- •Оборудование нефтегазовых производств
- •1.Программа курса Введение
- •Вентиляторы
- •Компрессоры
- •Транспортировка и хранение нефти и нефтепродуктов
- •Транспортировка газа
- •2. Методические указания к выполнению задания
- •2.1. Определение физических характеристик нефтепродуктов
- •2.2. Расчёт резервуарных парков нефтепродуктов
- •2.3. Расчёт параметров и выбор типа насоса
- •2.4. Расчёт трубопровода
- •3. Задание на расчётно-графическую работу
- •4. Рекомендуемая литература
- •5. Вопросы экзаменационных билетов
- •1. Программа курса …………………………………………………… 3
4. Рекомендуемая литература
1. Тугунов П.И. Типовые расчёты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учебное пособие для ВУЗов. [Текст] / П.И.Тугунов, В.Ф.Новосёлов, А.А.Коршак, А.М. Шаммазов. – Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. – 658 с.
2. Дурнов П.И. Насосы, вентиляторы, компрессоры. [Текст]. / П.И. Дурнов – Киев; Одесса : Виша школа. Головное изд-во, 1985. – 264 с.
3. Черкасский В.М. Насосы, компрессоры, вентиляторы. Учебное пособие для энергетических вузов и факультетов. Изд. 2-е, перераб. и доп. [Текст] / В.М. Черкасский, Т.М. Романова, Р.А. Кауль – М.: «Энергия», 1968. – 304 с.
4. Коннова Г.В. Оборудование транспорта и хранение нефти и газа: учебн. пособие для вузов. [Текст] / Г.В. Коннова. – Ростов н/Д.: Феникс, 2006. – 128 с. (Высшее образование).
5. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы: учебн. пособие для вузов по спец. «Теплогазоснабжение и вентиляция, 6-е изд. перераб и доп. [Текст] / М.: Высш. школа, 1987. – 176 с.: ил.
5. Вопросы экзаменационных билетов
1. Назначение насосов, вентиляторов и компрессоров на нефтегазодобывающих и перерабатывающих предприятиях.
2. Параметры гидромашины (на основе уравнения Бернулли).
3. Классификация нагнетателей. Области применения и принципиальные схемы основных видов нагнетателей.
4. Гидроаэродинамика нагнетателей. Уравнение Л.Эйлера.
5. Влияние конечного количества лопастей и величины их выходного угла на напор.
6. Назначение корпуса нагнетателя.
7. Потери энергии и КПД нагнетателей.
8. Удельная быстроходность (коэффициент быстроходности).
9. Характеристики нагнетателей: индивидуальные, универсальные, совмещённые и т.д.
10. Классификация насосов.
11. Основные элементы и принцип действия центробежного насоса. Производительность центробежного насоса.
12. Характеристики центробежных насосов.
13. Характеристика трубопровода и рабочая точка насоса.
14. Последовательная и параллельная работа центробежных насосов.
15. Неустойчивый режим работы насосов.
16. Подобие насосов: понятие о подобии, формулы подобия (производительность, напор, мощность).
17. Быстроходность центробежного насоса.
18. Кавитация: сущность явления, причины и признаки возникновения.
19. Определение основных геометрических параметров центробежного насоса.
20. Осевая сила в центробежном насосе. Корпуса насосов.
21. Регулирование производительности центробежных насосов: дросселированием, изменением частоты вращения, поворотом направляющих лопастей на входе в рабочее колесо.
22. Устройство и область применения осевых насосов.
23. Определение основных размеров рабочего колеса.
24. Основные элементы и принцип действия поршневого роторного насоса. Средняя подача жидкости однопоршневого насоса.
25. Основные элементы и принцип действия пластинчатого роторного насоса. Производительность пластинчатого роторного насоса.
26. Основные элементы и принцип действия шестерёнчатого насоса, производительность, характеристика.
27. Особенности и принцип действия винтового насоса.
28. Вихревые насосы: принцип действия, конструктивное исполнение, характеристики.
Неравномерность подачи насосов.
29. Влияние вязкости перекачиваемой жидкости на энергетические характеристики насоса.
30. Поршневые насосы: принцип действия, индикаторная диаграмма, производительность, мощность, КПД. Неравномерность всасывания и подачи насоса.
31. Теоретические и действительные характеристики поршневых насосов. Регулирование производительности.
32. Устройство и принцип действия центробежных вентиляторов, характеристики.
33. Типы и конструкции центробежных вентиляторов. Регулирование производительности вентиляторов.
34. Схема и конструктивное исполнение осевого вентилятора. Классификация осевых вентиляторов. Характеристики вентиляторов.
35. Основы теории термодинамического процесса сжатия газа.
36. Классификация компрессоров.
37. Классификация поршневых компрессоров. Принцип действия одноступенчатого компрессора.
38. Основные параметры поршневых компрессоров. Регулирование подачи компрессора.
39. Процессы сжатия газа в многоступенчатом компрессоре.
40. Пластинчатый и винтовой компрессоры: принцип работы, конструктивное исполнение.
41. Турбокомпрессор: принцип работы, конструктивное исполнение, характеристики.
42. Элементы компрессорных установок: фильтры, масловлагоотделители, газосборники, предохранительные клапаны, холодильники.
43. Автоматизация поршневых компрессорных установок.
44. Общая характеристика средств транспортировки нефти и нефтепродуктов: железнодорожный, водный, автомобильный, трубопроводный транспорт.
45. Трубопроводный транспорт: классификация, характеристики, схемы перекачки, трассы и профили трубопроводов.
46. Гидравлический расчёт трубопроводов.
47. Сортамент и элементы трубопроводных коммуникаций; арматура трубопроводов.
48. Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов.
49. Классификация и состав природных и искусственных газов.
50. Основные законы газового состояния.
51. Общие сведения о транспортировке газа.
52. Гидравлический расчет трубопроводов для транспортировки сжиженных углеводородных газов.
53. Газонаполнительные станции газопроводов.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Средние температурные поправки плотности и коэффициент объёмного расширения
Плотность ρ293, кг/м3 |
Температурная поправка ξ, кг/(м3·0К) |
Коэффициент объёмного расширения βр, 1/0К |
Плотность ρ293, кг/м3 |
Температурная поправка ξ, кг/(м3·0К) |
Коэффициент объёмного расширения βр, 1/0К |
700…709 710…719 720…729 730…739 740…749 750…759 760…769 770…779 780…789 790…799 800…809 810…819 820…829 830…839 840…849 850…859 860…869 870…879 880…889 |
0,897 0,884 0,870 0,857 0,844 0,831 0,818 0,805 0,792 0,778 0,765 0,752 0,738 0,725 0,712 0,699 0,686 0,673 0,660 |
0,001263 0,001227 0,001193 0,001160 0,001128 0,001098 0,001068 0,001039 0,001010 0,000981 0,000952 0,000924 0,000896 0,000868 0,000841 0,000818 0,000793 0,000769 0,000746 |
890…899 900…909 910…919 920…929 930…939 940…949 950…959 960…969 970…979 980…989 990…999 1000…1009 1010…1019 1020…1029 1030…1039 1040…1049 1050…1059 1060…1069 1070…1079 |
0,647 0,638 0,620 0,607 0,594 0,581 0,567 0,554 0,541 0,528 0,515 0,502 0,489 0,476 0,463 0,450 0,437 0424 0,411 |
0,000722 0,000699 0,000677 0,000656 0,000635 0,000615 0,000594 0,000574 0,000555 0,000536 0,000518 0,000499 0,000482 0,000464 0,000447 0,000431 0,000414 0,000386 0,000382 |
Таблица 2
Теплофизические свойства нефтей и нефтепродуктов
Нефть и нефте-продукты |
Плотность кг/м3 |
Кинематическая вязкость (м2/с)·10-4 при температуре К |
Температура застывания, 0К |
||||||
283 |
293 |
303 |
313 |
323 |
333 |
343 |
|||
Нефть: приволжская мухановская узеньская ромашкинская арланская воткинская |
823 840 848 862 892 921 |
0,238 – – 0,307 0,684 – |
0,0835 0,0765 28,8 0,1422 0,397 1,633 |
0,0509 0,0565 2,7 0,12 0,26 0,8167 |
0,0346 0,0443 0,24 0,09 0,176 0,5227 |
0,0269 0,0346 – 0,059 0,135 0,2821 |
– – – – – – |
– – – – – – |
275 265 300 273 257 262 |
Керосин |
780 |
0,05 |
0,0328 |
– |
0,025 |
– |
– |
– |
213 |
Дизельное топливо: ДЗ ДЛ ДА |
845 835 830 |
0,07 0,08 0,05 |
0,05 0,06 0,03 |
0,031 0,050 0,027 |
– 0,042 0,024 |
– – – |
– – – |
– – – |
253 |
Бензины: Б-70 (авиац.) АИ-93 |
785 760 |
0,0085 0,007 |
0,007 0,0063 |
– 0,0057 |
0,0056 0,0053 |
– – |
0,0046 – |
– – |
– – |
ТС-1 (реактив.) |
775 |
– |
0,0125 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Таблица 3
Справочные данные по спиральным насосам*
Типоразмер насоса |
Ротор (Qн) |
Коэффициенты в формуле (2.9) |
Параметры, мм |
ns |
|||||||||
Н0, м |
а, ч/м2 |
b·10-6, ч2/м5 |
а0в, м |
b0в |
с0в·10-2 |
с1в·10-4, ч/м3 |
с2в·10-8, ч2/м6 |
b2 |
D1 |
D2 |
|||
НМ 1250-260** |
0,7 |
216,4 |
|
40,9 |
0,092 |
0,76 |
9,63 |
14,3 |
-69,6 |
|
353 |
418 |
62 |
1 |
289,8 |
|
34,8 |
0,092 |
0,76 |
20,6 |
11,3 |
-50 |
|
-//- |
418 |
71 |
|
1,25 |
327,7 |
|
25,0 |
1,17 |
0,46 |
34,1 |
627 |
-21,7 |
|
-//- |
450 |
79 |
|
НМ 2500-230 |
0,5 |
246,7 |
|
16,8 |
1,41 |
0,39 |
24,8 |
644 |
-16,9 |
|
512 |
425 |
77 |
0,7 |
248,7 |
|
7,61 |
1,97 |
0,35 |
-79,35 |
15,8 |
-37 |
|
-//- |
405 |
93 |
|
1 |
258,8 |
|
8,59 |
1,26 |
0,42 |
26,2 |
485 |
-9,7 |
|
-//- |
405 |
117 |
|
1,25 |
371 |
|
14,9 |
1,26 |
0,42 |
18,8 |
403 |
-6,2 |
|
-//- |
450 |
123 |
|
НМ 3600-230 |
0,5 |
279 |
|
16,3 |
5,11 |
0,25 |
12,7 |
669 |
-15,7 |
|
-//- |
450 |
93 |
0,7 |
270,3 |
|
6,7 |
4,33 |
0,27 |
-10,5 |
750 |
-14,7 |
|
-//- |
430 |
109 |
|
1 |
276,8 |
|
7,1 |
0,92 |
0,47 |
34,3 |
332 |
-5,15 |
|
-//- |
425 |
143 |
|
1,25 |
319,1 |
|
5,43 |
4,9·10-7 |
2,18 |
15,1 |
4 |
-4,57 |
|
-//- |
470 |
147 |
|
НМ 7000-210 |
0,5 |
232,9 |
|
2,13 |
0,76 |
0,52 |
10,5 |
3 |
-3,6 |
|
610 |
450 |
138 |
0,7 |
281,8 |
|
2,84 |
1,76 |
0,41 |
12,1 |
3 |
-2,73 |
|
-//- |
475 |
165 |
|
1 |
270,7 |
|
1,95 |
1,49 |
0,4 |
-4,03 |
3 |
-2,16 |
|
-//- |
450 |
211 |
|
1,25 |
326,6 |
|
1,43 |
8·10-4 |
1,25 |
2,25 |
2 |
-1,23 |
|
-//- |
490 |
219 |
|
НМ 10000-210 |
0,5 |
251,3 |
|
1,72 |
0,11 |
0,71 |
27,4 |
1,5 |
-1,0 |
|
990 |
465 |
165 |
0,7 |
304 |
|
2,08 |
5,3·10-3 |
1,05 |
26,1 |
1,6 |
-1,07 |
|
-//- |
496 |
196 |
|
1 |
279,9 |
|
0,85 |
1,64·10-5 |
1,65 |
14,6 |
1,4 |
-0,68 |
|
-//- |
480 |
249 |
|
1,25 |
346,8 |
|
0,99 |
1,63·10-5 |
1,62 |
18,0 |
1,4 |
-0,65 |
|
-//- |
520 |
282 |
|
* Насосы НМ – спиральные центробежные горизонтального исполнения с двухсторонним подводом жидкости к рабочему колесу и двухзавитковым отводом её от колеса.
** Частота вращения роторов всех насосов – 3000 1/мин.
Таблица 4
Техническая характеристика спиральных насосов
Типоразмер насоса |
Насос |
Электродвигатель |
|||||||
Номинальный режим |
Масса, кг |
Тип |
Мощность кВт |
Масса, кг |
|||||
Q м3/ч |
Н м |
п 1/мин |
Δhдопм |
КПД% |
|||||
НМ 1250-260 |
1250 |
260 |
3000 |
20 |
80 |
2800 |
СТДП 1600-2 УХЛ 4 |
1600 |
7630 |
НМ 2500-230 |
2500 |
230 |
32 |
86 |
3920 |
СТДП 2000-2 УХЛ 4 |
2000 |
8030 |
|
НМ 3600-230 |
3600 |
230 |
38 |
87 |
4490 |
СТДП 3150-2 УХЛ 4 |
3150 |
11150 |
|
НМ 5000-210 |
5000 |
210 |
42 |
88 |
4600 |
СТДП 3150-2 УХЛ 4 |
3150 |
12350 |
|
НМ 7000-210 |
7000 |
210 |
52 |
89 |
6125 |
СТДП 6300-2 УХЛ 4 |
6300 |
14750 |
|
НМ 10000-210 |
10000 |
210 |
65 |
89 |
9795 |
СТДП 8000-2 УХЛ 4 |
8000 |
23000 |
|
НМ 10000-210 со смен. ротор. |
12500 |
210 |
87 |
87 |
9795 |
СТДП 8000-2 УХЛ 4 |
8000 |
23000 |
|
Таблица 5
Техническая характеристика спиральных насосов
Типоразмер насоса |
Насос |
Электродвигатель |
|||||||
Номинальный режим |
Масса, кг |
Тип |
Мощность кВт |
Масса, кг |
|||||
Q м3/ч |
Н м |
п 1/мин |
Δhдопм |
КПД% |
|||||
НПВ 150-60 |
150 |
60 |
2975 2975 1485
1500 |
3 |
72 |
|
2В250М-2У2 |
|
|
НПВ 300-60 |
300 |
60 |
3 |
75 |
|
2В250М-2У2 |
|
|
|
НПВ 600-60 |
600 |
60 |
4 |
77 |
|
ВАОВ-560М-4У1 |
|
|
|
НПВ 1250-60 |
1250 |
60 |
2,2 |
76 |
11940 |
ВАОВ-500М-4У1 |
400 |
5000 |
|
НПВ 2500-80 |
2500 |
80 |
3,2 |
82 |
11870 |
ВАОВ-630L-4У1 |
800 |
7500 |
|
НПВ 3600-90 |
3600 |
90 |
4,8 |
84 |
17000 |
ВАОВ-710L-4У1 |
1250 |
9800 |
|
НПВ 5000-120 |
5000 |
120 |
5 |
85 |
16700 |
ВАОВ-800L-4У1 |
2000 |
13200 |
|
Таблица 6
Справочные данные по спиральным насосам типа НПВ
Типоразмер насоса |
Коэффициенты в формуле (2.9) |
Параметры, мм |
ns |
|||||||||
Н0, м |
а, ч/м2 |
b·10-6, ч2/м5 |
а0в, м |
b0в |
с0в·10-2 |
с1в·10-4, ч/м3 |
с2в·10-8, ч2/м6 |
b2 |
D1 |
D2 |
||
НПВ 150-60 |
78,5 63,9 |
- - |
836 875 |
3 3 |
- - |
-4,9 7,07 |
0,99 0,73 |
-31,5 -23,5 |
- - |
307 307 |
230 207 |
103 130 |
НПВ 300-60 |
78,5 63,1 |
- - |
199 197 |
4 4 |
- - |
1 -15,1 |
0,47 0,57 |
-7,51 -9,6 |
- - |
307 307 |
240 216 |
145 190 |
НПВ 600-60
|
75,3 62,1 |
- - |
45 47,5 |
4 4 |
- - |
9,15 9,03 |
0,24 0,2 |
-2,09 -1,62 |
- - |
408 408 |
445 400 |
103 127 |
НПВ 1250-60 |
74,8 69,2 59,9 |
- - - |
9,5 10,6 8,9 |
2,3 2,3 2,3 |
- - - |
17,2 17,2 17,2 |
0,08 0,08 0,08 |
-0,24 -0,24 -0,24 |
- - - |
408 408 800 |
525 500 475 |
106 116 127 |
НПВ 2500-80 |
79,7 96,4 86,3 |
- - - |
1 4,5 4,4 |
3,3 3,3 3,3 |
- - - |
32,3 32,3 32,3 |
0,04 0,04 0,04 |
-0,81 -0,81 -0,81 |
- - - |
800 800 800 |
540 515 487 |
121 133 150 |
НПВ 3600-90 |
127 112 93,7 |
- - - |
2,9 2,6 1,4 |
4,9 4,9 4,9 |
- - - |
-3,64 -3,64 -3,64 |
0,045 0,045 0,045 |
-0,064 -0,064 -0,064 |
- - - |
1000 1000 1000 |
610 580 550 |
133 149 169 |
НПВ 5000-120 |
151,3 132,7 120,7 |
- - - |
1,3 0,099 1 |
5 5 5 |
- - - |
22,4 22,4 22,4 |
0,026 0,026 0,026 |
-0,027 -0,027 -0,027 |
- - - |
1000 1000 1000 |
645 613 580 |
126 139 154 |
Таблица 7
Характеристика труб для нефтепроводов и нефтебаз
Рабочее давление, МПа |
Наружный диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
Характеристика материала труб |
Коэффициент надёжн. k1 |
||
Марка стали |
σвр, МПа |
σт, МПа |
||||
5,4…7,4 |
1220 |
10; 11; 12; 13; 14; 15; 16 |
08ГБЮ, 12ГСБ |
510 |
350 |
1,4 |
09ГБЮ |
550 |
380 |
||||
6,3 |
1020 |
11,4 |
13Г1С-У |
540 |
390 |
1,34 |
12,5; 12,9; 15,5; 16 |
1,47 |
|||||
6,3 5,4 5,4 |
1020 |
8; 8,5; 9 |
К60 |
588 |
441 |
1,4 |
9,5; 10; 10,5 |
17Г1С |
510 |
363 |
|||
11; 11,5; 12 |
||||||
5,4…7,5 |
820 |
8; 9; 10; 11; 12 |
13Г2АФ |
530 |
363 |
1,47 |
5,4…7,5 |
8,5; 9,2; 10,6; 11,4 |
17ГС |
510 |
|||
5,4…7,4 |
9; 10; 11;12; 13; 14 |
12ГСБ |
350 |
1,4 |
||
7,4
|
720 |
7,3; 8,7; 10,8; 12; 14; 16; 20 |
К60 |
589 |
461 |
1,34 |
5,4…7,4
|
8; 9; 10; 11; 12; 13; 14 |
08ГБЮ |
510 |
350 |
1,4 |
|
5,4…7,4 |
7,5; 8,1; 9,3; 10; 11; 12 |
17ГС |
510 |
353 |
1,47 |
|
5,4…7,4 |
630 |
8; 9; 10; 11; 12 |
12Г2С |
490 |
343 |
1,4 |
5,4…7,4 |
530 |
8; 9; 10 |
13ГС |
510 |
353 |
1,34 |
7,4 |
7; 7,5; 8; 9; 10 |
17ГС |
1,47 |
|||
7,1; 8,8; 10; 12; 14 |
529 |
392 |
1,34 |
|||
5,4…7,4 |
7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14 |
08ГБЮ, 12ГСБ |
510 |
350 |
1,4 |
|
Таблица 8
Коэффициент условий работы для нефтепроводов
Категория нефтепровода |
В |
І |
ІІ |
ІІІ |
ІV |
Коэффициент условий работы, т0 |
0,6 |
0,75 |
0,75 |
0,9 |
0,9 |
Таблица 9
Бесшовные трубы
Наружный диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
Характеристика материала труб |
Коэффициент условий раб., k1 |
||
Марка стали |
σвр, МПа |
σт, МПа |
|||
48 |
4; 5 |
10 |
353 |
216 |
1,55 |
60 |
4; 5; 6 |
20 |
431 |
255 |
|
76 |
4; 5; 6; 8 |
10Г2 |
470 |
265 |
|
89 |
4; 5; 6; 7; 8 |
||||
108 |
4; 5; 6; 7; 8 |
||||
114 |
6; 7; 8; 9; 10; 11 |
||||
127 |
6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 14 |
||||
133 |
5; 6; 7; 8; 9 |
||||
146 |
11 |
||||
152 |
6; 7; 8; 9; 10; 11; 14; 16 |
||||
159 |
6; 7; 8; 9; 10; 11; 14; 16 |
||||
168 |
11; 12 |
||||
194 |
7; 8; 9; 10; 12 |
||||
219 |
8; 9; 10; 11; 12; 14; 16; 20 |
||||
Таблица 10
Бесшовные трубы
Наружный диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
Характеристика материала труб |
Коэффициент условий раб., k1 |
||
Марка стали |
σвр, МПа |
σт, МПа |
|||
159 |
4; 4,5; 5; 5,5 |
К34 |
340 |
210 |
1,47 |
168 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7 |
К38 |
380 |
240 |
|
219 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8 |
К42 |
420 |
250 |
|
273 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8 |
К50 |
500 |
350 |
|
325 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9 |
К52 |
520 |
360 |
|
351 |
4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 |
К55 |
650 |
380 |
|
377 |
4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 |
–//– |
–//– |
–//– |
|
426 |
5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 |
–//– |
–//– |
–//– |
|
Таблица 11
Эквивалентная шероховатость труб
Вид трубы |
Состояние трубы |
kэ, мм |
Бесшовные стальные |
Новые чистые |
(0,01…0,02)/0,014 * |
Сварные стальные |
После нескольких лет эксплуатации |
(0,15…0,3)/0,2 |
–//– |
Новые чистые |
(0,03…0,12)/0,05 |
–//– |
С незначительной коррозией после очистки |
(0,1…0,2)/0,15 |
–//– |
Умеренно заржавевшие |
(0,3…0,7)/0,5 |
–//– |
Старые заржавевшие |
(0,8…1,5)/1 |
–//– |
Сильно заржавевшие или с большими отложениями |
(2..4)/3 |
* – в знаменателе указаны средние значения эквивалентной шероховатости
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
