2.4 Расчет оболочки резервуара

В горизонтальной оболочке, покоящейся на сплошном основании, под действием веса нефтепродукта и собственного веса возникают изгибающие

моменты М_1, М_2, стремящиеся сплющить оболочку – увеличить горизонтальный диаметр. При наличии избыточного давления в стенках корпуса, возникают равномерно распределенные растягивающие напряжения, способствующий сохранению формы корпуса. Поэтому корпус резервуара, рассчитанный на действие изгибающих моментов, обязательно должен быть проверен на растягивающие напряжения от внутреннего избыточного давления.

Изгибающий момент, возникающий в оболочке под действием гидростатического давления нефтепродукта равен

(46)

где R-радиус резервуара;

φ- коэффициент, зависящий от условия закрепления днища резервуара по контуру (φ=0,5-0,75).

Изгибающий момент возникающий от собственного веса оболочки ( на единицу длины оболочки)

(47)

где δ- толщина стенки резервуара,

плотность стали, кг/м³.

Максимальные значения моментов М_1, М₂ будут при т.е. по концам горизонтального диаметра

(48)

Момент сопротивления определяется по формуле

(49)

Расчетное напряжение на изгиб

(50)

Подземные резервуары подвержены не только вну треннему давлению от нефтепродукта, но и наружному давлению грунта и действию вакуума.

Грунт сдавливает оболочку резервуара неравномерно. Вертикальное давление грунта

(51)

а горизонтальное

(52)

где плотность грунта;

h- расстояние от поверхности земли до рассматриваемой точки;

α –угол внутреннего трения грунта.

Для практических расчетов эллиптическую эпюру давления грунта заменяют круговой с постоянной интенсивностью давления (рисунок 13).

Рисунок 13 – Эпюра давлений грунта на горизонтальный резервуар

(53)

Величина изгибающего момента (на единицу длину оболочки) от давления грунта определяется по формуле

(54)

где -глубина заложения оси резервуара в грунт;

R- радиус оболочки резервуара.

Как указывалось выше, оболочка под влиянием внешнего давления может потерять свою форму. Это может произойти еще задолго до того, как напряжения в ней достигнуть расчетных значений. Поэтому оболочку подземного резервуара необходимо всегда проверять на устойчивость цилиндрической формы в радиальном направлении по формуле

(55)

где Е-модуль упругости;

l- расстояние между ребрами жесткости резервуара, l=1,5D.

Для устойчивости формы резервуара внешнее давление грунта должно быть меньше на величину коэффициента запаса устойчивости n, равную

(56)

Условие выполняется.

2.5 Расчет днища резервуара на прочность

Вместимость резервуара V=50м³;

Диаметр резервуара D=2,75м;

Избыточное давление

Давление вакуума

Толщина днища

Резервуар выполнен из стали с кН/см².

При расчете на прочность будем учитывать избыточное и гидростатическое давления жидкости (бензин) =740 кг/м³. Примем угол между образующей и его осью (рисунок 14) β=60С°.

Рисунок 14 –Воздействие на коническое днище.

Суммарное гидростатическое и избыточное давление на уровне центра днища

(57)

Проверим на прочность днище

(58)

(59)

, (60)

т.о. ,

значит прочность днища достаточна.

Проверка днища на устойчивость по формуле

(61)

(62)

(63)

=

,

устойчивость днища обеспечена.

2.6 Физические свойства СУГ

Пересчет весового состава паровой фазы в молярный производится по формуле

в процентах, (64)

в долях единицы, где (65)

- массовая доля i-го компонента;

- молярная масса i-го компонента, г/моль;

;

;

или 0,664;

или 0,336;

Таким образом, состав паровой фазы в объемах (молярных) процентах и объемных долях будет равен:

С₃Н₈=66,4 (0,664);

С₄Н₁₀=33,6 (0,336);

(66)

Средняя молекулярная масса газовой смеси

(67)

- массовая доля i-го компонента;

- молярная масса i-го компонента, г/моль;

Средняя плотность газовой смеси при нормальных условиях:

а) по закону Авогадро:

(68)

б) по правилу смешения:

(69)

где ρ₁, ρ₂,……..ρ_n - плотность насыщенных паров компонентов широких фракций углеводородов при температуре 0 ⁰С.

Псевдокритическая (среднекритическая) температура смеси

(70)

где , ,……..- критическая температура компонентов широких фракций углеводородов при температуре 0 ⁰С.

Среднекритическое (псевдокритическое) давление

(71)

где , ,…….. - критическое давление компонентов широких фракций углеводородов при температуре 0 ⁰С.

Удельная газовая постоянная газовой смеси заданного выше состава может быть определена по правилу смещения

, (72)

где R₁, R₂, ………R_n - удельные газовые постоянные компонентов, входящих в газовую смесь.

R_см=0,664∙188,68+0,336∙143,08=124,53+48,65=173,2 Дж/кг∙К.

Состав жидкой фазы сжиженного газа определяется в следующей последовательности.

а) Определяем общее давление равновесной системы пар-жидкость. Согласно объединенному уравнению законов Рауля и Дальтона

y_iP=x_iθ_i, (73)

концентрация компонента в жидкой фазе будет

. (74)

Так как состав жидкой фазы равен

х₁+х₂+…+х_n=1,

то из предыдущих двух уравнений можно записать

, (75)

откуда общее давление системы пар-жидкость равно

, (76)

МПа,

где θ₁,θ₂, ………θ_n - упругость компонентов газовой смеси в чистом виде берутся из справочных таблиц.

б) По уравнению определяем состав жидкой фазы в долях единицы и процентах:

Таким образом, состав жидкой фазы в процентах и долях единицы равен:

С₃Н₈=39 (0,39);

С₄Н₁₀=61 (0,61);

.

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Долгосрочные инвестиции в промышленное производство и транспорт составляют основу развития экономики любой отрасли. Особенно важен этот фактор для развития нефтегазодобывающей промышленности и трубопроводного транспорта, требующих значительных сумм капиталовложений.

Методика оценки экономической эффективности инвестиций – один из важнейших вопросов. Основное внимание в данной работе уделяется оценке эффективности инвестиций на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности.