Проектирование новой нефтебазы в городе Улан-Батор (Монголия)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки российской федерации

РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Факультет Проектирования, сооружения и эксплуатации систем трубопроводного транспорта

Кафедра Нефтепродуктообеспечение и газоснабжение

Направление 130500 “Нефтегазовое дело”

Оценка «К защите» Заведующий кафедрой ______________(Короленок А.М.) «____»____________2017 г. «____»_____________2017 г. (подпись секретаря ГЭК)

Дипломный проект

Пояснительная записка

На тему “Проектирование новой нефтебазы в городе Улан-Батор, Монголия”

Руководитель работы

Доцент. Зоря Е.И. (должность, степень, фамилия, инициалы)

Консультант по разделу__ (должность, степень, фамилия, инициалы, подпись)

Студент гр.ТН-13-01 Эрдэнэбат Маргад__(фамилия, имя, отчество)

Москва 2017



Министерство образования и науки Российской Федерации РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
Факультет Проектировния, сооружения и эксплуатации систем трубопроводного транспорта
Кафедра Нефтепродуктообеспечение и газоснабжение
Направление 130500 “Нефтегазовое дело” Группа ТН-13-01
ЗАДАНИЕ на дипломную работу
Студент _______________Эрдэнэбат Маргад__________________________
(фамилия, имя, отчество)
Тема дипломного проекта:
Проектирование новой Нефтебазы в городе Улан-Батор,Монголия._______
Время выполнения дипломного проекта с ________ по ________ 2017 г.
Руководитель дипломной работы _____Зоря Е.И.__________
(фамилия, инициалы, должность, степень, место работы)
___профессор, доцент, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина______
Тема выпускной работы и руководитель утверждены приказом № _________ от «___» ____________________ 2017 г.
Консультант по разделу ___________________________________________
(фамилия, инициалы, должность, степень, место работы)
Консультант по разделу ___________________________________________
(фамилия, инициалы, должность, степень, место работы)
Место выполнения работы _РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
Заведующий кафедрой _проф. Короленок А.М.__________ «___» ____________ 2017 г.
Задание принял к исполнению « 20 » ___апреля___ 2017 г.
_________________________
(подпись студента)

Содержание задания
Определение вместимости резервуарного парка
Расчет железнодорожного транспорта
Расчет количества автоналивных устройств
Гидравлический расчет технологических трубопроводов
Выбор насосного оборудования
Исходные данные к проекту (работе)
Место расположения нефтебазы: город Улан-Батор
Тип: железнодорожная распределительная Грузооборот, т/год
Завоз нефтепродуктов железнодорожным транспортом
Вывоз нефтепродуктов автотранспортом График завоза-вывоза
Время обслуживания одной железнодорожной цистерны: 5 минут
Перечень графического материала
Генеральный план проектируемой нефтебазы
Технологическая схема проектируемой нефтебазы
Пречень элементов, выолняемых с испольвозанием компьютерных технологий Диплом выполнен:
Текстовая часть в Microsoft Word; Графическая часть в программе AutoCAD.
Рекомендуемая исходная литература
ВНТП 5-95 «Нормы технологического проектирования предприятий нефтепродуктами (нефтебаз)» Хранение нефти и нефтепродуктов. В.Н. Антипьев. Г.В. Бахмат, И.Ф. Дяченко, "Нефть и газ" Москва 2003. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. - М.: ГУП ЦПП, 2007. - 41 с. СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий. ВНТП 81-85 «Нормы технологического проектирования предприятий по переработке нефти и производству продуктов органического синтеза» C.Е. Едигаров. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ; Изд. «Недра», 1973г.

Подпись руководителя выпускной проекта (работы) ___________________________

Календарный график по разделам дипломной работы

№ п/п	Перечень разделов работы	Срок выполнения	Отметки выполнении
1. 2. 3.	Технологический расчёт Графическая часть Технологический расчёт (Оставщая часть)	с 20.04.17 по 10.05.17 с 10.05.17 по 20.05.17 с 20.05.17 по 29.05.17

Составлен « 20 » __апреля____ 2017 г.

(Подпись руководителя) (Подпись студента)



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 Характеристика района

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение вместимости резервуарного парка

2.2 Выбор резервуаров

3. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

3.1 Расчет железнодорожного маршрута

3.2 Расчет железнодорожной эстакады

4. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН

4.1 Расчет времени слива дизельного топлива

4.2 Расчет времени слива маршрута

4.3 Определение максимального расхода в коллекторе

4.4 Расход для бензина

5. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА АВТОНАЛИВНЫХ УСТРОЙСТВ

5.1 Гидравлический расчет технологических трубопроводов и выбор насосного оборудования

5.2 Расчет всасывающей линии от ж/д эстакады до насосной станции

6. РАСЧЕТ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ОТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ДО РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ ДТ №11

6.1 Расчет всасывающей линии от резервуара №11 до насосной станции

6.2 Проверка всасывающего патрубка на давление насыщенных паров

6.3 Расчет потерь на трубопроводе, по которому осуществляется внутрибазовая перекачка

7. ВЫБОР НАСОСА ДЛЯ СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

7.1 Построение совмещенной характеристики насос-трубопровод

7.2 Гидравлический расчет самотечного трубопровода для подачи светлых нефтепродуктов на автоэстакаду

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день страна Монголия обеспечивает внутренное потребление нефтепродуктов только импортными моторными топливами. В городе Улан-Батор существует 5 нефтепродуктораздаточных нефтебаз. Вместимости этих резервуарных парков не хватает на сегодня. Поэтому проектируется еще один резервуарный парк.

Рис 1. План побтребления импортируемых нефтепродуктов страны Монголия до 2020 года (тыс. тонн)

Количество импортируемых нефтепродуктов автобензин и дизельное топливо с 2006 по 2013 год постоянно возросло каждый год по 10%, но в следующих 2 годах сократилось связано с экономическим состоянием. Если посмотрим по виду нефтепродукта, то в течение последних 10 лет количество импорта автобензина АИ-80 каждый год уменьшается, и автобензина АИ-92 каждый год увеличивается. А количество импортного дизельного топлива связано с потреблением горных работ не балансированно, но возрастет на предстоящие годы.



Рис. 2. Импортируемые нефтепродукты в 2016 году.

Если рассмотрим импорт нефтепродуктов по составу, то автобензин с октановым числом больше 90 занимает 27%, а автобензин с октановым числом меньше 90 - 4%, дизельное топливо - 50%, авиационное топливо - 2% и другуие нефтепродукты (масленые материалы, мазут, битум) - 17% . Наша страна импортирует нефтепродукты около 93% из РФ, 4,6% из Южной Кореи, 2% из КНР и оставшую часть из других стран. В последние 5 лет потребление нефтепродуктов страны Монголия возросло на 66%, а количество автомобильных машин увеличилось на 53%.

Рис. 3 Потребление нефтепродуктов и количество автомобилей Монголии

Существует статистика о том, что в Монголии потребление автобензина и дизельного топлива растет 1,8 тонн (6 литров за день) за каждый новый автомобиль. В случае нашей страны большую часть потребления автобензина занимают автомобили. А большую часть дизельного топлива занимают машины и механизмы горной работы, грузовые автомобили и мощные техники.

Новейшая нефтебаза построена в 2013 году. И по графику (рис. 1) предполагаю что в нашей стране понуждается новая нефтебаза. Проектирование новой нефтебазы планируется для того, чтобы увеличить количество хранилищ нефтепродуктов в городе Улан-Батор. Поскольку наша столица расширяется и сельско-хозяйственные и промышленные потребители города постоянно увеличивается год за годом. И это является одной из главных причин проектирования новой нефтебазы. Поэтому необходимо построить новую нефтебазу и обеспечить всех потребителей в городе.

В данном проекте выбрано место расположения нефтебазы ближе к железной дороге, как показано на Рис. 4.

Рис 4. Место нахождения нефтебазы

Нефтепродукты следующих видов АИ-80, АИ-92, АИ-95, летнее и зимнее дизельные топлива транспортируем из России по железной дороге, потому что российские нефтепродукты, в том числе дизельное топливо, самое подходящее для природного условия Монголии. Так как этот вид топлива наиболее выгоднее по сравнению в других странах.



1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Задание на дипломный проект

Место расположения нефтебазы: г. Улан-Батор

Тип: железнодорожная распределительная

Грузооборот, т/год:

Автобензин АИ-80 - 20 000

Автобензин АИ-92 - 50 000

Автобензин АИ-95 - 55 000

Топливо для быстроходных дизелей ДЛ - 63 000

Топливо для быстроходных дизелей ДЗ - 60 000

Завоз нефтепродуктов железнодорожным транспортом

Вывоз нефтепродуктов автотранспортом

График завоза-вывоза нефтепродуктов, в % от годового грузооборота нефтебазы указан в Таблице 1.1

Таблица 1.1 - График завоза-вывоза нефтепродуктов

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Завоз	4,0	3,1	3,7	2,8	13,4	14,70	13,3	15,6	7,4	6,0	7,0	9,0
Вывоз	7,7	8,1	8,7	7,1	9,0	15,2	11,8 5	15,0	9,0	4,2	1,8	2,4

Время обслуживания одной железнодорожной цистерны: 5 минут

1.1 Характеристика района

Место расположения проектируемой нефтебазы - город Улан-Батор.

Средние значения температуры в Улан-Баторе представлены в таблице 1 и 2.



Таблица 1 - Средние значения температур по месяцам в г. Улан-Батор

Температура,0С	Месяцы
	Янв.	Февр.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сент.	Окт.	Нояб.	Дек.
Средняя	-19,2	-15,3	-7,3	1,8	9,7	14,3	17,0	13,5	8,0	1,75	-8,9	-16,8

Среднегодовая температура:

.

Температура воздуха наиболее холодных суток (холодный период года):

,

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки (холодный период года):

,

Направление и скорость ветра для построения розы ветров выбираем на основании [4].

Таблица 2 - Направление ветра

Повторяемость по румбам ветров за лето, %
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
15,4	12,3	26,5	6,4	4,2	9,0	8,5	17,7

В таблице 2 приведены данные по направлению и скорости ветра, необходимые для построения розы ветров в районе г. Улан-Батор.



2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Нефтебазой можно называть комплекс сооружений, установок для приема, хранения и отгрузки нефтeпродуктов и нeфтей. Нефтебазы могут быть самостоятельными предприятиями, а также входить в состав промышленных, транспортных, энергетических и других предприятий (речных и морских портов и т.д.).

При помощи насосов, располагаемых в стационарных или плавучих насосных станциях осуществляется перекачка нeфти и нефтепродуктов на нефтебазе, или при помощи передвижных насосных установок. Отпуска нефтепродуктов может вестись самотёком в случае благоприятного рельефа местности. Автоматизированные установки налива в железнодорожные и автомобильные цистерны применяются для выдачи нефтепродуктов потребителям. Ha морских и речных нефтебазах для приёма и отпуска нефтепродуктов нефтеналивным судам применяют стендеры.

Сооружение нефтебаз обеспечивает более равномерное снабжение и эффективное управление распределением нефтепродуктов.

По своей значимости проводимые на нефтебазе операции делятся на основные и вспомогательные.

К основным операциям относятся:

прием нефтепродуктов, доставляемых на нефтебазу в железнодорожных вагонах, нефтеналивных судах, по магистральным нефтепродуктопроводам, автомобильным и воздушным транспортом и в мелкой таре;

хранение нефтепродуктов в резервуарах и в тарных хранилищах;

отгрузка больших партий нефтепродуктов и нефтей по железной дороге, водным и трубопроводным транспортом;

реализация малых количеств нефтепродуктов через автозаправочные станции, разливочные и тарные склады;

затаривание нефтепродуктов в мелкую тару;

регенерация масел;

компаундирование нефтепродуктов.

К вспомогательным операциям относятся:

чистка и обезвоживание нефтепродуктов;

изготовление и ремонт нефтяной тары;

производство некоторых видов консистентных смазок и охлаждающих жидкостей;

ремонт технологического оборудования, зданий и сооружений;

эксплуатация энергетических установок и транспортных средств.

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

зона железнодорожных нефтегрузовых операций;

зона водных нефтегрузовых операций;

зона хранения;

зона оперативная;

зона вспомогательных сооружений;

зона административно-хозяйственная;

зона очистных сооружений.

По принципу оперативной деятельности нефтебазы делятся на перевалочные, распределительные и перевалочно-распределительные.

Перевалочные нефтебазы - самые крупные по объему грузооборота, осуществляют перевалку нефтепродуктов для обеспечения примыкающего к ней района, а также выполняют поставки в другие районы страны и отгрузку на экспорт.

Распределительные нефтебазы - предназначены для приема, хранения и снабжения нефтепродуктами потребителей, территориально расположенных в районе обслуживания базы.

Перевалочно-распределительные нефтебазы выполняют функции перевалочных и распределительных одновременно.

Выбор площадки под строительство нефтебазы должен основываться на следующих требованиях:

площадка, предназначенная под строительство, должна отвечать определенным инженерным требованиям, геологическим и геодезическим условиям;

отводимая для нефтебазы территория должна иметь необходимые разрывы между границами участка и соседними сооружениями;

площадку следует выбирать с неветренной стороны от населенных пунктов и соседних сооружений;

нефтебазу следует располагать ниже по течению реки от ближайших населенных пунктов и др.;

площадка должна выдерживать удельную нагрузку не менее 0,1 МПа;

необходимо обеспечить удобное примыкание территории нефтебазы к транспортным магистралям;

выбираемый участок должен обеспечивать удобный спуск линевых и канализационных вод;

для строительства нефтебазы непригодны заболоченные и заливаемые водами площадки;

с целью снижения стоимости строительства вблизи территории нефтебазы желательно иметь строительные материалы и рабочую силу.

2.1 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 нефтепродуктам и видам транспорта, которым осуществляется завоз и вывоз; годовые графики поступления и реализации каждого нефтепродукта. График завоза-вывоза нефтепродуктов в процентах от годового грузооборота приведен в таблице 3.

Таблица 3 График завоза-вывоза нефтепродуктов

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Завоз	4,0	3,1	3,7	2,8	13,4	14,7	13,3	15,6	7,4	6,0	7,0	9,0
Вывоз	7,7	8,1	8,7	7,1	9,0	15,2	11,8	15,0	9,0	4,2	1,8	2,4
Месячный остаток	-3,7	-5	-5	-5,3	4,4	-0,5	1,5	0,6	-1,6	1,8	5,2	6,6
Сумма месячного остатка	-3,7	-8,7	-13,7	-19	-14,6	-15,1	-13,6	-13	-14,6	-12,8	-7,6	-1

Максимальный текущий полезный объем резервуарного парка находится как сумма абсолютных значений минимальной и максимальной суммы месячных остатков, т.е.

,

где и - максимальный и минимальный суммарные остатки нефтепродуктов за месяц.

Согласно данным таблицы 3, максимальное и минимальное значения накопленных остатков нефтепродуктов за месяц равны соответственно:

и ;



Находим максимальную вместимость резервуарного парка:

%, т.е. составляет 18% от годового грузооборота.

С учетом годового грузооборота общий объем резервуарного парка будет равен:

,

где - суммарный грузооборот всей нефтебазы, т/год,

,

т/год

Получаем:

т

Находим коэффициент оборачиваемости нефтебазы:

,

,

Массовое содержание нефтепродуктов в резервуарном парке:

,

где - грузооборот i-ого нефтепродукта, т/год;

Согласно ГОСТ 305-82. «Топливо дизельное» плотность ДЛ при 20 оС не более 860 кг/м3, а ДЗ не более 840 кг/м3. На бензины по ГОСТ 2084-77 «Бензины автомобильные» показатель плотности не нормируется. Для дальнейших расчетов принимаем следующие значения плотности при стандартных условиях:

Таблица 4 Плотность нефтепродукта

Название нефтепродукта	Плотность,
Бензин	750
Дизельное топливо	840

Объем каждого нефтепродукта находим по формуле:

,

где - масса i-ого нефтепродукта;

- плотность i-ого нефтепродукта.

Результаты расчетов приведены в таблице 5.

Таблица 5 Результаты расчета массы и объема каждого нефтепродукта

Марка нефтепродукта	,т/год	Mi, т	,
АИ-80	20000	3600	4800
АИ-92	50000	9000	12000
АИ-95	55000	9900	13200
ДЛ	63000	11340	13500
ДЗ	60000	10800	12857,1
Сумма	248000	44640	56357,1

Итого, общий объем, занимаемый нефтепродуктами, составляет 56357,1 , а общая масса- 44640 т.



2.2 Выбор резервуаров

Количество и объем резервуаров определяется по необходимому объему для хранения нефтепродуктов в соответствии с грузооборотом. Для хранения бензинов используются вертикальные стальные резервуары с понтоном (РВСП) [9]. Для дизельных топлив: вертикальные стальные резервуары со стационарной крышей (РВС) [9].

Количество резервуаров для дизельного топлива вычисляется исходя из того, что ДЛ и ДЗ поступают в определенный период, следовательно, необходимое число резервуаров определяется по большему из объёмов.

В таблице 6 представлены основные параметры и характеристики выбранных резервуаров.

Таблица 6 Расчетные данные резервуарного парка

Тип резервуара	Полезный объем, м3	?, м	H, м
РВСП 3000	3173	18,98	11,92
РВСП 5000	4400	22,8	11,92
РВС 5000	4850	22,8	11,92

Таблица 7 Выбор типа и количества резервуаров для каждого нефтепродукта

Название	Vi н-п, м3	Резервуар
		Тип	Vпол. м3	Кол.	УVпол., м3
АИ-80	4800	РВСП 3000	3150	2	6300
АИ-92	12000	РВСП 5000	4400	3	13200
АИ-95	13200	РВСП 5000	4400	3	13200
ДЛ	13500	РВС 5000	4850	3	14550
ДЗ	12857,1

Заданные две марки ДТ можно хранить в одном резервуарном комплексе в разное время, при этом расчет объема резервуаров производится по марке большего грузооборота.

В связи с тем, что грузооборот топлива ДЗ больше грузооборота топлива ДЛ, тип и количество резервуаров для дизельного топлива определяется в зависимости от грузооборота топлива ДЗ.

Таким образом, общее количество вертикальных стальных резервуаров на проектируемой нефтебазе -11, из них объемом 5000 м3- 9, объемом 3000 м3 - 2.

Общий объем нефтебазы не больше 100 тысяч метров кубических. Согласно СНИП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы» нефтебаза относится к II категории.



3. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

3.1 Расчет железнодорожного маршрута

На проектируемой нефтебазе завоз нефтепродуктов осуществляется по железной дороге. Следовательно, на территории нефтебазы должны располагаться железнодорожные участки тупикового типа.

При данных значениях коэффициентов неравномерности и грузоподъемности маршрута достаточное количество завозов на нефтебазу: 1 маршрут в сутки.

Количество принятых цистерн n за сутки [2]:

,

где - грузоподъемность одной цистерны, т;

j - кичество дней в году, когда производятся перевозки, для АИ-80, АИ-92 и АИ-95принимаем j=365 дней, для ДЛ j=183 дней, для ДЗ j=182 дня.

,

Рассчитываем для каждого отдельного вид нефтепродукта количество железнодорожных цистерн. Результаты вычисления округляем в большую сторону и вносим в таблицу 8.

Таблица 8 Количество железнодорожных цистерн под нефтепродукты

Марка нефтепродукта	Количество ж/д цистерн
Автобензин АИ-80	2
Автобензин АИ-92	4
Автобензин АИ-95	4
Дизельное топливо ДЛ	8
Дизельное топливо ДЗ	8

Так как завоз ДЛ и ДЗ осуществляется в разное время, то максимальное количество обслуживаемых цистерн за сутки считается по наибольшему количеству цистерн.

,

где - количество цистерн i-ого нефтепродукта;

n=2+4+4+8=18;

Таким образом, в железнодорожном маршруте занято 18 цистерн.

Число маршрутов, прибывающих на нефтебазу в течение суток [2]:

,

где k1 - коэффициент неравномерности подачи железнодорожных цистерн (1,01,3);

- коэффициент неравномерности отгрузки нефтепродуктов (1,01,7), т.к Улан-Батор - самый крупный промышленный центер Монголии, то принимаем ;

Рм - грузоподъемность маршрута;

,

,



3.2 Расчет железнодорожной эстакады

Ж/д эстакада - специальное сооружение у ж/д путей, оборудованное сливо-наливными устройствами и обеспечивающее выполнение операции по сливу - наливу нефти или нефтепродуктов.

Для проведения сливо-наливных операций на железнодорожном транспорте существуют типовые эстакады, которые обеспечивают только налив нефтепродуктов, а также комбинированные для слива и налива

При маршрутном сливе-наливе количество сливо-наливных устройств зависит от расчетного количества наливных маршрутов. Для групп цистерн общевесовой нормой более 700 тонн, необходимо предусматривать двухстороннюю эстакаду, обеспечивающую маршрутный слив и налив в независимости от числа одновременно обрабатываемых цистерн.

Длину двухсторонней железнодорожной эстакады находим по формуле:

,

где -длина цистерны по осям автосцепления[4], м;

n- количество цистерн.

,

Для слива-налива светлых нефтепродуктов принимаем установку УСН-175.



Таблица 9 - Характеристики вагона-цистерны для транспортировки нефтепродуктов

Параметры	Значения
Грузоподъемность, т	60
Объем котла, м3	72,0
Длина котла, м	10,8
Диаметр котла, м	3.0
Диаметр сливного патрубка, м	0,2
Длина сливного патрубка, м	0,75
Число сливных патрубков	1
Длина цистерны по осям автосцепления, м	12,02



4. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН

Вязкость нефтепродукта - одна из наиболее важных характеристик т.к. она существенно меняется с изменением температуры. Кинематическую вязкость н можно определить по формуле Рейнольдса-Филонова[3]:

,

где - кинематическая вязкость при расчётной температуре t, сСт;

- кинематическая вязкость при температуре , сСт;

u- коэффициент крутизны вистаграммы,

Коэффициент крутизны вистаграммы находится по формуле:

,

где - кинематические вязкости соответственно при температуре , сСт;

- кинематические вязкости соответственно при температуре , сСт

Расчет времени слива для светлых нефтепродуктов проводим при температуре наиболее холодной пятидневки .,

Приведем пример расчёта для бензина Аи-80.

Известная вязкость нефтепродукта при и равна соответственно и , тогда

,

Вязкость при :



,

Аналогично производим расчёты для каждого вида нефтепродуктов, полученные данные заносим в таблицу 10. Известные вязкости для дизельного топлива принимаем из ГОСТ 305-82 Топливо дизельное.

Таблица 10 - Вязкость нефтепродуктов

Наименование продукта	Известная вязкость продукта, сСт	Расчетная температура ,	Коэффициент крутизны вискограммы u, 1/K	Расчетная вязкость продукта , сСт
АИ-80	При	0,8	-36	0,01178	1,22
	При	0,9
АИ-92	При	0,8	-36	0,01178	1,22
	При	0,9
АИ-95	При	0,8	-36	0,01178	1,22
	При	0,9
ДЛ	При	4	-36	0,04055	38,74
	При	6

где D = 3 м - диаметр котла цистерны [4];

L = 12,02 м - длина котла цистерны [4];

- коэффициент расхода сливной коммуникации, определяется по графику [7];

f- площадь поперечного сечения сливного патрубка, :

.

.

Число Рейнольдса:



.

где h - разность отметок между началом и концом сливной коммуникации. Это расстояние складывается из высоты сливного патрубка, высоты присоединительной головки установки для слива и расстояния от присоединительной головки до оси коллектора :

Рис. 5 Сливная установка вагон-цистерна

,

.

где - длина сливного патрубка цистерны ;

- Длина присоединительной головки, ;

- расстояние от присоединительной головки до оси коллектора,

;

,

Поправочный коэффициент в зависимости от соотношения , определяется по графику [7]:



Рис. 6. График функции

Функция показывает, во сколько раз дополнительный напор h0 уменьшает время слива нефтепродуктов из цистерны.

, тогда по графику (Рис. 7) зависимости ;

Рис. 7. Коэффициент расхода патрубков сливных приборов железнодорожных цистерн и средств герметизации слива:

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 ВНИИСПТ нефть;

5 - универсальный сливной прибор по данным В.М. Свистова;

6 - сливной прибор Утешинского по данным В.М. Свистова;

7 - установка АСН-7Б;

8 - установка УСН - 175М;

9 - установка УСН-175 с действующим монитором;

10 - установка СЛ-9.

Для определения полного времени слива процесс истечения делится на 2 части: на время истечения в турбулентном и ламинарном режимах. Такое деление является условным, так как граница перехода является приблизительной. Определение времени отдельно в каждом режиме значительно усложняет решение. Для упрощения можно считать, что процесс слива происходит с неким постоянным значением коэффициента расхода, равным среднему [7].

Для бензинов:

Определение числа Рейнольдса при z=D (ламинарный режим):

,

Коэффициент расхода определяется по графику, принимается, что при турбулентном режимекоэффициент расхода практически не изменяется ).

0,33.

Условно принимается, что граница перехода из турбулентного режима в ламинарный происходит, когда уровень заполнения цистерны равен 5% от диаметра . Определение числа Рейнольдса при z=0,05•D:

,

0,33,

Время полного слива определяется по формуле:



,

,

4.1 Расчет времени слива дизельного топлива

Кинематическая вязкость ДТЗ при данной температуре (-36С):

,

Определение числа Рейнольдса при z=D:

,

, При z=0,05•D:

,

,

,

4.2 Расчет времени слива маршрута

Ж/Д эстакаду обслуживает две бригады. Время слива всего маршрута будет складываться из времени слива последней цистерны, времени обслуживания всех цистерн (по условию 5 мин. на каждую цистерну).

Для слива и налива нефтепродуктов выбираем двустороннюю эстакаду [2] с коллекторами:

- коллектор №1 - для АИ-80(2 цистерн) и АИ-92(4 цистерны);

- коллектор №2 - для АИ-95(4 цистерны);

- коллектор №3 - для ДТ (8 цистерн );

При сливе в коллектор свойства нефтепродукта не должны ухудшаться, поэтому сначала нужно сливать нефтепродукт с лучшим качеством. На сливо-наливных устройствах будут работать 2 бригады. Бригады будут двигаться навстречу друг другу, в соответствие с направлением стрелок, указанных на на схеме 1.

1 бригада: 4-5 (АИ-95 - ДТ) - 9 цистерн.

2 бригада: 4-2-3 (АИ-92 - АИ-80 - ДТ) - 9 цистерн.

При обслуживании ж/д маршрута слив нефтепродуктов будет осуществляться по следующей схеме:

Таким образом, время слива всего маршрута будет равно.

,

По существующим нормам время слива маршрута не должно превышать 2 часа (120 мин) [5]. Условие удовлетворено.

4.3 Определение максимального расхода в коллекторе

Расход определяется с учетом неодновременности 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, из которой только начался слив, будет определяться по следующей формуле [2]:

,

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 времени будет равен:

,

Расход из i-ой цистерны, слив из которой начался раньше на , будет:

,

Аналогичным образом будет определяться расход из всех остальных цистерн.

4.4 Расход для бензина

- время слива одной цистерны;

- время обслуживания одной цистерны.

Расход из 1-й цистерны:

;

Расход из 2-й цистерны:

;

Расход из 3-й цистерны:

;,

Расход из 4-й цистерны:

;,

Так как время обслуживания одной цистерны - 5 минуты, а время слива одной цистерны - 19 минут, то при расчете расхода из пятой цистерны подкоренное выражение будет отрицательным. Это означает, что одновременно могут сливаться только 4 цистерны.

Cуммарный расход в коллекторе составит:

;



Вследствие того, что время слива бензинов и дизельных топлив из цистерн одинаково, то и максимальный расход для 3 коллекторов будет равным.



5. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА АВТОНАЛИВНЫХ УСТРОЙСТВ

Площадка налива оборудуется системами (АСН).

Таблица 11 - Характеристика устройства АСН-521 «Дельта» [7]:

Наименование показателя	Значение
Вязкость нефтепродукта, сСт	6,0 - 60
Мощность насосного агрегата, кВт	7,5
Частота вращения, об/мин	1000
Напор, м	25
Производительность, куб. м/ч	35 - 80
Масса, не более, кг	1000

Расчет количества наливных стояков ведется исходя из максимального суточного вывоза для каждого нефтепродукта [2]:

,

где - суточный расход реализации i-го нефтепродукта ;

- коэффициент неравномерности потребления нефтепродуктов (принимаем равным 1,2, п. 6.1);

- расчетная производительность АСН;

- коэффициент использования АСН (принимаем равным 0,7);

- плотность нефтепродукта;

- время работы УСН (24 часа).

Следовательно, количество наливных устройств, например для АИ-80:

,

Определим количество цистерн по формуле [1]:



,

Где V - объем цистерны (принимаем 40 м3);

,

,

Результаты расчетов округляем до целого числа в большую сторону. Результаты расчёта в таблице 12.

Таблица 12 - Количество АСН и цистерн

Тип нефтепродукта	т	,	Кол-во АСН	Кол-во цистерн
			Расчет	Итог	Расчет	Итог
АИ-80	54,8	0,75	0,087	1	1,83	2
АИ-92	137,0	0,75	0,217	1	4,57	5
АИ-95	150,7	0,75	0,239	1	5,02	6
ДЛ	346,2	0,84	0,547	1	10,25	11
ДЗ	329,7	0,84	0,523	1	9,81	10

Таким образом, ежедневно с нефтебазы будут вывозится нефтепродукты 24 автоцистернами.

5.1 Гидравлический расчет технологических трубопроводов и выбор насосного оборудования

Ж/Д ЭСТАКАДА - РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ДТ №11 (НАИБОЛЕЕ УДАЛЕННЫЙ)

Исходные данные для расчёта:

н-36= - кинематическая вязкость;

V = 5000 м3- номинальный объём резервуара;

hрез = 12,02 м- высота резервуара;

Д = 0,01 мм - абсолютная шероховатость (бесшовные стальные трубы);

Lвс= 43,4 м-длина всасывающей линии (коллектор - насос);

Lнаг =319,3 м - длина нагнетательной линии (насос-резервуар);

- коэффициент использования резервуара;

Q = 0,2178 м3/c- расход в коллекторе.

Высота взлива нефтепродукта в резервуаре:

Hвзл=hрез.kи,

Hвзл =12,02?0,85=10,22 м.

Проверим, возможно ли проложить внутри нефтебазы трубы диаметром, равным диаметру сливного патрубка, т.е. d=0,2 м.

Определим скорость движения нефтепродукта при заданном диаметре и расходе в коллекторе.

,

,

Согласно [2] п. 5.1.6. скорость истечения и движения нефтепродуктов по трубопроводу не должно превышать 5 м/с. Зададимся ориентировочной скоростью, равной 2 м/с. Диаметр трубопровода:

,

Согласно ГОСТ 10704-91 «Трубы стальные электросварные прямошовные» выберем трубу стандартного наружного диаметра равного 377 мм с толщиной стенки д = 4,5 мм. Внутренний диаметр:



, ,

Уточненная скорость потока:

,

,

Число Рейнольдса:

,

,

При Reкр<Re<10d/Д течение жидкости происходит в зоне гидравлически гладких труб, для которой значение л может быть определено по формуле Блазиуса:

, ,

5.2 Расчет всасывающей линии от ж/д эстакады до насосной станции

Таблица 13 - Местные сопротивления на всасывающей линии от коллектор до насоса

Вид местного сопротивления	Количество	о за единицу.	Уо
Фильтры	1	1,7	1,7
Задвижки	3	0,05	0,15
Итого	-	-	1,85



Потери напора на трение:

,

,

Потери напора на преодоление местных сопротивлений:

,

Разность геодезических отметок:

.,

Общие потери напора во всасывающей линии коллектор-насос составляют:

.



6. РАСЧЕТ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ОТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ДО РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ ДТ №11

Таблица 14 - Местные сопротивления на всасывающей линии от насоса дорезервуара

Вид местного сопротивления	Количество	о за единицу.	Уо
Выход из трубы в резервуар	1	1,0	1,0
Колена	3	1,3	3,9
Задвижки	6	0,05	0,3
Итого	-	-	5,2

Lнаг= 319,3 м - длина нагнетательной линии (насос - резервуар №11)

Потери напора на трение:

,

Потери напора на преодоление местных сопротивлений:

,

Разность геодезических отметок:

,

Общие потери напора на нагнетательной линии насос-резервуар №6 равны:

,



6.1 Расчет всасывающей линии от резервуара №11 до насосной станции

Lвс = 319,3 м- длина всасывающей линии (резервуар - насос);

Минимальная высота взлива резервуара = 1,5 м

Таблица 15 - Местные сопротивления на всасывающей линии от резервуара до насоса

Вид местного сопротивления	Количество	о	Уо
Выход из трубы в резервуар	1	1,0	1,0
Колена	7	1,3	8,1
Задвижки	6	0,05	0,3
Итого	-	-	9,4

Потери напора на трение:

,

Потери напора на преодоление местных сопротивлений:

,

Разность геодезических отметок:

.,

Потери напора во всасывающей линии резервуар - насос составляют:

,



6.2 Проверка всасывающего патрубка на давление насыщенных паров

Воспользуемся формулой П.А. Рыбакова для определения давления насыщенных паров при температуре перекачки в летних условиях:

,

где Рs38 - давление насыщенных паров по Рейду (для бензинов примем равным 7•104 Па.).

Т - максимальная температура наиболее теплого месяца, К, (tmax= +45оС) [3].

,

Потери напора перед насосом:

,

Вакуумметрическое давление:

.,

.

.

Сравниваем, и ,, значит, условия всасывания для насоса выполняются.



6.3 Расчет потерь на трубопроводе, по которому осуществляется внутрибазовая перекачка

Необходимый напор насоса определяется для самого сложного случая, когда производится перекачка резервным насосом ДТ из резервуара №11 в резервуар №9. Он складывается из потерь в трубопроводах, по которым производится перекачка, разности геодезических отметок с учетом максимального уровня взлива в резервуаре (при закачке) и минимального уровня взлива (при откачке).

Длина, по которой производится перекачка бензина:

,

Таблица 16. Местные сопротивления на линии перекачки резервуар №11-насос-резервуар №9

Вид местного сопротивления	Количество	о за единицу.	Уо
Вход в резервуар	2	1,0	2
Колена	9	1,3	11,7
Задвижки	12	0,05	0,6
Итого	-	-	14,3

Потери напора на трение:

,

Потери напора на местные сопротивления:

,

где n- число местных сопротивлений.

Разность геодезических отметок:

,

,

Напор, необходимый для осуществления внутрибазовой перекачки:

,



7. ВЫБОР НАСОСА ДЛЯ СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Насос должен обеспечить напор, равный сумме потерь всасывающей и нагнетательной линиях, при соответствующей объемной подаче, а также должен обеспечить условия, необходимые для внутрибазовой перекачки нефтепродуктов.

.

По сводному графику основных технических данных (подача-напор) центробежных насосов выбираем насос 1Д-1250 63а.

Рис 9. Насос 1Д 1250-63а

7.1 Построение совмещенной характеристики насос-трубопровод

Для построения характеристики насоса 1Д 1250-63а со сводного графика основных технических данных (подача-напор) насоса выбираются семь точек. Далее рассчитываются потери на трубопроводе по аналогии с предыдущими пунктами.



Таблица 17 Результаты расчетов, необходимые для построения совмещенной характеристики

Расход, м3/час	Ннас, м	Нтруб, м
600	23,6	15,1
700	23,0	16,8
800	21,2	19,2
900	19,3	21,4
1000	15,2	24,2

По расчетным значениям строится совмещенная характеристика:

Рис. 10. График совмешенной характеристики насоса и трубы

7.2 Гидравлический расчет самотечного трубопровода для подачи светлых нефтепродуктов на автоэстакаду

Проводим расчёт для наиболее удалённого резервуара.

Резервуар для ДТ №11 - АСН .

Исходные данные для расчёта:

-36 = 38,74 cCт - кинематическая вязкость;

Нрез = 12,02 м- высота резервуара;

Д = 0,01 мм - абсолютная шероховатость [10];

L = 319,3 м-длина линии резервуар для Аи-80 - АСН;

- коэффициент использования ёмкости резервуара;

Q = 35/3600=0,0097 м3/c.

Расход равен расходу насоса, установленного на автоэстакаде.

Таблица 18 Местные сопротивления на всасывающей линии резервуар для ДТ №11 - АСН

Вид местного сопротивления	Количество	о за единицу.	Уо
Вход в резервуар	1	1	1
Колена	3	1,3	3,9
Задвижки	3	0,05	0,15
Итого	-	-	5,05

Определяется скорость потока:

,

Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе.

,

При Reкр<Re<10d/Дтечение жидкости происходит в зоне смешанного трения, для которой значение может быть определено по формуле Блазиуса:

,



Потери напора на трение:

,

Потери напора на преодоление местных сопротивлений:

,

Разность геодезических отметок:

,

Общие потери напора составляют:

,

По итогу расчета было получено, что общие потери напора при перекачке нефтепродукта из самого удаленного резервуара на автоналивную эстакаду меньше нуля. Даная цифра свидетельствует о наличии подпора даже при минимальном уровне взлива в резервуаре. Таким образом, налив в автоцистерны осуществим.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном проекте было разработано проектирование новой железнодорожной распределительной нефтебазы в городе Улан-Батор, в Монголии. Основанием для расчетной части проектирования нефтебазы послужили исходные данные о проектирующем предприятии.

В ходе выполнения дипломной работы былы решены вопросы:

Проектирован резервуарный парк, установлено всего 11 резервуаров. В том числе два РВСП-3000, шесть РВСП-5000 и три РВС-5000.

Проектирована железнодорожная эстакада для слива нефтепродуктов из вагонов-цистерн длиной 108,18 м.

При выполнении технологических и планировочных решений годовой грузооборот нефтебазы составляет 248000 тонн нефтепродуктов (дизельное топливо и бензины). Общая вместимость резервуарного парка состваляет 51000 м3, включая 36000 м3 для бензинов и 9000 м3 для дизельных топлив.

Графическая часть проекта включает разработанный генеральный план, а так же технологическую схему объектов проектируемой нефтебазы. Проект разработан в соответствии с действующими нормами, правилами и стандартами. резервуарный нефтепродукт коллектор насосный



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Металлические конструкции. Современное состояние и перспективы развития. Н.П. Мельников , Москва, Стройиздат 1983.

2. ВНТП 5-95 «Нормы технологического проектирования предприятий нефтепродуктами (нефтебаз)»

3. Хранение нефти и нефтепродуктов. В.Н. Антипьев. Г.В. Бахмат, И.Ф. Дяченко, "Нефть и газ" Москва 2003.

4. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. - М.: ГУП ЦПП, 2007. - 41 с.

5. ВНТП 81-85 «Нормы технологического проектирования предприятий по переработке нефти и производству продуктов органического синтеза»

6. C.Е. Едигаров. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ; Изд. «Недра», 1973г. ГОСТ 1074-91 «Трубы стальные электросварные прямошовные»

7. Ю.Д. Земенков, Н.А. Малюшин, Л.М. Маркова, А.Е. Лощинин «Технологические нефтепроводы нефтебаз. Справочное издание» Тюмень

8. Лурье М. В., Макаров С. П. Трубопроводный транспорт нефтепродукт-

9. ов. - М.: Недра, 1999. - 267 с.

10. 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.

11. Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов: учеб. пособие / Л. И. Быков, Ф. М. Мустафин, С. К. Рафиков и др.; под ред. Л. И. Быкова. - Санкт-Петербург: Недра, 2006. - 824 с.

12. РД 16.01-60.30.00- КТН-26-1-04. Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000м3.

13. ПБ-03-605-03. Правила устройства стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов.

Размещено на Allbest.ru