Эксплуатация распределительной нефтебазы в районе города Н.Новгорода

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 (для топлива Т-2 и для АИ-92):

Принимаем в качестве варианта для перекачки топлива Т-2 [7]:

12НДС-Нм с диаметром рабочего колеса D=400 мм, напором Н=20,5 м при подаче насоса Q=700 м3/ч, допустимый кавитационный запас Δhдоп=5,4 м.

Определим требуемый напор насоса:

(7.1) где — максимальная высота налива нефтепродукта в резервуар, kз — коэффициент заполнения резервуара, kз=0,81 для РВС с понтоном.

— геодезическая разность отметок конца и начала трубопровода рассматриваемого участка, м. Принимаем .

Потери напора на нагнетании берутся наибольшими из гидравлического расчета.

Тогда для Т-2 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 12НДС-Нм при перекачке топлива Т-2 данная величина составит:

.

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:

.

Окончательно принимаем для перекачки топлива Т-2 12НДС-Нм с диаметром рабочего колеса D=400 мм, напором Н=20,5 м Принимаем в качестве варианта для перекачки бензина АИ-92 [7]:

14НДС-Нм с диаметром рабочего колеса D=540 мм, напором Н=40 м при подаче насоса Q=1100 м3/ч, допустимый кавитационный запас Δhдоп=5 м.

Определим требуемый напор насоса:

(7.1) где — максимальная высота налива нефтепродукта в резервуар, kз — коэффициент заполнения резервуара, kз=0,81 для РВС с понтоном.

— геодезическая разность отметок конца и начала трубопровода рассматриваемого участка, м. Принимаем .

Потери напора на нагнетании берутся наибольшими из гидравлического расчета.

Тогда для АИ-92 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 8НДв-Нм при перекачке топлива АИ-92 данная величина составит:

.

Насос обладает самовсасывающей способностью.

Проверим выполнение ранее заданных условий.

Условие (7.3) не 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 бензина АИ-92 14НДС-Нм с диаметром рабочего колеса D=540 мм.

7.

2. Подбор приводящих насосы двигателей Подбор двигателей для привода насосов 12НДС-Нм с диаметром рабочего колеса D=400 мм, напором Н=20,5 м при подаче насоса Q=700 м3/ч для Т-2 и 14НДС-Нм с диаметром рабочего колеса D=540 мм, напором Н=40 м при подаче насоса Q=1100 м3/ч для АИ-92 будем осуществлять по мощности и частоте вращения вала насоса при максимально возможной производительности. Мощность определим по формуле (7.

6.):

где kз — коэффициент запаса, равный 1,15;

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; и 1100 м3/ч = 0,305 м3/с.

Н — напор при максимальной производительности, Н = 20,5 м; и 40,0 м.

η - КПД насоса при максимальной производительности, η = 0,86; и 0,84.

ηД — КПД двигателя (для электродвигателей равен 0,95).

Для перекачки Т-2:

Ρ232 = 809 кг/м3; Qmax = 700 м3/ч = 0,194 м3/с; Н =20,5 м.

кВт.

Для перекачки топлива АИ-92:

Ρ232 = 813 кг/м3; Qmax = 1150 м3/ч = 0,305 м3/с; Н = 40 м.

кВт.

Для перекачки топлива Т-2 выбираем электродвигатель ВАО2−280М6 с максимальной мощностью 110 кВт и количеством оборотов в минуту 1000, для перекачки топлива АИ-92 выбираем электродвигатель ВАО2−315М4 с максимальной мощностью 250 кВт и количеством оборотов в минуту 1500.

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:

(8.2) где — первое нормативное сопротивление, соответствующее пределу прочности материала труб, МПа;

— коэффициент условия работы трубопроводов, и т.к. все технологические трубопроводы относятся к высшей категории, то ;

— коэффициент надежности по материалу (k1=1,55 для бесшовных труб);

— коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от диаметра труб, принимаем равным 1,0.

Обычно толщина стенки, полученная по формуле, значительно меньше минимальной толщины труб данного диаметра, выпускаемых заводами-изготовителями. Поэтому расчет трубопровода на прочность обычно не производится, диаметр трубопровода определяется из гидравлического расчета, а толщина стенки принимается минимальной для данного диаметра.

На проектируемой нефтебазе в качестве материала труб используется сталь.

10Г2. Согласно ее механическим характеристикам:. Тогда:

.

Для определения толщины стенки зададимся максимальным диаметром трубопровода, который используется на нефтебазе: .

.

В результате получили, что для обеспечения надежной работы трубопровода необходима толщина стенки металла труб равная 4,5 мм. А так как минимальная толщина стенки трубы соответствует 10 мм, то гарантированно выполняется условие надежной работы всех технологических трубопроводов, связанных с перекачкой нефтепродуктов Т-2 и АИ-92.

9. Организационно-технические мероприятия по сокращению количественных потерь нефтепродуктов.

Правильная организация эксплуатации резервуаров — одно из важнейших средств уменьшения потерь нефтепродуктов. Наиболее эффективными являются следующие организационные мероприятия:

— для уменьшения потерь от «малых дыханий» в атмосферных резервуарах нефтепродукты необходимо хранить гфи максимальном заполнении резервуаров, так как в этом случае достигается наименьший объем газового пространства;

— для сокращения потерь от «больших дыханий» необходимо макси;

мально сократить внутрибазовые перекачки нефтепродукта из резервуара в резервуар:

— чем меньше промежуток времени между выкачкой и закачкой нефтепродукта в резервуар, тем меньше величина потерь от «больших дыханий». Это объясняется тем, что при выкачке нефтепродукта в резервуар через дыхательный клапан будет поступать воздух, который при малом интервале времени не успеет насытиться парами нефтепродукта.

Следовательно, при закачке нефтепродукта в атмосферу будет уходить паровоздушная смесь с малой концентрацией.

— потери от «малых дыханий» прямо пропорциональны площади испарения, поэтому легкоиспаряющиеся нефтепродукты выгоднее хранить в резервуарах большого объема;

— важное значение имеет техническое состояние резервуаров и дыхательной арматуры. Регулярная проверка герметичности крыши резервуара и исправности клапанов может предотвратить потери от вентиляции газового пространства:

— при выкачке нефтепродуктов из оперативных резервуаров, имеющих высокие коэффициенты оборачиваемости, сокращение потерь до 25% может быть достигнуто установкой под дыхательным клапаном дисков;

отражателей.

Эффект установки дисков-отражателей основан на уменьшении влияния вынужденной конвекции при освобождении резервуара на испарение с поверхности нефтепродукта, так как с помощью отражателя изменяется направление входящего в резервуар воздуха с вертикального на горизонтальный.

Диски-отражатели с дыхательными клапанами целесообразно распола;

гать ближе к центру крыши, чтобы уменьшить скорость горизонтальной веерной струи поступающего воздуха.

При высокой скорости струя вдоль стенки резервуара начнет двигаться медленнее, вызывая менее интенсивное перемешивание паровоздушной смеси (рис. 3).

Эффективность работы дисков-отражателей зависит от их диаметра D и высоты установки h.

Наилучшие результаты работы дисков-отражателей получены при h равном двум диаметрам монтажного патрубка d, и диаметре диска D = (3 — 3,5) d.

Правильная организация системы учета, предусматривающая применение современных средств контроля высокой точности, является непременным условием успешной борьбы с потерями.

Рис. 6.3 — Установка диска-отражателя на резервуаре I — дыхательный клапан: 2 — основой предохранитель: 3 — монтажный патрубок: 4 — диск-отражатель Заключение В ходе выполнения курсовой работы были проведены расчеты физических параметров для заданных нефтепродуктов, по соответствующим результатам были выбраны оптимальные резервуары для хранения с последующей компоновкой.

Также был произведен расчет автомобильной эстакады и причалов, гидравлический расчет трубопроводов на трех участках, механический расчет трубопроводов. Произведен подбор насосно-силового оборудования для перекачки нефтепродуктов.

Для сокращения количественных потерь нефтепродуктов были предложены организационно-технические мероприятия.

1. Эксплуатация нефтебаз. Мацкин Л. А., Черняк И. Л., Илембитов М. С. М., Недра, 1975.

Проектирование и эксплуатация нефтебаз. Учебник для вузов/ С. Г. Едигаров и др — М.: Недра, 1982.

СНиП 2.

01.07−85*. Воздействия и нагрузки.

4. СНиП 2.

05.06−85*. Магистральные трубопроводы.

СНиП 2.

11.03−93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы.

СНиП 23−11−99. Строительная климатология.

7. Транспорт и хранение нефти и газа в примерах и задачах: Учебное пособие./ Под общей редакцией Ю. Д. Земенкова — СПб.: Недра, 2004.

8. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учеб. пособие для вузов. Тугунов П. И., Новоселов В. Ф. М., Недра, 1981.

9. Методические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Проектирование и эксплуатация нефтебаз» для студентов специальности — 130 501 «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» дневной и заочных форм обучения (часть I, II). Земенков Ю. Д., профессор, д.т.н., Маркова Л. М., доцент, к.т.н, Бабичев Д. А., ассистент.