Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. КЛИМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РАЙОНА
• 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВМЕСТИМОСТИ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА
• 3. ВЫБОР РЕЗЕРВУАРОВ
• 3.1 Расчет высоты обвалования группы из 11 резервуаров с бензином
• 3.2 Расчет высоты обвалования группы из 4 резервуаров с дизтопливом
• 3.3 Расчет высоты обвалования группы из 3 резервуаров с нефтью
• 3.4 Расчет высоты обвалования группы из 4 резервуаров с топочным мазутом М100 и флотским мазутом Ф-5
• 3.5 Расчет высоты обвалования группы из 19 резервуаров с маслом
• 4. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЭСТАКАДЫ
• 4.1 Расчет количества цистерн в маршруте максимальной грузоподъемности
• 4.2 Расчет длины железнодорожной эстакады
• 5. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН
• 6. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СЛИВА НАИБОЛЬШЕЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
• 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА В КОЛЛЕКТОРЕ
• 8. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА НАЛИВНЫХ УСТРОЙСТВ В БОЧКИ
• 9. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН ДЛЯ ВЫВОЗА НЕФТЕПРОДУКТОВ
• 10. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТРУБОПРОВОДА
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Введение

Система нефтеснабжения - одна из мощных и важных отраслей народного хозяйства. В настоящее время невозможно прогрессивное развитие почти ни одной отрасли промышленности, транспорта, сельского хозяйства без применения нефтепродуктов или продуктов нефтехимии, многие из которых используются также для бытовых нужд населения.

Операции, осуществляемые нефтебазами, условно разделяются на основные и вспомогательные.

К основным операциям относятся:

1) Прием нефтепродуктов, доставляемых на нефтебазу в железнодорожных вагонах, нефтеналивных судах, по магистральным нефтепродуктопроводам, автомобильным, воздушным транспортом и в мелкой таре (контейнерах и бочках);

2) Хранение нефтепродуктов в резервуарных и в тарных хранилищах;

3) Отгрузка больших партий нефтепродуктов и нефти по железной дороге, водным и трубопроводным транспортом;

4) Реализация малых количеств нефтепродуктов через автозаправочные станции, разливочные и тарные склады;

5) Затаривание нефтепродуктов в мелкую тару;

6) Регенерация масел;

7) Компаундирование нефтепродуктов;

К вспомогательным операциям относятся:

1) Очистка и обезвоживание нефтепродуктов;

2) Изготовление и ремонт нефтяной тары;

3) Производство некоторых видов консистентных смазок и охлаждающих жидкостей;

4) Ремонт технологического оборудования, зданий и сооружений;

5) Эксплуатация энергетических установок и транспортных средств.

Нефтебазы подразделяются:

А) по характеру производимых операций - на перевалочные, распределительные, перевалочно-распределительные и хранения;

Б) по транспортным связям - на железнодорожные, водные, водно-железнодорожные, трубопроводные и глубинные, получающие нефтепродукт автотранспортом;

В) по номенклатуре поступающих и хранимых нефтепродуктов - на базы общего хранения и базы хранения светлых и темных нефтепродуктов, масел и нефтей. коллектор трубопровод железнодорожная эстакада

Для наиболее удобного и бесперебойного проведения всех операций, а также по противопожарным соображениям все объекты нефтебаз скомпонованы в семи зонах.

1. Зона железнодорожных нефтегрузовых операций включает сооружения для погрузки и разгрузки крупных партий нефтепродуктов и нефтей, перевозимых по железной дороге. В этой зоне размещается:

1) Железнодорожные подъездные пути;

2) Погрузочно-разгрузочные эстакады и площадки;

3) Технологические трубопроводы различного назначения;

4) Насосные при эстакаде для перекачки нефтепродуктов и нефтей;

5) Операторная для обслуживания персонала эстакады.

2. Зона водных нефтегрузовых операций включает сооружения для погрузки и разгрузки крупных партий нефтей и нефтепродуктов, перевозимых водным транспортом. В этой зоне размещается:

1) Морские и речные грузовые пристани;

2) Насосные;

3) Береговые резервуарные парки;

4) Технологические трубопроводы;

5) Операторные.

3. Зона хранения представлена следующими объектами:

1) Резервуарными парками;

2) Технологическими трубопроводами;

3) Насосными;

4) Операторными.

4. Зона оперативная, в которой производится отпуск нефтепродуктов мелкими партиями в автоцистерне, контейнеры и бочки, и имеет:

1) Автоэстакады для налива нефтепродукта в автоцистерны;

2) Разливочные для налива нефтепродукта в бочки;

3) Склады для затаренных нефтепродуктов;

4) Лаборатории для анализа качества нефтепродуктов;

5) Тарные склады;

6) Цех по затариванию нефтепродуктов в безвозвратную мелкую тару;

7) Цех по регенерации отработанных масел.

5. Зона вспомогательных сооружений, предназначенных для обслуживания нефтебазы, включает:

1) Механическую мастерскую;

2) Котельную;

3) Электростанцию или трансформаторную подстанцию;

4) Цех по производству и ремонту нефтяной тары;

5) Водопроводные и сантехнические сооружения;

6) Материальный склад;

7) Топливный склад для нужд нефтебазы;

8) Объекты противопожарной службы.

6. Зона административного хозяйства, в которую входят:

1) Контора нефтебазы;

2) Пожарное дело;

3) Здание охраны нефтебазы;

4) Гараж.

7. Зона очистных сооружений включает:

1) Нефтеловушку для отделения нефтепродуктов от воды;

2) Пруд-отстойник для сбора промышленных стоков;

3) Иловую площадку;



1. Климатологические данные района

Сведем все необходимые в дальнейших расчетах данные по городу Череповец в таблицу 1.

Таблица 1 - Климатология района

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С	Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца, °С	Повторяемость направлений ветра рассчитана в процентах
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Холодный период года
-31	-	8	9	3	13	25	22	15	5
Теплый период года
-	22,5	10	13	9	12	16	15	15	10

Рисунок 1 - Роза ветров для г. Череповец



2. Определение вместимости резервуарного парка

Важнейшее условие, обеспечивающее нормальную работу нефтебазы - объем резервуарного парка, который должен обеспечить компенсацию неравномерности поступления и отпуска нефтепродуктов.

Резервуары - наиболее дорогие сооружения нефтебаз. Помимо крупных капиталовложений на их сооружение требуется большое количество металла, поэтому при проектировании нефтебаз необходимый объем резервуарного парка должен быть определен по возможности точно.

Величина объема резервуаров нефтебазы зависит в основном от планируемого грузооборота, его интенсивности, назначения нефтебазы и ее расположения. В основу расчета необходимого объема резервуаров принимают: утвержденный годовой грузооборот по сортам нефтепродуктов и видам транспорта, которым осуществляется завоз и вывоз; годовые графики поступления и реализации каждого сорта.

Таблица 2 - Объемы месячного поступления и реализации нефтепродуктов на нефтебазах (% от годового грузооборота)

Показатели	Месяцы
	Январь	Февраль	Март	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь
Количество поступивших нефтепродуктов	5,3	7,5	2,5	9,3	8,7	11,4	10,6	13,3	8,7	7,6	7,4	7,7
Количество реализованных нефтепродуктов	3,2	3,8	7,2	9,4	3,6	4,5	14,5	11,4	14,6	15,7	10,3	1,8
Месячный остаток	2,1	3,7	-4,7	-0,1	5,1	6,9	-3,9	1,9	-5,9	-8,1	-2,9	5,9
Сумма месячных остатков ДV	2,1	5,8	1,1	1	6,1	13	9,1	11	5,1	-3	-5,9	0

Определим проектный объем резервуарного парка () в % от годового грузооборота нефтебазы

где ? максимальный и минимальный суммарные остатки нефтепродуктов за месяц.

С учетом страхового запаса , который принимаем равным 20 %, получаем

Определим долю каждого нефтепродукта в общем объеме резервуарного парка в соответствии с его процентным содержанием в годовом грузообороте нефтебазы.

Находим процентное содержание нефтепродукта в грузообороте нефтебазы

где - процентное содержание i-го нефтепродукта в грузообороте нефтебазы;

? годовой грузооборот нефтебазы по данному нефтепродукту, т/год;

? годовой грузооборот нефтебазы, т/год;

Расчет ПР для автобензина АИ-80 по формуле (3)

Результаты расчетов сводим в таблицу 3

Таблица 3 - Грузооборот нефтебазы по типам нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	Грузооборот, т/год	ПР, %
1	2	3
Автобензин АИ-80	36000	9,47
Автобензин АИ-92	35500	9,34
Автобензин АИ-95	40000	10,53
Автобензин АИ-98	14000	3,68
Дизельное топливо ДЛ	19000	5,00
Дизельное топливо ДЗ	22000	5,79
Топочный мазут 100	11100	2,92
Мазут флотский Ф-5	11000	2,89
Нефть	180000	47,37
Масло моторное М-10В2С	2100	0,55
Масло моторное М-14В2	1900	0,50
Масло индустриальное И-12А	2000	0,53
Масло индустриальное И-20А	2200	0,58
Масло турбинное Т-22	2000	0,53
Масло турбинное Т-46	1200	0,32

Находим массу хранимого нефтепродукта по формуле

где ? масса i-го хранимого на нефтебазе продукта, т;

? суммарная масса нефтепродуктов, хранимых на базе, т.

Расчет массы автобензина АИ-80 определим по формуле (4)

Находим объем хранимого нефтепродукта на нефтебазе

где ? объем хранимого нефтепродукта, м³;

? плотность нефтепродукта при 20^оС, т/м³ (таблица 4).

Таблица 4 - Плотности нефтепродуктов

Наименование нефтепродукта	Плотности, т/м3
1	2
Автобензин АИ-80	0,76
Автобензин АИ-92	0,76
Автобензин АИ-95	0,76
Автобензин АИ-98	0,76
Дизельное топливо ДЛ	0,83
Дизельное топливо ДЗ	0,825
Топочный мазут 100	0,96
Мазут флотский Ф-5	0,96
Нефть	0,87
Масло моторное М-10В2С	0,64
Масло моторное М-14В2	0,6
Масло моторное М-14Г2	0,62
Масло индустриальное И-12А	0,88
Масло индустриальное И-20А	0,85
Масло турбинное Т-22	0,86
Масло турбинное Т-46	0,91

Расчет объема автобензина АИ-80 по формуле (5)

Результаты расчетов сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - Количество нефтепродуктов в общем объеме резервуарного парка

Тип нефтепродукта	% от годового грузооборота	Масса, т	Объем,
Автобензин АИ-80	9,47	8161,62	10738,97
Автобензин АИ-92	9,34	8049,59	10591,57
Автобензин АИ-95	10,53	9075,18	11941,03
Автобензин АИ-98	3,68	3171,57	4173,12
Дизельное топливо ДЛ	5,00	4309,20	5191,81
Дизельное топливо ДЗ	5,79	4990,05	6048,55
Топочный мазут 100	2,92	2516,57	2621,43
Мазут флотский Ф-5	2,89	2490,72	2594,50
Нефть	47,37	40825,36	46925,70
Масло моторное М-10В2С	0,55	474,01	740,64
Масло моторное М-14В2	0,50	430,92	718,20
Масло индустриальное И-12А	0,53	456,78	519,07
Масло индустриальное И-20А	0,58	499,87	588,08
Масло турбинное Т-22	0,53	456,78	531,14
Масло турбинное Т-46	0,32	275,79	303,07



3. Выбор резервуаров

Количество и объем резервуаров определяем в соответствии с требованиями

Для бензинов и нефти, принимаем резервуары с понтоном. Для масел - горизонтальные резервуары.

Сведем полученные данные в таблицу 6.

Таблица 6 - Резервуары по типам хранимых нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	Объем,	Тип резервуара	Количество
Автобензин АИ-80	10738,97	РВСП-5000	3
Автобензин АИ-92	10591,57	РВСП-5000	3
Автобензин АИ-95	11941,03	РВСП-5000	3
Автобензин АИ-98	4173,12	РВСП-3000	2
Дизельное топливо ДЛ	5191,81	РВС-5000	2
Дизельное топливо ДЗ	6048,55	РВС-5000	2
Топочный мазут 100	2621,43	РВС-2000	2
Мазут флотский Ф-5	2594,50	РВС-2000	2
Нефть	46925,70	РВСП-20000	3
Масло моторное М-10В2С	740,64	РГС-200	4
Масло моторное М-14В2	718,20	РГС-200	4
Масло индустриальное И-12А	519,07	РГС-200	3
Масло индустриальное И-20А	588,08	РГС-200	3
Масло турбинное Т-22	531,14	РГС-200	3
Масло турбинное Т-46	303,07	РГС-200	2

Резервуарный парк из 41 резервуара. Данные о применяемых резервуарах представим в таблице 7 и 8.



Таблица 7 - Номинальные объемы и основные параметры применяемых стальных вертикальных цилиндрических резервуаров

Номинальный объем, м3	Основные параметры резервуаров, м
	Со стационарной крышей	С понтоном
	Диаметр, Д	Высота, H	Диаметр, Д	Высота, H
2000	15,18	11,92	15,18	11,92
3000	18,98	11,92	18,98	11,92
5000	20,92	14,9	20,92	14,9
20000	39,9	17,88	39,9	17,88

Таблица 8 - Номинальные объемы и основные параметры применяемых стальных горизонтальных резервуаров

Номинальный объем, м3	Основные параметры резервуаров, м
	Диаметр, D	Длина, L, при днище
		плоском	коническом
200	3,43	22,8	23,7

Определим общий номинальный объем резервуарного парка нефтебазы

Определяем, что нефтебаза относится к I категории.

3.1 Расчет высоты обвалования группы из 11 резервуаров с бензином

Площадь группы резервуаров

Высота обвалования

Общая высота обвалования с учетом запаса

Принимаем высоту обвалования равной 1,0 м.

Рисунок 2 - Группа резервуаров с бензином

3.2 Расчет высоты обвалования группы из 4 резервуаров с дизтопливом

Площадь группы резервуаров

Высота обвалования по формуле (7)

Общая высота обвалования по формуле (8)

Принимаем высоту обвалования равной 1,23 м.

Рисунок 3 - Группа резервуаров с дизтопливом

3.3 Расчет высоты обвалования группы из 3 резервуаров с нефтью

Площадь группы резервуаров

Высота обвалования по формуле (7) равна

Общая высота обвалования по формуле (8)

Принимаем высоту обвалования равной 1,6 м.

Рисунок 4 - Группа резервуаров с нефтью

3.4 Расчет высоты обвалования группы из 4 резервуаров с топочным мазутом М100 и флотским мазутом Ф-5

Площадь группы резервуаров

Высота обвалования по формуле (7)

Общая высота обвалования по формуле (8)

Принимаем высоту обвалования равной 1,14 м.



Рисунок 5 - Группа резервуаров с топочным и флотским мазутом

3.5 Расчет высоты обвалования группы из 19 резервуаров с маслом

Площадь группы резервуаров

Высота обвалования по формуле (7)

Общая высота обвалования по формуле (8)

Принимаем высоту обвалования равной 0,5 м.

Рисунок 6 - Группа резервуаров с маслом

4. Расчет железнодорожной эстакады

Нефтебазы, на которые доставляются нефтепродукты по железной дороге, соединяются с главными путями железной дороги подъездной веткой. На самой территории нефтебазы устраиваются сливо-наливные пути, часто тупикового типа.

Длина подъездной ветки зависит от местных условий, длина и число тупиков от длины принимаемых составов, грузооборота нефтебазы и сортности прибывающих и отгружаемых нефтепродуктов. Устройство и эксплуатация подъездных путей и сливных устройств ведутся в соответствии с существующими нормами и правилами строительства и эксплуатации железной дороги.

Сливно-наливные эстакады, предназначенные для разгрузки и погрузки цистерн, располагаются на прямом участке железнодорожного тупика.

4.1 Расчет количества цистерн в маршруте максимальной грузоподъемности

Число маршрутов, прибывающих в течение суток, определим по формуле

где - число прибывающих маршрутов в сутки;

- годовой грузооборот нефтебазы, т/год;

- коэффициент неравномерности потребления нефтепродуктов (Принимаем для всех видов топлив ; для масел и смазок (Промышленность потребляет 70%));

- коэффициент неравномерности подачи цистерн ();

- грузоподъемность одного маршрута, т (принимаем равным 1500);

Тогда по формуле (9)

В результате вычислений получили, что количество прибываемых маршрутов в сутки на нефтебазу равно 0,999, следовательно, на нефтебазу будет приходить один маршрут раз в день.

В соответствии с процентным соотношением нефтепродукта от годового грузооборота определяем количество цистерн по сортам нефтепродуктов по формуле

где - количество цистерн с i-ым нефтепродуктом, шт.;

- годовой грузооборот нефтебазы по i-тому нефтепродукту, т/год;

- грузоподъемность железнодорожной цистерны, принимаем равной 60 т.

Расчет количества цистерн для автобензина АИ-80 по формуле (10)

Получаем, что максимальное число цистерн с АИ-80 в маршруте равно 3.

Результаты расчетов для остальных нефтепродуктов сведем в таблицу 9.

Таблица 9 - Количество цистерн по типам нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	Цистерны	Максимальное количество цистерн
Автобензин АИ-80	2,367	3
Автобензин АИ-92	2,334	3
Автобензин АИ-95	2,630	3
Автобензин АИ-98	0,921	1
Дизельное топливо ДЛ	1,249	2
Дизельное топливо ДЗ	1,447	2
Топочный мазут 100	0,730	1
Мазут флотский Ф-5	0,723	1
Нефть	9,863	10
Масло моторное М-10В2С	0,207	1
Масло моторное М-14В2	0,187	1
Масло индустриальное И-12А	0,197	1
Масло индустриальное И-20А	0,217	1
Масло турбинное Т-22	0,197	1
Масло турбинное Т-46	0,118	1

Таким образом, маршрут максимальной грузоподъемности состоит из 32 цистерн емкостью по 60 т: светлые нефтепродукты - 14 цистерн, темные нефтепродукты - 18 цистерн (из которых 6 цистерн с маслом).

Для слива светлых нефтепродуктов выбираем комбинированную двухстороннюю эстакаду на 14 постов слива с тремя коллекторами: коллектор №1 (АИ-80 - 3 цистерны, АИ-92 - 3 цистерны), коллектор №2 (АИ-95 - 3 цистерны, АИ-98 - 1 цистерна), коллектор №3 (ДТЛ - 2 цистерны, ДТЗ - 2 цистерны).

Для слива темных нефтепродуктов выбираем комбинированную двухстороннюю эстакаду на 18 постов слива с двумя коллекторами: коллектор №4 (нефть - 10 цистерн) и коллектор №5 (М100 - 2 цистерны, Ф-5 - 2 цистерны).

Для слива масел принимаем одиночные сливные устройства с принудительным сливом через насос.

4.2 Расчет длины железнодорожной эстакады

Для маршрутных сливо-наливных операций разработаны типовые эстакады, позволяющие производить только налив нефтепродуктов светлых, темных и масел, а так же комбинированные эстакады для слива и налива нефтепродуктов.

Длину железнодорожной эстакады рассчитаем по формуле

где - длина железнодорожной эстакады, м;

- число цистерн по типам, входящих в маршрут;

k - число цистерн в маршруте;

- длина цистерн различных типов по осям автосцепления (для цистерны грузоподъемности 60 т м).

Длина двухсторонней эстакады для слива светлых нефтепродуктов

Длина двусторонней эстакады для слива темных нефтепродуктов

Осуществляется нижний слив нефтепродуктов.

Установки для нижнего слива и налива нефтепродуктов шарнирно - сочлененного исполнения выпускают 3-х типов: УСН - без подогрева, УСПН - с подогревом; УСНПЭ - с электроподогревом. Условные проходы патрубков: 150, 175, 200, 250 и 300 мм. В настоящее время разработаны и выпускаются установки нижнего слива и налива нефтепродуктов типов АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200.

Для слива светлых нефтепродуктов принимаем установку АСН-7Б; для слива темных нефтепродуктов и масел - АСН-8Б. Условные проходы патрубков 210 мм.



5. Расчет времени слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Расчет времени слива для светлых нефтепродуктов проводим при температуре самой холодной пятидневки года (-31°С), для нефти при температуре перекачки (+6°С) и для темных нефтепродуктов при соответствующей температуре перекачки.

Сливное устройство АСН-7Б имеет следующую высоту сливного патрубка

где - расстояние от оси коллектора до нижней образующей котла цистерны.

- длина сливного патрубка цистерны;

- длина присоединительной головки;

- расстояние от присоединительной головки до оси коллектора.

- высота сливного устройства.

Находим площадь поперечного сечения сливного патрубка

где - внутренний диаметр сливного патрубка цистерны.

Для АИ-80 находим расчетную вязкость при данной температуре по формуле Вальтера

кинематическая вязкость при абсолютных температурах , м²/с;

- эмпирические коэффициенты.

Значение коэффициентов

где - расчетная кинематическая вязкость, мм²/с;

Таблица 10 - Определение расчетной вязкости нефтепродуктов

Наименование нефтепродукта	н1, мм2/с	T1,К	н2, мм2/с	T2,К	Тр, К	а	b	н, мм2/с
Автобензин АИ-80	0,53	313	0,63	293	241	7,653	-3,430	1,193
Автобензин АИ-92
Автобензин АИ-95
Автобензин АИ-98
Дизельное топливо ДЛ	5	303	8	283	241	7,617	-3,117	33,63
Дизельное топливо ДЗ	3,1	303	7	283	241	14,73	-6,028	195,43
Топочный мазут 100	50	373	118	353	333	9,369	-3,553	355,05
Мазут флотский Ф-5	3,5	373	36,2	323	298	15,998	-6,298	399,58
Нефть	5,9	293	30,7	279	278	42,214	-17,146	107,41
Масло моторное М-10В2С	11	373	20	323	293	3,723	-1,436	31,98
Масло моторное М-14В2	13,5	373	120	323	303	10,586	-4,092	504,52
Масло индустриальное И-12А	13	323	17	313	278	7,441	-2,943	58,2
Масло индустриальное И-20А	18,2	323	71,3	293	288	9,722	-3,832	95,65
Масло турбинное Т-22	100	293	21,8	323	278	10,216	-4,019	296,99
Масло турбинное Т-46	44	323	80	293	288	3,929	-1,479	89,74

Находим число Рейнольдса при полном заполнении цистерны

где - внутренний диаметр котла цистерны.

Определение числа Рейнольдса при заполнении цистерны в 5%

Значения коэффициентов расхода и при и соответственно определяются по графику (рисунок 1): , . Определяем среднее значение коэффициента расхода



1 - Универсальный сливной прибор по данным З.И.Геллера;

2 - Универсальный сливной прибор по данным ВНИИСПТнефть;

3 - Сливной прибор Утешинского по данным З.И.Геллера; 4 - Сливной прибор Утешинского по данным ВНИИСПТнефть; 5 - Универсальный сливной прибор по данным В.М. Свистова; 6 - Сливной прибор Утешинского по данным В.М. Свистова; 7 - УстановкаАСН-7Б;

8 - Установка УСН - 175; 9 - УстановкаУСН-175 с действующим монитором;

10 - Установка СЛ-9

Рисунок 7 - Коэффициент расхода патрубков сливных приборов железнодорожных цистерн

Находим время полного слива цистерны

где - длина котла цистерны.

Производится закрытый слив нефтепродуктов, поэтому необходимо ввести поправочный коэффициент в зависимости от отношения



где .

Аналогично произведем расчет слива всех нефтепродуктов и сведем все полученные результаты в таблицу 11.

Таблица 11 - Расчет времени слива

Наименование нефтепродукта	, /с						, с	, мин
Автобензин АИ-80	1,193	1623849	0,38	994401	0,38	0,38	1145	12
Автобензин АИ-92
Автобензин АИ-95
Автобензин АИ-98
Дизельное топливо ДЛ	33,63	57605	0,38	35276	0,38	0,38	1145	12
Дизельное топливо ДЗ	195,43	9913	0,36	6070	0,35	0,36	1209	12
Топочный мазут 100	355,05	5456	0,35	3341	0,33	0,34	1280	13
Мазут флотский Ф-5	399,58	4848	0,34	2969	0,33	0,335	1299	13
Нефть	107,41	18036	0,38	11045	0,37	0,375	1161	12
Масло моторное М-10В2С	31,98	60577	0,38	37096	0,38	0,38	1145	12
Масло моторное М-14В2	504,52	3840	0,33	2351	0,32	0,325	1339	14
Масло индустриальное И-12А	58,2	33286	0,38	20384	0,38	0,38	1145	12
Масло индустриальное И-20А	95,65	20254	0,38	12403	0,38	0,38	1145	12
Масло турбинное Т-22	296,99	6523	0,36	3994	0,34	0,35	1243	13
Масло турбинное Т-46	89,74	21587	0,38	13220	0,38	0,38	1145	12



6. Расчет времени слива наибольшей грузоподъемности

Принимаем, что на каждом коллекторе работает по 1 бригаде сливщиков, время слива маршрута будет складываться из времени обслуживания цистерны плюс время слива последней цистерны.

Нефть и нефтепродукты сливаются по следующим коллекторам: коллектор №1 (АИ-80 - 3 цистерны, АИ-92 - 3 цистерны), коллектор №2 (АИ-95 - 3 цистерны, АИ-98 - 1 цистерна), коллектор №3 (ДТЛ - 2 цистерны, ДТЗ - 2 цистерны), коллектор №4 (Нефть - 10 цистерн) и коллектор №5 (М100 - 1 цистерна, Ф-5 - 1 цистерна).

Обслуживание цистерны равно 4 минутам. Принимаем, что работает 2 бригады сливщиков, так как цистерн с нефтью более 8. Время слива будет складываться из времени обслуживания цистерн и времени слива последней цистерны

Следовательно, время слива всего маршрута 32 минуты.



7. Определение максимального расхода в коллекторе

Расход определяется с учетом не одновременного начала слива из различных цистерн. Время запаздывания складывается из времени, затраченного на подготовительные операции - открытие люка цистерны и подключение сливного трубопровода. Расход из первой цистерны при нижнем сливе нефтепродукта самотеком, откуда только начался слив, будет определяться по формуле

Если из второй цистерны слив начался раньше на , то часть нефтепродукта из нее сольется, и истечение будет происходить с расходом

Расход из третьей цистерны, сливающейся в течение 2 времени будет равен

Аналогичным образом будет определяться расход из всех остальных цистерн.

Произведем расчет максимального расхода при сливе бензина АИ-80 (=595,5 с - время слива цистерны, - время обслуживания одной цистерны, равное 4 мин).

Расход из первой цистерны по формуле (24)

Расход из второй цистерны по формуле (25)

Расход из третьей цистерны по формуле (25)

Таким образом, максимальный расход в коллекторе будет равен

В связи с тем, что возможное количество одновременно сливающихся цистерн может превышать реально сливающихся, за расчетное количество цистерн будет приниматься реальное число цистерн.

Таблица 12 - Определение максимальных расходов

Тип нефтепродуктов	Возможное количество одновременно сливаемых цистерн		,
		Номер цистерны
		1	2	3	4
Автобензин АИ-80	3	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,2152
Автобензин АИ-92	3	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,2152
Автобензин АИ-95	3	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,2152
Автобензин АИ-98	1	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,0994
Дизельное топливо ДЛ	2	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,1698
Дизельное топливо ДЗ	2	0,0941	0,0678	0,0458	-	0,1619
Топочный мазут 100	1	0,0889	0,0651	0,0458	0,0170	0,0889
Мазут флотский Ф-5	1	0,0876	0,0645	0,0457	0,0188	0,0876
Нефть	10	0,0981	0,0698	0,0455	-	0,2134
Масло моторное М-10В2С	1	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,0994
Масло моторное М-14В2	1	0,0850	0,0631	0,0455	0,0217	0,0850
Масло индустриальное И-12А	1	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,0994
Масло индустриальное И-20А	1	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,0994
Масло турбинное Т-22	1	0,0915	0,0665	0,0458	0,0122	0,0915
Масло турбинное Т-22	1	0,0994	0,0704	0,0454	-	0,0994



8. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА НАЛИВНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ НАЛИВА В АВТОЦИСТЕРНЫ

Площадка налива оборудуется системами (АСН) типа АСН-6ВНГ (подача насоса , коэффициент использования , время работы в сутки часа).

Все автоцистерны, перевозящие светлые нефтепродукты, одной марки: Сеспель ППЦ-964841 на шасси MAN TGX 18.440, каждая автоцистерна вместимостью .

Автоцистерны для перевозки мазута Сеспель ППЦ-964872 на шасси MAN TGX 18.440, вместимость .

Расчет количества наливных стояков ведется исходя из годового грузооборота для каждого нефтепродукта по формуле

где - суточный расход реализации i-го нефтепродукта, определяемый по формуле

где - объем i-го нефтепродукта, вывозимого в автоцистернах в долях, равных 60% для бензина, 40% для дизтоплива, 30% для мазута.

Расчет количества наливных стояков для бензина АИ-80 согласно формулам (29) и (30)

Принимаем .

Определим количество цистерн по формуле

Округляем до целого числа в большую сторону, принимаем 3.

Результаты расчетов для остальных нефтепродуктов сводим в таблицу 13.

Таблица 13 - Расчет необходимого количества наливных стояков и автоцистерн

Тип нефтепродукта			Кол-во АСН	Кол-во цистерн
			Расчет	Итог	Расчет	Итог
Автобензин АИ-80	59,18	0,76	0,093	1	2,596	3
Автобензин АИ-92	58,36	0,76	0,091	1	2,560	3
Автобензин АИ-95	65,75	0,76	0,103	1	2,884	3
Автобензин АИ-98	23,01	0,76	0,036	1	1,009	2
Дизельное топливо ДЛ	20,82	0,83	0,030	1	0,836	1
Дизельное топливо ДЗ	24,11	0,825	0,035	1	0,974	1
Мазут топочный 100	9,12	0,96	0,011	1	0,317	1
Мазут флотский Ф-5	9,04	0,96	0,011	1	0,314	1

По таблице определяем, что необходимое число АСН равно - 8, число автоцистерн равно - 15.



9. РасчЁт количества наливных устройств в бочки

Разливочная оборудуется раздаточными кранами К40 c автоматической отсечкой при наполнении (производительность ; коэффициент использования ; время работы 365 дней в год по ).

Расчет количества раздаточных кранов ведется исходя из годового грузооборота для каждого нефтепродуктов и с учетом того, что с нефтебазы в бочкотаре вывозится 40% масел от общего грузооборота, т.е. .

Для масла М-10В₂С согласно формулам (29) и (30) оно составит

Округляем до целого числа в большую сторону, то есть 1.

Определим количество бочек по формуле (31)

Округляем до целого числа в большую сторону, то есть 9,0.

Таблица 14 - Расчет необходимого количества раздаточных кранов

Тип нефтепродукта	Qcут,	Плотность	Кол-во кранов	Кол-во бочек
			Расчет	Итог	Расчет	итог
Масло моторное М-10В2С	2,30	0,64	0,202	1	9,0	9
Масло моторное М-14В2	2,08	0,6	0,195	1	8,7	9
Масло индустриальное И-12А	2,19	0,88	0,140	1	6,2	7
Масло индустриальное И-12А	2,41	0,85	0,159	1	7,1	8
Масло турбинное Т-22	2,19	0,86	0,143	1	6,4	7
Масло турбинное Т-46	1,32	0,91	0,082	1	3,6	4

Всего необходимо 6 раздаточных кранов и 44 бочки.



10. Расчет количества железнодорожных цистерн для вывоза нефтепродуктов

Отгрузка нефтепродуктов осуществляется железнодорожными цистернами грузоподъемности 60 т. Так как доставка нефтепродуктов осуществляется каждый день, то отгрузку будем производить так же ежедневно. С нефтебазы железнодорожным транспортом увозится 40% бензина, 30% дизтоплива, 70% мазута, 100% нефти и 60% масел от общего груза.

В соответствие с процентным содержанием нефтепродуктов от годового грузооборота определим количества по сортам нефтепродуктов. Для бензина АИ-80

где грузоподъемность железнодорожной цистерны с i-ым нефтепродуктом.

Округляем до целого числа в большую сторону, то есть 1.

Результаты расчетов для остальных нефтепродуктов сводим в таблицу 15.

Таблица 15 - Количество цистерн по типам нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	, т	Цистерны	Максимальное количество цистерн в маршруте
1	2	3	4
Автобензин АИ-80	39,45	0,789	1
Автобензин АИ-92	38,90	0,778	1
Автобензин АИ-95	43,84	0,877	1
Автобензин АИ-98	15,34	0,307	1
Дизельное топливо ДЛ	15,62	0,312	1
Дизельное топливо ДЗ	18,08	0,362	1
Топочный мазут 100	21,29	0,426	1
Мазут флотский Ф-5	21,10	0,422	1
Нефть	493,15	9,863	10
Масло моторное М-10В2С	3,45	0,104	1
Масло моторное М-14В2	3,12	0,094	1
Масло индустриальное И-12А	3,29	0,099	1
Масло индустриальное И-20А	3,62	0,109	1
Масло турбинное Т-22	3,29	0,099	1
Масло турбинное Т-46	1,97	0,059	1

Маршрут состоит из 24 цистерн емкостью по 60 т.



11. Гидравлический расчет технологического трубопровода

11.1 Гидравлический расчет трубопровода, соединяющего

железнодорожную эстакаду для светлых нефтепродуктов с резервуаром для хранения бензина (самый дальний резервуар для хранения светлых нефтепродуктов)

Гидравлический расчет будем вести при температуре наиболее холодной пятидневки (242 К).

Кинематическая вязкость АИ - 80: .

Длина всасывающей линии: .

Наружный диаметр всасывающего трубопровода .

Толщина стенки трубопровода .

Геодезическая отметка железнодорожной эстакады .

Геодезическая отметка насосной станции .

Эквивалентная шероховатость труб .

Местные сопротивления на всасывающей линии приведены в таблице 16.

Таблица 16 - Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество	овс
Фильтр	1	1,7
Задвижка	2	0,15

Длина нагнетательной линии: .

Наружный диаметр нагнетательного трубопровода .

Толщина стенки трубопровода .

Геодезическая отметка резервуара .

Высота взлива резервуара .

Таблица 17 - Местные сопротивления на нагнетательной линии

Тип местного сопротивления	Количество	онаг
Вход в резервуар	1	1
Задвижка	2	0,15
Поворот под 90°	2	0,3

- атмосферное давление.

Давление насыщенных паров бензина при 22,5°С (таблица 1) определим по формуле

где - температура начала кипения бензина.

Плотность бензина при 22,5°С определяется по формуле Д.И. Менделеева

где - плотность бензина при 293К, равная 760 кг/м³;

о - температурная поправка, определяемая по формуле

11.1.1 Гидравлический расчет всасывающей линии

Находим внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе

Так как , режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в зоне смешанного трения, для которого коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле

Потери напора по длине трубопровода

Потери напора на местные сопротивления

Потеря напора на преодоление сил тяжести

Полная потеря напора на всасывающей линии

Проверка всасывающего трубопроводов на холодное кипение паров бензина. Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока

Условие выполняется.

11.1.2 Гидравлический расчет нагнетательной линии

Находим внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе

Так как , режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в зоне смешанного трения, для которого коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле

Потери напора по длине трубопровода

Потери напора на местные сопротивления

Потеря напора на преодоление сил тяжести

Полная потеря напора на нагнетательной линии

11.1.3 Гидравлический расчет всасывающей линии (внутрибазовая перекачка)

Минимальная высота взлива резервуара .

Таблица 18 - Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество	онаг
Задвижка	2	0,15
Поворот по 900	2	0,3

Находим внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе по (38)

Критические значения числа Рейнольдса

Так как , режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в зоне смешанного трения, для которого коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле (41)

Потери напора по длине трубопровода по формуле (42)

Потери напора на местные сопротивления по формуле (43)

Потеря напора на преодоление сил тяжести по формуле (44)

Полная потеря напора на всасывающей линии по формуле (45)

Проверка всасывающего трубопровода на холодное кипение паров бензина. Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока

Условие выполняется.

11.1.4 Гидравлический расчет всасывающей линии

(трубопровод для налива бензина в автоцистерны)

Подача насоса АСН: 60 м³/час.

Длина всасывающей линии: .

Наружный диаметр всасывающего трубопровода .

Толщина стенки трубопровода .

Геодезическая отметка резервуара .

Геодезическая отметка станции налива .

Эквивалентная шероховатость труб .

Минимальная высота взлива резервуара .

Местные сопротивления на всасывающей линии приведены в таблице 19.

Таблица 19 - Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество	онаг
Задвижка	2	0,15
Поворот по 900	3	0,3

Находим внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе

Критическое значение числа Рейнольдса

Так как Re < Re_кр1, режим турбулентный, поток нефтепродукта находится в зоне гидравлически гладких труб, для которого коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле (41)

Потери напора по длине трубопровода по формуле (42)

Потери напора на местные сопротивления по формуле (43)

Потеря напора на преодоление сил тяжести по формуле (44)

Полные потери напора на линии по формуле (45)

Проверка всасывающего трубопровода на холодное кипение паров бензина

Условие выполняется.

11.2 Выбор насоса для светлых нефтепродуктов

Насос должен обеспечить напор, равный сумме потерь всасывающей и нагнетательной линиях, при соответствующей объемной подаче

Выбираем насос 12НД-101 по сводному полю насосов (рисунок 8).

Рисунок 8 - Сводный график полей насосов типа Д

Строим совмещенную характеристику насоса и трубопровода (рисунок 8) по следующим данным

Данные для построения, вычисленные по этой формуле при разных значениях расхода, сводим в таблицу 20.

Таблица 20 - данные для построения характеристики

,	, м	, м	, м	, м
600	0,02	15,84	22,18	15,86
700	0,20	16,98	20,53	17,18
800	0,41	18,28	18,60	18,69
900	0,64	19,75	17,33	20,39
1000	0,90	21,38	15,74	22,28

Рисунок 9 - Совмещенная характеристика насоса и трубопровода

По характеристике определяем, что данная система будет работать при следующих основных параметрах: расход 805 при напоре в 18,5 м.



11.3 Гидравлический расчет трубопровода, соединяющего железнодорожную эстакаду для темных нефтепродуктов с резервуаром для хранения мазута

Гидравлический расчет будем вести при температуре перекачки мазута

(333 К).

Кинематическая вязкость мазута М100: .

Длина всасывающей линии: .

Наружный диаметр всасывающего трубопровода .

Толщина стенки трубопровода .

Геодезическая отметка железнодорожной эстакады .

Геодезическая отметка насосной станции .

Эквивалентная шероховатость труб .

Местные сопротивления на всасывающей линии приведены в таблице 21.

Таблица 21 - Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество	овс
Фильтр	1	1,7
Задвижка	2	0,15

Длина нагнетательной линии: .

Наружный диаметр нагнетательного трубопровода .

Толщина стенки трубопровода .

Геодезическая отметка резервуара .

Высота взлива резервуара .

Местные сопротивления на нагнетательной линии приведены в таблице 22.



Таблица 22 - Местные сопротивления на нагнетательной линии

Тип местного сопротивления	Количество	онаг
Вход в резервуар	1	1
Задвижка	2	0,15
Поворот под 90°	2	0,3

11.3.1 Гидравлический расчет всасывающей линии.

Находим внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе

Так как , режим ламинарный, для которого коэффициент гидравлического сопротивления равен

Потери напора по длине трубопровода

Потери напора на местные сопротивления

Потеря напора на преодоление сил тяжести

Полные потери напора на всасывающей линии



11.3.2 Гидравлический расчет нагнетательной линии

Внутренний диаметр трубопровода

Скорость движения потока

Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе

Так как , режим ламинарный, для которого коэффициент гидравлического сопротивления равен

Потери напора по длине трубопровода

Потери напора на местные сопротивления

Потеря напора на преодоление сил тяжести

Полные потери напора на нагнетательной линии

11.4 Выбор насоса для мазута

Насос должен обеспечить напор, равный сумме потерь всасывающей и нагнетательной линиях, при соответствующей объемной подаче

Выбираем насос 10НД-61 по сводному полю насосов (рисунок 8).

Строим совмещенную характеристику насоса и трубопровода (рисунок 10). Данные для построения, вычисленные по этой формуле при разных значениях расхода, сводим в таблицу 23.

Таблица 23 - Данные для построения характеристики

,	, м	, м	, м	, м
200	-0,37	11,36	15,59	10,98
300	-0,24	12,04	14,31	11,81
400	-0,06	12,93	12,79	12,88
500	0,16	14,01	11,96	14,17
600	0,43	15,27	10,86	15,69

Рисунок 10 - Совмещенная характеристика насоса и трубопровода

По характеристике определяем, что данная система будет работать при следующих основных параметрах: расход 390 при напоре в 12,6 м



ЗАКлючение

В результате выполнения данной работы определили следующие основные параметры проектируемой нефтебазы:

- резервуарный парк состоит из 41 резервуаров, размещаемых в 5 группах;

- применяются резервуары пяти различных объемов: 200, 2000, 3000, 5000 и 20000 м³;

- общий объем резервуарного парка составляет 142800 м³;

- нефтебаза относится к I категории;

- для слива светлых нефтепродуктов принимаем установку АСН-7Б, для слива темных нефтепродуктов и масел - АСН-8Б;

- время слива всего маршрута составляет 32 минуты;

- необходимое число АСН равно 8, число автоцистерн равно 15;

- всего необходимо 6 раздаточных кранов и 44 бочки;

- маршрут для вывоза состоит из 24 железнодорожных цистерн емкостью по 60 т.

В ходе выполнения курсового проекта был построен генеральный план нефтебазы, включающий в себя группы резервуаров, железнодорожную и автомобильную эстакады, насосные цеха, помещение бочконалива и технологические трубопроводы.

В ходе гидравлического расчета выбрали насос для нефтепродуктов и установили, что исключена возможность холодного кипения бензина при наибольшей среднемесячной температуре в г. Череповец, где размещается нефтебаза.



Список использованной литературы

1. СП 155.13130.2014. Склады нефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности. - М.: ГУП ЦПП, 2014. - 41 с.

2. СП 131.13330. Строительная климатология. - М.: Госстрой России.

3. ВНТП 5-95. Нормы технологического проектирования предприятий по обеспечению нефтепродуктами (нефтебаз).

4. Едигаров С. Г., Бобровский С. А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. - М.: Недра, 1973. - 366 с.

5. Лурье М. В., Макаров С. П. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. - М.: Недра, 1999. - 267 с.

6. Типовые расчеты по проектированию и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов: учеб. пособие для ВУЗов / П. И. Тугунов, В. Ф. Новоселов, А. А. Коршак и др. - Уфа: Дизайн - Полиграф Сервис, 2002. - 658 с.

Размещено на Allbest.ru