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

магистральные трубопроводы

Масса - скалярная величина, характеризующая инерционные и грави-гационпыо свойства тела. Значопие массы не зависит от ускорения свободного падения вттупкте измерения или определения. В состоянии покоя, в частности, массу определяют взвешиванием тела па весах, т. е. результат взвотиваиия следует называть массой (а но весом) и выражать в единицах массы.

Количество вещества - величина, определяемая числом структурных элементов (атомов, молекул, иоиов, электронов и др.) или специфицированных групп этих единиц. Количество вещества не является синонимом массы; это две независимые величины.

Плотность - отношение массы тела к его объему. Плотность - параметр вещества. Применяемые в качестве параметров вещества понятия удельного веса, объемного п насыпного веса (имеется в виду масса единицы объема) должны быть заменены соответственно понятиями плотности, обп,елшой и насыпной массы.

Объемная масса * - отношение .массы образца в сухом состоянии (иногда при определенной влажности) пли массы сып>чего материала к его объему.

Насыпная масса * - отношение массы материала п насыпном состоянии к его объему. Это понятие применяют для материалов, представляющих собой куски различной крупности (уголь, торф и др.).

Относительная плотность - отношение плотности рассматрпваемого вещества к плотности образцового вещества в определенных физических условиях. Для твердых тел и жидкостей в качестве такого вещества принимают воду при 3,98° С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст., для газов - сухой атмосферный воздух при нормальных (0° С и 760 мм рт. ст.) или стандартных (20° С и 760 мм рт. ст.) условиях.

Удельный объем - объем едишщы массы вещества. Удельный объедг - параметр вещества; величина, обратная плотности.

Сила тяжести - векторная величина, определяющая силу притяжения тела к Земле. Значение ее зависит от ускорения свободного падения в пункте измерения или определения. По мере удаления тола от Земли его сила тяжести уменьшается.

Вес - векторная величина, представляющая собой силу, с которой тело действует на опору или на нить подвеса. В общем случае вес и сила тяжести

* Поскольку объемная и насыпная масса представляют собой отношение массы вещества (в том или ином его состоянии) к его объему, правильнее примспять единый Tepijuin - плотность, с \точнением ссли в этом познпкает необходимость: средняя njiro-jaoewv-tt Вй(«щя,Я1Л£)СносГь.

Заказ 15В

не являются синонимами. Лишь когда опора или подвес неподвижны относительно Земли либо движутся равномерно и прямолинейно, вес тела равен силе тяжести. При свободном падении вес тела равен нулю.

Удельный вес - отношение веса тела к его объему. Удельный вес - векторная величина, зависит от ускорения силы тяжести в пункте измерения или определения и, следовательно, не является параметром вещества.

Давление - отношение нормальной составляющей силы к площади, на которую действует сила. Для характеристики вещества, а также в уравнениях, связывающих параметры, используют абсолютное давление, являющееся параметром вещества. Для определения результирующих усилий, приложенных к стенкам ограждаюпщх поверхностей, иснольззтот избыточное давление, измеряемое ManoMeTpaNm. Избыточное давление есть разность между абсолютным и атмосферным давлением. Атмосферное давление - постоянное давление окружающего воздуха.

Температура - величина, характеризующая тепловое состояние тела, степень его нагротости; одна из важнейших тепловых величин. Температура - параметр вещества.

ирочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внешних сил.

Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в пего другого, более твердого тела.

Деформация - изменение размеров и формы в материалах конструкций, возникающее под действием внешних нагрузок или других факторов (например, тоотературное воздействие).

Упругость - свойство материала возвращаться в первоначальное состояние пз деформированного при снятии нагрузки.

Пластичность - свойство материала деформироваться и сохранять полученную форму после снятия нагрузки.

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать воду; количество воды, которое поглощает материал за 24 ч пребывания в воде при комнатной температуре; масса поглощенной воды к единице поверхности образца..

Водостойкость материала характеризуется коэффициентом размягчения, выражающим отношение прочности насыщенного водой материала к прочности сухого.

Водопроницаемость - свойство материала пропускать под давлением воду через свою толщу; характеризуется количеством воды, прошедшей за 1 ч через 1 см2 поверхности при постоянном (заданном) давлении.

Морозостойкость - способность насыщенных водой материалов выдерживать многократные (10-500 раз) попеременные замораживания (-15° С) и оттаивания (15° С) без видимых признаков разрушения и допустимого понижения прочности.

§ 1.5. Свойства природного газа

в соответствии с условиями образования природные газы делят па три группы; чисто газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. Условно принято считать газы с содержанием тяя{елых углеводородов (от пропана и выше) менее 50 г/м» сухими, а газы с ббльпшм содержанием тяжелых .углеводородов - жирнымп.

Горючая часть газов чисто газовых месторождений состоит в основном из мотапа и небольшого количества этана и других углеводородов. Состав этих газов довольно постоянен. Газы конденсатных и нефтяных месторождений перед подачей в магистральные газопроводы обрабатывают с целью освобождения от тяжелых углеводородов и вредных примесей. Товарный природный газ, поступающий по магистральным газопроводам, имеет низшую теплоту сгорания примерно 8000 ккал/м», легче воздуха, бесцветен. Для обнаружения утечек газу придают споппфический запах» В табл. 1.8 дан состав природных газов некоторых месторождент!.

ТАБЛИЦА 1.8

Состав природного газа, об. %

Основными параметрами, определяющими состояние газа, являются laBioniio, температура и плотность (или удельный объем). Каждый из этих иара-мотров имеет онроделонное критическое значение. Критические параметры (табл. 1.9) характеризуют такое состояние газа, при котором плотность его паровой и жидкой фаз одинакова. Отношение фактических параметров газа J5, Г и у к критическим ркр, Гкр и Укр (или ркр) называют приведенными параметрами состояния газа, т. е.

Рпр=р/Ркр; Гпр=У/Гкр; v„p = viv,,p. (1.6)

ТАБЛИЦА 1.9

Критические параметры некоторых газов

При положительных температурах и небольших давлениях (до 10 кгс/см) изменения параметров состояния газа происходят в соответствии с известны.ми законами идеальных газов (закон Бойля - Мариотта, закон Гей-Люссака и др.). Поведение реальных газов отклоняется от этих законов, причем отклонения тем больше, чем выше давление газа и ниже его телшература. Коэффициент, учитывающий эти отклонения, называют коэффициентом сжимаемости Z. Для пдеалр,ного газа л = 1. Для реальных газов коэффициент сжимаемости определяют графическим путем (рис. 1.1) в зависимости от давления, относительной плотности и температуры газа. Уравнение Клайперона для идеального газа, являющееся математической записью объединенного газового закона, с учетом коэффициента сжимаемости примет вид

pv = zRT,

(1.7)

где R - газовая постоянная, характеризующая работу 1 кг газа при нагревании его на 1° С при постоянном давлении.

2«

10 20 30

Рис. 1.1. Номограмма для определения коэффициента ожииаемости 2. Последоватсльпость определения: р - « - г. Пример: р = 43 кгс/см«;

Д - 0,65, t = 20° С. Решение: а - Ь - с - d; г = 0,9025.

Значения ra;>oBoii постоянпои для просты.х газов и смесей тазов, добыва-ем1лх на некоторых месторождеппях, следующие:

Азот

и-Бутап

Изобутац

Водород

Водяной пар

Воздух (без COj)

Кислород

R, иге -ыЦнг- °С)

30,13 14,59 14,59 422,60 47,06 29,27 26,47

Метап

Окись углерода

Пропан

Сероводород

Углекислый газ

Этан

Этилен

R, кгс - !И/(КГ

52,95 30,26 19,23 24,89 19,14 28,19 30,26

"О

Месторождение

Газлинское

Вуктылское

Дашавское

Медвежье

Ставропольское

Уренгойское

Шебелинское

R, кгс-м/(кг.С)

50,0 45,0 52,3 51,5 50,5 52,2 48,0

§ 1.6. Задание на проектирование

Решение о проектировании и строительстве магистральных трубопроводов принимают, когда выявлены или имеются перспективные месторождения нефти и газа и есть необходимость подавать их в районы, где целесообразно использовать как сырье или топливо, исходя пз схем развития и размещения нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности и схе.м развития и размещения производительных сил по экономическим районам п сою.зным республикам. Намеченные принципиальные направления транспортирования нефти и газа требуют технико-экономического обоснования (ТЭО), подтверждающего экономическую целесообразность и хозяйственную необходимость проектирования и строительства магистральных трубопроводов.

Для обеспечения высокого уровня п экономической эффективности проектируемых объектов необходимо максимально использовать новейшие достижения науки и техники, чтобы строящийся или реконструируемый трубопровод ко времени его ввода в действие был технически передовым и имел высокие технико-экономические показатели.

Содержание, состав, порядок разработки, согласования и утвср;кдения проектов и смет, по которым должно осуществляться строительство иромыт-ленных предприятий, .эданий и сооружений, установлены «Инструкцией по разработке проектов и смет для промышленного строительства» СН 202-76 Госстроя СССР.

Проектирование .магистральных трубопроводов ведут в две стадии (технический проект и рабочие чертежи) или в одну (техно-рабочий проект). Стадийность проектирования определяют в инстанции, утверждающей задание на проектирование, в зависимости от сложности объекта проектирования п его масштабности.

Технико-экономическое обоснование. Предшествует разработке технического или техно-рабочего проекта, составляется по крупным и сложным магистральным трубопроводам и является cocTaBHoii частью задания на разработку технического п техно-рабочего проекта. Главные задачи ТЭО:

- выбор оптимальной трассы;

- определение мест расположения компрессорных станций (КС) и нефтеперекачивающих насосных станций (НПС);

- выбор оптимального диаметра труб при заданной подаче;

- выявление оптимальной подачи при заданном диаметре труб;

- выбор оптимального рабочего давления в трубопроводе;

- выбор оптимального типа газоперекачивающего или пефтенасосного оборудования;

- определение рациональной схемы управления трубопроводом при максимальной степопи автоматизации и теясмехаыизадии производственных процессов;

- расчет капитальных вложений, эксплуатационных издержек и приведенных затрат;

- выявление удельных затрат и расходов па единицу объема транспорта нефти, нефтепродуктов п газа и сопоставление их с удельными показателями аналогичных отечественных п зарубежных трубопроводов;

- определение рентабельности и народнохозяйствеппой эффективности;

- определение ряда показателей в соответствии с ведомственными, общесоюзными и другими требованиями, оговоренньиш в программе на разра-

Самое основное во всех ТЭО - определение народнохозяйственной эффективности будущих капитальных вложений, которая должна быть выше либо равна нормативной. Закладываемые в ТОО технические решения должны быть, с одной стороны, наиболее прогрессивными, а с другой - реальными по отнопгению к срокам строительства и ввода трубопровода в эксплуатацию.

Определение капитальных вложений и эксплуатационных затрат при ТЭО - наиболее ответственный момент. Структура ценообразований должна базироваться на достоверной основе. Если разрабатывают ТЭО на трубопровод, состоящий из элементов, освоенных промышлеппостьго (трубы, газопере-