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

Р2-Ра + Ркд.А

давлению срабатывания дыхательного клапана. Время полного слива автоцистерны при сделанных допущениях находится по формуле ......

TtLAB

(12.32)

где А, В - соответственно большая и малая ось эллипса, форму которого имеет днище автоцистерны (для цистерны с цилиндрическим днищем АВ = 0,25 D); - площадь сечения приемного трубопровода резервуара АЗС; ир - средняя (за период слива) скорость нефтепродукта в приемном трубопроводе, определяемая как полусумма скоростей слива в его начале ир„ и в конце ир:

Ocp..=paV2g [B + h(0)];

cpK=ln.,,2g

р -Р -Р h(0)-AZp+ pg

(12.33)

AZp - изменение взлива в приемном резервуаре АЗС в процессе слива.

Величина AZp находится решением трансцендентного уравнения (J2.31), в которое вместо У(0)надо подставить V(0) + V„, а под Zпoнимaeтcя величина (Zp(o) +AZp)/dp.

Для удобства определения величины Z по формулам (12.31) построен график, приведенный на рис. 12.3.

§ 12.4. Принудительный слив нефтепродуктов из транспортных емкостей

Принудительный слив применяется при выгрузке нефтепродуктов из нефтеналивных судов, для ускорения слива железнодорожных цистерн, а также при неисправном нижнем сливном приборе цистерн.

Слив танкеров и барж

При выгрузке нефтепродукта из нефтеналивного судна грузовыми насосами (рис. 12.4) средний расход слива находится из условия, что заполняется наиболее удаленный от причала резервуар. Величина находится решением квадратного уравнения

0.635

0.5 0,4

DO 0,3 0.2 0,1

Рис. 12.3. График для определения величин Z

(построения выполнены для условий примера 12.8)

Рис. 12.4 Расчетная схема к задаче выгрузки нефтепродукта из нефтеналивного судна

+

Qc--Qc+Ze-4+Hp-Ho=0, (12.34)

где Hg, a, b- коэффициенты в формуле (3.1), описывающей напорную характеристику грузового насоса; п„ - количество параллельно работающих насосов; Я, - коэффициент гидравлического сопротивления i-ro участка трубопроводной коммуникации, имеющего диаметр и протяженность i; п - число участков разного диаметра; п2 - число местных сопротивлений; - коэффициент местного сопротивления; Zg, Z- нивелирная высота соагветственно днища заполняемого резервуара и уровня нефтепродукга в судне; Hp - уровень нефтепродукта в заполняемом резервуаре.

Ориентировочно можно принять равным высоте нижнего горизонта вод, а Hp - половине высоты резервуара.

Так как зависит от расхода, то величина находится методом последовательных приближений. Для облегчения решения данной задачи удобно представить

(12.35)

где Я,- коэффициент гидравлического сопротивления на участке диаметром d,.

Соответственно формула (12.34) принимает вид

b 8

Ql--Q, +Z, -Z, + H„ - H„ = 0. (12.36)

Подбор зачистных насосов (если их нет на судне) производится по необходимому расходу слива

Q =

и необходимому напору 8Q

Н„ =-

+ ZE-Z, + Hp,

(12.37)

(12.38)

где Vj.j,- объем сливаемого нефтепродукта; хЦ- требуемое время слива судна.

Выбор температуры подогрева производится таким образом, чтобы выполнялось неравенство

H33,>h + h„+AZ + -

(12.39)

где Нзз - вакууметрическая высота всасывания насосов; h - потери напора на трение по длине всасывающего трубопровода; - суммарные потери напора на местных сопротивлениях всасывающего трубопровода; AZ - разность нивелирных высот всасывающего патрубка насоса и уровня нефтепродуктов в емкости; - давление насыщенных паров нефтепродукта при температуре перекачки.

Сведения об основных типах нефтеналивных судов приведены в табл. 1.13... 1.16.

При проектных расчетах ориентировочный внутренний диаметр трубопроводов находится по формуле

do =

(12.40)

где Wg - ориентировочная средняя скорость перекачки нефтепродукта (табл. 12.3).

Найденные ориентировочные значения диаметров округляются в большую сторону до ближайшего значения.

При правильно выбранных размерах трубопроводной коммуникации общее время слива нефтепродуктов должно быть меньше нормативного.

Расчет принудительного нижнего слива железнодорожных цистерн выполняется аналогично, однако, при расчете Qno формуле (12.36) необходимо учитывать наличие сливного прибора.

Таблица 12.3

Рекомендуемые значения средней скорости нефтепродуктов

Сифонный слив

При неисправных сливных приборах железнодорожных цистерн или отсутствии сливных устройств, для герметизированного слива нефтепродуктов применяют верхний (сифонный) слив (рис. 12.5).

Задачами расчета сифонного слива являются:

1) определение диаметров трубопроводных коммуникаций;

2) их гидравлический расчет;

3) подбор насосов для производства слива;

4) проверка коммуникаций на устойчивость всасывания. Алгоритм расчета сифонного слива таков. Исходя из объема нефтепродукта в цистерне и требуемой продолжительности слива, определяется необходимый расход в одном стояке . Затем по формуле (12.40) находятся расчетные диаметры сливного стояка, коллектора, всасывающего и нагнетательного трубопроводов. После этого выбираются их стандартные значения.

Гидравлический расчет трубопроводных коммуникаций выполняется по формулам, приведенным в главе 5. Потери напора в стояке

(12.41)

где Х,„, i- коэффициент гидравлического сопротивления и длина шланга; Х, - то же для стояка диаметром ; суммарный

коэффициент местных сопротивлений в стояке; и, - средняя скорость движения нефтепродукта в стояке; i - приведенная длина стояка. Расход нефтепродукта в коллекторе

(12.42)

где п- количество стояков, подключенных к коллектору слева или справа (берем большее) от точки присоединения всасывающего трубопровода.

Потери напора в коллекторе, как трубопроводе с переменным расходом, находятся по формуле

h„=n„

(12.43)

где п- коэффициент, учитывающий изменение расхода по длине коллектора: при ламинарном режиме п = 0,5 , а при турбулентном -п = 1/3; - коэффициент гидравлического сопротивления наи-

более протяженной ветви коллектора длиной и диаметром d при движении нефтепродукта со средней скоростью ; V,, - сумма коэффициентов местного сопротивления коллектора; il - приведенная длина коллектора.

Расходы во всасывающем и нагнетательном трубопроводах сливной коммуникации

Q = Qonc

(12.44)

где п.„ - общее число стояков, подключенных ко всему коллектору.

По величине расхода Q находятся потери напора на трение во всасывающем и в нагнетательном h„ трубопроводах.

Суммарные потери напора в трубопроводах фронта слива с учетом уровня нефтепродукта в резервуаре Ир

H = h +h +h +h +AZ + H

(12.45)

где AZ - разность нивелирных высот конца и начала трубопровода.

По требуемым напору Н и подаче Q выбирается тип насоса (см. главу 3), после чего выполняется расчет фактически обеспечиваемого им расхода слива Qф решением квадратного уравнения

Аедф + в,дф+с, = о,

(12.46)

где А, В, С - расчетные коэффициенты:

к к 5

v"coy

" d?.

+ b;

В, = -а;

Q = Az + Hp- Но-

При решении (12.46) в качестве первого приближения Qana расчета необходимо брать величину Q..

Завершается расчет сифонного слива проверкой коммуникаций на устойчивость всасывания. Нормальная работа сливного стояка возможна при условии, что остаточное давление в любой точке трубопроводной сети больше давления насыщенных паров сливаемого нефтепродукта при температуре перекачки. При несоблюдении этого условия нарушается сплошность нефтепродукта в трубопроводе, и сифонный слив становится невозможным.

Задача проверки коммуникаций на устойчивость всасывания решается графоаналитически (рис. 12.9). Для этого сначала в масштабе изображают цистерну, стояк (рис. 12.6) и всю трубопроводную коммуникацию, а затем строят линию остаточных напоров.