Проектирование нефтебазы

Расстояние от наземных резервуаров для нефти и нефтепродуктов до железнодорожных эстакад и автомобильных цистерн – 20 м, до продуктовых насосных станций, разливочных – 15 м. Расстояние от сливоналивных устройств для железнодорожных и автомобильных цистерн до продуктовых насосных станций, разливочных – 18 м для легковоспламеняющихся и  12 м для горючих нефтепродуктов.

Расчет высоты обвалования группы из 9 резервуаров с бензином и 4 резервуаров с дизельным топливом номинальным объемом 5000 и 3000м3:

Площадь группы резервуаров: .

Высота обваловки: h = .

Общая высота обваловки: H = h + 0,2 = 0,33 + 0,2 = 0,53 м. Принимаем 1 м.

 

 

 

 

 

 

 

Расчет высоты обвалования группы из 2 резервуаров  с нефтью, номинальным объемом 20 000 :

Площадь группы резервуаров: .

Высота обваловки: h = .

Общая высота обваловки: H = h + 0,2 = 2,57 + 0,2 = 2,77 м.

         

 

 

 

   

 

 

Расчет высоты обвалования группы из 3 резервуаров  с мазутом топочным, номинальным объемом 1000 :

Площадь группы резервуаров: .

Высота обваловки: h = 0,75 м.

Общая высота обваловки: H = h + 0,2 = 0,75 + 0,2 = 0,95 м. Принимаем 1 м.

 

 

 

Расчет высоты обвалования группы из 26 резервуаров  с маслом, номинальным объемом 100 :

Площадь группы резервуаров:

Высота обваловки: h =

Общая высота обваловки: H = h + 0,2 = 0,042+0,2 = 0,242 м. Принимаем 0,5 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет железнодорожной эстакады

 

Нефтебазы, на которые доставляются нефтепродукты по железной дороге, соединяются с главными путями железной дороги подъездной веткой. На самой территории нефтебазы устраиваются сливо-наливные пути, часто тупикового типа.

Длина подъездной ветки зависит от местных условий, длина и число тупиков от длины принимаемых составов, грузооборота нефтебазы и сортности прибывающих и отгружаемых нефтепродуктов. Устройство и эксплуатация подъездных путей и сливных устройств ведутся в соответствии с существующими нормами и правилами строительства и эксплуатации железной дороги.

       Сливно-наливные эстакады, предназначенные  для разгрузки и погрузки ж/д цистерн, располагаются на прямом участке ж/д тупика.

1.  Расчет количества цистерн в маршруте максимальной грузоподъемности

Число ж/д маршрутов, прибывающих в течение суток, определим по формуле:

 

где: - число прибывающих маршрутов в сутки;

- годовой грузооборот нефтебазы, т/год;

- грузоподъемность  одного маршрута, т (принимаем равным 1500).

 

В результате вычислений получили, что количество прибываемых маршрутов в сутки на нефтебазу равен 0,79, следовательно, на нефтебазу будет приходить один маршрут каждый день.

           В соответствии с процентным  соотношением нефтепродукта от  годового грузооборота определяем  количество цистерн по сортам  нефтепродуктов:

 

где:-   количество цистерн, i-ым нефтепродуктом, шт.;

       -   годовой грузооборот нефтебазы по i-тому нефтепродукту, т/год;

       - коэффициент неравномерности потребления нефтепродуктов (определяется в зависимости от соотношения промышленных и сельскохозяйственных потребителей нефтепродуктов; принимаем для всех видов топлив - 1,2; для масел и смазок - 1,8 (промышленность потребляет 70%));

       - коэффициент неравномерности подачи цистерн (=1,2);

       - грузоподъемность железнодорожной цистерны с i-ым нефтепродуктом.

- автобензин Аи-80

 

 

Таблица 8 - Количество цистерн по типам нефтепродуктов

Тип нефтепродукта	цистерны	максимальное количество цистерн
1	2	3
Автобензин Аи-80	1,775	2
Автобензин Аи-92	1,973	2
Автобензин Аи-95	1,841	2
Автобензин Аи-98	1,381	2
1	2	3
Дизельное топливо ДЛ	1,401	2
Дизельное топливо ДЗ	1,315	2
Топочный мазут 100	0,822	1
Нефть	8,476	9
Масло моторное М-10В2С	0,187	1
Масло моторное М-14В2	0,168	1
Масло моторное М-14Г2	0,128	1
Масло авиационное МС-14	0,123	1
Масло авиационное МС-20	0,113	1
Масло трансмиссионное ТАД-17п	0,118	1
Масло индустриальное ИС-12	0,128	1
Масло индустриальное ИС-20	0,148	1

 

       

Таким образом, маршрут  максимальной грузоподъемности состоит  из 30 цистерн емкостью по 60 т:

светлые нефтепродукты – 12 цистерн,

темные нефтепродукты – 18 цистерн.

 

2.  Расчет длины железнодорожной эстакады

Для маршрутных сливо-наливных операций разработано типовые эстакады, позволяющие производить только налив нефтепродуктов светлых, темных и масел, а так же комбинированные эстакады для слива и налива нефтепродуктов.

Для слива светлых нефтепродуктов выбираем комбинированную двух стороннюю эстакаду на 12 постов слива с тремя коллекторами.

1 коллектор - 2 цистерны Аи-80, 2 цистерны Аи-92;

2 коллектор - 2 цистерны Аи-95, 2 цистерны Аи-98;

3 коллектор - 2 цистерна ДЛ, 2 цистерна ДЗ.

Длину железнодорожной эстакады рассчитаем по формуле:

 

где:

- длина железнодорожной  эстакады;

- число цистерн по  типам, входящие в маршрут;

к- число цистерн в маршруте;

- длина цистерн различных  типов по осям автосцепления (для  цистерны грузоподъемности 60 т  )

 светлых нефтепродуктов.

Для слива темных нефтепродуктов выбираем комбинированную двух стороннюю эстакаду на 18 постов слива с двумя коллекторами, для слива масел принимаем одиночные сливные устройства с принудительным сливом через нанос.

1 коллектор- 9 цистерн с нефтью;

2 коллектор- 1 цистерна с мазутом топочным 100.

Индивидуальные сливные устройства №1-8 по одной цистерны масел М-10В2С, М-14М-14 МС-14, МС-20, ТАД-17п, ИС-12, ИС-20.

- длина двусторонней  эстакады для слива темных нефтепродуктов.

Осуществляется нижний слив нефтепродуктов.

Установки для нижнего слива и налива нефтепродуктов шарнирно – сочлененного исполнения выпускают 3-х типов: УСН – без подогрева, УСПН – с подогревом; УСНПЭ – с электроподогревом. Условные проходы патрубков: 150, 175, 200, 250 и 300 мм. В настоящее время разработаны и выпускаются установки нижнего слива и налива нефтепродуктов типов АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200.

Установки АСН-7Б применяются для слива и налива маловязких нефтепродуктов. Установка АСН-8Б оборудована паровой рубашкой, позволяющей подогревать сливаемый продукт  и пропаривать внутреннюю полость сливного прибора цистерны в зимнее время. Эти устройства применяются для слива и налива вязких нефтепроводов.

      Для слива светлых нефтепродуктов  принимаем установку АСН-7Б; для  слива темных нефтепродуктов и масел – АСН-8Б.

 

 

4. Расчет времени слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

 

Расчет времени слива для светлых нефтепродуктов проводим при средне-минимальной температуре нефтепродукта  (-19°С).

1. Сливное устройство АСН-7Б имеет следующие размеры:

h – расстояние от оси коллектора до нижней образующей котла цистерны.

 

=0,6 м – длина сливного  патрубка цистерны;

=0,315 м – длина присоединительной  головки;

=0,541 м – расстояние  от присоединительной головки  до оси коллектора.

 – высота сливного устройства.

2. Находим площадь поперечного сечения сливного патрубка:

 

d=0,212 м – внутренний диаметр сливного патрубка.

 

3. Для Аи-80 находим расчетную вязкость при данной температуре:

Значения коэффициентов:

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

 

 

 

Таблица 9 - Определение расчетной вязкости

Наименование нефтепродукта	ν1, мм2/с	T1,К	ν2, мм2/с	T2,К	Тр, К	b	а	ν, мм2/с
Автобензин Аи-80	0,64	283	0,58	293	254	-3,5740	7,9622	0,9102
Автобензин Аи-92
Автобензин Аи-95
Автобензин Аи-98
Дизельное топливо ДЛ	8	283	6	293	254	-3,6340	8,8850	24,2616
Дизельное топливо ДЗ	7	283	5	293	254	-4,4852	10,9473	27,3054
Топочный мазут 100	118	353	50	373	333	-3,5529	9,3689	356,1117
Нефть	45	290	32	295	254	-5,3437	13,3785	2356,3812
Масло моторное М-10В2С	91	323	12	373	298	-3,9781	10,2747	505,4394
Масло моторное М-14В2	120	323	14,5	373	303	-3,9178	10,1491	471,8791
Масло моторное М-14Г2	120	323	14,5	373	303	-3,9178	10,1491	471,8791
Масло авиационное МС-14	96	323	14	373	303	-3,6743	9,5176	323,9906
Масло авиационное МС-20	160	323	20,5	373	308	-3,5251	9,1888	405,5701
Масло трансмиссионное ТАД-17п	110	323	18	373	308	-3,2856	8,5549	244,8320
Масло индустриальное ИС-12	12,6	323	3,64	373	278	-3,8525	9,7186	101,2960
Масло индустриальное ИС-20	71,3	293	18,2	323	288	-3,8324	9,7230	95,7214

 

 

4. Находим число Рейнольдса:

 

 

5. Определение числа Рейнольдса при 5% заполнение цистерны:

 

При Re<10000 значение коэффициента расхода определяется по графику (рис. 1), при Re>10000 значение определяется по формуле:

 

6. Находим время полного слива цистерны:

 

где D=2,8 м – диаметр котла цистерны;

L=10,31 м – длина котла цистерны.

Если производится закрытый слив нефтепродуктов, необходимо ввести поправочный коэффициент в зависимости от отношения h/D:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Коэффициент расхода патрубков сливных приборов железнодорожных цистерн и средств герметизации слива:1 – универсальный сливной прибор по данным З.И.Геллера; 2 – универсальный сливной прибор по данным  ВНИИСПТнефть;3 – сливной прибор Утешинского по даннымЗ.И.Геллера;4 – сливной прибор Утешинского по данным ВНИИСПТнефть; 5 – универсальный сливной прибор по данным В.М. Свистова; 6 – сливной прибор Утешинского по данным В.М. Свистова; 7 – установкаАСН-7Б; 8 – установка УСН - 175М; 9 – установкаУСН-175 с действующим монитором; 10 – установкаСЛ-9.

 

Аналогично произведем расчет слива всех нефтепродуктов и сведем все полученные результаты в таблицу 10.

Таблица 10 - Расчет времени слива

Тип нефтепродукта	n, /с	Re,100%	Re,  5%		,c	мин
1	2	3	4	5	6	7
автобензин Аи-80	0,9102	2128301,3	1303313,0	0,7751	531,75	6
автобензин Аи-92
автобензин Аи-95
автобензин Аи-98
дизельное топливо ДЛ	24,2616	79848,5	48897,0	0,7717	534,04	6
дизельное топливо ДЗ	27,3054	70947,6	43446,3	0,7713	534,34	6
топочный мазут 100	356,1117	5440,0	3331,3	0,2875	1433,53	15
нефть	2356,3812	822,1	503,4	0,2450	1682,20	17
масло моторное М-10В2С	505,4394	3832,8	2347,1	0,2750	1498,69	15
масло моторное М-14В2	471,8791	4105,4	2514,0	0,2825	1458,90	15
масло моторное М-14Г2	471,8791	4105,4	2514,0	0,2825	1458,90	15
масло авиационное МС-14	323,9906	5979,3	3661,6	0,2925	1409,02	15
масло авиационное МС-20	405,5701	4776,6	2925,1	0,2855	1443,57	15
масло трансмиссионное ТАД-17п	244,8320	7912,6	4845,4	0,3000	1373,80	14
масло индустриальное ИС-12	101,2960	19124,7	11711,4	0,7610	541,60	6
масло индустриальное ИС-20	95,7214	20238,4	12393,5	0,7617	541,05	6