1470

На практике смесь делят на три части: «голову», «хвост» и «тело», концентрации отсечки которых зависят от объемов чистых нефте­ продуктов в принимающем смесь резервуарном парке и от их запаса качества. Решение этой задачи требует дополнительной информа­ ции и здесь не рассматривается.

Максимально возможное число циклов перекачки всех ш неф­ тепродуктов в общем случае неодинаково. Чтобы сохранить приня­ тую структуру (схему) цикла и обеспечить возможность реализации

то есть равным наименьшему целому из найденных для каждого нефтепродукта числа циклов.

С учетом этого продолжительность перекачки одного цикла со­ ставит

(6.12)

а суммарный объем i-ro нефтепродукта в цикле

иР г Д

где т расч - расчетная продолжительность работы нефтепродуктопровода в течение года.

§6.5. Раскладка смеси на несколько частей

Возможность управлять формированием объе­ мов партий нефтепродуктов в резервуарах головной насосной стан­ ции имеется не всегда. В этом случае реализация смеси осуществляет­ ся за счет запаса качества чистых нефтепродуктов в резервуарах конечного пункта: путем ее распределения по нескольким емкостям.

Пусть при последовательной перекачке впереди следует нефте­ продукт А, а за ним - нефтепродукт Б. При определении условий отсечки «порций» смеси, направляемых во впереди идущий нефте­ продукт, необходимо пользоваться уравнением

том А, в котором нефтепродукт Б является примесью, равный

189

F B(Z) - функция вида

yj71

VpAi, 0Bi —соответственно объем чистого нефтепродукта А в i-ом резервуаре и допустимая концентрация нефтепродукта Б в нем.

Объем смеси, поступающей при этом в i-й резервуар с нефте­ продуктом А, равен

При определении условий отсечки «порций» смеси, направ­ ляемых в позади идущий нефтепродукт, аналогичные формулы име­ ют вид:

Уравнения (6.14), (6.18) удобнее всего решать графоаналитичес­ ки. Для этого на рис. 6.2 приведен график зависимости функций FA и FBот Z. При симметричном распределением концентраций фун­

зависимости от того, в какой резервуар принимается «порция» сме­ си. Таким образом, в формулах (6.14), (6.18) только по одной неиз­ вестной: Z BI и ZA1 соответственно.

190

t

SJLГ

z ------ ►

Рис. 6.2 Номограмма для раскладки смеси между обеими нефтепродуктами без «пересортицы» (построения выполнены для условий примера 6.4)

Методику определения моментов отсечек опишем на примере приема смеси во впереди идущий нефтепродукт. Сначала вычисля­ ются величины ^Bi для тех резервуаров, в которые возможен прием смеси.

Для уменьшения количества переключений начинать расклад­ ку необходимо с резервуара, имеющего наибольшую величину £в, т.е. 4Б1 = max{£Bi}.

Отложив в масштабе по вертикали величину £В1, через полу­ ченную координату проводят горизонталь до пересечения с кривой FB(Z). Точке пересечения соответствует искомая величина Z B1.

Для определения величины Z B2 горизонталь проводят из коор­ динаты £В1 + 4 Б2 и Т.Д.

Аналогично выполняется определение моментов отсечек при приеме смеси в позади идущий нефтепродукт.

Если вся смесь принимается в один нефтепродукт, то расклад­ ка осуществляется до тех пор, пока не окажется, что 1 5 - * 4 (или > 4 ). Если же смесь раскладывается без пересортицы (то есть фактически делится пополам, но распределяется между нескольки­ ми резервуарами), то раскладка смеси ведется до тех пор, пока не

191

окажется, что ,564 (или 1 ^ 0 ,564). В первом случае удобно пользоваться графиком, приведенным на рис. 6.2, а во вто­ ром —приведенным на рис. 6.3.

Е сли о каж ется, что при вы п о л н ен и и н ер авен ств ]T £ Bi >0,564 (или ^0 ,5 6 4 ), Z Bi < ZM , то смесь находящуюся между этими сечениями в принципе можно принимать в оба нефте­ продукта. Но для раскладки смеси без пересортицы в этом случае надо принимать — Z Bi = 0.

t

ii-Г

z ----- ►

Рис 6.3 Номограмма для приема всей смеси в один из нефтепродуктов (построения выполнены для условий примера 6.5)

§6.6. Расчет отвода от магистральной части нефтепродуктопровода

Целью расчета является определение диаметра

условия, что общая продолжительность сброса нефтепродукта не должна превышать 30% от времени его перекачки по магистрально­ му нефтепродуктопроводу, т.е.

192

где Кр, Км —коэффициенты, определяемые в соответствии с ре­ комендациями § 2.2; Vc6p - годовой объем сброса нефтепродукта на нефтебазу.

Включение отвода, как правило, мало влияет на работу магис­ тральной части. Поэтому величина относительного сброса нефте­ продукта ф может быть найдена по формуле

Г

Рис. 6.4 Расчетная схема к задаче об определении диаметра отвода

f2, f3 — гидравлический уклон при единичном расходе соответ­ ственно за местом сброса и в отводе.

193

7. Б-762

С учетом (6.23), (6.24) находим расчетный диаметр отвода

1

ный внутренний диаметр отвода. После этого проверяется правиль­ ность выбора режима течения в отводе.

Если принятая величина коэффициента m не совпадает с той, которая соответствует выбранному диаметру d3, то сначала находит­ ся ориентировочная величина гидравлического уклона в отводе при единичном расходе

а затем уже вычисляется расчетный диаметр отвода по формуле

где рз , m3 - принятые величины коэффициентов Лейбензона для отвода.

Расчетный расход сброса q должен превышать критический рас­ ход q^, при котором начинается расслоение потока и соответствен­ но существенно увеличивается объем смеси. Данный расход зависит от d3 и вычисляется по формуле

4а \ cosa0 рВЬ1Т

где а —коэффициент, зависящий от режима течения: для тур­ булентного режима a = 1,2; a 0 - максимальный угол наклона отво­ да к горизонту; рт, рл, рвьп. - плотность соответственно тяжелого, легкого и вытесняющего нефтепродукта; в наихудшем случае рвыт = рл.

Если условие q > q^ не выполняется, то расчетный расход сброса увеличивают и все вычисления повторяют. Либо производится кор­ ректировка диаметра отвода.

194

§6.7. Параметры смесей и их исправление

Многие физико-химические свойства топлив при смешении подчиняются закону аддитивности (пропорциональ­ ного сложения). К их числу относятся плотность, октановое число, содержание общей и меркаптановой серы, содержание механичес­ ких примесей и воды, йодное число, теплота сгорания, зольность, кислотность, содержание фактических смол и ряд других.

Такие показатели качества Хсм, получаемые при смешении неф ­ тепродукта А с нефтепродуктом Б могут быть рассчитаны по фор­ муле

где ХА, ХБ - рассматриваемый показатель качества чистых неф­ тепродуктов А и Б; СА, СБ - их объемные концентрации в смеси.

Например, применительно к плотности смеси и с учетом, что СБ = 1 - СА, можем переписать (6.29) в виде

При раскладке смеси, образовавшейся в ходе последователь­ ной перекачки, величины, подчиняющиеся закону аддитивности, вычисляются по формуле (6.29), в которой необходимо принять: при приеме всей смеси в один резервуар СА = С Б = 0,5; при деле­ нии смеси пополам СА = 0,172 и С Б =0,828 (нефтепродукт А явля­ ется примесью).

Кинематическая вязкость, температура вспышки и ряд других показателей качества нефтепродуктов закону аддитивности не под­ чиняются.

Вязкость смесей может быть рассчитана по формуле Кадмера

где vA,v B - кинематическая вязкость чистых нефтепродуктов А и Б соответственно; Kv — эмпирический коэффициент, принимае­ мый по табл.6.2.

Аналогичной формулой описывается изменение температуры

195

Таблица 6.2

Величины эмпирических коэффициентов в формулах (6.31), (6.32)

Основным способом исправления качества нефтепродуктов, ча­ стично утерянного при последовательной перекачке, является их смешение с нефтепродуктом того же типа, но имеющим запас ка­ чества.

При заданных плотностях смеси и чистых нефтепродуктов, об­ разующих смесь, концентрация примеси

Р.р-Рч

где рпр,рч - плотности соответственно примеси и чистого нефте­ продукта.

Объем примеси в смеси в этом случае равен

При смешении смеси и чистого, имеющего запас качества неф­ тепродукта в объеме Уч концентрация примеси в новой смеси долж­ на удовлетворять условию

Спр VСМ < Q

(6.35)

V + V “ *

где 0 - допустимая концентрация примеси в новой смеси.

При заданном объеме чистого нефтепродукта неравенство ре­ шается относительно допустимого объема подкачиваемой неконди­

а при известном объеме некондиционной смеси —относительно необходимого объема нефтепродукта с запасом качества

196

)

§6.8. Примеры расчетов

Пример 6.1. Определить число насосных стан­ ций для последовательной перекачки 8 млн.т нефтепродуктов в год, в том числе: 40% дизельного топлива летнего (ДТЛ), 30% реактивно­ го топлива ТС-1 и 30% автомобильного бензина А-76. Сведения о нефтепродуктопроводе: внутренний диаметр 512 мм, длина 900 км, разность нивелирных высот конца и начала трубопровода A Z = 150 м, остаточный напор 30м, перевальных точек нет. Расчетная темпе­ ратура - 274К. Характеристика нефтепродуктов:

Дизтопливо летнее (ДТЛ) -

р293 = 835 кг/м3, v273 = 1 1 мм2/с; v293 = 6 мм2/с;

Автобензин А-76 -

р293 = 730 кг/м3, v273 = 0,95 мм2/с; v293 = 0,75 мм2/с;

Реактивное топливо ТС1 -

р293= 800 кг/м3; v273 = 2,5 мм2/с; v293 = 1,25 мм2/с.

Решение 1. Производим расчет свойств нефтепродуктов при температуре

перекачки. Для ДТЛ по табл. 1.1 находим величину температурной по­ правки \ = 0,725 кг/(м3-К) и по формуле (1.2) вычисляем плотность

Рдтл = 835 + °>725 (293 “ 274> = 848,8 кг/м3.

Коэффициент крутизны вискограммы по формуле (1.10)

Кинематическая вязкость ДТЛ при температуре перекачки по формуле (1.9)

удтл =11ехр [-0,0303 ■(274 - 273)] = 10,7 мм2/с.

Для других нефтепродуктов аналогично находим

Ра-76 = 7 4 6,3 кг / м3, vA_76 = 0,94 мм2/с;

Ртс-1 = 814,5 кг / м3; vTC.,= 2,42 мм2/с.

197

2. Годовые объемы перекачиваемых нефтепродуктов

198