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

- 3000.0.43 3.

60-384,2-10;

Переходное число Рейнольдса по формуле (3.17)

Re„ =3,16-10-109-°° =75557.

Так как Re„ < Re„, то пересчет напорной характеристики необходим. По формулам (3.19) коэффициент пересчета напора

а коэффициент пересчета подачи

Icq =0,936=0,906. По аналогии для подпорных насосов находим:

Re„= 43753; Re„= 73262; к„= 0,971; =0,957.

9. Проверяем правильность предварительного выбора насосов. Для основных насосов:

0,8 - Kq - Q„„„ = 0,8 • 0,906 2500 = 1812 м7ч;

1,2 •Kq-Q„„„ =1,2-0,906-2500 = 2871 м/ч.

Так как 1812 < 2531 < 2718, то тип основных насосов выбран правильно. Для подпорных насосов

0.8-Iq-Qho 0.8-0,957-2500 = 1914 м/ч,

1>2-Kq-Q„„„ =1,2-0,957-2500 = 2871 м/ч.

Так как 1914 < 2531 < 2871, то тип подпорных насосов также выбран правильно.

10. Коэффициенты напорных характеристик насосов по формуле (3.21): для НМ 2500 - 230

Н, =0,936-287,9 = 269,5 м;

в =9,47-10--- = 10,8-10- ч7м5. 0,906

для НПВ 2500 - 80

Н =0,971-113,3 = 110,0 м;

в =5,36-10--- = 5,68-10-* ч7м5. 0,957

П. Напоры насосов при перекачке смеси по формуле (3.1): Ьмн„ = 269,5 -10,8 -10- - 2531 = 200,3 м;

Н2,„ = 110,0 - 5,68 -10- - 2531 = 73,6 м.

12. Рабочее давление головной насосной станции при перекачке смеси по формуле (5.4) при т„„ = 3

р = 918-9,81-(3-200,3+ 73,6) = 6,07-10 Па

Так как Р<6,4 МПа, то количество основных насосов на станциях выбрано правильно.

13. Напор одной насосной станции по формуле (5.30)

Н„ = 3-200,3 = 600,9 м

14. Определим режим течения смеси в трубопроводе. Внутренний диаметр трубопровода по формуле (5.6)

d = 0,72-2-0,009 = 0,702 м Средняя скорость перекачки по формуле (5.8)

4-0,703

7 = 1,82 м/с

3,14-0,702 Число Рейнольдса по формуле (5.10)

Re =У3325

384,2-10

Так как течение соответствует зоне гидравлически гладких труб турбулентного режима, то в формуле (5.16) р = 0,0246; m = 0,25.

15. Потери напора на трение и местные сопротивления при перекачке высоковязкой нефти в том же режиме, что и смеси

h„=l,02-0,0246»"(»»-»:r-"""""-5916 м

0,702"

16. Расчетное число насосных станций по формуле (7.74)

„-6.0,25-0,l

5916--Т- +30+ 1(40-73,6)

(1-0,1)-

600,9

= 10,9

17. Напор, необходимый для перекачки смеси Н=Н„ -п = 600,9-10,2 = 6129 м

18. Так как основные затраты электроэнергии на перекачку связаны с работой насосов НМ 2500 - 230, то в формуле (7.88) используется их к. п. д. Произведем его пересчет с воды на высоковязкую нефть.

Для НМ 2500 - 230 коэффициенты в формуле (3.3):

Со=6,86-10- С, =7,11-10- ч/м; =-15,63-10- чУшК По формулам (3.20):

Re. =0,224-10 -109° = 135713 ;

=1,33-109-* =0,288. Коэффициенты пересчета к. п. д. по формуле (3.19)

135713

K„=l-0,2881g

24063

= 0,784

Коэффициенты в уравнении (3.3) для случая перекачки смеси по формулам (3.21)

= 0,784-6,86-10- Q„ = 7,11-10

0,784 0,906

ч/м;

С, =-15,63-10-- = -14,93-10- чУи. 0,906

Величина к. п. д. основных насосов при перекачке смеси в соответствии с формулой (3.3)

п =5,38-10-+6,15-10--2531-14,9310--2531 =0,654

19. Мо1Ц1Юсть, потребляемая при перекачке смеси, по формуле (7.76) 918-9,81-0,73-6129

= 59,3-10" Вт

0,654

20. Суточный объем перекачки высоковязкой нефти

V, =2278-24 = 54672 м.

21. Объем резервуарного парка головной насосной станции для высоковязкой нефти

V„ =2-54672 = 109344 м.

22. По табл. 1.15 для случая строительства насосных станций на новой площадке находим С..„=8077 тыс. руб, С„.,=2170 тыс. руб и подставляем в формулы (7.77), (7.89)

=[8077 + 2170-(10,9-1)] (0,12 + 0,098) + +20 -10--109344-(0,12 + 0,108) +

+10~ - 59,3 -1ОЧЗ9 + 8400 - 0,011) -10- = 14782

тыс.руб год

П = 14782 + 2 • 0,1 - 54672 - 20 -10- - (0,12 + 0,108) =

тыс. руб

=14832

23. Расчеты при других величинах концентрации разбавителя выполняются аналогично. Их результаты приведены в табл. 7.5.

Таблица 7.5

Влияние концентрации разбавителя на технико-экономические показатели нефтепровода

Из выполненного расчета следует, что оптимальной в данном случае является концентрация разбавителя K., = 0,03.

Пример 7.12. Определить продолжительность полного вытеснения нефти вязкостью 0,005 м7с и плотностью 950 кг/м из участка трубопровода длиной 100 км, диаметром 0,513 м с Az = 20 м. На насосной станции установлены подпорные насосы НПВ 2500-80 (Н = 79,7 м; а = 0; в = 1 • 10" ч/и) и основные насосы НМ 2500-230 (Но = 281,5 м; а = 0; в = 8,32 10" чум), включенные последовательно. Максимально допустимое давление в нефтепроводе равно

6,4 МПа; остаточный напор равен 30 м. Вытеснение производится водой.

Решение

1. Полагая, что на насосной станции последовательно включены 3 основных насоса, вычисляем коэффициенты в ее напорной характеристике

А = 79,7 + 3 • 281,5 = 924,4 м; ; Б = 1 • 10- + 3 • 8,32 • 10-« = 26,0 • 10-« чУи = 93456 cVm.

2. Расход в трубопроводе в начале I этапа вытеснения по формуле (7.97а)

9,81-0,513

128-0,005 100000

м"

6,4-10 1000-9,81

-20-30

= 0,0064 - =23,0

3. Проверим справедливость допущения о ламинарном режиме течения нефти при начале ее вытеснения. Число Рейнольдса по формуле (5.10)

Re =

4-0,0064

= 3,18.

3,14-0,513 0,005

Так как Re < 2320, то режим принят верно. *

4. Проверим условие существования I этапа вытеснения. Напоры подпорного и основного насосов при подаче Qj по формуле (3.1):

Нз = 79,7 + О - 1 - 10< 2У = 79,7 м; h„„ = 281,5 + О - 26,0 • 10-< - 2У = 281,5 м. Следовательно, левая часть неравенства (7.100) равна

1000 - 9,81 - (79,7 + 3 - 281,5) = 9,07 • 10« Па. Так как Р,, < 9,07 - Ю*" Па, то допущение о существовании I этапа вытеснения подтверждается.

5. Расход в трубопроводе в конце I этапа вытеснения по формуле (7.97)

93456

924,4-

6,4-10 1000-9,81

= 0,054 м7с.

6. Средний расход в течение I этапа вытеснения по формуле (7.96)

Q,p , = 0,5 - (0,0064 + 0,054) = 0,0302 м7с.

7. Число Рейнольдса при течении воды и высоковязкой нефти с расходом Qj.p , по формуле (5.10):

Re, =

4-0,0302

Re2 =

3,14-0,513-1-10" 4-0,0302

= 95758; = 15,0.

3,14-0,513-0,005

8. Относительная шероховатость трубы и переходные числа Рейнольдса по формулам (5.12):

10 „ 500

£ = = 3,9-10-; Re, =-

513 • 3,9-10"

= 25641; Re„ =;

= 1282051.

3,9 10-

Так как Re, < Re, < Re,„ то вода движется в трубопроводе в зоне смещанного трения турбулентного режима. Нефть же движется в ламинарном режиме.

9. Коэффициенты гидравлического сопротивления по формулам (5.14), (5.11):

\ =0,11

3,9 • Ю-+

\0,25

95758

= 0,020;

2~ = 4,27.

15,0

10. Гидравлические уклоны при единичном расходе по формулам (7.95);

f:=-

r 3=0,0466 4 3,14-9,81-0,513 м

8-4,27

= 9,95

3,14-9,81-0,513 м"

11. Средняя плотность среды

р,р = 0,5 - (950 + 1000) = 975 кг/м.

12. Величины М, и N, по формулам (7.94):

950-9,81-0,0361-100000

м, =-2-= 5,68;

6,4-10-975-9,81-(20 + 30)

N 9.8Ьа000-0,265-950-0,0361) Ю" 6,4-10-975-9,81-(20 + 30)

13. Длина участка, занятого вытесняющей жидкостью к моменту окончания I этапа, по формуле (7.99)