Proiect Transport

UNIVERSITATEA”PETROL-GAZE” PLOIEŞTIFACULTATEA INGINERIA PETROLULUI ŞI GAZELOR

CATEDRA HIDRAULICA, TERMOTEHNICA ŞI INGINERIE DE ZĂCĂMÂNT

PROIECT

LA TRANSPORTUL ŞI DEPOZITAREA

PRODUSELOR PETROLIERE

TEMA: PROIECTAREA UNUI SISTEM DE TRANSPORT FLUIDE

DE LA SONDĂ LA RAFINĂRIE

Coordonator: şef lucr.drd.ing.RĂDULESCU RENATA

Student VELICEA SILVIU

Specializarea : I.P.G. Grupa : 2

Anul : III

2006

TRANSPORT ŞI DEPOZITARE, III FORAJ, 2006

PROIECT

I TEMA:

PROIECTAREA UNUI SISTEM DE TRANSPORT FLUIDE DE LA SONDĂ LA RAFINĂRIE

Introducere:

II CONŢINUT:Capitolul 1. Calculul hidraulic al conductei de alimentare cu apă; alegerea pompelor;Capitolul 2. Calculul hidraulic al conductelor de evacuare a gazelor;

Capitolul 3. Calculul hidraulic al conductei de amestec (sondă-parc); Capitolul 4. Determinarea programului optim de evacuare a ţiţeiului de la parcurile de separare ( pe considerente energetice); Capitolul 5. Bilanţul termic al depozitului central; Capitolul 6. Proiectarea conductei de transport de la depozitul central la rafinărie ; 6.1. Calculul hidraulic;

6.2. Calculul termic;6.3. Calculul mecanic;

Concluzii şi propuneri.

1

Bibliografie.

INTRODUCERE

Colectarea, transportul şi depozitarea petrolului brut, a produselor petroliere şi agazelor , constituie o activitate de mare importanţă prin care se asigură alimentarea cu materieprimă a rafinăriilor sau a combinatelor petrochimice precum şi distribuirea produselor finite ale acestora către beneficiar. Activitatea de colectare are drept scop economic acumularea producţiei de ţiţei brut a mai multor sonde. Din punct de vedere tehnic, acestea se realizează prin intermediul conductelor de legătură dintre sondele productive şi parcul de separatoare şi rezervoare. Activitatea de depozitare răspunde cerinţelor tehnico-economice de acumulare şi păstrare a produselor petroliere în spaţii special amenajate în vederea transportului sau distribuirii către beneficiari. Din punct de vedere tehnic acestea se realizează prin intermediul rezervoarelor de acumulare de diferite capacităţi. Transportul produselor petroliere reprezintă activitatea economică cu ponderea cea mai mare în cadrul general amintit, având drept scop economic deplasarea produselor petroliere şi gazelor asigurând legătura dintre producători şi consumatori. Alegerea modalităţilor de efectuare a transportului se face pe baza unui studiu tehnico-economic care are în vedere în primul rând costul total al tansportului precum şi volumul total de tansport.

2

Transportul prin conducte prezintă o serie de avantaje: continuitate şi regularitate în transport, capacitate mare de transport, posibilitate mare de automatizare, fiabilitate în exploatare, cost redus la capacităţi mari de transport în raport cu alte mijloace. Totuşi, transportul prin conducte necesită un efort financiar mare din punct de vedere al investiţiilor care trebuiesc justificate economic. Obiectul disciplinei constă în studiul legilor care guvernează procesele de transport şi depozitare a hidrocarburilor fluide sau gazoase în drumul lor între producător şi consumator, în vederea cunoaşterii metodologiei de proiectare şi exploatare în condiţii optime a instalaţiilor de transport. Datorită necesarului tot mai ridicat de combustibili în viaţa economică şi industrială a întregii omeniri, transportul hidrocarburilor are pentru viaţa economică aceeaşi importanţă pe care o are sistemul circulator pentru organismul uman.

3

1.TEMA PROIECTULUI În cadrul unei brigăzi de producţie petrolieră pe un câmp petrolier se extind x sonde care se racordează la un parc de separatoare nou. Producţia acestui parc aste transportată la depozitul central (DC) împreună cu producţia a încă patru parcuri conform schemei:

Q2,z2

Q4,z4

x2 xn

x1

L2

L4 zDC

La L1A LAB B LCD D LDE E A LBC C

za,qa

Q1,z1 L3 L5

Lt

Lg

Q5,z5

Q3,z3

pî

pm

pj

unde notaţiile au următoarea semnificaţie: P1…P5 -parcuri de sonde; La -lungimea conductei de apă; qa -debitul sursei de apă; za -cota topografică a sursei de apă; Lij -lungimea conductei pe lungimea ij ;

4

SA P1 DC

R

P2

P5P3

P4

Lt -lungimea conductei de transport ţiţei între depozitul central şi rafinărie; DC -depozit central; R -rafinărie; zi -cotele topografice ale parcurilor i, i= 1…5; SA -sursa de apă; Qi -debitele de ţiţei de la parcurile Pi .

2.DATE CUNOSCUTE : 2.1. Cotele topografice 2.2.Lungimea

conductelor La = (10 + 0,1· n) = 10 + 0,1 · 28 = 12,8

km;

Lam = (1,5 + 0,1· n) = 1,5 + 0,1 · 28 = 4,3 km;

L1A = (4,4 + 0,1· n) = 4,4 + 0,1 · 28 = 7,2 km;

LAB = (2,8 + 0,1· n) = 2,8 + 0,1 · 28 = 5,6 km;

LBC = (3,2 + 0,1· n) = 3,2 + 0,1 · 28 = 6 km;

zS=295 m;z1=300 m;z3=180 m;z5=210 m;zB=175 m;zD=180 m;zR=180 m;

zSA=290 m;z2 =170 m;z4 =190 m;zA =160 m;zC =160 m;zE =160 m;

5

LCD = ( 5,5 + 0,1· n) = 5,5 + 0,1 · 28 = 8,3 km;

LDR = (3,85 + 0,1· n) = 3,85 + 0,1 · 28 = 6,65 km;

L2 = (1,1 + 0,1· n) = 1,1 + 0,1 · 28 = 3,9 km;

L3 = (1,8 + 0,1· n) = 1,8 + 0,1 · 28 = 4,6 km; L4 = (0,7 + 0,1· n) = 0,7 + 0,1 · 28 = 3,5 km; L5 = (3,4 + 0,1· n) = 3,4 + 0,1 · 28 = 6,2 km;

Lt = (62 + 0,1· n) = 62 + 0,1 · 28 = 64,8 km;

Lg = (1,2 + 0,1· n) = 1,2 + 0,1 · 28 = 4 km;

Dat prin temă : n= 28 ; 2.3. Numărul sondelor racordate la parcul 1 :

x = 4 + n · 0,5 = 4 + 28 · 0,5 = 18 2.4. Producţia parcurilor :

Q1 = x· qam =18 · 8 = 144 m3/ziqam = 8 m3 lichid / zi

Q2 = (210 + 5 · n) = 210 + 5 · 28 = 350 m3/ziQ3 = (180 + 5 · n) = 180 + 5 · 28 = 320 m3/ziQ4 = (190 + 5 · n) = 190 + 5 · 28 = 330 m3/ziQ5 = (90 + 5 · n ) = 90 + 5 · 28 = 230 m3/zi

2.5. Densitatea relativă a gazelor în raport cu aerul : = 0,67

2.6. Temperatura de congelare a ţiţeiului : Tc = +50 C ;

2.7. Temperatura de siguranţă pentru transport : Ts = Tc + (2…7)0 C = 100 C ;

2.8. Unele proprietăţi ale ţiţeiurilor funcţie de temperatură (, , ), Tabelul 1.

1 cP = 10-3 Pa · s

1 cSt = 10-6 m2/s

6

2.9. Se va trasa grafic :a) Densitatea ţiţeiului funcţie de temperatură (ANEXA 1);b) Vâscozitatea cinematică a ţiţeiului funcţie de temperatură (ANEXA

2);c) Vâscozitatea dinamică a ţiţeiului funcţie de temperatură (ANEXA 3);

2.10. Raţia de soluţie : r = 250 + (-1)n · n = 250 + (-1)28 · 28 = 278 m3st/m3 ; 2.11. Impurităţi : i = (0,2 + 0,001 · n) = (0,2 + 0,001 · 28) = 0,48% ;

2.12. Densitatea lichidului :Densitatea ţiţeiului, luată din grafic, în punctul corespunzător temperaturii de

0oC=273,15 K, => ρ273,15 = 872 kg/m3

= 1,1825 – 0,001315 · ρ273,15 = 1,1825 – 0,001315· 872 = 0,0358 Densitatea ţiţeiului la 20 0C (din tabel): ρ293,15 = 872 kg/m3, Densitatea ţiţeiului ρt : ρt = ρ293,15 - · (Tm – 273,15)

ρt = 857,8– 0,0358 · (299,15 – 273,15) = 856,86 kg/m3

Densitatea lichidului ρ : ρ = (1 - i)· ρt+i· ρa=(1 – 0,48)·856,86 + 0,0,48·1015 = 932,7672/m3

densitatea apei sărate, ρa= 1015 kg/m3;

2.13. Temperatura medie, Tm = ,

Tsondă = 420C , Tparc = 180C

2.14. Vâscozitataea lichidului:

7

m2/s; 2.15.Vâscozitatea ţiţeiului la temperatura

medie, :

cSt

constantele A şi B se determină din sistemul de ecuaţii:

Se cunosc: -vâscozitatea ţiţeiului la t1= 200C : =20,848 cSt ;

-vâscozitatea ţiţeiului la t2= 400C : =7,271 cSt ;

2.16. Vâscozitatea cinematică a apei de zăcămînt, a:

m2/s ;

a= 1015 kg/m3;2.17. Vâscozitatea dinamică a apei sărate, a:

a= 1 cP=10-3Ns/m2 , s =20(kg NaCl/vagon);-s este salinitatea ;-a este vâscozitatea apei;

8

Capitolul 1

CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTEI DE ALIMENTARE CU APĂ Determinarea diametrului orientativ : Debitul de apă necesar pentru alimentare : qa = 72 m3/oră = 0,02m3/s;

m/s, Se alege: m/s Alegerea diametrului real din STAS 715/2-88

D= 168,3 mm; d=155,3mm; e= 6,4 mm;

Determinarea vitezei reale de curgere:

m/s;

Determinarea numărului Reynolds:9

mişcare turbulentă,

Se cunoaşte : vâscozitatea cinematică a apei a=1,95110-6 m2/s=1,951cSt, care rezultă din condiţiile : T=150C, a=888,084kg/m3 şi a= 1,029

cP=1,02910-3Pas, ;

- este coeficientul de rezistenţă hidraulică;

Determinarea căderii de presiune:

p = 9,95· 105 Pa = 9,95 bar; La = 11,9 km = 11,9 103 m;

Determinarea presiunii de pompare a apei:bar = 15,95 105 Pa

unde: pH(hidrant) =6 bar; Înălţimea de pompare :

m;

Determinarea numărului de pompe:

Pentru qa= 72 m3/s ,se alege pompa Lotru 100-80-200 cu înălţimea de pompare H=54m;

Se aleg 3 pompe Lotru 100-80-200; Determinarea puterii pompei:

10

kW

=0,7; Determinarea valorii energiei consumate:

W= N t =31 6 = 186 [kWh/zi];-unde : t este timpul de funcţionare al pompei, t= 6 ore/zi;

Capitolul 2

2. CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTELOR DE GAZE2.1.Conducta de presiune înaltă :

; pp = 40 atm; pî = 6 atm; Lg= 3,1

103 m; Debitul pe fiecare treaptă va fi :

m3st/zi ;

r- raţia de soluţie ; Modulul de debit :

Determinarea diametrului orientativ, d0 :

, unde : ,

m = 3,4mm;

11

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

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

982,04,296

15,291

828,010278,48

1040

;875,098,061

98,033,0

1289161

12891

5

5

22

cr

pr

cr

pr

rr

rp

TT

T

pp

p

TTp

Z

pcr = 48,278 bar ,Tcr = 296,4 K ,Tp = 291,15 K; Diametrul real se deduce din STAS 715/2-88:

D=17,1mm=0,675 in; d=10,7 mm; e=3,2 mm;

2.2.Conducta de presiune medie:

; ppm= 16 atm; pm= 2 atm; Lg=

3,1103 m; Debitul pe fiecare treaptă va fi :

096,023186400108

31

31

1 rQQg m3/s ;

r- raţia de soluţie ; Modulul de debit :

12

Determinarea diametrului orientativ, d0 :5,0

50

0

0

4

ppaer TZ

dRpTk , unde ,

m=5 mm;

T0 = 273,15 K , p0 = 1,01325105 Pa, R = 8314 J/kgK ; = 0,55;


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

Diametrul real se deduce din STAS 715/2-88:D = 21,3 mm;d = 15,7 mm;e = 2,8 mm;

2.3.Conducta de joasă presiune :

; ppj= 8 atm; pj= 1,05 atm;

Lg=3,1 103 m; Debitul pe fiecare treaptă va fi :

m3/s ;

r- raţia de soluţie ;13

Modulul de debit :

Determinarea diametrului orientativ, d0 :

, unde ,

m = 18 mm;

T0=273,15 K , p0=1,01325105 Pa, R=8314 J/kgK ; = 0,55;


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

Diametrul real se deduce din STAS 715/2-88:D = 21,3 mm;d = 15,7 mm;e = 2,8 mm;

14

Capitolul 3CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTEI DE AMESTEC

(SONDĂ – PARC DE SEPARARE)

Calculul fracţiei de lichide din amestec:

RGT = 254 m3N/m3, g= 1,2 =1,20,67=0,804 kg/m3, l = 825,75 kg/m3; Densitatea amestecului :

kg/m3; Vâscozitatea cinematică :

m3/s;

l=13,556 10-6 m2/s, m3/s=14,93 cSt;

g= 0,012 cP=0,01210-3 Pas; Viteza medie a amestecului:

m/s;

m/s;

m/s;

m3/s;

m3/s; Diametrul orientativ :

15

m=164,72mm;

m3/s;=(0,1…0,3) m/s, se adoptă : = 15 m/s;

Diametrul real se deduce din STAS 715/2-88 :D = 168,3 mm;d = 55,3 mm;

e = 6,4 mm; Viteza amestecului :

=0,115 m/s; Numărul Reynolds:

> 2300 regim turbulent,

- viteza medie a fazei lichide dacă aceasta ar curge singură prin conductă;

- viteza medie a fazei gazoase dacă aceasta ar curge singură prin conductă;

Coeficientul de rezistenţă hidraulică :

-regim turbulent : = = 0,0271;

- regim turbulent, conducte netede:

Căderea de presiune de-a lungul conductei de amestec:

bar;

16

Capitolul 4

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

17

Parcurile sunt echipate cu pompe 2-PN-400. În vederea dimensionării colectorului şi a stabilirii unui program optim de pompare se vor alege mai multe variante.

Având ca date cunoscute datele înscrise pe schema de mai jos şi proprietăţile fizice ale fluidului de transport, alegerea variantei optime de pompare se va face ţinând seama de următoarele ipoteze simplificatoare:- ţiţeiul recoltat de la toate cele cinci parcuri are aceeaşi calitate;- toate parcurile sunt echipate cu acelaşi tip de pompe: 2-PN-400;- toate parcurile trebuie să-şi evacueze producţia în 20 de ore.

VARIANTA 1 : Pompeză pe rând parcurile :(1 – 3 – 5); (2 – 4)

Q2,z2

Q4,z4

18P2

P4

L2

L4 zDC


za,qa

Q1,z1 L3 L5

Q5,z5

Q3,z3

Timpul zilnic de pompare ( fără restricţii de W) :

ore ,

2 – grupuri de pompare ; Numărul de pompe necesare în fiecare parc :

, unde

-Qi este producţia zilnică a parcurilor (m3) , (i = 1…5);-qp este debitul real al pompei (m3/oră) , qp=11,592 m3/oră ;

pompă ;

pompe ;

pompe ;

pompe ;

pompe ;

19

SA P1 DC

P5P3

Timpul de evacuare al producţiei de la fiecare parc :

ore;

ore;

ore;

ore;

ore;

Debitele de evacuare:

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

20

▪ Datele calculate sunt următoarele :

Nr.parc

Qi

[m3/zi]npci npri tevi

[ore]qevi [m3/h ]

1 144 1,242

2 7 20,571

2 350 3,019

4 8 43,75

3 320 2,76 3 10 32

4 330 2,846

3 8 41,25

5 230 1,984

2 10 23

▪ Diagrama de pompare :

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 12345

21

Se estimeză diametrul tronsoanelor colectorului în conformitate cu varianta aleasă:

- Dimensionarea tronsonului 1 – C :

m =124,4

mm;Din STAS 715/2-88 => D =141,3 mm; d1-C=123,9mm; e=8,7

mm;

- Dimensionarea tronsonului C – E:

m=147,9 mm;

Din STAS 715/2-88 => D =168,3 mm ; dC-E = 146,3 mm; e = 11,0 mm;

Se alege viteza economică : =1 m/s ;

Dimensionarea conductelor de legatură:

- Pentru parcul 1:

m = 85,3 mm

22

Din STAS 715/2-88 => D = 101,6 mm; d1-A = 85,4 mm; e = 8,1 mm;- Pentru parcul 2:

m = 124,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D =141,3 mm ; d2-A=123,9 mm; e = 8,7 mm;- Pentru parcul 3:

m=106,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 114,5 mm ; d3-B=105,5mm; e = 4,4 mm;- Pentru parcul 4:

Din STAS 715/2-88 => D = 141,3 mm ; d4-C = 123,9mm; e = 8,7 mm;- Pentru parcul 5:

m = 90,2 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 101,6 mm; d5-D=90,2 mm; e = 5,7 mm;

▪ Dimensionarea tronsoanelor colectorului principal în conformitate cu varianta aleasă:

m =127,6 mm;

23

Din STAS 715/2-88 => D = 141,3mm; dA-B = 128,1 mm; e = 6,6 mm

m = 136,3 m;

Din STAS 715/2-88 => D = 168,3 mm; dB-C = 136,5 mm; e = 15,9 mm;

m = 173,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 219,1 mm; dC-D = 177,9mm; e = 20,6 mm;

m =

193,5mmDin STAS 715/2-88 => D = 219,1 mm; dD-E = 193,7 mm; e = 12,7 mm; Diametrele conductelor de legătură de la parcuri la conducta colectoare şi diametrele diverselor porţiuni ale conductei colectoare sunt trecute în schema următoare:

123,9 123,9 E 85,4 B D 193,7 A 128,1 136,5 C 177,9 105,5 90,2

Se calculează presiunea de pompare pe fiecare interval de timp în conformitate cu graficul de pompare, pornind de la expresia căderii de presiune.

Intervalul de ore : 00 – 02. Pompeză parcurile 1 şi 5;

24

DCP1

P2

P3

P4

P5

Pe porţiunea 1 – A :

- Calculul vitezei :

m/s;

- Calculul numărului Reynolds :

regim turbulent;

- Calculul coeficientului de rezistenţă hidraulică :

;

- Calculul presiunii sub formă de înălţime :

m;

Pe porţiunea 5 – D :


m/s;


regim turbulent;


;


25

m;

Pe porţiunea A – B :


m/s;


regim turbulent;


;


m;

Pe porţiunea B – C :


m/s;


> 2300 => regim turbulent;


26

;


m;

Pe porţiunea C – D :


m/s;


regim turbulent;


;


Pe porţiunea D – E :


m/s;


27

regim turbulent;


;


Presiunile la parcurile 1 şi 5 sunt :

ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 1:

- Pentru parcul 5:

Puterile necesare la parcurile 1 şi 5 sunt :

- Pentru parcul 1:

kW;

- Pentru parcul 5:

28

kW;

Energiile consumate la parcurile 1 şi 5 sunt :

- Pentru parcul 1: kWh ;

- Pentru parcul 5:

kW h;

Intervalul de ore 02 – 06. Pompeză parcurile 1 ,3 şi 5;

Pe porţiunea 1 – A :29


m/s;


regim turbulent;


;


m;

Pe porţiunea 3 – B :


m/s;


regim turbulent;


;


30



m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;


regim turbulent;


;

- Calculul presiunii sub formă de înălţime :31

m;



m/s;




;




m/s;


32

regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


Presiunile la parcurile 1, 3 şi 5 sunt :

33

ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 1:

- Pentru parcul 3:

- Pentru parcul 5:

Puterile necesare la parcurile 1, 3 şi 5 sunt :

- Pentru parcul 1:

kW;

- Pentru parcul 3:

kW;

- Pentru parcul 5:

kW;

Energiile consumate la parcurile 1, 3 şi 5 sunt :

34


- Pentru parcul 3:

kW h; - Pentru parcul 5:

kW h;

Intervalul de ore 08 – 09. Pompeză parcurile 1 ,3 şi 5;



m/s;


regim turbulent;


35

;


m;



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


36

regim turbulent;


;


m;



m/s;


regim turbulent;


;


m;


- Calculul vitezei :37

m/s;




;




m/s;


regim turbulent;


;


38



m/s;


regim turbulent;


;


Presiunile la parcurile 1, 3 şi 5 sunt :

ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 1:

- Pentru parcul 3:

39

- Pentru parcul 5:

Puterile necesare la parcurile 1, 3 şi 5 sunt :

- Pentru parcul 1:

kW;

- Pentru parcul 3:

kW;

- Pentru parcul 5:

kW;

Energiile consumate la parcurile 1, 3 şi 5 sunt :


- Pentru parcul 3:


40

kW h;

Intervalul de ore 09 – 12. Pompeză parcurile 3 şi 5;



m/s;


regim turbulent;


;


41



m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;




42

;




m/s;


regim turbulent;


;




m/s;

43


regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 3:

- Pentru parcul 5:


- Pentru parcul 3:44

kW;

- Pentru parcul 5:

kW;


- Pentru parcul 3:

kW h;- Pentru parcul 5:

kW h;

45

. Intervalul de ore 12 – 14. Pompeză parcul 3;



m/s;


regim turbulent;


;




46

m/s;




;




m/s;


regim turbulent;


;


47



m/s;


regim turbulent;


;


Presiunea la parcul 3 este :

ρam = 716,841 kg/m3

Puterea necesară la parcul 3 este :

kW;

Energia consumată la parcul 3 este :48

kW h;




m/s;


regim turbulent;


;


Pe porţiunea 4 - C :


m/s;


49

regim turbulent;


;


m;



m/s;


regim turbulent;


;


m;



50

m/s;




;


m;



m/s;


regim turbulent;


;



51


m/s;


regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 2:

- Pentru parcul 4:

52


- Pentru parcul 2:

kW;

- Pentru parcul 4:

kW;


- Pentru parcul 2: kW h;

- Pentru parcul 4:

kW h;


53



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


54

m;



m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;




;

55


m;



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


56

;



ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 2:

- Pentru parcul 4:


- Pentru parcul 2:

kW;

- Pentru parcul 4:

kW;


57


- Pentru parcul 4:

kW h;

Energia totală consumată pentru această variantă de pompare este:

kWh;

VARIANTA 2 : Pompeză pe rând parcurile :(1 - 4); (3 - 5); (2)

Q2,z2

58P2

Q4,z4

L2

L4 zDC


za,qa

Q1,z1 L3 L5

Q5,z5

Q3,z3


ore ,


, unde

-Qi este producţia zilnică a parcurilor (m3) , (i = 1…5);-qp este debitul real al pompei (m3/oră) , qp=11,592 m3/oră ;

2 pompe ;

5 pompe ;

4 pompe ;

4 pompe ;

pompe ;

59

SA P1 DC

P5P3

P4


ore;

ore;

ore;

ore;

ore;


m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

60

m3/h ;

Datele calculate sunt următoarele :

Nr.parc

Qi


[ore]qevi [m3/h ]

1 144 1,945

2 5 21,6

2 350 4,224

5 6 50,833

3 320 3,808

4 6 45,833

4 330 3,947

4 7 40,714

5 230 2,562

3 6 30,833

Diagrama de pompare

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 231

61

2345


Dimensionarea conductelor de legatură:- Pentru parcul 1:

m = 87,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D =101,6 mm; d1-A = 87,4 mm; e = 7,1 mm;- Pentru parcul 2:

m = 134,1 mm;

Din STAS 715/2-88 => D =141,3 mm ; d2-A=131,7 mm; e = 4,8 mm;

- Pentru parcul 3:

m = 127,3 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 141,3 mm; d3-B=127,1 mm; e = 7,1 mm;

- Pentru parcul 4:

62

Din STAS 715/2-88 => D = 141,3 mm; d4-B=122,3 mm; e = 9,5 mm;- Pentru parcul 5:

m = 104,4 mm;


Dimensionarea tronsoanelor colectorului principal în conformitate cu varianta aleasă:

m =134,1 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 141,3mm; dA-B = 131,7 mm; e = 4,8;

m = 134,1 m;


m = 148,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 168,3 mm; dC-D = 149,3 mm; e = 9,5 mm;

m = 164,7

mmDin STAS 715/2-88 => D = 219,1 mm; dD-E = 174,7 mm; e = 22,2 mm;

63

Diametrele conductelor de legătură de la parcuri la conducta colectoare şi diametrele diverselor porţiuni ale conductei colectoare sunt trecute în schema următoare:

131,7 122,3 E 87,4 B D 174,7 A 131,7 131,7 C 149,3 127,1 104,7

Intervalul de ore : 00 – 03. Pompeză parcul 4;

Pe porţiunea 4 - C :64

DCP1

P2

P3

P4

P5


m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;


regim turbulent;


;


65



m/s;


regim turbulent;


;


Presiunea la parcul 4 este:

ρam = 716,841 kg/m3


66

kW;

Energia consumată la parcul 4 este :

kW h;




67

m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


m;

Pe porţiunea A – B :68


m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;




;


m;

69



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


70


ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 1:

- Pentru parcul 4:


- Pentru parcul 1:

kW;

- Pentru parcul 4:

kW;71



- Pentru parcul 4:

kW h;




m/s;


regim turbulent;


72

;




m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;


73

regim turbulent;


;


m;



m/s;




;


m;



74

m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;



75

ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 1:

- Pentru parcul 4:


- Pentru parcul 1:

kW;

- Pentru parcul 4:

kW;


- Pentru parcul 1:

76


kW h;




m/s;


regim turbulent;


;


77



m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;




78

;


m;



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


79

regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3


Energia consumată la parcul 1 este:

80

kW h;




m/s;


regim turbulent;


;


81



m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;




;


82

m;



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


83

;



ρam = 716,841 kg/m3


Kw


kW h;

84




m/s;


regim turbulent;


;




85

m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;




;


m;

86



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


87


ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 3:

- Pentru parcul 5:


- Pentru parcul 3:

kW;

- Pentru parcul 5:

kW;88



- Pentru parcul 5:

kW h; Energia totală consumată pentru această variantă de

pompare este:

kWh;

89

VARIANTA 3 : Pompeză pe rând parcurile :(1 - 3); (2); (4 - 5);

Q2,z2

Q4,z4

L2

L4 zDC


za,qa

Q1,z1 L3 L5

Q5,z5

Q3,z3


ore ,


, unde

-Qi este producţia zilnică a parcurilor (m3) , (i = 1…5);90

SA P1 DC

P2

P5P3

P4

-qp este debitul real al pompei (m3/oră) , qp=11,592 m3/oră ;

2 pompe ;

5 pompe ;

4 pompe ;

4 pompe ;

pompe ;


ore;

ore;

ore;

ore;

ore;


m3/h ;

91

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

m3/h ;

Datele calculate sunt următoarele :

Nr.parc

Qi


[ore]qevi [m3/h ]

1 144 1,945

2 5 21,6

2 350 4,224

5 6 50,833

3 320 3,808

4 6 45,833

4 330 3,947

4 7 40,714

5 230 2,562

3 6 30,833

Diagrama de pompare

92

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 1

2

3

4

5


Dimensionarea conductelor de legatură:

- Pentru parcul 1:

m = 87,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D =101,6 mm; d1-A = 87,4 mm; e = 7,1 mm;

- Pentru parcul 2:

m = 134,1 mm;

Din STAS 715/2-88 => D =141,3 mm ; d2-A=131,7 mm; e = 4,8 mm;- Pentru parcul 3:

m = 127,3 mm;


93


m = 104,4 mm;


Dimensionarea tronsoanelor colectorului principal în conformitate cu varianta aleasă:

m =134,1 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 141,3mm; dA-B = 131,7 mm; e = 4,8;

m = 134,1 m;


m = 148,4 mm;

Din STAS 715/2-88 => D = 168,3 mm; dC-D = 149,3 mm; e = 9,5 mm;

m = 164,7

mmDin STAS 715/2-88 => D = 219,1 mm; dD-E = 174,7 mm; e = 22,2 mm;

94

Diametrele conductelor de legătură de la parcuri la conducta colectoare şi diametrele diverselor porţiuni ale conductei colectoare sunt trecute în schema următoare:

131,7 122,3 E 87,4 B D 174,7 A 131,7 131,7 C 149,3 127,1 104,7

Intervalul de ore :00 – 02. Pompeză parcul 3;

Pe porţiunea 3 - B :


m/s;


regim turbulent;


;




DCP1

P2

P3

P4

P5

m/s;




;


m;



m/s;


regim turbulent;


;


96



m/s;


regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3

Puterea necesară la parcul este 3 :

kW;

97


kWh ;




m/s;


regim turbulent;


;


m;

Pe porţiunea 3 - B :


m/s;


98

regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


m;



99

m/s;




;


m;



m/s;


regim turbulent;


;


100



m/s;


regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 1:

- Pentru parcul 3:

101


- Pentru parcul 1:

kW;

- Pentru parcul 3:

kW;



- Pentru parcul 3:

kW h;

102




m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;


regim turbulent;


;

103


m;



m/s;




;


m;

Pe porţiunea C – D :- Calculul vitezei :

m/s;


regim turbulent;


104

;




m/s;


regim turbulent;


;



105

ρam = 716,841 kg/m3


kW


kWh ;




m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


regim turbulent;


;


m;

Pe porţiunea B – C : 107


m/s;




;


m;



m/s;


regim turbulent;


;


108



m/s;


regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3


Kw

Energia consumată la parcul 2 este :109

kW h;




m/s;


regim turbulent;


110

;


m;



m/s;


regim turbulent;


;




m/s;


111

regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3


kW;


kW h;

112


Pe porţiunea 4 – C :


m/s;


regim turbulent;


;

113


m;



m/s;


regim turbulent;


;


m;



m/s;


regim turbulent;

- Calculul coeficientului de rezistenţă hidraulică :114

;




m/s;


regim turbulent;


;



ρam = 716,841 kg/m3

- Pentru parcul 4:

115

- Pentru parcul 5:


- Pentru parcul 4:

kW;

- Pentru parcul 5:

kW;



- Pentru parcul 5:

kW h;

Energia totală consumată pentru această variantă de pompare este:

116

kWh;

Varianta 3 este varianta optimă.

Capitolul 5

5.Bilanţul termic al depozitului central

În cadrul depozitului central, ţiţeiul curat este depozitat în rezervoare metalice cilindrice verticale cu capacităţi corespunzătoare conform STAS 6579-77.

Pentru depăşirea temperaturii de congelare şi asigurarea transportului ţiţeiului spre rafinărie acesta se încălzeşte cu ajutorul serpentinelor la o temperatură ti=600C. Aburul de încălzire va fi de tip saturat produs în agregate de tip ABA (presiunea de lucru este de 8 atm , iar temperatura aburului de 1750C).

Rezervoarele au următoarele caracteristici :- Capacitatea nominală : V = 1000 m3 ;- Capacitatea efectivă : V = 1062 m3 ;- Diametrul interior al primei virole : D = 12370 mm = 12,37

m;- Înălţimea părţii cilindrice : H = 8840 mm = 8,84 m ;- Numărul virolelor : n = 6 ;

117

- Grosimea tablelor : - capac : 5 mm ;- fund : 5 mm ;

- manta : 5 mm ;- Înclinarea capacului : 1/20 ;

Cantitatea de ţiţei curat la depozitul central va fi :m3/zi ;

m3/zi ; Determinarea numărului de rezervoare :

; Se alege : nr = 1 rezervor ;

5.1. Calculul cantităţii totale de căldură

Căldura necesară ridicării temperaturii ţiţeiului la temperatura de siguranţă

unde :- reprezintă căldura necesară ridicării temperaturii ţiţeiului la

temperatura de siguranţă Ti ;- reprezintă cantiatea totală de caldură necesară topirii

parafinei cristalizate ;- reprezintă cantitatea de căldură necesară compensării

pierderilor de caldură. Temperatura de siguranţă :

C 0C = 9 + 273,15 = 282,15 K ; Temperatura de încălzire :

C = 60 + 273,15 = 333,15 K ; Temperatura medie :

118

K ;

Căldura necesară ridicării temperaturii ţiţeilui la temperatura de siguranţă :

kcal ;în care:

- căldura specifică a ţiţeiului;V- volumul ţiţeiului din rezervor;

kcal/kg 0C ;

1kcal = 4,1868kJ

Cantitatea totală de căldură necesară topirii parafinei:kcal ;

în care:- căldura latentă de vaporizare; kcal/kg ;

- conţinutul de parafină; =0,06 ;

Cantitatea de căldură necesară compensării pierderilor de căldură:

unde:

k - coeficientul global de schimb de căldură;

S - suprafaţa rezervorului;T - temperatura mediului exterior.

119

unde:k - coeficientul global de schimb de căldură pentru fundul rezervorului;Sog – suprafaţa oglinzii;k - coeficient de oglindă;k - coeficient lateral.

k =1 ; k ; k ;

Cantitatea de caldură necesară compensării pierderilor de căldură se

determină în două cazuri :1) Pe timp de vară : Text = 25 0C ;2) Pe timp de iarnă : Text = -15 0C ;

Rezervorul avînd o formă cilindrică suprafeţele de fund şi de oglindă sunt egale :

m2 ;

m2 ;

m ;

kS = 1120,179 +1,5 120,179 + 5 229,206 = 1446 kcal/h 0C Pe timp de vară :

kcal ;kcal ;

Pe timp de iarnă : kcal ;

kcal ;

5.2.Numărul de agregate necesare încîlzirii ţiţeiului

120

Debitul de abur necesar (kg abur/oră) ; p = 8 at, t = 175 0C ;

kcal/kg - entalpia aburului ;Pe timp de vară:

kg abur/oră ;

Pe timp de iarnă :

kg abur/oră ;

Cantitatea de apă necesară producerii aburului, pentru raportul de conversie 1/1

;

Pe timp de vară : kg apă/h ;

Pe timp de iarnă : kg apă/h ;

Debitul de gaze necesar producerii aburului :

;

unde : - kcal/m3st -este puterea calorică a gazelor ;

Pe timp de vară : m3 ;

Pe timp de iarnă : m3 ;

121

5.3.Lungimea serpentinelor de încălzire

Lungimea serpentinelor de încălzire : ;

unde : -aria suprafeţei serpentinei ;d – diametrul interior al serpentinei, d =106,3 mm ;

unde : - temperatura de încălzire a aburului (k) ; - temperatura finală a condensului, = 375,15 k ;

W/m2k;1 kW = 860 kcal/h ;

Pe timp de vară :

m2 ;

m ;

Pe timp de iarnă ;

m2 ;

m ;

5.4.Timpul de răcire al ţiţeiului din rezervor

122

:

ore ;

Capitolul 6

6.Calculul conductei de la depozitul central la rafinărie

Transportul ţiţeiului curat de la depozitul central la rafinărie se face folosind pompe 2PN-400 echipate cu cămaşă de 7 ¼." care au un volum pe cursă dublă de 30,6 l/cd un număr de curse duble pe minut egal cu 50 cd/min ;

· 10-3 m3;cd/h ; bar ;

Determinarea debitului real : m3/h ;

6.1.Calculul hidraulic al conductei

unde : - este presiunea la depozitul central ;123

- este presiunea la rafinărie ;

Determinarea debitului de ţiţei curat :- impurităţile ;

m3/zi

Calculul numărului de pompe:

pompă ;

Determinarea timpului de evacuare :

oră ;

Determinarea debitului de evacuare :

m3/h ;

Determinarea diametrului orientativ al conductei de ţiţei curat :

m =122,04 mm ; m/s ;

Se alege conform STAS 715/8-88 diametrul efectiv al conductei de ţiţei curat :D = 141,3 mm; d =122,3 mm ; e =9,5 mm ;

Determinarea temperaturii medii între temperatura de la depozitul central şi temperatura de la rafinărie :

C = 60+273,15 =333,15 K;- pentru vară : K ;- pentru iarnă : K ;

124

- pentru vară :

K ;

- pentru iarnă :

K ;

Determinarea vâscozităţii cinematice şi a densităţii ţiţeiului, la temperatura medie :

- pentru vară :

cSt ;kg/m3 ;

- pentru iarnă : cSt ; kg/m3 ;

În proiectarea conductei se va ţine seama de proprietăţile ţiţeiului la temperaturi mici pe timp de iarnă.

Determinarea presiunii de pompare de la depozitul central :

Calculul vitezei reale de curgere :

m/s ;

Calculul numărului Reynolds :

=> regim turbulent;

Calculul coeficientului hidraulic :

125

;

Calculul pantei hidraulice :

m ;

Calculul presiunii la rafinărie :bar ;

Calculul presiunii la depozitul central :bar;

Determinarea numărului de staţii de pompare :

, se alege : staţie de pompare ;

Determinarea puterii necesare pompelor :- , este randamentul motorului ;- , este randamentul transmisiei ;- k = 1,1 , este coeficientul de suprasarcină ;

kW ;

Calculul energiei consumate :kWh ;

- considerăm că pompa funcţionează doar 320 de zile ;

6.2.Calculul mecanic al conductei

126

Grosimea de perete :

unde: - φ este coeficient de calitate a îmbinării(sudurii), φ = 0,7...0,9, se alege φ=0,9 ;

- a1 este adaos pentru neuniformitatea grosimii peretelui a1 = (0,125...0,15), se alege a1 = 0,125 mm ;

-a2 este adaos pentru coroziune, a2 = (0,5...1) , se alege a2 = 0,5 mm ;- a este efortul unitar de curgere, a =c /c ;- c =2,07108 N/mm2;este efortul unitar de curgere ;- c = 1,67...2 este coeficient de siguranţă, se alege c =2;

a N/m2;

mm ;

e = 4,391 <9,5 mm deci conducata a fost bine aleasă ;

6.3.Calculul hidraulic al conductei de transport

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

C (vara); C (iarna); m ;K – coeficient global de schimb de căldură = 2W/m2K ;

l/m;

- vara : e-15,295000

;- iarna : e-15,295000

;

127

Calculul hidraulic al conductelor considerând proprietăţile fluidelor ca fiind constante(L = 5 km) ;

Calculul temperaturii medii pe tronsoane : C ; C ;

C ;

Valorile proprietăţilor ţiţeiului :

kg/m3 ; kcal/kg0C ;

Viteza medie pe fiecare tronson :

m/s ;

Calculul numărului Reynolds :

>2300 ;

Calculul coeficientului hidraulic :

;

Calculul pantei hidraulice :

m ;

Pierderea de sarcină : m ;

128

Pierderea totală de sarcină :

m ;

Presiunea de pompare :

Lungimea de congelare :

m ;

Numărul staţiilor de încălzire ;

, staţii de încălzire ;

6.4.Calculul mecanic al conductei (verificare)

Grosimea de perete :

unde: - φ este coeficient de calitate a îmbinării(sudurii), φ = 0,7...0,9, se alege φ=0,9 ;

- a1 este adaos pentru neuniformitatea grosimii peretelui a1 = (0,125...0,15), se alege a1 = 0,125 mm ;

129

-a2 este adaos pentru coroziune, a2 = (0,5...1) , se alege a2 = 0,5 mm ;- a este efortul unitar de curgere, a =c /c ;- c =2,07108 N/mm2;este efortul unitar de curgere ;- c = 1,67...2 este coeficient de siguranţă, se alege c =1,67 ;

a N/mm2;

mm ;

e = 6,37 < 6,4 mm deci conducta a fost bine aleasă ;

Bibliografie

[1] Bulău L., "Colectarea, transportul şi depozitarea ţiţeiului", I.P.G. Ploieşti,1978[2] Oroveanu T., Stan Al., Talle V., "Transportul petrolului", Editura Tehnică

Bucureşti,1985[3] Soare Al., "Transportul şi depozitarea fluidelor", Editura Universităţii din

Ploieşti,2002

130

Concluzii

Proiectarea sistemului de transport şi de depozitare este un calcul complex care are în vedere realizarea unei scheme tehnice de transport şi depozitare astfel încât, cheltuielile efectuate pentru acestea, să fie cât mai reduse, dar cu randament maxim.Unii din parametri ce intervin în calcul depind de proprietăţile fluidului transportat, deci proiectarea sistemului de transport ţine seama de toţi aceşti parametri:-densitate-vâscozitate-ratia de gaze în soluţie-presiune-temperatură

Calculul variantelor de pompare a necesitat o atenţie deosebită din partea proiectantului, pentru că trebuie să se ajungă la o variantă cât mai eficientă, atât din punct de vedere economic cât şi din punct de vedere al timpului de pompare şi evacuare a produselor petroliere.

Operaţiunea se face pentru un sistem de parcuri, conducte de legatură, depozite, rafinărie, sisteme ce se pot adapta la aparatura automatizată uşurând astfel responsabilitatea personalului angajat.

131

132

Date post:	20-Feb-2016
Category:	Documents
Upload:	petre1989
View:	83 times
Download:	1 times

Proiect Transport

Documents