Гидравлический расчет и определение потребного числа НПС

4.1 Оценка толщины стенки в первом приближении

 

 

Принимаем ближайшее по ГОСТу 12 мм.

Тогда внутренний диаметр

d = D - 2d = 1020 - 24=996 мм=0.996 м

 

4.2 Секундный расход нефти и ее скорость

 

4.3 Определение режима трения

 

турбулентный режим

 

По таблице определим абсолютную шероховатость стенки трубы

Кэ = 0,2 мм, тогда относительная шероховатость:

 

Критические числа Рейнольдса:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Вычисленное значение Re не превосходит первого критического, значит имеем режим гладких труб.

 

4.4 Гидравлический уклон

По формуле Лейбензона

 

 

Для смешанного режима значение коэффициентов в формуле

β=0,0802, m=0.123

 

Тогда гидравлический уклон

 

 

4.5 Потери в трубопроводе

 

 

4.6 Расчет числа насосных станций

 

 

Принимаем к проектированию 2 станции.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5. Механический расчет МН

 

Исходные данные:

- труба Ø1020 мм

- схема перекачки из насоса в насос

- давление p=5,85 МПа

- суммарный напор основных и подпорного напора станции Н_ст=712,91 м

- плотность нефти 849 кг/м³

 

Задание:

- рассчитать толщину стенки МН.

- учесть сложные напряжения на участке 13-14: перепад температуры =70⁰С, осевую сжимающую силу N=500 кН.

- построить эпюру допустимых напоров.

- по распоряжению Главного Инженера участок вблизи второй НС (т.е. первой промежуточной НС) считать категории В на протяжении 10 км в обе стороны.

 

Решение:

 

5.1. Выбор стали

Имеем трубу Ø1020 мм. Для нее по ГОСТу подбираем сталь 17Г1С с характеристиками σ_вр=510 МПа, σ_т=363 МПа, К₁=1,4.

 

5.2. Расчетное сопротивление металла

Будем полагать, что на основной длине трубопровод III категории, для III категории m=0.9, для Ø1020 мм K_н=1,05

 

 

5.3. Расчетная толщина стенки трубопровода

Для схемы перекачки из насоса в насос n₁=1.15.

 

 

Принимаем ближайшее большее по ГОСТу: 11 мм.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5.4. Учитываем сложное напряженное состояние. Действующие осевые напряжения:

От давления p

(растяжение)

От перепада температуры

МПа (сжатие)

где коэффициент линейного расширения К^-1

От осевой силы

(сжатие)

Суммарное осевое напряжение:

(растяжение)

5.5. Коэффициент :

 

5.6. Толщина стенки трубопровода

Принимаем ближайшее большее по ГОСТу: 11 мм.

 

5.7. Эпюра допустимых напоров

На участках III и IV категории

На участках I и II категории

На участках В категории

м

Строим эпюру допустимых напоров и отмечаем случаи, когда пьезометрическая линия лежит выше эпюры допустимых напоров. Для этих участков необходим пересчет толщины трубопровода.

 

5.8. Уточнение толщины трубопровода.

Рассмотрим участок вблизи второй НС (категория В).

Н_ст=715,915 м >H_max=486,45 м

Уточним толщину стенки на этом участке из условия Н_ст < , =715,915 м:

Принимаем ближайшее большее по ГОСТу: 16 мм.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист