Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Б = 5 - 963) [О + 37,2 • 10- • (963 +1444,5)1 q

1444,5-963-" 10"

= 283,2 м;

А = 275,9 + О 1444,5 -37,2 10" • 1444,5 + 0,251 10" • 1444,5" =

, Б = 3600" •0,251-10-=419,9

1.75

4.25 -.Ф-

Пример 3.4. Рассчитать необходимое давление на входе в насос НПВ 1250-60 при перекачке автомобильного бензина, имеющего температуру начала кипения Т„к=313 К. Перекачка ведется при температуре 283 К с расходом 1240 мУч. Плотность бензина равна 740 кг/мз, а кинематическая вязкость - 0,8 ммУс.

aim л1щмо)1>t\:.m.ofivi..i.j Решение пьхг;,/л>\. J Цит01

1.Давление насыщенных паров бензина при температуре перекачки по формуле (3.25)

=57000-ехр[-0,0327-(313-283)] = 21371 Па. , 2.Соответству10щий напор в метрах бензинового столба . j ; ;

21371

S - =2,94 м.

740-9,81

3.Поправка кавитациониого запаса насоса на температуру по формуле (3.30)

Ah, =0,471-2,94"" =0,765 м. 4.По табл. 3.8 находим, что диаметр входного патрубка насоса

. D„,=0,8 м. , , „ , „

5.Скорость бензина и число Рейнольдса во входном патрубке насоса

" co„ =-- = 0,686 м/с,

" 3600-3,14-0,8 ,4,v.,, /,/ : :

....... Re,. = "-? = 686000- .1, .

0,8-10" , , , , „

Так как Re,,>9330, то Ah, = 0.

6.По табл. 3.7 находим кавитационный запас насоса на воде ДЬд„„з=2,2 м и по формуле (3.29) вычисляем кавитационный запас насоса на бензине

Ah„„„=2,2-l,l-(0,765-0) = l,36 м.

7.Выполняем расчет по неравенству (3.23)

:.1 + 1,36-? = 4,28 м.

p-g 740-9,81

2-9,81

Таким образом, давление на входе в насос должно быть не менее

р :=740-9,81-4,28 = 31070 Па. " • .г. S.уг.

Пример 3.5. Определить параметры шестеренного насоса ШГ 5-25А, перекачивающего масло с расходом 0,6 мУч.

Решение

1.По табл 3.28 для данного типа насоса находим Q,„=0,72 мУч; Р„=0,36 МПа; d„=-0,013; d,=1,807; d2=-2,541.

Так как Q<Q, то P>P и, следовательно, a=492,9; b=2,585. 2.Давление, развиваемое насосом, из формулы (3.6)

Р = Р.„ +

Qu,-Q

= 0,36 +

V ш /

3.к.п.д. насоса по формуле (3.6)

0,72-0,6 492,9

.уУЗЦ

= 0,40 МПа.

г = -0,013 + 1,807-0,4-2,541-0,4=0,303, т.е. 30,3 %. 4.Мощность, потребляемая насосом, по формуле (3.5)

0,6-0,4-10 3600

10" =0,0667 кВт.

Так как N<20 кВт, то к„,= 1,25. 5.Необходимая мощность электродвигателя шестеренного насоса по формуле (3.4)

N„,ogx =1>25О,0667 = 0,0833 кВт.

ГЛАВА

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

Для сооружения магистральных трубопроводов применяют стальные бесшовные горячекатаные трубы из углеродистых и легированных сталей, а также электросварные прямошовные или спирально-шовные сварные трубы из низколегированных сталей с более высокими механическими свойствами по сравнению с углеродистыми сталями, что позволяет уменьшить толщину стенок.

; ) i . §4.1. Определение толщины стенки .;V

трубопроводов . ; ; i

i Расчетную толщину стенки трубопровода оп-

ределяют по формуле

, • ill

2(n,p + R,)

(4.1)

где р - рабочее давление (избыточное); D„ - наружный диаметр трубы; П - коэффициент надежности по нагрузке: п, = 1,15 для нефте- и нефтепродуктопроводов, работающих по системе из «насоса в насос»; п, = 1,1 - во всех остальных случаях; R, - расчетное сопротивление металла трубы и сварных соединений ,. >

(4.2)

R„, - нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, определяемое из условия работы на разрыв, равное минимальному пределу прочности ор (см. прил. 1.1); niQ - коэффициент условий работы трубопровода (Шд = 0,9 для трубопроводов III и IV категорий, т„ = 0,75 для трубопроводов I и II

категорий и = 0,6 для трубопроводов категории В); К, - коэффициент надежности по материалу, определяемый по прил. 1 или табл. 4.1; К„ - коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от его диаметра (для D„ < 1000 мм К„ = 1, для D„ = 1200 мм К„ = 1,05).

Таблица 4.1

Величины коэффициента К,

При наличии продольных осевых сжимающих напряжений расчетную толщину стенки определяют по формуле

n,pD„

2(n,p-b,R,)

(4.3)

где коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб

1-0,75

-0,5

(4,4)

- абсолютное значение продольных осевых сжимающих напряжений, вычисляемое по действующим расчетным нагрузкам и воздействиям с учетом упруго-пластической работы металла труб в зависимости от принятых конструктивных решений

a„p,=-aEAT-b0,3Md.

(JUI.i ну

(4.5)

«а - коэффициент линейного расширения металла трубы, а = 12-10"* град-; Е - модуль упругости металла (сталь), Е = 2,06-105 МПа; AT - расчетный температурный перепад; d - внутренний диаметр трубы.

Абсолютное значение максимального положительного АТ(+) или отрицательного АТ. температурного перепала, при котором толщина стенки определяется только из условия восприятия внутреннего давления по формуле (4.1), определяют по формулам

mu.j iici-

I*,;) uK

(4.6)

где Ц - коэффициент Пуассона, ц=0,3. \ Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего больи1его значения 5„, предусмотренного государственными стандартами или техническими условиями.

Минимально допустимая толщина стенки трубы при существующей технологии выполнения сварочно-монтажных работ должна быть не менее 1/140 наружного диаметра трубы, но не менее 4 мм. Трубопроводы диаметром до 1200 мм на воздействие давления грунта или вакуум не рассчитывают. При расчете толщины стенки трубы запас на коррозию не предусматривается.

Минимально допустимый радиус упругого изгиба подземных и наземных трубопроводов определяют из условий прочности поперечных сварных швов и упругой работы металла труб по формуле

0,5ED„

0,9-К„

ц-а;-аЕАТ

где С - коэффициент (С = 1 для трубопроводов П1 и IV категорий; С = 0,85 для трубопроводов I и П категорий и С = 0,65 для трубопроводов категории В); R" - нормативное сопротивление, которое равно пределу текучести, определяемому по государственным стандартам и техническим условиям на трубы (см. Прил. 1); у, -коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих продольных напряжениях \/з принимают равным единице, а при сжимающих определяют по формуле ,

1-0,75

0,9К„

R"

-0,5-

0,9К„

(4.8)

- кольцевые напряжения от рабочего давления

""" 26..

(4.9)

Для ориентировочного и быстрого определения допустимого радиуса упругого изгиба можно использовать соотношение

R =1000-D.,

(4.10)

где Dy - условный диаметр трубопровода, м.

Действительные радиусы R упругого изгиба трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях должны быть больше Rдo„. При R < R„o„ следует применять специальные гнутые вставки труб.

§4.2. Уточнение толщин стенок труб на отдельных участках магистрального трубопровода

ii,»H. iTi Магистральные нефте- и нефтепродуктопроводы в целом относятся к третьей или четвертой категории. Поэтому при расчете толщины стенки для них принимают = 0,9. Однако отдельные участки магистральных трубопроводов могут иметь иную категорию. Поэтому толщина стенки на этих участках требует уточнения.

Сведения о категориях участков магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов приведены в табл. 4.2. . г