Выбор основного оборудования магистрального нефтепровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ

ВПО «Омский государственный технический университет»

Кафедра «Нефтегазовое дело»

Практическая работа

По дисциплине: «Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций»

Выполнил: студент гр. ЗПС-529

Галущинский Е. И.

Проверил: преподаватель

Арсеньев В.В.

Омск 2013



Практическое задание №1

«Выбор основного оборудования ГНПС магистрального нефтепровода».

Цель работы: Выбор насосно - силовых агрегатов основной и подпорной станции ГНПС.

Исходные данные:

Схема перекачки: Из насоса в насос, без резервуарного парка.

Вариант: 6

Месторождение нефти: Тетерево-мартымьинское;

Производительность нефтепровода: G = (4 9) = 6 млн. т/год;

Длина нефтепровода: L = (250 500) = 250 км;

Разность геодезических отметок конца и начала нефтепровода: =0 м;

Напор в конце трубопровода: = 50 м;

Геодезическая отметка основной станции: м;

Внутристанционные потери на линии всасывания основной станции: м;

Внутристанционные потери на линии нагнетания основной станции: м;

Плотность нефти при стандартных условиях (20°С): кг/см³;

Кинематическая вязкость при стандартных условиях (20°С): сСт;

Кинематическая вязкость при стандартных условиях (50°С): сСт;

Температура перекачки нефти (): ;

Давление подпора: МПа;

Давление насыщенных паров нефти: Па.

Расчет:

1. Подбор наружного диаметра магистрального нефтепровода, а так же рабочего давления (осуществляется по таблице 2 приложения):

мм;

МПа.

2. Определение плотности нефти при заданной температуре перекачки:

кг/м³

Где: =0,000882, коэффициент объемного расширения нефти (принимается по таблице 3 приложения)

3. Определение вязкости нефти при температуре перекачки:

сСт;

4. Вычисление расчетной и максимальной подачи ГНПС:

м³/ч;

Где: - расчетное число рабочих дней магистрального нефтепровода, (принимается по таблице 4 приложения).

м³/ч;

5. Подбор насоса. По полученным из предыдущего пункта значениям подачи выбираем насос типа НМ из сортамента насосов с номинальной подачей . При этом необходимо выполнение следующих условий:



;

Принимается насос марки: НМ 1250-260 (исполнение ротора 0,7)

Номинальная подача: м³/ч;

Напор: м.

6. Расчет напора на выходе станции при различных вариантах компоновки магистральных насосов:

При 2-х насосах НМ 1250-260 (исполнение ротора 0,7)

м;

Где: - Напор на входе в ГНПС, м;

При 3-х насосах НМ 1250-260 (исполнение ротора 0,7)

м;

7. Определение рабочего давления в трубопроводе:

При 2-х насосах:

МПа;

При 3-х насосах:

МПа;

Сравнив полученные значения давления с рекомендуемым диапазоном (приведенным в таблице 2 приложения) следует принять в качестве рабочего поскольку оно удовлетворяет требованиям к нефтепроводу указанного диаметра и производительности.

Данное давление создается при подключении двух основных магистральных насосов типоразмера НМ 1250-260 (исполнение ротора 0,7) и подпорном давлении на входе в ГНПС МПа;

8. Расчет толщины стенки трубопровода:

Вычисление расчетного сопротивления трубопровода:

Где: - нормативное сопротивление стали = 510 МПа; - коэффициент условий работы трубопровода = 0,9; - коэффициент надежности по материалу =1,41,47 (Принимается 1,4); - Коэффициент надежности по назначению трубопровода =1,05;

Расчет толщины стенки трубопровода:

м

Где: - коэффициент надежности по нагрузке = 1,1 1,15 (принимается 1,1); - наружный диаметр трубопровода = 0,53 м;

По рассчитанным параметрам принимается ближайшая по значению, номинальная толщина стенки трубопровода. (Используется таблица 7 приложения) мм.

9. Выбор марки стали для изготовления нефтепровода, с учетом наружного диаметра и рабочего давления.

Принимается сталь: 13ГС.

10. Определение внутреннего диаметра нефтепровода:

мм



11. расчет числа Рейнольдса и коэффициента гидравлического трения:

Число Рейнольдса:

;

Коэффициент гидравлического трения:

Где: - константа =0,0130 (Принимается по таблице 8 приложения)

12. Расчет потерь на трение в трубопроводе:

Определение скорости течения нефти:

м/с;

Определение потерь на трение в трубопроводе для полученного значения скорости:

м.

13. Расчет полных потерь напора в трубопроводе:

м.

Полученное значение потерь напора сравнивается с величиной напора на выходе станции, рассчитанной в пункте 6. Была выбрана схема работы при двух насосах, при таком режиме значение напора: м; А величина необходимого напора для бесперебойной работы трубопровода составляет: м. Проводится соответствие условию:

м м

Поскольку условие справедливо выполняется, все полученные в ходе расчета, а так же принятые из приложения параметры остаются без изменения.

14. Вычисление всасывающей способности основного насоса:

Скорость потока во входном патрубке основного насоса:

м/с;

Где: - диаметр входного патрубка основного насоса.

Всасывающая способность насоса:

15. Вычисление допустимого рабочего давления в нефтепроводе:

МПа;

16. Проверка правильности выбора основных насосов. Осуществляется по условиям сохранения прочности корпуса насоса и трубопровода:

Условие первое: справедливо выполняется

->



Где: - допустимое рабочее давление корпуса насоса кгс/см² МПа (Принимается по таблице 1 приложения)

Условие второе: справедливо выполняется

->

17. Расчет требуемой мощности приводных электродвигателей основных насосов:

кВт

Где: - коэффициент запаса мощности, при кВт - номинальной мощности насоса ( кВт). % - КПД насоса; % - КПД двигателя (Оба КПД принимаются по справочным данным насосно-силовых агрегатов).

Принимается электродвигатель: СТДП1250-2УХЛ4;

Мощность: 1250 кВт;

Частота вращения: 3000 об/мин;

Напряжение: 6000 В;

Масса агрегата: 7040 кг.

Практическое задание №2

«Регулирование режимов работы ГНПС».

Цель работы: Расчет режима работы ГНПС при различных методах регулирования;

Выбор наиболее эффективного метода регулирования.

Исходные данные:

Плотность перекачиваемой нефти: кг/м³;

Расчетная подача станции: м³/ч;

Количество насосов: шт;

Диаметр рабочего колеса: мм;

Число оборотов рабочего колеса: об/мин (50 об/с);

Напор насоса: м;

Коэффициент быстроходности насосов: ;

Напор на выходе станции: м;

Требуемый напор: м;

КПД насосов при расчетной подаче: %;

Номинальный КПД электродвигателей: %;

Внутристанционные потери на линии нагнетания: м;

Всасывающая способность основных насосов: м

Расчет:

1. Вычисление мощности потребляемой электродвигателями станции до регулирования:

кВт;

насос компрессор гидравлический

2. Определение аппроксимационного коэффициента напорных характеристик основного насоса:

Поскольку по условию задачи не задана величина расхода на подпоре станции, аппроксимационный коэффициент подпора принимается равным:

Где: Индекс «1» используется для обозначения параметров Q и H при расчетной подаче, индекс «2» при подаче м³/ч; м; м. Значения напора принимаются по графикам зависимости характеристик насоса. Расчет коэффициента:

м;

м;

3. Определение аппроксимационного коэффициента напорной характеристики станции:

м.

4. Расчет напора на входе станции при расчетной подаче, а так же излишний напор станции:

м;

м;

5. Расчет режима работы станции, при применении метода регулирования - обточки рабочих колес насосов:

5.1. Определение напора основных насосов, при котором напор на выходе стации равен требуемому напору:



м;

м;

5.2. Вычисление диаметра рабочего колеса основного насоса после обточки:

м;

5.3. Определение допустимости обточки рабочих колес:

Величина допустимой обточки колеса принимается по таблице приложения в зависимости от коэффициента быстроходности и равна 20 - 15%.

Осуществляется проверка на соответствие условию:

%

Полученное значение попадает в указанный диапазон предела обточки рабочего колеса для используемого насоса, следовательно, обточка допустима.

5.4. Вычисление значений аппроксимационных коэффициентов напорных характеристик насосов и станции после обточки колес:

;

;

;

;

;

;

5.5. Построение графиков функций по аппроксимационным коэффициентам напорных характеристик для рабочей зоны подач (0,81,2 ). На графики наносятся рабочие точки отражающие параметры до и после регулирования с учетом потерь ;

после обточки -->

Размещено на Allbest.ru