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

" 60-65-10-*

Так как Re„ > Rep, то пересчета к. п. д. с воды на нефть выполнять не надо. В соответствии с формулой (3.3)

Л = 0,206 + 11,3-10-1239-5-10--1239=0,839.

34. Мощность, необходимая для ведения перекачки, по формуле (7.88) с учетом, что р,„ = р и Н,, = п - + Н,

945-9,81-0,34M6-672,9 + 35,5)g Вт

35. Суточный объем перекачки высоковязкой нефти

V, = 1239 24 = 29736 м\

36. Объем резервуарного парка головной насосной станции

Vp = 2 29736 = 59472 м1

37. С учетом, что по табл. 1.23 С,-„с = 6730 тыс. руб, Спнс = 2012 тыс. руб, приведенные годовые затраты на сооружение и эксплуатацию насосных станций по формуле (7.77)

П,., = [6730 + 2012 - (6 - 1)] • (0,12 + 0,098) + 20 10 - 59472 (0,12 + 0,108) + 10- 59,3 10 - (39 + 8400 - 0,011) 10 = = 11723,43 тыс.руб/год

38. Общие приведенные годовые затраты на перекачку, подогрев и тепловую изоляцию за вычетом величины Sj

П= П; + П„, = 1606,625 + 11723,43 = 13329,695 тыс.руб/год Для остальных вариантов сочетания Т„, Т„ п, и 0„з расчеты выполняются аналогично. Результаты расчетов сведены в табл. 7.3.

39. Из табл. 7.3 видно, что минимальные приведенные годовые затраты на «горячую» перекачку имеют место при следующих условиях: п = 7; ф, = 1; Т„ = 320,1 К; Т,= 306,7 К; О мм.

Необходимо иметь в виду, что данный оптимизационный расчет дает только ориентировочные значения Т„ и Т., поскольку не учитывает фактического размещения насосных станций и пунктов подогрева.

Пример 7.8. Для найденного в примере 7.7 оптимального варианта «горячей» перекачки произвести расстановку насосных станций и пунктов подогрева, а также уточнить величины Т , Т и D .

Решение

1. Средний гидравлический уклон по формуле (7.55) 35,5 + 7-672,9-20-30

450-10

= 0,0104

2. Длина горизонтального трубопровода, на которой будет израсходован напор одной насосной станции, по формуле (5.47) с учетом, что i,p. = l,02-i,p.

<= =64702 м.

1,02-0,0104

3. Выполняем построения по расстановке насосных станций на профиле трассы по методике, описанной в главе 5, и находим длины перегонов, а также перепады высот между ними: £ = 62200 м; Az,= 20 м; = 64800 м; AZj = -5 м; £ = 64000 м; AZj = 5 м; = 64000 м; Az,= 7,5 м; £ = 67000 м; Az = -7,5 м; £<, = 66000 м; Az = 2 м; £= 62000 м; Az, = -2 м.

4. Располагаемые потери напора на трение для первого перегона между станциями по формуле (7.57)

h, = 672,9 - 20 = 652,9 м, для последнего перегона по формуле (7.58)

h, = 35,5 + 672,9 + 2 - 30 = 680,4 м. Для остальных перегонов по формуле (7.57) находим Ьз = 677,9 м; hj = 667,9 м; = 665,4 м; Ьз = 680,4 м; = 670,9 м.

5. Полагая, что течение нефти происходит в зоне гидравлически гладких труб турбулентного режима (р = 0,0246, m = 0,25) по формуле (7.59) для первого перегона между насосными станциями находим

652,9-0,512"

= 174,1-10-* м7с.

0,0246-0,344"-62200 )

6. Проверяем правильность выбора величин р и т. Число Рейнольдса по формуле (5.10)

Re,=-

4-0,344

= 4916.

3,14-0,512-174,1-10-

Так как первое переходное число Рейнольдса Re, обычно составляет несколько десятков тысяч, то 2320 < Re, < Re, и, следовательно, выбор величин р и m сделан верно.

7. Для других перегонов между насосными станциями аналогично находим

= 171,1-10-* м7с; v,p =169,9-10-* м7с; v, = 167,4 10"* м7с;

= 152,3-10-* м7с; v,p =150-10-* м7с; v,p, =207,7-10-* м7с.

8. Средняя температура нефти на перегоне, обслуживаемом головной насосной станцией, по формуле (7.60)

Т, =323-±ln"--°%312.7 К.

0,0686 85,7-10-

Для остальных перегонов аналогично находим:

Т =312,9 К; Т,р, =313,0 К; Т, =313,2 К;

Т,р, =314,6 К; Т,р =314,8 К; Т =310,1 К.

9. Теплоемкость нефти при средней температуре нефти на первом перегоне между станциями по формуле (1.5)

С„ =?-(762+ 3,39-312,7) = 2345

7945

Для остальных перегонов аналогично находим

кг-К

Дж кг-К

Ср=2346; =2346,4; С, =2347,2;

Ср = 2353; Ср =2354; Ср =2334.

10. Число Шухова для первого перегона между насосными станциями по формуле (7.61)

Шу,=

3,14-62200

= 0,272.

0,344-945-2345-(5,8 +7,65-In 0,53)

Для других перегонов аналогично находим:

Шуз = 0,283; Шу, = 0,279; Шу, = 0,279; Шуз = 0,292; Шу, = 0,287; Шу, = 0,272.

11. Начальная температура нефти на первом перегоне между станциями по формуле (7.62)

Аналогично для других перегонов находим:

Т„ =318,5 К; Т,„ =318,6 К; Т„ =318,8 К;

Т,, =320,7 К; Т„ =320,8 К; Т„ = 315,1 К.

Поскольку найденные величины меньше максимально допустимой величины, то расчет можно продолжать.

12. Конечная температура нефти на первом перегоне между насосными станциями по формуле (7.1)

Т, =275+ (318,1-275)-е-""=307,8 К.

Для других перегонов аналогично находим:

Т, =307,8 К; Т, =308,0 К; Т, =308,2 К;

Т, =309,1 К; Т, =309,4 К; Т, =305,6 К.

Поскольку найденные величины больше минимально допустимой конечной температуры, то уточнять их нет необходимости.

Пример 7.9. Определить оптимальные параметры «горячей» перекачки по нефтепроводу длиной 100 км с только одной головной насосно-тепловой станцией. Остальные исходные данные приять по примеру 7.7.

Решение

1. Средняя вязкость нефти в трубопроводе по формуле (7.72)

"(35,5 +672,9-20-30)-0,512 0,0246-0,344-100000

2. Соответствующая средняя температура нефти в трубопроводе по формуле (7.60)

Т =323-L ,„?«>H; = 539,9 к. 0,0686 85,7-10"

3. Теплоемкость нефти при этой температуре

С (762+ 3,39-339,9) = 2463

" V945 кг-К

4. Вычисляем расчетный коэффициент по формуле (7.63) 500-3,14-100000-1,2

= 26,9-10" м7с.

So=-

10000-0,7

= 384282

(0,12+ 0,1)-(339,9-275) = руб-м-К

год - Вт

5. Расчетные коэффициенты Аз и Sj по формулам (7.44) и (7.46),

соответственно

А, =100-10"-400- --100000 = 3140000 ;

S, =3140000-(0,12+ 0,1) = 690800

м - год

6. Левая часть неравенства (7.46)

D jr +Е InDJ = 0,53• (5,8 + 7,65 • In0,53) = 0,50

7. Правая часть неравенства (7.46)

384282-7,65 , м-К = 1,46

2-690800

Так как 0,50 < 1,46, то, следовательно, неравенство (7.46) выполняется и применение тепловой изоляции экономически целесообразно.

8. Задаваясь различными величинами 0„з , находим значение D„3. =0,633 м, при котором достигается равенство левой и правой частей уравнения (7.65).

Пример 7.10. Рассчитать кинематическую вязкость смеси нефти вязкостью 43,1 mmVc и плотностью 850 кг/м с 10% об. с бензиновым отгоном вязкостью 1 мм7с и плотностью 750 кг/м\

Решение

1. Находим весовую концентрацию разбавителя в смеси по формуле (7.81)

К.. =•

750-0,1

= 0,0893.

850-0,1-(850-750)

2. Подставляя найденную величину К„ в формулу (7.80), получа-

Ig lg(v„ + 0,6) = (1 - 0,0893) - Ig lg(43,1 + 0,6) + 0,0893 - Ig lg(l + 0,6) lglg(Ve„+0,6) = 0,134;

=10°""-0,6 = 22,4 mmVc

3. Величина эмпирического коэффициента в формуле (7.66)

а = 1 1п К V.,.

lni = 6,55.

0,1 22,4

Пользуясь найденной величиной коэффициента а, можно по формуле (7.78) найти и при других концентрациях бензинового отгона.

Пример 7.11. Определить оптимальную концентрацию разбавителя плотностью 810 кг/м\ при перекачке 18 млн. т высоковязкой нефти по трубопроводу диаметром 720 мм (5 = 9 мм) на расстояние

600 км. Кинематическая вязкость перекачиваемой нефти при расчетной температуре равна 700 mmVc, плотность - 930 кг/м, коэффициент а = 6.

Принять AZ = 30 м; Н,„ =40 м; 8„,= 0,12 1/год; „,=0,0981/ год; 8р- 0,12 1/год;; =0,108 1/год; =20 руб/м; а= 500 руб/ кВт-ч; = 39 руб/кВт-ч.

Решение

1. По табл. 5.1 находим, что расчетное число суток перекачки для проектируемого нефтепровода составляет 354.

2. Задаемся концентрацией разбавителя К = 0,1.

3. Плотность смеси по формуле (7.82)

р =930-(1-0,1) + 810-0,1 = 918 кг/м

4. Кинематическая вязкость смеси по формуле (7.78)

=700-е-*°- =384,2 mmVc.

5. Часовая производительность по высоковязкой нефти с использованием формулы (5.2)

18-10

24-354-930 а секундная производительность

2278

= 2278 м/ч.

Qv =

3600

= 0,633 м/ч.

6. Соответствующие расходы смеси по формуле (7.83):

2278

Q4CM =

QcM =

1-0,1 0,633

= 2531 м/ч;

1-0,1

= 0,703 м/ч.

7. По расходу Q предварительно выбираем насосы: основные типа НМ 2500 - 230 с диаметром ротора Dj = 430 мм (Но = 287,9 м; а = 0; в = 9,47-10"* ч7м; п =109; п = 3000 об/мин) и подпорные типа НПВ 2500-80 с ротором диаметром = 820 мм (Но = 113,3 м; а = 0; в = 5,36-10* чм; п, =120,6; п = 1500 об/мин).

8. Найдем коэффициенты пересчета характеристики основных насосов.

Число Рейнольдса по формуле (3.16)