Технологический расчет магистрального нефтепровода

Цель расчета:

1. определение диаметра трубопровода, выбор насосного оборудования, расчет толщины стенки трубопровода, определение числа перекачивающих станций (ПС);

2. расстановка ПС по трассе нефтепровода;

3. расчет эксплуатационных режимов нефтепровода.

Исходные данные:

• Годовая производительность нефтепровода, млн. т /год G_Г;

• Протяженность нефтепровода (перевальные точки отсутствуют ), км L;

• Разность геодезических отметок, м z=z_К-z_Н.

• Средняя расчетная температура перекачки, С t_Р.

• Плотность нефти при температуре 293К (20С), кг/м³ ₂₉₃;

• Вязкость нефти при 273К (0С) и 293К (20С), мм²/с (сСт) ₂₇₃, ₂₉₃ ;.

Таблица 1.

Свойства трубной стали и толщины стенок труб

DН, мм	Марка стали	RН^1, МПа	RН^2, МПа	Толщина стенки, мм
530	17ХГС	520	360	6 ; 6,5 ; 7 ; 7,5 ; 8
720	17ХГС	520	360	7,5 ; 8 ; 8,5 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12
820	17Г1С	520	360	8,5 ; 9 ; 10,5 ; 11 ; 12
1020	14Г2САФ	520	380	9,5 ; 10 ; 11 ; 12,5 ; 14
1220	16Г2САФ	570	420	11 ; 11,5 ; 12 ; 13 ; 15

1. Определение диаметра трубопровода, выбор насосного оборудования, расчет толщины стенки трубопровода, определение числа перекачивающих станций (пс)

• Расчетная температура транспортируемой нефти, принимаемая равной минимальной среднемесячной температуре грунта на глубине заложения оси трубопровода с учетом начальной температуры нефти на головных сооружениях, тепловыделений в трубопроводе, обусловленных трением потока, и теплоотдачи в грунт. В первом приближении допускается расчетную температуру нефти принимать равной среднемесячной температуре грунта самого холодного месяца на уровне оси подземного трубопровода. Для трубопровода большой протяженности трасса разбивается на отдельные участки с относительно одинаковыми условиями. В этом случае можно записать

(1.1)

где L – полная протяженность нефтепровода;

l_i – длина i-го участка с относительно одинаковой температурой T_i;

n – число участков.

• Расчетная плотность при температуре Т=Т_Р определяется по формуле

(1.2)

где ₂₉₃ – плотность нефти при 293К, кг/м³;

=1,825 – 0,001315₂₉₃, кг/(м³∙К) – температурная поправка.

• Расчетная кинематическая вязкость нефти определяется при расчетной температуре по вязкостно-температурной кривой, либо по одной из следующих зависимостей:

формула Вальтера (ASTM)

(1.3)

где _Т – кинематическая вязкость нефти, мм²/с;

А и В – постоянные коэффициенты, определяемые по двум значениям вязкости ₁ и ₂ при двух температурах Т₁ и Т₂

формула Филонова-Рейнольдса

(1.4)

где u – коэффициент крутизны вискограммы, 1/К

• Расчетное число рабочих дней магистрального нефтепровода N_Р определяется с учетом затрат времени на техническое обслуживание, ремонт и ликвидацию повреждений. Оно зависит от условий прокладки трубопровода, его протяженности и диаметра (табл.2).

Таблица 2.