Proiect Ipg Transport

Download Proiect Ipg Transport

Post on 20-Jul-2015

365 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>UNIVERSITATEA PETROL GAZE PLOIETIFACULTATEA INGINERIA PETROLULUI SI GAZELORCATEDRA HIDRAULIC, TERMOTEHNIC I INGINERIE DE ZCMNTPROIECT LA TRANSPORTUL SI DEPOZITAREA FLUIDELORCoordonator:sef lucr.dr.ingStudent: Specializarea Grupa:Foraj 1Anul:al treilea1 INTRODUCERETransportul petrolului brut si a produselor petroliere, precum si depozitarea acestora reprezint o ramur foarte important a industriei deoarece asigur alimentarea cu materie prim a rafinariilor i diferitelor combinate petrochimice i influenteaz direct buna desfurare a vieii economice.Trebuie precizat si activitatea de colectare ce are drept scop acumularea productiei de itei brut, un element foarte important din punct de vedere economic. n principiu procedeul de colectare se desfasoar prin intermediul conductelor de legatur dintre sondele productive i parcul de separatoare si rezervoare.Depozitarea se desfasoara n concordan cu cerintele tehnico-ecoomice de pstrare a produselor petroliere in spaii special amenajate pentru a fi utilizate mai trziu in transportul si distribuirea ctre beneficiari. Din punct de vedere tehnic aceasta se realizeaz prin intermediul rezervoarelor de acumulare de diferite forme si capcitate, n functie de produsul petrolier depozitat.Transportul produselor petroliere reprezint, de fapt, legatura dintre producator si consummator i detine o serie de avantaje in raport cu alte tipuri de transport : posibilitatea automatizarii, continuitate si regularitate, fiabilitate n exploatare, livrarea prompt a produsului pompat, micsorarea distantei de transport, reducerea pierderilor de produse petroliere precum si de consum energetic, dar si sporirea sigurantei.n lucrarea de fa se ncearca s se pun n eviden tocmai unul dintre aceste avantaje ale transportului prin conducte i anume obtinerea unui volum total de transport ct mai mare, dar cu un consum energetic ct mai mic, deci coturi minime. Acest lucru se realizeaz printr-un studiu tehnico-economic destul de elaborios ce implic cunostiine de matematic, fizic, hidraulic.Transportul hidrocarburilor reprezint o necesitate pentru viaa economic i industrial. Chiar i n eventualitatea n care rezervele noastre de iei se vor termina, transportul petrolului brut va continua prin import si depozitare. Cererea de produse petroliere va creste mereu i de aceea procedeul de transport trebuie cercetat si mbunatatit.Acesta asigur, indirect, buna desfurare a vieii noastre de zi cu zi.2PROIECT ITEMA: PROIECTAREA UNUI SISTEM DE TRANSPORT FLUIDE DE LA SONDA LA RAFINARIEIntroducere: II CONTINUT:Capitolul 1. Calculul hidraulic al conductei de alimentare cu ap; alegerea pompelor;Capitolul 2. Calculul hidraulic al conductelor de evacuare a gazelor;Capitolul 3. Calculul hidraulic al conductei de amestec (sond parc);Capitolul 4.Determinarea programului optim de evacuare a titeiului de la parcurile de separare (pe considerente energetice);Capitolul 5. Bilantul termic al depozitului central;Capitolul 6. Proiectarea conductei de transport de la depozitul central la rafinrie;6.1. Calculul hidraulic;6.2. Calculul termic;6.3. Calculul mecanic;Concluzii si propuneri.Bibliografie. Q2, z2 Q4, z4 x1x2 xn L2 L4zDC La L1AB</p> <p>LCD DLDE EALAB LBCCza, qaQ1, z1 L5 L3 Ltp1 p1 m p1jLg Q5, z5 p2 p2m Q3, z3 p2j unde notatiile au urmtoarea semnificatie:P1,.P5- parcuri de sonde;La- lungimea conductei de ap;qa- debitul sursei de ap;za- cota topografic a sursei de ap;Lij- lungimea conductei pe portiunea ij;Lt- lungimea conductei de transport titei ntre depozitul central si rafinrie;Lg - lungimea conductei de gaze;3P1DCP2P3P4P5Rp, pm, pj presiune nalt, medie, joas;DC- depozit central;R - rafinrie;zi- cotele topografice ale parcurilor i, i = 15;SA - sursa de ap;Qi- debitele de titei de la parcurile Pi. III. DATE CUNOSCUTE:III.1. Schema sistemului de transportIII.2. Cote topografice IIII.3. Lungimea conductelor [km]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;La = (10 +0,1 7)=10700mLam = (1,5 +0,1 7)=2200mL1A = (4,4 +0,1 7)=5100mLAB = (2,8 +0,1 7)=3500mLBC = (3,2 +0,17)=3900mLCD = (5,5 +0,1 7)=6200mLDR = (3,85 +0,1 7)=4550mL2 = (1,1 +0,1 7)=1800mL3 = (1,8 +0,1 7)=2500mL4 = (0,7 +0,1 7)=1400mL5 = (3,4 +0,1 7)=4100mL = (62 +0,1 7)=62700mLg = (1,2 +0,1 7)=1900mIII.4. Numrul sondelor racordate la parcul 1x = 4 + 70,5=8III.5. Productia parcurilorQ1 = xqam=8 8=64 m3 / zi=0,74103m3/sqam = 8 m3 lichid / ziQ2 = (210 +5 7) m3 / zi=245 m3 / ziQ3 = (180 +5 7) m3 / zi=215 m3 / ziQ4 = (190 +5 7) m3 / zi=225 m3 / ziQ5 = (90 +5 7) m3 / zi=125 m3 / ziIII.6. Densitatea relativ a gazelor n raport cu aerul = 0,67III.7. Temperatura de congelare a titeiului, Tc III.8. Temperatura de sigurant pentru transportTs = Tc+ (2.7)0C = 14+5=190CIII.9. Unele proprietti ale titeiurilor functie de temperatur (, , ), (Principalele proprietti ale unor titeiuri din Romnia)Se transport titeiul (TIP MORENI) de la depozit la rafinrie cu urmtoarele proprietti:Temperatura[0C]Densitatea[g/cm3]Vscozitatea cinematic,[cSt]Vscozitatea dinamic,[cP]Punctul de congelare iei, [0C]Punctul de congelare reziduu, [0C]Coninut de parafin,%gr20 0,8578 20,848 17,883 +14+35 14,4430 0,8508 12,405 10,55440 0,8438 7,271 6,13550 0,8368 5,927 4,96060 0,8298 5,031 4,1751 cP = 10-3 Pa.s1 cSt = 10-6 m2/s4III.10. Ratia de solutie r = 250 + (-1)7 7 ,m3st/m3=243 , m3st/m3III.11. Impurittii=(0,2+0,01n) = 27% ;III.12. Densitatea lichidului( ) ( ) 3 , 910 1015 27 , 0 58 , 871 27 , 0 1 1* + + a ti i kg/m3;3/ 1015 m kga) 15 , 273 (15 , 293 m tT =857,8-0,03582(299,15-273,16)=856,87Kg/m315 , 273001315 , 0 1825 , 1 =872 Kg/m3III.13. Temperatura medie32parc sondmT TT+ =260C=299,15KTsond= 420CTparc= 180CIII.14. Vscozitatea lichidului+ a tT li im ) 1 (=(1-0,0147)1610-6 +0,01470,987110-6=15,7710-6m2/s=15,77cStIII.15. Vscozitatea titeiului la temperatura medie, tTm[ ]m mtT m tTT B A + + log 8 , 0 10 log log6=16cSt(260C)constantele A si B se determin din sistemul de ecuatii:[ ][ ]26168 , 0 10 log log8 , 0 10 log log0201'+ ++ +BT ABT AC tC tIII.16. Vscozitatea cinematic a apei de zcmntaaa=0,987110-6m2/sIII.17. Vscozitatea dinamic a apei srate2 6 310 62 , 6 10 34 , 1 1 ( s sa a + + )=1,002 10-3a = 1 (cP)=10-3 Pa.ss = 20 (kg NaCl/vagon) = 2g NaCl/lIII.18. Laparcul 1gazele seseparpe3trepte depresiune: nalt, medie, joas, la valorile :p1= 40 105 N/m2;p1m= 13 105 N/m2;p1j= 5 105 N/m2;p2= 38 105 N/m2;p2m= 10 105 N/m2;p2j= 2,5 105 N/m2.Se va trasa grafica) densitatea ieiului funcie de temperaturb) vscozitatea cinematic a ieiului funcie de temperaturc) vscozitatea dinamic a ieiului funcie de temperatur56 </p> <p>7CAPITOLUL 1CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTEI DE ALIMENTARE CU APA Determinarea diametrului orientativ:04 40, 004860, 0692 69, 2v 2aaqd m mm va= 1.3 (m/s)=2 (m/s) Alegerea diametrului real (SREN 10208 Anexa 1)D =73, mm,7/ 82ind = 59, mme = 7, mm Determinarea vitezei reale de curgere:( )25 , 21063 , 002 , 0 4 42 2 dqvam/s; Determinarea cderii de presiune: </p> <p> ) (2v12SA a aaz zp gdLp + =( ) 290 300 806 , 9 05 , 999225 , 205 , 9991063 , 01070 11014 , 02 + pp = 37,6 105Pa = 37,6 bar; Determinarea numrului Reynolds, Anexa 2 (propr. Apei), Anexa 3 (vscozitatea): &gt; 2300 10 4 , 210 007 , 11063 , 0 25 , 2Re56ad vmicare turbulent, Determinarea coeficientului de rezistent hidraulic:- regim laminar:Re64 8- regim turbulent:25 , 0Re3164 , 0 Determinarea presiunii de pompare a apei: 6 , 43 6 , 37 6 + + p p pH SAbar unde: pH(hidrant) =6 bar;Determinarea puterii pompei 5 , 1247 , 002 , 0 10 6 , 435 a SAq pNkW=0,7; Determinarea valorii energiei consumate:W= Nt =124,5 6 = 747,4[kW h/zi];-unde : t este timpul de funcionare a pompei, t= 6 ore/zi;910 </p> <p>11Capitolul 2CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTEI DE GAZE2.1Conducta de presiune inalta:Pa ata ppi510 40 40 Pa ata pi510 6 6 Debitul pe fiecare treapta3 110 18 , 53243 643 r QQgm3/zi06 , 08640010 18 , 53gQm3/secModulul de debit( ) ( )525 . 010 2 225 . 02 2210 0661 , 010 38 40190006 , 0 1]1</p> <p> 11]1</p> <p> i pigg ip pLQ K15 , 291 15 . 273 18 + pT K15 . 2730 T K5010 01325 . 1 PPa67 . 0 28 . 28884 . 288314 aeraerMRREvaluarea coeficientului de abatere de la legea gaelor perfecte:( )( )pr pr pr pr pp p T T Z + 8 13 36 , 9 76 , 0 10 13 2( )( ) 921 , 0 497 , 0 497 , 0 8 13 374 , 1 36 , 9 374 , 1 76 , 0 10 13 2 + pZTemperatura i presiunea pseudoredus:374 , 1905 , 21115 , 291 pcrpprTTT497 , 0261 , 4623 pcrmedieprppp122326 402++ pmediep pp barTemperatura i presiunea pseudocritic:905 , 211 97 67 , 0 171 97 171 + + pcrT261 , 46 67 , 0 64 , 4 37 , 49 64 , 4 37 , 49 pcrpDeterminarea diametrului orientatv d0:( )835 . 005 . 00010411]1</p> <p> aerp p iR TT Z P Kd( )019 , 028 , 288 15 , 273 14 , 3 1067 , 0 15 , 291 921 , 0 101325 10 0661 , 0 45 , 05 , 0 501]1</p> <p> dm;Se alege diametrul real din STAS 815/2-88:- diametrul interior d0 = 26,6 mm- diametrul exterior D = 33,4 mm- grosimea peretelui e = 3,4 mm2.2Conducta de presiune medie:Ppm=16ata=16105PaPm=2ata=2105PaModulul de debit( )( ) ( ) ( )55 . 0252525 . 02 2210 165 , 010 2 10 16190006 , 0 11]1</p> <p> 11]1</p> <p> m pmgg mP PLQ KEvaluarea coeficientului de abatere de la legea gaelor perfecte:( )( )pr pr pr pr pp p T T Z + 8 13 36 , 9 76 , 0 10 13 2( )( ) 968 , 0 195 , 0 195 , 0 8 13 374 , 1 36 , 9 374 , 1 76 , 0 10 13 2 + pZ Presiunea pseudoredus:922 162++ pmediep pp bar195 , 0261 , 469 pcrpprpppDeterminarea diametrului orientativ13( )835 . 005 . 00010411]1</p> <p> aerp p mR TT Z P Kd( )027 , 028 , 288 15 , 273 14 , 3 1067 , 0 15 , 291 968 , 0 10 01325 , 1 10 165 , 0 4835 , 05 . 0 5 501]1</p> <p> dm;Se alege diametrul real din STAS 715/2-88:- diametrul interior d0 = 26,6 mm- diametrul exterior D = 33,4 mm- grosimea peretelui e = 3,4 mm2.3Conducta de joasa presiune:Ppj = 8 ata Pj = 1,05ataModulul de debit:( )( ) ( ) ( )55 . 025255 . 02 2210 331 , 010 05 , 1 10 8190006 , 0 11]1</p> <p> 11]1</p> <p> j pjgg jP PLQ KEvaluarea coeficientului de abatere de la legea gaelor perfecte:( )( )pr pr pr pr pp p T T Z + 8 13 36 , 9 76 , 0 10 13 2( )( ) 984 , 0 098 , 0 098 , 0 8 13 374 , 1 36 , 9 374 , 1 76 , 0 10 13 2 + pZPresiunea pseudoredus:75 , 425 , 1 82++ pmediep pp bar098 , 0261 , 4675 , 4 pcrpprpppDeterminarea diametrului orientativ( )835 . 005 . 00010411]1</p> <p> aerp pR TT Z P Kjd( )035 , 028 , 288 15 , 273 14 , 3 1067 , 0 15 , 291 984 , 0 10 01325 , 1 10 331 , 0 4835 , 05 . 0 5 501]1</p> <p> dm;Se alege diametrul real din STAS 715/2-88:- diametrul interior d0 = 35,0 mm;- diametrul exterior D = 42,2mm;grosimea peretelui e = 3,6 mm; 14 Capitolul 3CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTEI DE AMESTEC (SONDA PARC DE SEPARARE) Calculul fractiei de lichide din amestec:amlTlg llQQQQV VVx + Densitatea amesteculuil g amx x + ) 1 ( Vscozitatea cinematicl gl gamx x ) 1 ( + Viteza medie a amestecului</p> <p>,_</p> <p>+ +g lgllgamx x ) 1 (v Diametrul orientativecamQdv40vec = (0,1.0,3) m/s Diametrul real (Anexa 1) Viteza amestecului</p> <p>,_</p> <p>+ +g lglg lgamx x ) 1 (v Numrul ReynoldsamamamdvRe vl viteza mediea fazei lichide dac aceasta ar curge sigur prin conductvg viteza mediea fazei gazoase dac aceasta ar curge sigur prin conduct Coeficientiide rezistent hidraulic- regim laminaramamRe64 - regim turbulent, conducte netede25 , 0) (Re3164 , 0am Cdereade presiunede-a lungul conductei de amestec15) (2v1 22z z gdLpam amamam am + 161718CAPITOLUL 4DETERMINAREAPROGRAMULUIOPTIMDEEVACUAREATITEIULUIDIN PARCURILEDESEPARAREIn vederea dimensionarii colectorului si a stabilirii unui program optim de pompare se vor alege trei variante de pompare. Parcurile sunt echipatecu pompe 2PN-400.Avndca date cunoscute, datele nscrise peschema, proprietatile fizice ale fluidului de transport, caracteristicile pompelor 2PN-400, alegerea variante optime de pompare se va face tinnd seama de energia consumata la fiecare varianta n parte.Parcurile echipate cu pompe 2PN-400 au urmatoarele caracteristici:- debitul de pompare pe o cursa dubla: Vcd=0,092 l/s =0,09210-3 m3/s19- numarul de curse duble pe minut:ncd = 70 curse duble/minut- randamentul:t = 0,7- debitul pompei:qp= Vcdn=0,09210-37036000,7 = 16,23 m3/h- presiunea de refulare: 200 bar- diametrul nominal al conductelor de reglare: 4 inch = 100 mm- presiunea maxima de aspiratie: 10 bar- diametrul nominal al conductei de aspiratie: 10 inch = 250 mm 4.1Varianta 1 de pompareQ2,z2Q4,z4L2L4DL1AALABBLBCCLCD LDEEQ1,z1Q5,z5Q3,z320Pompeaz pe rnd parcurileGrupa 1: Parcul P1 + Parcul P3 + Parcul P5Grupa 2: Parcul P2 + Parcul P4Debitul pentru grupa 1: zimQ Q Q35 3 1404 + + ;Debitul pentru grupa 2: zimQ Q33 2470 + ;Numarul de grupe de pompare : 2 gn.Timpul zilnic de pompare ( fr restricii de W) :10220 ztore ,Numrul de pompe necesar n fiecare parc :z pipcit qQn , unde:-Qi este producia zilnic a parcurilor (m3) , (i = 15);-qp este debitul real al pompei (m3/or) , qp=27,26 m3/or ;11 Pr1640, 3943; 116, 23 10Pcp zQN Nq t pomp ;22 Pr 22451, 5095; 216, 23 10Pcp zQN Nq t pompe ;33 Pr 32151, 3247; 216, 23 10Pcp zQN Nq t pompe ;44 Pr 42251, 3863; 216, 23 10Pcp zQN Nq t pompe ;55 Pr 51250, 7701; 116, 23 10Pcp zQN Nq t pomp ;Timpul de evacuare al produciei de la fiecare parc :( ); 5 ... 1 ;Pr iN qQti pievi11 1Pr1643, 9433; 416, 23 1ev evpQt tq N ore;22 2Pr 22457, 5477; 816, 23 2ev evpQt tq N ore;2133 3Pr 32156, 6235; 716, 23 2ev evpQt tq N ore;44 4Pr 42256, 9316; 716, 23 2ev evpQt tq N ore;55 5Pr 51257, 7017; 816, 23 1ev evpQt tq N ore;Debitele de evacuare pentru fiecare parc:( ); 5 ... 1 , itQqeviievi m3/h ;64164111 evevtQqm3/h ;25 , 614245222 evevtQq m3/h ;75 , 534215333 evevtQq m3/h ;3 , 564225444 evevtQq m3/h ;632125555 evevtQqm3/h ;Datele calculate sunt urmtoarele :Nr parc Q (m3/zi) npcnprtev(ore) qcr (m3/ora)1 64 0,93 1 4 642 245 0,36 2 8 61,253 215 0,31 2 7 53,754 225 0,32 2 7 56,35 125 0,18 1 8 63Diagrama de pompare :22Dimensionarea conductelor de legatur:Se allege viteza economic :ecv=1 m/s ;- Pentru parcul 1:mmvqdecev1503600 164 4 411 Din STAS 715/2-88=&gt; D1 =168,3 mm;d1=155,5mm;e1=6,4 mm;- Pentru parcul 2:mmvqdecev1473600 125 , 61 4 4202 Din STAS 715/2-88=&gt; D2 =168,3 mm;d2=154,1mm;e2=7,1mm;- Pentru parcul 3:mmvqdecev1383600 17 , 53 4 4303 Din STAS 715/2-88=&gt; D3 =168,3 mm;d3=152,5mm;e=7,9mm;- Pentru parcul 4:; 1413600 156 4 4404mmvqdecev Din STAS 715/2-88=&gt; D4 =168,3 mm;d4=152,5;e4=7,9mm; - Pentru parcul 5:mmvqdecev1483600 163 4 4505 Din STAS 715/2-88=&gt; D5 =168,3 mm;d5=150,9mm;e=8,7mm;Dimensionarea tronsoanelor colectorului principal:Se estimez dimetrul tronsoanelor colectorului n conformitate cu varianta aleas:23- Dimensionarea tronsonului A - B :( ); 1503600 164 4 4max 422 , 10mmvqvq qdecevecev evAB Din STAS 715/2-88=&gt; D =168,3 mm;dAB=155,4mm;e=6,4mm;- Dimensionarea tronsonului B C :( )( ); 2043600 175 , 117 4 4max 43 12 , 3 10mmvq qvq q qdecev evecev ev evBC + + -Din STAS 715/2-88=&gt; D =219,1 mm=;dBC=206,3mm;e=6,4mm;- Dimensionarea tronsonului C D :( )( ); 2043600 155 , 117 4 4max 44 24 2 , 3 10mmvq qvq q q qdece...</p>