Условие (5.12) выполняется, следовательно, данный насос при данных
условиях обеспечивает всасывание и перекачку дизельного топлива Дз с
заданной производительностью.
5.5 Гидравлический расчет участка «причал – насосная станция»
Данный участок является всасывающим. Диаметр, скорость жидкости и
коэффициент гидравлического сопротивления на данном участке равны
соответственно: для бензина Аи-93 – рассчитанным в разделе 5.3; для бензина
Аи-76 – рассчитанным в разделе 5.4.
На данном участке имеются следующие местные сопротивления:
- задвижка (полностью открытая) – 4 шт. (
= 0,15);
- тройник – 2 шт. (
= 0,32);
- колено плавное с углом поворота 90
0
– 2 шт. (
= 0,23);
- фильтр для светлых нефтепродуктов -2 шт. (
= 1,7);
- счетчик – 2. шт (
= 0,7).
Сумма местных сопротивлений на данном участке равняется:
2,77,07,123,0332,015,04
.
Определяем потери напора по формуле (5.8)
- для бензина Аи-93
496,1
81,92
503,1
2,7
434,0
210
0120,0
2
h
м;
- для бензина Аи-76
24
108,2
81,92
625,1
2,7
313,0
210
0126,0
2
h
м.
Величину
z
условно принимаем равной (0 м, т.е когда разница уровня
жидкости в практически пустой цистерне относительно входа насоса
составляет 0 м.
Выполняем проверку на необходимую высоту всасывания для насоса по
формуле (5.12):
- для бензина АИ-93
496,108,0
s
Н
;
696,089,2
;
- для бензина Аи-76
108,208,0
s
Н
;
308,196,3
.
Условие (5.12) выполняется, следовательно, принятые насосы при
данных условиях обеспечивает всасывание и перекачку нефтепродуктов с
заданной производительностью.
5.6 Гидравлический расчет участка «насосная станция – авто»
Данный участок является нагнетательным. Диаметр, скорость жидкости
и коэффициент гидравлического сопротивления на данном участке равны
соответственно: для бензина Аи-93 – рассчитанным в разделе 5.1; для бензина
Аи-76 – рассчитанным в разделе 5.2.
На данном участке имеются следующие местные сопротивления:
- задвижка (полностью открытая) – 4 шт. (
= 0,15);
- тройник – 12 шт. (
= 0,32) (количество тройников принято с учетом
половины числа цистерн);
- колено плавное с углом поворота 90
0
– 2 шт. (
= 0,23);
- универсальный сливной прибор (
= 0,5);
- фильтр для светлых нефтепродуктов (
= 1,7);
- счетчик расхода продукта (
= 10).
Сумма местных сопротивлений на данном участке равняется:
69,17107,15,023,0232,01215,04
.
Определяем потери напора по формуле (5.8)
- для бензина Аи-93
08,6
81,92
522,2
69,17
335,0
30
0118,0
2
h
м;
- для бензина Аи-76
25
619,3
81,92
933,1,2
69,17
287,0
30
0125,0
2
h
м.
Высоту взлива в данном случае можно принять равной 0.
Таким образом, ориентировочно принимая
z
= 0 м, определяем
требуемый напор насоса по формуле (5.10):
- для бензина АИ-93
08,60008,6
пол
Н
м;
- для бензина Аи-76
619,300619,3
пол
Н
м.
Так как максимальный напор принятого насоса составляет
соответственно 28 и 34,5 м, то для перекачки обоих продуктов при наихудших
условиях (при максимальной вязкости и удалении) по данному участку его
будет достаточно. Регулирование напора производится путем дросселирования.
26
6. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ТРУБОПРОВОДОВ
Определим минимальную толщину стенки технологических
трубопроводов по формуле:
,
)(2
11
н1
min
RPn
DPn
(6.1)
где n
1
– коэффициент надежности по нагрузке;
Р – рабочее давление в трубе, МПа;
D
н
– наружный диаметр трубопровода, м;
R
1
– расчетное сопротивление материала трубы, МПа.
Расчетное сопротивление материала трубы можно определить по
формуле:
,
н1
0
н11
kk
m
RR
(6.2)
где
H
R
1
– первое нормативное сопротивление, соответствующее
пределу прочности материала труб, МПа;
k
1
– коэффициент надежности по материалу;
т
0
– коэффициент условий работы;
k
н
– коэффициент надежности по назначению трубопровода.
Согласно рекомендациям [5] принимаем Р = 1,631 МПа.
Согласно прил. 40 [2] принимаем
H
R
1
= 490 МПа (сталь 09Г2С).
Согласно прил. 35 [2] принимаем коэффициент надежности по нагрузке
(внутреннему давлению) n
1
= 1,1.
Согласно прил. 39 [2] принимаем коэффициент надежности по
материалу k
1
= 1,55 (для бесшовных труб).
Согласно прил. 34 [2] принимаем коэффициент условий работы т
0
= 0,6
(все технологические трубопроводы относятся к высшей категории).
Согласно прил. 37 [2] принимаем коэффициент надежности по
назначению трубопровода k
н
= 1.
27
Определяем расчетное сопротивление материала трубы по формуле
(6.2):
7,189
155,1
6,0
490
1
R
МПа.
Определяем минимальную толщину стенки трубопровода по формуле
(6.1):
- для наружного диаметра D
н
= 0,299 м
0014,0
)7,189631,11,1(2
299,0631,11,1
min
мм;
- для наружного диаметра D
н
= 0,325 м
00152,0
)7,189631,11,1(2
325,0631,11,1
min
мм;
- для наружного диаметра D
н
= 0,351 м
00164,0
)7,189631,11,1(2
351,0631,11,1
min
мм.
- для наружного диаметра D
н
= 0,450 м
0021,0
)7,189631,11,1(2
450,0631,11,1
min
мм.
Для обоих диаметров трубопроводов, используемых в данном проекте
фактическая толщина стенки намного больше расчетной:
- для наружного диаметра D
н
= 0,299 м:
4,16
мм;
- для наружного диаметра D
н
= 0,325 м:
52,16
мм;
- для наружного диаметра D
н
= 0,351 м:
64,18
мм;
- для наружного диаметра D
н
= 0,450 м:
1,28
мм.
Таким образом, принятые трубы обеспечивают безопасную перекачку
продуктов по территории нефтебазы.
28
7. РАСЧЕТ ПРИЧАЛА
Транспортировка наливных грузов по водным коммуникациям
осуществляется с помощью нефтеналивных судов, которые, в зависимости от
способа передвижения, подразделяются на самоходные (морские и речные) и
несамоходные (лихтерные и речные баржи).
Погрузо-разгрузочные работы производятся на причалах. При перевозке
нефтепродуктов водным транспортом число причалов определяются по
формуле:
cнав
нгод
n
q
КG
n
, (7.1)
где
– суммарное время пребывания судна у причала, ч.;
К
н
– коэффициент неравномерности завоза (вывоза), изменяющийся в
зависимости от условий судоходства в пределах 1,2…2;
нав
– продолжительность навигационного периода, ч;
q
c
– средний тоннаж нефтеналивных судов.
Время пребывания судная причала включает в себя время,
затрачиваемое на следующие операции:
- подготовительные операции (подход, швартовка, соединение с
береговыми трубопроводами):
1
= 0,5…2 ч;
- выгрузка (загрузка) нефтепродукта:
загрузкеприqq
выгрузкеприqqK
нc
нc
/
/
2
, (7.2)
где К – коэффициент, показывающий какая часть наливного груза
откачивается грузовыми насосами;
q
н
– производительность насосной установки, м
3
/ч;
- зачистка судна от остатков при выгрузке:
з
c
q
qK
)1(
3
, (7.3)
где q
з
– производительность зачистных насосов, м
3
/ч;
29