Теоретически перекачку нефти с заданным расходом G
можно осуществлять по трубопроводу любого диаметра D
.
Причем каждому диаметру трубы соответствуют вполне определенные параметры транспортной системы (толщина стенки трубы, число насосных станций, рабочее давление и т.д.).
Капитальные затраты К
и эксплуатационные расходы Эзависят от диаметра трубопровода D
.
Поэтому возникает вопрос об отыскании оптимального диаметра трубопровода (оптимальный вариант трубопровода). По действующей в настоящее время методике оптимальный диаметр трубопровода определяют по минимуму приведенных расходов.
Для достижения экономически наиболее выгодного диаметра трубопровода по приведенным расходам необходимо произвести гидравлический расчет по нескольким вариантам.
Заданные данные:
|
L, км |
∆Z, м |
G, млн. т/год |
ρ, т/м3 |
Марка стали |
Кинематическая вязкость, y |
|
1440 |
2450 |
3,0 |
0,91 |
10Г2ФБ |
0,00033 |
Расчет:
1. Зная годовую пропускную способность трубопровода G =3,0 млн. т/год определяем наружный диаметр трубопровода
DHap
= DH
2
= 377 мм
.
К нему добавляем из таблицы№1 еще два ближайшие по ГОСТу диаметра - больший D
Н
з = 426мм
и меньший - DH
1=325 мм.
Дальнейший расчет осуществляется по трем стандартным диаметрам.
2. Для каждого диаметра вычисляется толщина стенки трубы по формуле
δ
= nρ D
нар /
2 (nρ
+ R
1), (мм), (1)
где: δ
- толщина стенки трубы, мм;
n
- коэффициент надежности по нагрузке, п
=1, 1;
DHap
- наружный диаметр трубопровода, мм;
R
1
- нормативное сопротивление сжатию, МПа;
ρ
- давление в трубопроводе, МПа. (необходимо подсчитать среднее арифметическое давление из таблицы №1)
Значение R
1 определяется из выражения:
R
1 = 0,7
σв, (
МПа) (2)
где: σв
- предел прочности при сжатии, МПа.
Значения σв
для различных видов трубных сталей приведены в таблице№2.Т. к у нас сталь марки 10Г2ФБ, то σв =
590 МПа.
Следовательно, R
1 = 0,7*590 = 413 МПа.
Теперь подсчитаем среднее арифметическое давление для каждого диаметра:
ρ 1
= 7,0
ρ 2
= 5,9
ρ 3
= 5,9
Отсюда, δ
1
=
1,1*7,0*325/2 (1,1*7,0 + 143) = 9 мм
δ
2
=
1,1*5,9*377/2 (1,1*5,9+143) = 9 мм
δ
3
= 1,1*5,9*426/2 (1,1*5.9+143) = 10 мм
3. Определяется внутренний диаметр трубопровода по формуле:
D
вн
=
DHap
- 2δ
(3)
D
вн1
= 325-2*9 = 307 мм
D
вн2
= 377-2*9 = 359 мм
D
вн3
= 426-2*10 = 406 мм
4. В соответствии с расчетной пропускной способностью производим выбор магистральных нефтеперекачивающих насосов.