Проектирование ГНПС Волгоград

      кз – коэффициент запаса, равный 1,15 для электродвигателе мощностью менее 500 кВт и 1,10 – для электродвигателей с большей     мощностью;

                ρt -  плотность при расчетной температуре t, кг/м3;

                ηд – к.п.д. двигателя, ηд = 0,97;

                H  - действительный напор насоса соответствующий Qmax, м;

                ηн - к.п.д. насоса соответствующий Qmax;

               Qmax.сек - максимальная секундная подача станции, м3/сек;

                 g ــ ускорение свободного падения, м/с2.

   

 Для подобранного двигателя nд должно равняться nн.

 

Подбор двигателей для основных насосов НМ 5000-210

 

Определим потребляемую мощность насоса при данных условиях

 

                                    (34)              

 

Подбираем электродвигатели

                     СТДП 3150-2УХЛ4

                     Nдв = 3150 кВт;

                     n= 3000 об/мин;

 

 

Подбор двигателей для подпорных насосов НПВ 5000 – 120

 Определим потребляемую мощность  насоса при данных условиях

 

          

               (35)

 

  Подбираем электродвигатели:

                     ВАОВ 800 – 4У1

                     Nдв = 2000 кВт;

                     n= 3000 об/мин;

 

2.4. Проверка правильности выбора  насосов по высоте всасывания

 

Всасывающая способность насосов определяется для Qmax по формуле:

                                                                          (36)

 

где    HS ــ  допустимая высота всасывания насоса, м;

          Pa ــ атмосферное (барометрическое) давление, Н/м2;

          ρmax ــ плотность жидкости при максимальной температуре перекачки, [кг/м3]; 

         ∆hдоп.н ــ допустимый кавитационный запас для нефтепродукта, м;               

         υвх - скорость  потока во входном патрубке  насоса, м/с;

         g ــ ускорение свободного падения, м/с2.

                

        При HS отрицательном  насосу требуется подпор величиной ׀ HS׀ , при положительном – насос имеет самовсасывающую способность величиной HS.

      

Для основных насосов НМ 5000-210

 

                    (37)

        Основной насос  не обладает самовсасывающей  способностью. Для него  требуется  подпор величиной [ΔНдоп]=|Hs |=34,79 м

 

Для подпорного насоса

 

            

  (38)

     

 Подпорный насос не обладает  самовсасывающей способностью.

 

  Производим проверку правильности  выбора насосов по допустимой высоте всасывания. Для ГНПС проверка производится только для подпорных насосов по следующим условиям:

1) по развиваемому напору:

                                

;                                             (39)

2) по всасывающей способности:

                                     

,                                                    (40)

    

  где     Нп – напор  подпорного насоса, Нп=125 м;

   Нsп – допустимая высота всасывания подпорного насоса, м;

    hвп и hнп – потери напора на трение и на местные сопротивления во всасывающем и нагнетательном трубопроводах подпорной НС; при отсутствии данных по протяженности и диаметрам трубопроводов, принимаются ориентировочно равными по 5 м ;                                                                                                                      

    Δzп – разность геодезических отметок конца нагнетательного трубопровода подпорной НС (входной патрубок первого основного насоса) и начала всасывающего (патрубок самого удаленного резервуара), Δzп=3 м;

    HS ــ  допустимая высота всасывания основного насоса, м;

    Δzв – разность геодезических отметок всасывающего патрубка подпорного насоса и патрубка самого удаленного от подпорной НС резервуара, Δzв=-7 м;

      h0 – обычно соответствует минимальному уровню взлива жидкости в резервуаре откачки; для стальных наземных резервуаров h0=1,0 м.

 

1)

;

2)

.

 

Оба условия сходятся, следовательно, основные и подпорные насосы выдержали проверку.

 

2.5. Проверка расчетного числа  рабочих насосов на выполнение      условий сохранения прочности корпуса насоса и трубопровода.

 

      Условие сохранения  прочности нефтепровода:

                                                                                   (41)

где     n ــ округленное до целого числа количество насосов;

           H’HАС ــ напор развиваемый основным насосом для перекачиваемой   жидкости при максимальной подаче (действительный напор одного насоса), [м];

h ــ подпор основного насоса равный    

hН ــ потери напора на линии нагнетания принимаемые 5м,

Pраб ــ допустимое рекомендованное рабочее давление трубопровода.

 

 

                                        (42)

 

       Проверка по  сохранению прочности нефтепровода  выполняется.        

Условие сохранения прочности корпуса насоса:

                                                                                       (43)                                        где    n ــ округленное до целого числа количество насосов;

           H’HАС ــ напор развиваемый основным насосом для перекачиваемой               жидкости при Qmax (действительный напор одного насоса), [м];

         h ــ подпор основного насоса , [м].

          Pн ــ допустимое рабочее давление насоса 73,5·105 н/м2 с подачей                   больше 360 м3/ч , [МПа];

           g ــ  ускорение свободного падения, [м2/с];

           ρt ــ плотность при расчетной температуре t, [кг/м3].

 

                                               (44)

 

  

   Условие по сохранению  прочности корпуса насоса выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПРОЕКТ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА ГНПС

 

Резервуарные парки на ГНПС магистралей служат аварийной емкостью для обеспечения ритмичной и бесперебойной работы трубопровода при авариях на промыслах и НПЗ или на магистрали, складом товарной продукции и буферной емкостью между технологическими объектами нефтепромыслов и магистрали.

Емкость резервуарного парка ГНПС магистрали принимается в размере 2 – 3 суточной подачи станции.

                              

м3.                      (46)

      Принимаем Vп=300000 м3

В резервуарных парках для сокращения потерь нефти и светлых нефтепродуктов от испарения должны применяться резервуары с плавающими крышами или с понтоном.

Выбор типа, размера и количества резервуаров выполняется одновременно и в данной курсовой работе выбор может быть сделан по ориентировочному критерию – минимуму капиталовложений в парк.

Определим капиталовложения для нескольких вариантов парка, отличающихся типом и размером резервуаров, рассчитывая их ориентировочно как сумму сметной стоимости всех резервуаров плюс капиталовложения в технологические трубопроводы парка.

  Рассмотрим несколько вариантов  парка с использованием:

1. РВС 20000 с понтоном;

2. РВС 30000 с понтоном

3. РВС 50000 с понтоном.

4. РВС 50000 с плавающей крышей.

    Количество резервуаров  для каждого варианта находится  по формуле:

                                                     

                                              (47)

     где,  VП – емкость резервуарного парка , м3;

    KЕ – коэффициент использования емкости

    VР – геометрическая емкость резервуара, м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. РВС – 20000 с понтоном:

, принимаем n = 19 резервуаров.

Определим затраты на строительство резервуаров:

                                               

,                                                  (48)

где SР – сметная стоимость резервуаров тыс. руб.,

 тыс.руб.;

2. РВС – 30000 с понтоном:

, принимаем n = 13 резервуара,

Определим затраты на строительство резервуаров:

 тыс.руб.;

3. РВС – 50000 с понтоном:

, принимаем n = 9 резервуара,

Определим затраты на строительство резервуаров:

 тыс.руб.;

4. РВС – 50000 с плавающей крышей:

, принимаем n = 8 резервуара,

Определим затраты на строительство резервуаров:

 тыс.руб.;

   Определим оптимальный диаметр  и толщину стенки трубопроводов  парка. В качестве конкурирующих вариантов рассмотрим трубопровод диаметром, равным диаметру магистрали и трубопроводы с ближайшими по сортаменту диаметрами труб. Таким образом, рассматриваем 3 варианта: Dн=820 мм, Dн=1020 мм, Dн=1220 мм,   Произведем расчет для варианта РВС – 50000 с плавающей крышей.

Расчет для варианта РВС – 50000 с плавающей крышей

1) Dн=820 мм.

                                                                                            (49)

 где     δ ــ толщина стенки трубопровода, мм;

n ــ коэффициент надежности по нагрузке, в нашем случае принимаемый n = 1,15

         Pраб ــ рабочее давление трубопровода, МПа;

R1 ــ расчетное сопротивление растяжению металла труб, МПа;

Dн   -- наружный диаметр трубопровода, Dн =820 мм.

                                                                                                  (50)

где    R1н ــ нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб, принимаемое  равным минимальному значению временного сопротивления прочности), для марки стали 17Г1С оно составляет 520 МПа, ;

  m ــ коэффициент условий работы трубопровода , m=0,9.

  k1 и kн ــ коэффициенты надежности, соответственно, по материалу и по назначению трубопровода. k1=1,4 , kн=1,0.

За рабочее давление трубопровода примем:

 

                                                                                               (51)

 где    Нрез – высота резервуара. Нрез примем равным высоте резервуара с  понтоном номинальным объемом 50000 м3, Нрез=17,9 м.

 

                               (52)

  δ=6 мм, так как это ближайшая  по сортаменту величина для трубопровода D=820 мм.

       Капиталовложения  на сооружение 1 км данного трубопровода составят: К=81960 руб/км.

 

2) Dн=1020 мм.    

 

  n = 1,15; R1н для марки стали 14ХГС составляет 500 МПа, ; m=0,9;

  k1=1,4; kн=1.

 

 

 

Капиталовложения в данный трубопровод составят: К=95700 руб/км.

  

   3) Dн=1220 мм.      

        n = 1,15; R1н для  марки стали 17Г1С составляет 520 Мпа;

        m=0,9;

        k1=1,4; kн=1,05.

 

 

Из рассмотренных вариантов следует, что по условиям капиталовложений наиболее подходящим является трубопровод Dн=820 мм и δ=6 мм.

 

 

Так как номинальный объем резервуара равен Vр=50000 м3, то объем группы может составлять Vгр=200000 м3:

 

 резервуаров в группе.

    

Следовательно, мы размещаем резервуары в 2 группы. Согласно плана расположения длина технологических трубопроводов парка ориентировочно равна Lтр=1712 м, тогда капиталовложения в данный трубопровод составят: