1470
.pdf10. Полные потери напора в трубопроводе по формуле (5.28)
Н = 1,02 4771 + 150 + 2 30 = 5076 м.
11.По расчетной часовой производительности выбираем тип насосов: основные НМ 1250-260 и подпорные НПВ 1250-60.
12.Определяем напоры насосов при расчетной подаче по фор
муле (3.1). Для НМ 1250-260 при Д 2 = 460 мм: Н 0 = 316,8 м; а = 0; в = 41,9 Ю-6 ч2/м 5 , следовательно,
hMH= 316,8 - 41,9 КП -1182,42 = 258,2 м.
Для насоса НПВ 1250 - 60 при Д 2 = 525 мм; Н0 = 74,8 м; а = 0; в = 0,95 10 ч2/м 5 и, следовательно,
Н 2 = 74,8 - 0,95- 10-5 .Ц 82,42 = 61,5 м.
13.Рабочее давление на выходе головной насосной станции по формуле (5.4) при трех последовательных включенных основных насосах
Р = 848,8-9,81- (3- 258,2 + 61,5) = 6,9610« Па.
Так как Р > 6,4 МПа, то необходимо уменьшить диаметр рото ров насосов с тем, чтобы снизить их суммарный развиваемый напор на величину
(б ,9 6 -6 ,4 )-1 0 б
|
|
|
|
= 67,3 м. |
|
|
|
848,8-9,81 |
|
||
Для работы основных насосов достаточно подпора 20 м. Поэто |
|||||
му для насоса НПВ |
1250-60 выбираем ротор наименьшего диаметра |
||||
Д2 = 475 мм и с Н0 = 59,9 м; а = 0; в = 0,89 ■10-5 |
ч2/м 5, что дает |
||||
Н2 = |
59,9 - |
0,89- 10-5 -1182,42 = 47,5 м. |
|||
Для основных насосов выбираем ротор диаметром Д 2= 418 мм с |
|||||
Н0 = 298,8 м; а = |
0; в = 34,8 |
10-6 ч2/м 5, что дает |
|
||
hMH= |
298,8 - |
34,8 |
10-6 -Ц82,42 = 241,2 м. |
||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
Р = 848,8 |
9,81 |
(3241,2 + 47,5) = 6,42- |
1Q6 Па. |
Так как опять Р > 6,4 МПа для НМ 1250-260 выбираем ротор диаметром Д 2= 395 мм с Н 0 = 271 м; а = 0; в = 43,9 • 10-6 ч2/м 5 и, следовательно,
hMH= 271 - 43,9- 10-6 -Ц82,42 = 209,6 м;
Р = 848,8 9,81- (3 209,6+ + 47,5) = 5,63 106 Па.
199
Поскольку Р<6,4 МПа, то диаметры роторов подпорного и ос новного насосов выбраны верно.
14. Расчетный напор одной станции по формуле (5.30)
|
Нст = 3 209,6 = |
628,8 м |
15. |
Расчетное число насосных станций по формуле (5.32) |
|
|
5076-2-47,5 |
7,92. |
|
п = ----------------- |
|
|
628,8 |
|
Округляем его до п" = 8. |
|
|
16. |
Рассчитываем полные потери напора и суммарного напора |
станций при перекачке каждого из нефтепродуктов в диапазоне расходов от 500 до 1500 м3/ч . Результаты расчета приведены в табл.6.3.
Таблица 6.3
Данные для построения совмещенной характеристики нефтепродуктопровода и насосных станций
Расход, |
Полные потери напора при |
Суммарный напор станций, м |
||||
|
перекачке, м |
|
|
|
|
|
мл/ч |
д т |
А-76 |
ТС-1 |
п"= 6 |
п"= 7 |
п"= 8 |
|
||||||
500 |
1203 |
889 |
965 |
4796 |
5576 |
6356 |
600 |
1598 |
1186 |
1284 |
4707 |
5473 |
6238 |
700 |
2051 |
1536 |
1654 |
4602 |
5350 |
6099 |
800 |
2560 |
1937 |
2077 |
4481 |
5209 |
5938 |
900 |
3126 |
2389 |
2551 |
4343 |
5050 |
5756 |
1000 |
3747 |
2893 |
3078 |
4190 |
4871 |
5552 |
1100 |
4423 |
3448 |
3656 |
4020 |
4674 |
5327 |
1200 |
5153 |
4055 |
4285 |
3834 |
4458 |
5081 |
1300 |
5937 |
4713 |
4966 |
3632 |
4233 |
4813 |
1400 |
6774 |
5422 |
5699 |
3414 |
3969 |
4524 |
1500 |
7666 |
6184 |
6483 |
3180 |
3697 |
4213 |
17. Строим совмещенную характеристику нефтепродуктопровода и насосных станций при п"= 8 для каждого из трех нефтепродук
тов (рис.6.5). Получаем 0 ДТЛ = 1193 м3/ч, QA.76 = 1310 м3/ч, QTC.,= 1284 м3/ч.
18. Находим число дней перекачки каждого нефтепродукта по формуле (6.2) и проверяем условие (6.3)
N ДТЛ “ |
3 ,2 -109 |
131,7 сут.; |
|
|
24-848,8-1193 |
200
N А-76 |
2,4-109 |
сут.; |
102,3 |
||
|
24-746,3-1310 |
|
N ТС-1 |
2,4-109 |
сут.; |
= 95,6 |
||
|
24-814,5-1284 |
|
=131,7 + 102,3 + 95,6 = 329,6 сут.
Так к а к ^ Ы ; <350, то неравенство (6.3) выполняется.
Поскольку есть резерв в пропускной способности нефтепродуктопровода, то проверим выполнение неравенства (6.3) при п,,=7.
С совмещенной характеристики при п"=7 снимаем значения
QflTJI= 1129 м2/ч, |
QA-76= 1246 мз/ч, |
QTC.I = |
1219 м2/ч. |
|||
Следовательно: |
|
|
|
|
|
|
N |
|
3 ,2 -109 |
= 139,2 |
сут.; |
||
х^дтл |
24-848,8-1129 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
N А-76 |
2,4-109 |
= 107,5 |
сут.; |
|||
|
||||||
|
|
24-746,3-1246 |
|
|
|
|
N ТС-1 |
2,4 • 109 |
= 100,7 |
сут.; |
|||
|
||||||
|
|
24-814,5-1219 |
|
|
|
|
^ N , |
=139,2 + 107,5 + 100,7 = 347,4 |
сут. |
||||
Аналогичный расчет при п" = |
6 дает Ыдтл |
= |
148,8 сут., N A.76= |
|||
114,2 сут., NTC.,= 107,1 сут. и |
= 370,1 |
сут. Таким образом, |
искомое количество насосных станций не может быть меньше 7.
Пример 6.2. Рассчитать объемы смеси, образующейся в контактах нефтепродуктов ДТЛ-ТС-1 и ДТЛ-А-76 при условиях примера 6.1.
Решение 1.Средние скорости перекачки нефтепродуктов по формуле (5.8):
4-1129
идтл —3600-3,14-0,5122 = 1,52 м/с;
иТС-1 |
4-1219 |
= 1,65 м/с; |
|
|
3600-3,14-0,512" |
201
и |
4-1246 |
= 1,68 м/с. |
|
А"76 |
3600-3,14-0,5122 |
2. Соответствующие числа Рейнольдса
R e ^ 1»52’0’512 =72733;
■'ДТЛ
10,7-Ю"6
R e TC-l —
R e A-76 =
1,65-0,512
= 349091;
2,42 -10-6
1,68-0,512
= 915064.
0,94-Ю-6
Сравнивая их с переходными числами Рейнольдса из примера 6.1, видим, что все нефтепродукты перекачиваются в зоне смешан ного трения турбулентного режима.
3.Коэффициенты гидравлического сопротивления по формуле (5.14)
\0,25
^дтл —0Л 1 |
V |
3,91-10"* + |
|
= 0,021; |
|
|
|
72733J |
|
||
|
( |
|
68 |
\ 0,25 |
|
. =0,11- |
|
- |
= 0,0171; |
||
V |
3,91-10"* + ■ |
||||
тс"’ |
|
349091 |
|
||
?iA_76 =0,11- |
|
|
68 |
\ |
0,25 |
|
3,91-10^ + |
|
= 0,0162. |
||
|
|
|
915064, |
|
4. Геометрический объем нефтепродуктопровода
л, |
3,14-0,512-900000 |
, |
VT = —------ !----------------- |
= 185205 м3. |
|
т |
4 |
|
5.Объем смеси по формуле (6.6): - контакт ДТЛ-ТС-1:
VCM |
|
,>,8\ |
( 0,512 Ч |
185205 = 617,2 м3; |
= 1000-(0,0211,8 + 0,01711,8)- |
^900000) |
|||
смдтл-тс-1 |
V |
) |
|
- контакт ДТЛ-А-76:
VCM |
= 1000 • (о, 0211-8 +0,01621,8) • {— 512 1 |
• 185205 = 593,8 м3. |
|
L* W A-76 |
V |
) ^900000) |
|
202
Пример 6.3. Определить число циклов последовательной пере качки для условий примеров 6.1, 6.2. Принять, что смесь на конеч ном пункте делится пополам.
|
|
Решение |
1. |
По табл.6.1 находим величины допустимых концентрацией |
|
дизельного |
топлива в ТС-1 0П=1-10-2, ТС-1 в дизельном топли- |
|
ве0п =1-10-2, дизельного |
топлива в А-76 0п = 0,2 -10-2, А-76 в ди |
|
зельном топливе 0П= 0,2 - |
10-2 |
2. По формуле (6.10) вычисляем объемы чистых нефтепродуктов, необходимые для приема половины смеси. В контакте ДТЛ-ТС-1:
V £ ;L |
= 0,0 8 5 8 - ^ 1 |
= 5296 |
V £ l,„ |
= 0,0858. - ^ |
= 5296 м>. |
Вконтакте ДТЛ-А-76
Кт л ! = 0 ,0 8 5 8 - ^ ^ ^ = 25474 м’;
V jK L . = 0,0858 • |
= 25474 м>. |
Из-за одинаковых величин допустимых концентраций нефте продуктов друг в друге (в каждом контакте) необходимые объемы чистых нефтепродуктов для приема половины смеси (в каждом кон такте) также одинаковы.
3. Так как контакт топлива ТС-1 и бензина А-76 исключен, то схема цикла при условии существования контактов ДТЛ-ТС-1 и ДТЛ-
А-76 имеет вид |
|
|
|
|
|
|
ДТЛ |
А-76 |
ДТЛ |
ТС-1 |
ДТЛ |
А-76 |
ДТЛ |
Цикл
Из рисунка видно, что в каждом цикле партии А-76 и ТС-1 встре чаются по одному разу, а партия дизельного топлива - два раза.
4.Определим минимально необходимые объемы партий чистых нефтепродуктов в цикле (рис.6.6):
VA 7fi . = уД™ . |
+V?™ |
= 25474 + 25474 = 50948 м3; |
|
A-vomin A-76mm |
A-76min |
7 |
|
VnTJT . |
= V nA-76 |
+Vn™ |
=25474+ 5296 = 30770 м3; |
ДТЛтШ| |
ДТЛтт, |
ДТЛтт, |
J |
203
VTC , |
= Утд™ |
+ V S |
= 5296 |
+ 5296 = 10592 м3; |
1 '- '“ |
•min 1 '-' *min |
1 |
^ i n |
|
Удтл„ , = V X |
+ |
= 25474 + 5296 = 30770 M3; |
||
VOTn.. =V OTn.., + W |
= 30770 |
+ 30770 - 61540 м3. |
5. Так как путевых отборов по трассе нефтепродуктопровода нет, то ^ = 1- Поэтому в соответствии с формулой (6.9) максимально возможное число циклов перекачки каждого нефтепродукта:
Д а -76 |
1-2-4 -1Q9- = 63,i |
1/год; |
|
746,3-50948 |
|
|
1-3,2-109 |
1/год; |
ЦДТЛ ~ |
61,3 |
|
848,8-61540 |
|
|
ЦтС-1 |
2,4-109 |
1/год. |
278,2 |
||
|
814,5-10592 |
|
6. В соответствии с формулой (6.11) принимаем число циклов Ц=61 и по формуле (6.13) уточняем объемы каждого нефтепродукта в цикле:
|
2 4 • 109 |
мз; |
VA,76 = _ : _____=52719 |
||
|
746,3-61 |
|
|
3,2 • 109 |
, |
Vnxri = ------------ = 61804 |
м3; |
|
дтл |
848,8-61 |
|
|
|
|
„ |
2,4-109 |
, |
VTr - = ------------ = 48305 |
м3. |
|
тс |
814,5-61 |
|
7. Продолжительность перекачки одного цикла по формуле (6.12)
350
т„ = -----= 5,74 сут.
ц61
Как следует из расчетов, выполненных в примере 2.2, необходи мое количество резервуаров для аккумулирования нефтепродуктов при формировании цикла составляет 22. Такой резервуарный парк имеется не всегда и поэтому часто применяют деление смеси на три и более частей.
204
Пример 6.4. В процессе последовательной перекачки бензина А-76 и дизельного топлива летнего (ДТЛ) образовалась смесь объе мом 222 м3. Произвести ее раскладку по резервуарам конечного пун кта, если объем трубопровода составляет 26145 м3. Сведения о резер вуарах конечного пункта под А-76 и ДТЛ, а также хранящихся в них нефтепродуктах приведены в табл. 6.4.
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
Сведения о резервуарах конечного пункта |
|
|
|
|||
Нефтепродукт |
А-76 |
А-76 |
А-76 |
ДТЛ |
ДТЛ |
ДТЛ |
Номер резервуара |
4 |
6 |
7 |
10 |
13 |
16 |
Тип резервуара |
РВСП |
РВСП |
РВСП |
РВС |
РВС |
РВС |
|
5000 |
10000 |
5000 |
5000 |
5000 |
5000 |
Номинальный объем |
4380 |
9590 |
4380 |
4866 |
4866 |
4866 |
резервуара, м3 |
|
|
|
|
|
|
Объем нефтепродукта |
2457 |
6381 |
3168 |
3721 |
3101 |
4026 |
в резервуаре, м3 |
|
|
|
|
|
|
Допустимая |
0,11 |
0,23 |
0,18 |
0,22 |
0,20 |
0,21 |
концентрация |
|
|
|
|
|
|
примеси, % |
|
|
|
|
|
|
Решение
1.Величина комплекса VTP(Pe Л |
-0,5 |
) из формулы (6.4а) |
||||||||
+ Р е Б |
|
|||||||||
|
V |
(Ре-0,5 + Ре-0,5) = |
3,29 |
=2^L. = 67,4 |
м3. |
|
||||
|
ТР |
А |
Б ' |
3,29 |
|
|
|
|
||
2.Величина комплекса в левой части уравнения (6.14) для резер |
||||||||||
вуара № 4 по формуле (6.15) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Р = ------9дтл • УрА.76 |
0,11 • 10~2 ■245? = |
0 | 040 |
|
||||||
|
|
VTP(P e ^ s + P e ^ s) |
|
67,4 |
|
|
|
|||
Для других резервуаров с бензином А-76 аналогично находим: |
||||||||||
= 0,436 |
и £7 = |
0,169. То же для резервуаров с ДТЛ: £10 = 0,243; £,з |
||||||||
= 0,184; |
^ 6 = 0,251. |
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
В соответствии с найденными величинами |
устанавливаем |
||||||||
следующую приоритетность раскладки смеси: в резервуары с А —76 |
||||||||||
- № 6, |
№7, № 4; |
в резервуары с ДТЛ - |
№ 16, |
№ 10, |
№ 13. |
|||||
4. |
Предположим, что дизельное топливо в трубопроводе следует |
|||||||||
за бензином. Значит, первую половину смеси принимаем в резерву |
||||||||||
ары с А-76, а вторую - |
с ДТЛ. |
В соответствии с установленными |
приоритетами раскладку первой половины смеси начинаем с резер
205
вуара № 6. Для этого на рис. 6.2. по вертикали в масштабе отклады ваем величину = 0,436 и через полученную точку проводим гори зонталь до пересечения с кривой F B(Z). Точке пересечения соответ ствует величина Z = 0,060. С оответствен н о, объем см еси, принимаемой в резервуар № 6, по формуле (6.4)
VCM, = 67,4 • (1,645 - 0,06) = 106,8 м3.
5.Проверяем возможность приема такого объема смеси в резер вуар № 6. Сумма объемов чистого А-76 в нем и принимаемой части смеси составляет 6381 + 106,8 = 6487,8 м3.
Полезная же емкость РВСП 10000 составляет 0,84-9590 = 8055,6 м3. Так как 6487,8<8055,6, то возможность приема первой порции смеси в резервуар № 6 обеспечена.
6.Вычисляем требуемую величину £ для остатка первой полови
ны смеси
^= 0 ,5 6 4 - 0 ,4 3 6 = 0,128.
Так как |
< 5тр < ^7, то весь остаток первой половины смеси |
||
может быть принят в резервуар № 7. |
|
||
7. |
На рис. 6.2 по вертикали в масштабе от величины |
отклады |
|
ваем величину £7, проводим горизонталь через полученную точку до |
|||
пересечения с кривой F B(Z) и находим величину Z = - 0,04. |
|
||
8. |
Раскладку второй половины смеси начнем с конца. В соответ |
||
ствии с установленными приоритетами первая порция смеси при |
|||
нимается |
в резервуар № 16. Откладываем на рис. 6.2 в масштабе |
величину £ 16, проводим горизонталь через полученную точку до пе ресечения с кривой FA(Z) и находим искомое значение Z = —0,4.
9. Следовательно, объем смеси, направляемый в резервуар № 16, по формуле (6.4)
VCM.„ = 67,4 • [-0 ,4 - (-1,645)] = 83,9 м’.
Вместе с принятой смесью объем дизельного топлива в резерву аре № 16 составит 4026+83,9 =4109,9 м3, что меньше его полезной вместимости.
Ю.Требуемая величина £ для остатка второй половины смеси
£трц = 0,564 -0,251 = 0,313.
Так как величина ^ больше и £ т и £ 13, то остаток второй поло вины смеси в один резервуар принять нельзя.
11.В соответствии с установленными приоритетами следующую «порцию» второй половины смеси направляем в резервуар № 10. На рис. 6.2 в масштабе от величины ^ 16 откладываем £т> проводим гори зонталь до пересечения с кривой FA(Z) и находим Z = - 0,064.
206
12.Объем смеси, направляемый в резервуар № 10. по формуле (6.4)
VCM.,O = 6 7 ,4 -[-0 ,0 6 4 -(-0 ,4 )] = 22,7 ыК
Вместе с принятой смесью объем дизельного топлива в резерву аре № 10 составит 3721+22,7=3743,7 м3, что меньше его полезной вместимости.
13.Требуемая величина £ для остатка второй половины смеси теперь составляет
^= 0,564 - (0,251 + 0,243) = 0,070.
Так как величина ^ < £,13, то, следовательно, весь остаток вто рой половины смеси можно принять в резервуар №13.
14.Чтобы избежать пересортицы, смесь при 0 < Z < 0,06 направ ляем в резервуар с бензином А-76 (№7), а при 0,064 < Z < 0 в резер вуар с дизельным топливом (№13). Соответственно, объемы смеси, направляемые в них, в соответствии с формулой (6.4) составляют:
Уа.,7 = 67,4 • (0, Об- 0) = 4,04 м3,
V„,l3 = 6 7 ,4 -[0 -(-0 ,0 6 4 )] = 4,32мЗ.
Эти объемы также могут быть приняты в резервуары № № 7 и 13 без опасения их переполнения.
15. Проверяем условие материального баланса: сумма объемов распределенной смеси
£ V CMi =106,8 + 83,9 + 22,7 + 45,04 + 4,32 = 221,8 м3.
Расхождение с заданной величиной объема смеси (222 м3) свя зано с погрешностями графического определения концентраций от
сечек. |
|
|
|
|
16. |
Таким образом, без |
пересортицы смесь |
раскладывается |
|
на 5 частей: |
|
|
|
|
а) при |
0,06 < Z < 1,645 |
- |
в резервуар № |
6; |
б) при |
0 < Z < 0 ,0 6 |
- |
в резервуар №7; |
|
в) при |
-0,064< Z < 0 |
- |
в резервуар №13; |
|
г) при |
-0 ,4 < Z < -0,064 |
- |
в резервуар №10; |
|
д) при |
-1,645 < Z < -0,4 |
- |
в резервуар №16; |
Пример 6.5. При последовательной перекачке автобензина А-76 и топлива ТС1 образовалась смесь объемом 305 м3. Произвести ее раскладку по резервуарам конечного пункта, если объем трубопро вода составляет 31000 м3. Сведения о резервуарах для бензина, име ющегося на конечном пункте, приведены в таблице:
207
№ резервуара |
3 |
4 |
5 |
9 |
10 |
Тип резервуара |
РВСП |
РВСП |
РВСП |
РВСП |
РВСП |
|
5000 |
10000 |
10000 |
5000 |
5000 |
Номинальный объем, м3 |
4380 |
9590 |
9590 |
4380 |
4380 |
Объем нефтепродукта |
3180 |
5640 |
6180 |
3020 |
2190 |
в резервуаре, м3 |
|
|
|
|
|
Допустимая |
1,8 |
2,0 |
2,1 |
1,9 |
1,7 |
концентрация |
|
|
|
|
|
примеси, % |
|
|
|
|
|
1.Величина комплекса VTp(Pe^5 + Ре^°’5) из формулы (6.4а)
v rp -fP eA , 5 + P e ^ 5) = — |
= — |
= 9 2 ,7 м3. |
|
тт V л |
' 3 ,2 9 |
3 ,2 9 |
|
2.Так как допустимая концентрация бензина в топливе ТС-1 равна нулю всю смесь направляем в резервуары с бензином.
Величина комплекса в левой части уравнения (6.14) для резер вуара № 3.
0 |
-V |
1,8 10~2 -3180 |
|
|
°ТС-1 |
v рА-76 |
|
|
|
$3 = |
|
= 0,618 |
|
|
ГТР ( P e ^ + Pef-5) |
92,7 |
|
|
|
Для других резервуаров аналогично находим £4 = |
1,217; |
= 1,40; |
||
Ъ = 0,619; 510 = 0,402. |
|
|
|
|
3.В соответствии с найденными величинами |
устанавливаем |
следующую последовательность заполнения резервуаров смесью: № 5, № 4, № 9, № 3 и № 10.
4.Раскладку смеси начинаем с резервуара № 5. Для этого на
рис. 6.3 по вертикали в масштабе откладываем величину = 1,4 и через полученную точку проводим горизонталь до пересечения с кривой F B(Z). Точка пересечения соответствует Z = 0,629. Соот ветственно, объем смеси, принимаемой в резервуар № 5, по фор муле (6.4)
Ч * 5 = 9 2 ,7 -[0 ,6 2 9 -(-1 ,6 4 5 )] = 210>8 м >.
5.В результате приема данного количества смеси объем нефте продукта в резервуаре № 5 станет равен 6180+210,8=6390,8 м3. По лезная же вместимость РВСП 10000 составляет 0,849590=8055,6 м3.
Так как 6390,8<8055,6, то возможность приема первой «порции» смеси
врезервуар № 5 обеспечена.
6.Следующую «порцию» смеси направляем в резервуар № 4.
Находим сумму |
^ =1,4+1,217=2,617. Далее на рис. 6.3 по верти |
208