9 Расчет количества железнодорожных цистерн для вывоза нефтепродуктов

С нефтебазы при помощи ж/д вывозится бензин – 30%, дизельное топливо – 40%, нефть – 100%.

В соответствие с процентным содержанием нефтепродуктов от годового грузооборота определим количества по сортам нефтепродуктов.

-автобензин АИ-80: , (27)

где Q_cyтi - суточный реализация i-oгo нефтепродукта;

К_и - коэффициент использования раздаточного крана;

q_н - расчетная производительность раздаточного крана;

К_н - коэффициент неравномерности потребления нефтепродуктов;

ρ_i - плотность нефтепродукта;

τ - время работы разливочной в сутки.

Отгрузка нефтепродуктов осуществляется ж/д цистернами грузоподъемности 60т. Так как доставка нефтепродуктов осуществляется каждый день, то отгрузку

будем производить так же ежедневно.

Таблица 14 - Количество цистерн по типам нефтепродуктов

Тип нефтепродуктов	Цистерны	Максимальное количество цистерн в маршруте
автобензин Аи-80	0,255	1
автобензин Аи-92	0,427	1
автобензин Аи-95	0,427	1
автобензин Аи-98	0,419	1
дизельное топливо ДЛ	0,395	1
дизельное топливо ДЗ	0,701	1
нефть	6,904	7

Маршрут состоит из 13 цистерн емкостью по 60 т.

10 Гидравлический расчет технологического трубопровода и выбор насосного оборудования

10.1 Гидравлический расчет трубопровода, соединяющего ж/д эстакаду для светлых нефтепродуктов с резервуаром для хранения бензина Аи-92

Гидравлический расчет будем вести при температуре холодной пятидневки года (-28°С).

Кинематическая вязкость Аи-92: v_-28 = 1,04∙10^-6 м²/с ;

Длина всасывающей линии: L_вc = 28,8 м;

Наружный диаметр всасывающего трубопровода D_вc = 0,377 м;

Толщина стенки трубопровода δ = 0,0045 м;

Геодезическая отметка железнодорожной эстакады z_э=140,2 м;

Геодезическая отметка насосной станции z_нс=139,4 м;

Эквивалентная шероховатость труб k_э=0,05 мм .

Таблица 15 - Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество	ξвс
Фильтр	1	1,7
Задвижка	3	0,15

Длина нагнетательной линии L_наг = 165,0 м;

Наружный диаметр нагнетательного трубопровода D_наг = 0,377 м;

Толщина стенки трубопровода δ = 0,0045 м;

Геодезическая отметка резервуара z_рез = 136,9 м;

Высота взлива резервуара h_взл=10,2 м.

Таблица 16 - Местные сопротивления на нагнетательной линии

Тип местного сопротивления	Количество	ξнаг
Фильтр	1	1,7
Задвижка	4	0,15
Поворот под 90°	3	0,3

Гидравлический расчет всасывающей линии.

1. Внутренний диаметр трубопровода:

D_вc = D_вc - 2δ, (28)

D_вc

2. Скорость движения потока:

, (29)

3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:

, (30)

4. Критическое значение числа Рейнольдса:

, (31)

.

, (32)

.

Т.к. Re_крI < Re < Re_крII режим течения турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле:

, (33)

5. Потери напора по длине трубопровода:

, (34)

6. Потери напора на местные сопротивления:

, (35)

7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:

, (36)

8. Полная потеря напора на всасывающей линии:

H_вс = h_τ.вс + h_м.вс + Δz м., (37)

H_вс = 0,377 + 0,798 - 0,8 = 0,376 м.

9. Проверка всасывающей трубопровода на холодное кипение паров бензина.

P_s=57000 ∙ exp[-0,0327(T_нк-Т)]= 57000 ∙ exp[-0,0327(308-306,5)]= 54271,6Па

где Tнк=35°С=308 К – температура начала кипения бензина.

T=33,5°С=306,5 К – температура максимального жаркого периода.

Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока:

, (38)

P_s = 54271,6 Па - давление насыщенных паров бензина при 33,5⁰С

P_a = 1,013· 10⁵ Па - атмосферное давление

ρ_δ =718 - плотность бензина при температуре 33,5⁰С

Гидравлический расчет нагнетательной линии

1. Внутренний диаметр трубопровода:

D_вc = D_вc - 2δ, (28)

D_вc

2. Скорость движения потока:

, (29)

3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:

, (30)

4. Критическое значение числа Рейнольдса:

, (31)

.

, (32)

.

Т.к. Re_крI < Re < Re_крII режим течения турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле:

, (33)

5. Потери напора по длине трубопровода:

, (34)

6. Потери напора на местные сопротивления:

, (35)

7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:

∆z = z_рез+h_взл-z_нс, (38)

8. Полная потеря напора на всасывающей линии:

H_наг = h_τ.наг + h_м.наг + Δz (39)

H_наг = 2,162 + 1,188+7,7 = 11,05 м.

Гидравлический расчет всасывающей линии (внутрибазовая перекачка)

Таблица 17 – Местные сопротивления

Тип местного сопротивления	Количество	ξнаг
Задвижка	4	0,15
Поворот под 90°	3	0,3

1. Внутренний диаметр трубопровода:

D_вc = D_вc - 2δ, (28)

D_вc

2. Скорость движения потока:

, (29)

3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:

, (30)

4. Критическое значение числа Рейнольдса:

, (31)

.

, (32)

.

Т.к. Re_крI < Re < Re_крII режим течения турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле:

,

(33)

5. Потери напора по длине трубопровода:

, (34)

6. Потери напора на местные сопротивления:

, (35)

7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:

8. Полная потеря напора на всасывающей линии:

H_вс = h_τ.вс + h_м.вс + Δz, (37)

H_вс = 2,162+0,557 -2,3 = 0,42 м.

9. Проверка всасывающей трубопровода на холодное кипение паров бензина.

P_s=57000 ∙ exp[-0,0327(T_нк-Т)]= 57000 ∙ exp[-0,0327(308-306,5)]= 54271,6 Па

где Tнк=35°С=308 К – температура начала кипения бензина.

T=33,5°С=306,5 К – температура максимального жаркого периода.

Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока:

, (38)

P_s = 54271,6 Па - давление насыщенных паров бензина при 33,5⁰С

P_a = 1,013· 10⁵ Па - атмосферное давление

ρ_δ =718 - плотность бензина при температуре 33,5⁰С

Гидравлический расчет всасывающей линии

(трубопровод для налива в автоцистерны бензина Аи-98)

Подача насоса АСН 60 м³/час;

Длина всасывающей линии: L_вс = 316,2 м;

Наружный диаметр всасывающего трубопровода D_вс = 0,377 м;

Толщина стенки трубопровода δ = 0,0045 м;

Эквивалентная шероховатость труб k_э = 0,05 мм;

Геодезическая отметка резервуара z_рез = 136,9 м;

Геодезическая отметка станции налива z_с = 139,4 м;

Минимальная высота взлива в резервуаре h ^min _взл = 1,5 м.

Таблица 18 – Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество	ξнаг
Задвижка	4	0,15
Поворот по 90^0	4	0,3

1. Внутренний диаметр трубопровода:

2. Скорость движения потока:

3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:

4. Критическое значение числа Рейнольдса:

Так как Re < Re_крI, режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в зоне гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле:

5. Потери напора по длине трубопровода:

6. Потери напора на местные сопротивления:

7. Потеря напора на преодоление сил тяжести

∆z = z_нс - z_рез- h_взл^min (40)

∆z =139,4 – 136,9- 1,5= 1,0 м.

8. Полная потеря напора на всасывающей линии

H_вс = h_τ.вс + h_м.вс + Δz=0,022 + 0,00235 +1,0= 1,03м.

9. Проверка всасывающей трубопровода на холодное кипение паров бензина.

P_s=57000 ∙ exp[-0,0327(T_нк-Т)]= 57000 ∙ exp[-0,0327(308-306,5)]= 54271,6 Па

где Tнк=35°С=308 К – температура начала кипения бензина.

T=33,5°С=306,5 К – температура максимального жаркого периода.

Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока:

, (38)

P_s = 54271,6 Па - давление насыщенных паров бензина при 33,5⁰С

P_a = 1,013· 10⁵ Па - атмосферное давление

ρ_δ =718 - плотность бензина при температуре 33,5⁰С