Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata.Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit




Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Tehnica mecanica


Index » inginerie » Tehnica mecanica
Proiectarea unui sistem de transport fluide de la sonda la rafinarie


Proiectarea unui sistem de transport fluide de la sonda la rafinarie


PROIECTAREA UNUI SISTEM DE TRANSPORT FLUIDE DE LA SONDA LA RAFINARIE


Introducere:


II CONTINUT:

Capitolul 1. Calculul hidraulic al conductei de alimentare cu apa; alegerea pompelor;

Capitolul 2. Calculul hidraulic al conductelor de evacuare a gazelor;

Capitolul 3. Determinarea programului optim de evacuare a titeiului de la parcurile de separare ( pe considerente energetice);



Capitolul 4. Bilantul termic al depozitului central;

Capitolul 5. Proictarea conductei de transport de la depozitul central la rafinarie ;

5.1. Calculul hidraulic;

5.2. Calculul termic;

5.3. Calculul mecanic;



Concluzii si propuneri.

Bibliografie.




INTRODUCERE


Colectarea, transportul si depozitarea petrolului brut, a produselor petroliere si a gazelor , constituie o activitate de mare importanta prin care se asigura alimentarea cu materie prima a rafinariilor sau a combinatelor petrochimice precum si distribuirea produselor finite ale acestora catre beneficiar.

Activitatea de colectare are drept scop economic acumularea productiei de titei brut a mai multor sonde. Din punct de vedere tehnic, acestea se realizeaza prin intermediul conductelor de legatura dintre sondele productive si parcul de separatoare si rezervoare.

Activitatea de depozitare raspunde cerintelor tehnico-economice de acumulare si pastrare a produselor petroliere in spatii special amenajate in vederea transportului sau distribuirii catre beneficiari. Din punct de vedere tehnic acestea se realizeaza prin intermediul rezervoarelor de acumulare de diferite capacitati.

Transportul produselor petroliere reprezinta activitatea economica cu ponderea cea mai mare in cadrul general amintit, avind drept scop economic deplasarea produselor petroliere si gazelor asigurind legatura dintre producatori si consumatori. Alegerea modalitatilor de efectuare a transportului se face pe baza unui studiu tehnico-economic care are in vedere in primul rind costul total al tansportului precum si volumul total de tansport.

Transportul prin conducte prezinta o serie de avantaje: continuitate si regularitate in transport, capacitate mare de transport, posibilitate mare de automatizare, fiabilitate in exploatare, cost redus la capacitati mari de transport in raport cu alte mijloace. Totusi, transportul prin conducte necesita un efort financiar mare din punct de vedere al investitiilor care trebuiesc justificate economic.

Obiectul disciplinei consta in studiul legilor care guverneaza procesele de transport si depozitare a hidrocarburilor fluide sau gazoase in drumul lor intre producator si consumator, in vederea cunoasterii metodologiei de proiectare si exploatare in conditii optime a instalatiilor de transport.

Datorita necesarului tot mai ridicat de combustibili in viata economica si industriala a intregii omeniri, transportul hidrocarburilor are pentru viata economica aceeasi importanta pe care o are sistemul circulator pentru organismul uman.



1.    TEMA PROIECTULUI


In cadrul unei brigazi de productie petroliera pe un cimp petrolier se extind x sonde care se racordeaza la un parc de separatoare nou. Productia acestui parc aste transportata la depozitul central (DC) impreuna cu productia a inca patru parcuri conform schemei:



Q2,z2

Q4,z4

x2 xn

x1

L2

L4 zDC

SA

 

DC

 
La L1A LAB B LCD D LDE E

ALBC C

za,qa

Q1,z1 L3 L5

Lt


Lg

R

 
Q5,z5


Q3,z3

pi

pm


pj



unde notatiile au urmatoarea semnificatie:


P1.P5 -parcuri de sonde;

La -lungimea conductei de apa;

qa -debitul sursei de apa;

za -cota topografica a sursei de apa;

Lij -lungimea conductei pe lungimea ij ;

Lt -lungimea conductei de transport titei intre depozitul central si rafinarie;

DC-depozit central;

R -rafinarie;

zi -cotele topografice ale parcurilor i, i= 1.5;

SA -sursa de apa;

Qi -debitele de titei de la parcurile Pi .


2.DATE CUNOSCUTE


2.2. Lungimea conductelor


La = (10 + 0,1 n) = 14,1 km;

Lam = (1,5 + 0,1 n) = 5,6 km;

L1A = (4,4 + 0,1 n) = 8,5km;

LAB = (2,8 + 0,1 n) = 6,9 km;

LBC = (3,2 + 0,1 n) = 7,1 km;

LCD = ( 5,5 + 0,1 n) = 9,6 km;

LDR = (3,85 + 0,1 n) = 7,95 km;

L2 = (1,1 + 0,1 n) =1,1 km;

L3 = (1,8 + 0,1 n) = 5,9km;

L4 = (0,7 + 0,1 n) = 4,8 km;

L5 = (3,4 + 0,1 n) = 7,5km;

Lt = (62 + 0,1 n) = 66,1 km;

Lg = (1,2 + 0,1 n) = 5,3m;

 
2.1. Cotele topografice


zS = 295 m;

zSA = 290 m;

z1 = 300 m;

z2 = 170 m;

z3 = 180 m;

z4 = 190 m;

z5 = 210 m;

zA = 160 m;

zB = 175 m;

zC = 160 m;

zD = 180 m;

zE = 160 m;

zR = 180 m;



Dat prin tema : n = 41 ;


2.3. Numarul sondelor racordate la parcul 1 :

x = 4 + n 0,5 = 25


2.4. Productia parcurilor :

qam = 8 m3 lichid / zi


Q1 = x qam = 200 m3/zi

Q2 = (210 + 5 n) = 415 m3/zi

Q3 = (180 + 5 n) = 385 m3/zi

Q4 = (190 + 5 n) = 395 m3/zi

Q5 = (90 + 5 n ) = 295 m3/zi


2.5. Densitatea relativa a gazelor in raport cu aerul :

d = 0,67


2.6. Temperatura de congelare a titeiului :

Tc = +10 C ;


2.7. Temperatura de siguranta pentru transport :

Ts = Tc + (2.7) C = 10 +4 = 14 C ;


2.8. Unele proprietati ale titeiurilor functie de temperatura (m r n), Tabelul 1.


Se transporta titeiul ( tip ZEMES ) de la depozit la rafinarie, cu urmatoarele proprietati:

Tabelul 1

Temperatura

[C]

Densitatea

[g/cm3]

Vascozitatea cinematica,

[cSt]

Vascozitatea dinamica,

[cP]

Punctul de congelare titei, [C]

Punctul de congelare reziduu,[C]

Continut de parafina,

%gr

20

0.887

38,93

34,53



+10



+30



15

30

0.880

16,19

14,25

40

0.873

11,54

10,08

50

0.867

9,13

7,92

60

0.860

6,97

6


1 cP = 10-3 Pa.s

1 cSt = 10-6 m2/s

2.9. Se va trasa grafic :

a)     Densitatea titeiului functie de temperatura (Anexa 1);

b)     Viscozitatea cinematica a titeiului functie de temperatura (Anexa 1);

c)     Viscozitatea dinamica a titeiului functie de temperatura (Anexa 1).


2.10. Ratia de solutie :

r = 250 + (-1)n n = 250 + (-1) 41 = 209 m3st/m3 ;


2.11. Impuritati :

i = (0,2 + 0,001 n) = 0,24 % ;


2.12. Densitatea lichidului

ρ = (1 - i) ρt + i ρa = 913,901 kg/m3



Densitatea titeiului, luata din grafic, in punctul corespunzator temperaturii de 00C=273,15 K, => ρ273,15 = 900 kg/m3

x = 1,1825 - 0,001325 ρ273,15 = 1,1825-0,001325.900 = -0,001

Densitatea titeiului la 20 0C (din tabel): ρ293,15 = 887,00kg/m3,

Densitatea titeiului ρt : ρt = ρ293,15 - x (Tm - 273,15)

ρt = 887-(-0,01) (299,15 - 273,15) = 887,026 kg/m3

densitatea apei sarate, ρa = 1015 kg/m3;


2.13. Temperatura medie, Tm =,

Tsonda = 420C , Tparc = 180C


2.14. Viscozitataea lichidului:

m2/s;


2.15.Viscozitatea titeiului la temperatura medie, :


cSt

= 2,85710-6 m2/s

constantele A si B se determina din sistemul de ecuatii:



Se cunosc:

-viscozitatea titeiului la t1= 200C : =38,93 cSt ;

-viscozitatea titeiului la t2= 300C : =16,19 cSt ;




2.16. Viscozitatea cinematica a apei de zacamint, na

m2/s ;

ra = 1015 kg/m3;


2.17. Viscozitatea dinamica a apei sarate, ma

ma= 1 cP=10-3N s/m2 ,

s =20(kg NaCl/vagon);

-s este salinitatea ;

-ma este viscozitatea apei;



Capitolul 1


CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTEI DE ALIMENTARE CU APA


Determinarea diametrului orientativ :

m = 152mm;

m/s,

Se alege:m/s


Alegerea diametrului real din STAS 715/2-88

D= 168,3 mm = 6 5/8 in

d=155,5mm = 0,155 m

e=6,4mm = 0,0064m


Determinarea vitezei reale de curgere:

= 4am/s;


Determinarea numarului Reynolds:

miscare turbulenta,

Se cunoaste : viscozitatea cinematica a apei na=1,008 10-6 m2/s,


Determinarea coeficientului de rezistentata hidraulica:

l este coeficientul de rezistenta hidraulica;


Determinarea caderii de presiune:

Dp = 0,74503 Pa


unde: La=10,6 Km;

Zp1=300 m;

ZSA=290 m;

g=9,81 m;

ρa=998,2 Kg/m3


Determinarea presiunii de pompare a apei:

Pa

unde:pH(hidrant) =6 bar= Pa


Inaltimea de pompare :

m;


Determinarea numarului de pompe:

Pentru qa= 72 m3/s , se alege pompa Lotru 100-30 cu inaltimea de pompare H=54m;

Se alege 3 pompe Lotru 100-30;


Determinarea puterii pompei:

W = 34,4294 kW;

h=0,7;


Determinarea valorii energiei consumate:

W= N t =34,4294 6 = 206,576 [kW h/zi];

-unde : t este timpul de functionare a pompei, t= 6 ore/zi;





Capitolul 2


CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTELOR DE GAZE


Calculul hidraulic urmareste stabilirea unei coreletii intre debitul ce se transporta prin conducta, diametrul interior al conductei si caderi de presiune.

Productia de titei a unei sonde este formata din: faza lichida (hidrocarburi si apa) si faza gazoasa.


2.1.Conducta de presiune inalta :

p = 40 atm= 40105 Pa

pi = 6 atm=6105 Pa

Lg= 1,8 103 m;


Debitul pe fiecare treapta va fi :

m3/s ;

r- ratia de solutie ;


Modulul de debit :


Determinarea diametrului orientativ, d0 :

,

unde : , T

mm;

T0 = 273,15 K , p0 = 1,01325 105 Pa, R = 8314 J/kgK ; d = 0,67


Evaluarea coeficientului de abatere de la legea gazelor perfecte Zp = f(Tr,pr):

pcr = 48,278 bar; Tcr = 296,40; Tp = 291,15 K;


Dimetrul real se deduce din STAS 715/2-88:

D=17,1mm;

d=10,7m;

e=3,2m;


2.2.Conducta de presiune medie:

ppm= 16 atm=16105 Pa;

pm= 2 atm=2105 Pa;

Lg= 1,8 103 m;


Modulul de debit :


Determinarea diametrului orientativ, d0 :

mm

T0 = 273,15 K; p0 = 1,01325 105 Pa; R = 8314 J/kgK ; d = 0,67;



Evaluarea coeficientului de abatere de la legea gazelor perfecte Zp = f(Tr,pr):

pcr=48,278 bar ,Tcr= 296,4 K ,Tp=291,15 K;


Diametrul real se deduce din STAS 715/2-88:

D = 21,3mm;

d =15,7mm;

e =2,8mm;



2.3.Conducta de joasa presiune :


ppj= 8 atm=8105 Pa;

pj= 1,05 atm=1,05105 Pa;

Lg=1,8 103 m;


Modulul de debit :


Determinarea diametrului orientativ, d0 :

mm;

T0=273,15 K ; p0=1,01325 105 Pa; R=8314 J/kgK ; d= 0,67;


Evaluarea coeficientului de abatere de la legea gazelor perfecte Zp = f(Tr,pr):

pcr=48,278 bar ,Tcr= 296,4 K ,Tp=291,15 K;



Diametrul real se deduce din STAS 715/2-88:

D = 26,7 mm;

d = 20,9 mm;

e = 2,9 mm;



Capitolul 3


DETERMINAREA PROGRAMULUI OPTIM DE EVACUARE A TITEIULUI DIN PARCURILE DE SEPARARE LA DEPOZITUL CENTRAL


Parcurile sunt echipate cu pompe PI - 160 cu randamentul h=0,7. In vederea dimensionarii colectorului si a stabilirii unui program optim de pompare se vor alege mai multe variante.


Q2, z2Q4, z4



zDC

L2L4

DC

 
L1A LAB BLBC LCDD LDE E

AC


Q1, z1 L3 L5





Q3, z3Q5, z5



DIMENSIONAREA COLECTORULUI PRINCIPAL



Se alege o varianta de pompare. Pentru varianta de pompare aleasa, numarul de pompe necesar este:


, unde: Qi - este productia zilnica a parcului [m3];

tz - timpul de pompare zilnic [ore].

, unde: ng - este numarul de grupuri de pompare.

npci - se rotungeste la un numar intreg prin adaos.


Se calculeaza timpul real de pompare cu relatia:


Se calculeaza debitul de evacuare de la fiecare parc cu relatia:


Se estimeaza diametrul tronsoanelor colectorului in conformitate cu varianta aleasa cu cantitatile volumice care vor fi transportate si functie de o valoare economica de transport. Relatia de calcul este


unde: vec - viteza economica;

Q - debitele de evacuare ce pot fi transportate pe un interval de timp pe un anumit tronson.


Se standardizeaza astfel debitul obtinut.

Se calculeaza presiunea de pompare pe fiecare interval de timp in conformitate cu graficul de pompare, pornind de la expresia caderii de presiune



unde: i - panta hidraulica;

p1 - presiunea de pompare la intrarea in conducta. (la parc);

pE - presiunea de iesire din conducta (depozitul central);

ram - densitatea amestecului;

z1, zE - cotele topografice ale depozitului central, respectiv al parcului.


Se vor exprima presiunile in termeni de inaltime folosind ecuatia fundamentala de miscare a fluidului prin conducta


Numarul Reynolds se determina cu relatia:


unde: vam - vascozitatea amestecului;

d - diametrul de conducta ales;

v - viteza amestecului.

Se calculeaza energia consumata la fiecare parc, pe fiecare interval de timp:

Se compara energiile consumate in fiecare din variante si se alege acea varianta cu cel mai mic consum de energie:


Se alege W optim



Varianta I



Pompeaza pe rand parcurile: (1 -4- 5); ( 2 - 3).


Q2, z2Q4, z4


zDC

L2L4

DC

 
L1A LAB BLBC LCDD LDE E

AC


Q1, z1 L3 L5





Q3, z3Q5, z5



- grupa 1.

- grupa 2.


Timpul zilnic de pompare (cu restrictii de W):


2 - grupuri de pompe.


Grupa 1:Q1+Q4+Q5=56+220+120= 396 m3/zi

Grupa 2:Q2+Q3=240+210= 450 m3/zi


Numarul de pompe necesare in fiecare parc:


;

unde:

qp = 0,09210-33600500,7 = 11,592 m3/h


1 pompa


3 pompe


2 pompe

2 pompe

pompe

Timpul de evacuare a produsului de la fiecare parc:






Debitul de evacuare














Dimenionarea tronsonului 1-A:


Se alege viteza economica: vec=1 m/s


Determinarea diametrului orientativ


Alegerea diametrului real

d 1-A=63,4 mm

D1-A=73,0mm

e1-A=4,8mm



Dimensionarea tronsonului 2-A:


Determinarea diametrului orientativ:


Alegerea diametrului real:


d2-A= 115,9 mm


D2-A=141,3 mm


e2-A= 12,7 mm:


Dimensionarea tronsonului 3-B:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d3-B= 87,4 mm


D3-B=101,6 mm


e3-B= 7,1mm



Dimensionarea tronsonului 4-C:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d4-C =88,8 mm


D4-C=101,6 mm


e4-C= 6,4 mm



Dimensionarea tronsonului 5-D:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d5-D =85,4 mm


D5-D=101,6 mm


e5-D= 8,1mm


ora

nr

parc

24

 

1 23 45 6 78 9 10 11 12 1314 15 16 17 18 1920 21 22 23

1

























2

























3

























4

























5



























Dimensionarea tronsonului A-B:


Determinarea diametrului orientativ:


Alegerea diametrului real:


dA-B =115,9 mm


DA-B=141,3 mm


eA-B= 12,7 mm


Dimensionarea tronsonului B-C:



Determinarea diametrului orientativ:




Alegerea diametrului real:


dB-C =142,9 mm


DB-C=168,3 mm


eB-C = 12,7 mm


Dimensionarea tronsonului C-D:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


dC-D =142,9 mm


DC-D=168,3 mm


eC-D = 12,7 mm


Dimensionarea tronsonului D-E:



Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


dD-E =142,9mm


DD-E=168,3 mm


eD-E = 12,7 mm



  • Diametrele conductelor de legatura de la parcuri la conducta colectoare si diametrele diverselor portiuni ale conductei colectoare sunt trecute in schema urmatoare:


DC

 
115,9 mm 88,8 mm

B D E

63,4 mm A 115,9 mm 142,9 mm C 142,9 mm 142,9 mm


87,4 mm 85,4 mm




Presiunile de pompare si energia consumata la fiecare parc in intervalele orare stabilite in diagrama de mai sus


Calculul vitezelor amestecului pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare:








Calculul numarului Reynolds pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare.


Se cunoaste vascozitatea amestecului υam = 9,074 10-6 m2/s










Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare







Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe conducte de legatura de la parcuri la conducta colectoare:










Presiunea la depozitul central:


unde:


H - inaltimea (H=10 m).

ρam=794,958 Kg/m3




Intervalul de ore 00 - 05


Pompeaza parcurile 1 ,4si 5 si timpul de pompare este tp=5ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:









Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,07410-6 m2/s







Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:




Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:






Presiunea la parcul P1:



Presiunea la parcul P4:



Presiunea la parcul P5:




Energia consumata la fiecare parc





Intervalul de ore 05 - 06


Pompeaza parcurile 4 si 5 si timpul de pompare este tp=1 ora


Calculul vitezelor amestecului pe diversele tronsoane ale conductei colectoare.






Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


Se cunoaste vascozitatea amestecului: vam=9,07410-6





Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare



Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:




Presiunea la parcul P4:



Presiunea la parcul P5:




Energia consumata la fiecare parc





Intervalul de ore 08 - 12


Pompeaza parcul 4 si timpul de pompare este tp=4 ore


Calculul vitezelor amestecului pe diversele tronsoane ale conductei colectoare.






Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


Se cunoaste vascozitatea amestecului: vam=9,074 10-6




Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare



Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:





Presiunea la parcul P4:



Energia consumata la fiecare parc




Intervalul de ore 12 - 14

Pompeaza parcurile 2 si 3 si timpul de pompare este tp=2 ore


Calculul vitezelor pe diverse portiuni ale conductei colectoare








Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare


Se cunoaste vascozitatea amestecului: vam=9,07410-6







Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:






Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare







Presiunea la parcul P2:


;


Presiunea la parcul P3:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 16 - 21


Pompeaza parcurile 2 si 3 si timpul de pompare este tp=5 ore


Calculul vitezelor pe diverse portiuni ale conductei colectoare









Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare


Se cunoaste vascozitatea amestecului: vam=9,07410-6







Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:






Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare







Presiunea la parcul P2:


;


Presiunea la parcul P3:



Energia consumata la fiecare parc




Intervalul de ore 21 - 24


Pompeaza parcul 3 si timpul de pompare este tp=3ora


Calculul vitezelor pe diverse portiuni ale conductei colectoare








Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare


Se cunoaste vascozitatea amestecului: vam=9,074*10-6





Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:






Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare







Presiunea la parcul P3:


;


Energia consumata la parc



Energia consumata la parcuri in 24 de ore:


W1= W1-00-05=16,40kwh

W2= W2-12-14+ W2-16-21=19,93+99,68=119,61kwh

W3= W3-12-14+ W3-16-21 + W3-21-24 =13,12+65,61+2,82=81,55kwh

W4= W4-00-05+ W4-05-06 + W4-08-12 =22,04+2,73+62,04=86,81kwh

W5= W5-00-05+ W5-05-06 =21,91+3,60=25,51kwh



  • Energia totala consumata pentru aceasta varianta de pompare:



Varianta II



Q2, z2Q4, z4



zDC

L2L4

DC

 
L1A LAB BLBC LCDD LDE E

AC


Q1, z1 L3 L5





Q3, z3Q5, z5



- grupa 1.

- grupa 2.

-grupa 3..



Pompeaza pe rand parcurile in grupe de pompare astfef:


(1 - 4) , (2), ( 3 - 5 ).



Timpul zilnic de pompare (cu restrictii de W




3 - grupuri de pompe.


Grupa 1:Q1+Q4=56+220= 276 m3/zi

Grupa 2:Q2= 240 m3/zi

Grupa 1:Q3+Q5=210+120= 330 m3/zi


Numarul de pompe necesare in fiecare parc:


;

unde:

qp = 0,09210-33600500,7 = 11,592 m3/h


1 pompe


34 pompe


3 pompe

3pompe

pompe

Timpul de evacuare a produsului de la fiecare parc:






Debitul de evacuare















Dimenionarea tronsonului 1-A:


Se alege viteza economica: vec=1 m/s


Determinarea diametrului orientativ



Alegerea diametrului real

d1-A=63,4 mm

D1-A=73,0 mm

e1-A=4,8 mm


Dimensionarea tronsonului 2-A:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d2-A= 115,9 mm


D2-A=141,3 mm


e2-A= 12,7 mm:



Dimensionarea tronsonului 3-B:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d3-B= 115,9 mm


D3-B=141,3 mm


e3-B= 12,7 mm:



Dimensionarea tronsonului 4-C:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d4-C =109,5 mm


D4-C=141,3 mm


e4-C= 15,9 mm



Dimensionarea tronsonului 5-D:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d5-D =85,4 mm


D5-D=101,6 mm


e5-D= 8,1 mm



Diagrama de pompare


ora

nr

parc


24

 


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 1314 15 16 17 18 1920 21 22 23

1

























2

























3

























4

























5


























Dimensionarea tronsonului A-B:


Determinarea diametrului orientativ:


Alegerea diametrului real:


dA-B =115,9 mm


DA-B=141,3 mm


eA-B= 12,7 mm


Dimensionarea tronsonului B-C:



Determinarea diametrului orientativ:




Alegerea diametrului real:


dB-C =115,9 mm


DB-C=141,3 mm


eB-C = 12,7 mm


Dimensionarea tronsonului C-D:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


dC-D =174,7 mm


DC-D=219,1 mm


eC-D = 22,2 mm



Dimensionarea tronsonului D-E:



Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


dD-E =154,1 mm


DD-E=168,3 mm


eD-E = 7,1 mm



  • Diametrele conductelor de legatura de la parcuri la conducta colectoare si diametrele diverselor portiuni ale conductei colectoare sunt trecute in schema urmatoare:


115,9 mm 109,5 mm

DC

 
B D E

63,4 mm A 115,9 mm 115,9 mm C 174,7 mm 154,1mm


115,9 mm 85,4 mm




Presiunile de pompare si energia consumata la fiecare parc in intervalele orare stabilite in diagrama de mai sus


Calculul vitezelor amestecului pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare:








Calculul numarului Reynolds pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare.


Se cunoaste vascozitatea amestecului υam 9,07410-6 m2/s










Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare







Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe conducte de legatura de la parcuri la conducta colectoare:







Presiunea la depozitul central:


unde:


H - inaltimea (H=10 m).

ρam=794,958 Kg/m3




Intervalul de ore 00 - 05


Pompeaza parcurile 1 si 4 si timpul de pompare este tp=5ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:








Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,07410-6 m2/s







Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare nbbn:



Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:






Presiunea la parcul P1:



Presiunea la parcul P4:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 05 -07


Pompeaza parcul 4 si timpul de pompare este tp=2ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectotoare:





Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,07410-6 m2/s




Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare nbbn:




Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:





Presiunea la parcul P4:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 09 -16


Pompeaza parcul 2 si timpul de pompare este tp=7ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:








Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,074*10-6 m2/s






Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare nbbn:






Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:







Presiunea la parcul P2:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 18-24


Pompeaza parcurile 3 si 5 si timpul de pompare este tp=6ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:






Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,074*10-6 m2/s






Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:





Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:







Presiunea la parcul P3:



Presiunea la parcul P5:



Energia consumata la fiecare parc




Energia consumata la parcuri in 24 de ore:


W1= W1-00-05=8,48 kwh

W2= W2-09-16=88,56 kwh

W3= W3-18-24=64,04 kwh

W4= W4-00-05+ W4-05-07 =13,74+2,89=16,63 kwh

W5= W5-18-24 =42,71 kwh

  • Energia totala consumata pentru aceasta varianta de pompare:







Varianta III



Q2, z2Q4, z4



zDC

L2L4

DC

 
L1A LAB BLBC LCDD LDE E

AC


Q1, z1 L3 L5





Q3, z3Q5, z5



- grupa 1.


- grupa 2.


- grupa 3


- grupa 4



Pompeaza pe rand parcurile in grupe de pompare astfef:


( 2 ) , ( 5 ) , ( 1 - 5 ) , ( 3 ).



Timpul zilnic de pompare (cu restrictii de W



4 - grupuri de pompe.


Grupa 1:Q2=240 m3/zi

Grupa 2:Q4= 220 m3/zi

Grupa 3:Q1+Q5=56+120= 176 m3/zi

Grupa 4: Q3=210 m3/zi


Numarul de pompe necesare in fiecare parc:


;

unde:

qp = 77,868 m3/h


1 pompe


1 pompe


1 pompe

1 pompe

pompe

Timpul de evacuare a produsului de la fiecare parc:






Debitul de evacuare
















Dimenionarea tronsonului 1-A:


Se alege viteza economica: vec=1 m/s


Determinarea diametrului orientativ



Alegerea diametrului real


d 1-A=142,9 mm


D1-A=168,3 mm


e1-A=12,7 mm


Dimensionarea tronsonului 2-A:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d2-A= 146,3 mm


D2-A=141,3 mm


e2-A= 11,0 mm:


Dimensionarea tronsonului 3-B:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d3-B= 139,7 mm


D3-B=168,3 mm


e3-B= 14,3 mm:



Dimensionarea tronsonului 4-C:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d4-C =139,7 mm


D4-C=168,3 mm


e4-C= 14,3 mm



Dimensionarea tronsonului 5-D:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


d5-D =146,3 mm


D5-D=168,3 mm


e5-D= 11,0 mm



Diagrama de pompare


ora

nr

parc


24

 


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 1314 15 16 17 18 1920 21 22 23

1

























2

























3

























4

























5


























Dimensionarea tronsonului A-B:


Determinarea diametrului orientativ:


Alegerea diametrului real:


dA-B =146,3 mm


DA-B=168,3 mm


eA-B= 11,0 mm


Dimensionarea tronsonului B-C:



Determinarea diametrului orientativ:




Alegerea diametrului real:


dB-C =146,3 mm


DB-C=168,3 mm


eB-C = 11,0 mm



Dimensionarea tronsonului C-D:


Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


dC-D =146,3 mm


DC-D=168,3 mm


eC-D = 11,0 mm



Dimensionarea tronsonului D-E:



Determinarea diametrului orientativ:



Alegerea diametrului real:


dD-E =202,7 mm


DD-E=219,1 mm


eD-E = 8,2 mm


  • Diametrele conductelor de legatura de la parcuri la conducta colectoare si diametrele diverselor portiuni ale conductei colectoare sunt trecute in schema urmatoare:


146,3 mm 139,7 mm

DC

 
B D E

142,9 mm A 146,3 mm 146,3 mm C 146,3 mm 202,7 mm


139,7 mm 146,3 mm




Presiunile de pompare si energia consumata la fiecare parc in intervalele orare stabilite in diagrama de mai sus


Calculul vitezelor amestecului pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare:








Calculul numarului Reynolds pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare.


Se cunoaste vascozitatea amestecului υam 9,07410-6 m2/s








Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe conductele de legatura de la parcuri la conducta colectoare







Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe conducte de legatura de la parcuri la conducta colectoare:







Intervalul de ore 00 - 04


Pompeaza parcul 2 si timpul de pompare este tp=4ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:








Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,07410-6 m2/s






Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare nbbn:






Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:






Presiunea la parcul P2:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 04 -06


Pompeaza parcul 4 si timpul de pompare este tp=2ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectotoare:





Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,07410-6 m2/s





Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare nbbn:




Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:





Presiunea la parcul P4:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 08 -10


Pompeaza parcul 4 si timpul de pompare este tp=2ore


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectotoare:





Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,07410-6 m2/s






Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare nbbn:




Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:





Presiunea la parcul P4:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 10-11


Pompeaza parcurile P1 si P5 si timpul de pompare este tp=1ora


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:







Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,074*10-6 m2/s







Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:







Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:






Presiunea la parcul P1:



Presiunea la parcul P5:



Energia consumata la fiecare parc




Intervalul de ore 11-12


Pompeaza parcul P5 si timpul de pompare este tp=1ora


Calculul vitezelor amestecului pe diverse tronsoane ale conductei colectoare:




Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare:


υam 9,074*10-6 m2/s




Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:



Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare:



Presiunea la parcul P5:



Energia consumata la fiecare parc



Intervalul de ore 12 - 16


Pompeaza parcul 3 si timpul de pompare este tp=4ore


Calculul vitezelor pe diverse portiuni ale conductei colectoare








Calculul numarului Reynolds pe diverse portiuni ale conductei colectoare


Se cunoaste vascozitatea amestecului: vam=9,074*10-6





Calculul coeficientului de rezistenta hidraulica pe diverse portiuni ale conductei colectoare:






Calculam presiunile sub forma de termeni de inaltime pe diversele portiuni ale conductei colectoare






Presiunea la parcul P3:


;



Energia consumata la parc



Energia consumata la parcuri in 24 de ore:


W1= W1-10-11=21,37 kwh

W2= W2-00-04=154,38 kwh

W3= W3-12-16=23,30 kwh

W4= W4-04-06+ W4-08-10 =27,425+27,425=54,85 kwh

W5= W5-10-11+ W5-11-12 =28,07+2,99=31,06 kwh



  • Energia totala consumata pentru aceasta varianta de pompare:




Bilantul energiei consumate in cazul fiecarei variante in parte este prezentat in tabelul de mai jos:


Varianta

1

2

3

Energia


Consumata

[kw*h]

La parcul 1

16,40

8,48

21,37

La parcul 2

119,61

88,56

154,38

La parcul 3

81,55

64,04

23,30

La parcul 4

86,81

20,23

54,85

La parcul 5

25,51

42,71

31,06

In total

329,88

220,42

284,96



Varianta de pomopare optima este a doua ,deoarece in acest caz energia consumata la parcuri pentru pomparea titeiului este minima.




Capitolul 4


BILANTUL TERMIC AL DEPOZITULUI CENTRAL


In cadrul depozitului central, titeiul curat este depozitat in rezervoare metalice cilindrice verticale cu capacitati corespunzatoare conform STAS 6579 - 71. Pentru depasirea temperaturii de congelare si asigurarea transportului titeiului spre rafinarie aceasta se incalzeste la o temperatura ti=60 C.

Aburul de incalzire va fi de tip saturat produs in agregate de tip ABA (presiunea de lucru este de 8 atm, iar temperatura aburului de 175 C).



Rezervoarele au urmatoarele caracteristici


Capacitatea nominala: V=315 m3.

Capacitatea efectiva: V=375 m3.

Diametrul interior al primei virole: D=7580 mm=7.58 m.

Inaltimea partii cilindrice: H=7470 mm=7,47m.

Numarul virorelor: n=5.

Grosimea tablelor: -capac: 5mm;

-fund: 5mm;

-manta 5mm

Inclinarea capacului 1/20.


Cantitatea de titei curat la depozitul central va fi:



,deci:


Determinarea numarului de rezervoare:


Se aleg:




4.1 Calculul cantitatii totale de caldura.


Caldura necesara ridicarii temperaturii titeiului la temperatura de siguranta:


Unde:


QI - reprezinta caldura necesara ridicarii temperaturii titeiului la temperatura de siguranta TS la temperatura de incalzire TI;

QII - reprezinta cantitatea totala de caldura necesara topirii parafinei cristalizate;

QIII - reprezinta cantitatea de caldura necesara compensarii pierderilor de caldura.


Temperatura de siguranta:


.


Temperatura de incalzire:


.


Temperatura medie:


.


Caldura necesara ridicarii temperaturii titeiului la temperatura de siguranta:


in care:

ct - caldura specifica a titeiului;

V - volumul titeiului din rezervor.



/h


Cantitatea totala de caldura necesara topirii parafinei:




χ - caldura latenta de vaporizare;

β - reprezinta continutul de parafina. se alege %


deci:


Cantitatea de caldura necesara compensarii pierderilor de caldura:


unde:

k - este coeficientul global de schimb de caldura;

S - suprafata rezervorului;

Text - temperatura mediului exterior.


unde:

kg - coeficientul global de schimb de caldura pentru fundul rezervorului;

kog - coeficient de oglinda;

kl - coeficientul lateral.



Cantitatea de caldura necesara compensarii pierderilor de caldura se determina in doua cazuri:

a)     Pe timp de vara: Text=25C;

b)     Pe timp de iarna: Text= - 15C .


Rezervorul avand o forma cilindrica suprafetele de fund si de oglinda sunt egale:





Pe timp de vara:






Pe timp de iarna:

4.2 Numarul de agregate necesare incalzirii titeiului



Debitul aburului necesar (kg abur/apa): p=8 at, t=175C.

iabur=560 kcal/kg(entalpia aburului).


Pe timp de vara:

Pe timp de iarna:


Cantitatea de apa necesara producerii aburului, pentru raport de conversie 1/1:


Pe timp de vara:


Pe timp de iarna:


Debitul gazelor necesare producerii aburului:



unde: pcal - este puterea calorica a gazelor;



Pe timp de vara:


Pe timp de iarna:



4.3 Lungimea serpentinelor de incalzire:


Lungimea serpentinelor de incalzire:


Unde:

Ssp - aria suprafetei serpentinei;

d - diametrul serpentinei (d=106.3 mm)


In care:

- temperatura de incalzire a aburului (K)Tiab=448.15k


- temperatura finala a condensului, Tfc= 375,15 K;


-temperatura de siguranta pentru transport Ts=283.15k

-temperatura de incalzire a titeiului Ti=333.15 k


1 kW=860 ;


Pe timp de vara:


Pe timp de iarna:


4.4 Timpul de racire al titeiului din rezervor


Timpul de racire al titeiului din rezervor se calculeaza astfel:








Capitolul 5


PROIECTAREA CONDUCTEI DE TRANSPORT DE LA DEPOZITUL CENTRAL LA RAFINARIE


Transportul titeiului curat de la depozitul central la rafinarie se face folosind pompe 2PN-400 echipate cu camasa de 7 .' care au un volum pe cursa dubla de 30,6 l/cd un numar de curse duble pe minut egal cu 50 cd/min ;


l/cd ;

cd/min ; bar ;


Determinarea debitului real :

l/min = 64,26 m3/h ;


5.1.Calculul hidraulic al conductei


unde : - este presiunea la depozitul central ;

- este presiunea la rafinarie ;


Determinarea debitului de titei curat :

- impuritatile ;

m3/zi =26,085 m3/h ;


Calculul numarului de pompe:

pompa ;


Determinarea timpului de evacuare :

ora ;

Determinarea debitului de evacuare :

m3/h ;


Determinarea diametrului orientativ al conductei de titei curat :

m =96,05 mm ;

m/s ;

Se alege conform STAS 715/8-88 diametrul efectiv al conductei de titei curat :


D = 114,3 mm;


d =102,3 mm ;


e =6,4 mm ;


Determinarea temperaturii medii intre temperatura de la depozitul central si temperatura de la rafinarie :

C = 60+273,15 =333,15 K;

pentru vara : K ;

pentru iarna : K ;


pentru vara :

K ;

pentru iarna :

K ;


Determinarea viscozitatii cinematice si a densitatii titeiului, la temperatura medie :


cSt ;

kg/m3 ;


Determinarea presiunii de pompare de la depozitul central :


Calculul vitezei reale de curgere :

m/s ;


Calculul numarului Reynolds :

;


Calculul coeficientului hidraulic :

;


Calculul pantei hidraulice :

m ;



Calculul presiunii la rafinarie :

Pa ; bar;


Determinarea numarului de statii de pompare :

,

se alege : statii de pompare ;


Determinarea puterii necesare pompelor :

- , este randamentul motorului ;

- , este randamentul transmisiei ;

- k = 1,1 , este coeficientul de suprasarcina ;

kW ;


Calculul energiei consumate :

kWh ;


- consideram ca pompa functioneaza doar 320 de zile ;


5.2. Calculul mecanic al conductei


Grosimea de perete :

unde: - φ este coeficient de calitate a imbinarii(sudurii), φ = 0,70,9, se alege φ=0,9 ;

- a1 este adaos pentru neuniformitatea grosimii peretelui

a1 = (0,1250,15), se alege a1 = 0,125 mm ;

-a2 este adaos pentru coroziune, a2 = (0,51) , se alege a2 = 0,5 mm ;

- sa este efortul unitar de curgere, sa sc /c ;

- sc =2,07 108 N/mm2;este efortul unitar de curgere ;

- c = 1,672 este coeficient de siguranta, se alege c =2;


saN/mm2;


mm ;


e = 4,24 < 6,4 mm deci conducata a fost bine aleasa ;



5.3. Calculul hidraulic al conductei de transport


Trasarea variatiei temperaturii de-a lungul conductei de transport (DC-R):

C (vara); C (iarna);m ;

K - coeficient global de schimb de caldura = 2W/m2K ;


;


- vara :e-15,29 5000

K =180C ;


- iarna : e-15,29 5000

K = 20C ;

Calculul hidraulic al conductelor considerind proprietatile fluidelor ca fiind constante DL = 5 km) ;

Calculul temperaturii medii pe tronsoane :C ; C;

C ;

Valorile proprietatilor titeiului :

kg/m3 ; kcal/kg0C ;

Viteza medie pe fiecare tronson :

m/s ;

Calculul numarului Reynolds :

>2300 ;

Calculul coeficientului hidraulic :

;

Calculul pantei hidraulice :

m ;

Pierderea de sarcina : m ;


Pierderea totala de sarcina :

m ;


Presiunea de pompare :


Lungimea de congelare :

m ;


Numarul statiilor de incalzire ;

,

statii de incalzire ;



5.4. Calculul mecanic al conductei (verificare)

Grosimea de perete :


unde: - φ este coeficient de calitate a imbinarii(sudurii), φ = 0,70,9, se alege φ=0,9 ;

- a1 este adaos pentru neuniformitatea grosimii peretelui

a1 = (0,1250,15), se alege a1 = 0,125 mm ;

-a2 este adaos pentru coroziune, a2 = (0,51) , se alege a2 = 0,5 mm ;

- sa este efortul unitar de curgere, sa sc /c ;

- sc =2,07 108 N/mm2;este efortul unitar de curgere ;

- c = 1,672 este coeficient de siguranta, se alege c =1,67 ;


saN/mm2;


mm ;


e = 6,15 < 6,4 mm deci conducata a fost bine aleasa ;









Politica de confidentialitate





Copyright © 2023 - Toate drepturile rezervate