Сооружение промежуточной нефтеперекачивающей станции

 

 

  

 

 

  

 

Курсовой  проект 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Фундамент свайный железобетонный: а – установка блока на оголовник сваи; б – деталь сваи с обсадной муфтой в пучинистых грунтах; 1 – контур блока; 2 -  проектная отметка забивки сваи; 3 – оголовник сваи; 4 – ёмкость, замоноличиваемая бетоном; 5 – ёмкость, заливаемая битумом или бетоном; 6 – обсадная муфта диаметром 530 мм; 7 – свая. 

       Для высокоточного погружения свай применяем  сваебойные агрегаты, оснащенные системой наведения – навесные копры на базе тракторов. Погружение выполнено специализированной бригадой, в составе двух звеньев, возглавляемой бригадиром.

       Перед использованием металлических трубчатых  предусмотрены мероприятия по защите металла от воздействия агрессивных вод. В качестве обмазок применили эпоксидные смолы. Ростверки сооружены сборными.

       В данном курсовом проекте под оборудование насосного цеха принят свайный фундамент (конструктивно).

        

       Рис.5 Свайное поле.

       

         

 

         На основании рисунка, количество свай составляет – 48 шт. По ГОСТУ 19804. 1-79 приняты сваи забивные железобетонные квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой, марки С3-30. Размером L=4000мм. E=300мм. 

Рис.6 Свая. 

   

 

 

 

 

             

Для транспортировки  свай весом одна тонна используем железнодорожный транспорт до станции «Ухта», а затем автомобильный транспорт до места строительства грузоподъемностью 30т. (КрАЗ Шасси – Н 30.0 Е).

 

Рис.7 КрАЗ Шасси – Н 30.0 Е.

 

       

 

        Выбранное авто-средство может перевозить 23 свай весом 1 т. за один рейс с учетом их правильного крепежа на площадке автомобиля. Для того что бы перевезти 48 свай с железнодорожной станции до места строительства потребуется 2 рейса. Также используем КрАЗ Шасси – Н 30.0 Е для транспортирвки остального оборудования насосного цеха.

         Для забивки свай используем своебойное оборудование марки С-330.

         Технические характеристики С-330:

• Масса ударной части 2,6 т.
• Число ударов  в минуту 50-60.
• Высота ударной части 2,3-2,6 м.
• Диаметр цилиндра 340 мм.
• Расход топлива 10 л/час.
• Масса молота 4,2 т.
• Высота 4,5 м.

 

       1.6 Бетонные работы.

        

         Для сооружения ростверка неодходим бетон марки 200 в количестве 16 м³. Бетон данной марки будет изготавливаться на строительной площадке, дляэтого выбран бетонсмеситель БП-2Г-185.

       Загрузка  компонентов бетонной смеси осуществляется непосредственно в корпус бетоносмесителя, для защиты от попадания посторонних  предметов предусмотрена защитная решетка. Привод осуществляется от электродвигателя 5,5 кВт через ременную передачу, оснащенную кожухом, и два редуктора. Скорость вращения смесительных валов 36 оборотов минуту.

         Выгрузка готовой бетонной смеси из двухвального бетоносмесителя производится через окно в днище корпуса, закрываемое затвором с ручным приводом.

Рис.8  Бетонсмеситель БП-2Г-185. 

 

  1 - смесительная камера, 2 - опоры смесительных валов, 3 - секторный затвор (выгрузка) , 4 - предохранительные муфты, 5 - электродвигатель привода смесительных валов 5,5 кВт, 6 - редуктор привода, 7 - защитный кожух, 8 - защитная решетка, 9 - смесительные валы с лопатками.

         Технические характеристики БП-2Г-185:

• Объем по загрузке 185 л.
• Объем готового замеса по бетону 125 л.
• Производительность 6
• Время перемешивания смеси 60 сек.
• Масса 770 кг.
• Габаритные размеры 1225 х 1100 х 850 мм.

 

         1.7 Исполнение укрытий для насосных агрегатов.

         Общая характеристика для укрытия насосных агрегатов.

 

        Размеры насосного цеха выбираются исходя из габаритов насосов НМ 2500-230.

       Рис.9 Насосная.

       

       

     

 

   

 

 

 

       Для сооружения насосной будут использоваться 3 блок – укрытия размером 9000х4000х3000 мм., массой  4.2 т.

        

       1.8 Монтажные работы.

        

         Для монтажа блок-укрытий, двигателей, насосов выбран кран КС-45717К-1.

         Грузоподъемность – 25 т.

         Вылет стрелы – 19.7 м.

         Длина стрелы – 21-28 м.

             Габаритные размеры в транспортном положении длина / ширина высота, м:11/ 2,5/ 3,6.

 Для строповки монтируемых элементов выбрана четырехветвевая стропа – траверса 8-4СЦ.1.Ов-2.,грузоподъемностью 26,5 т.  И длиной 3 м.

 

Рис.10 Четырехветвевая стропа – траверса 8-4СЦ.1.Ов-2

       

 

       Строительные  процессы монтажа блоков - укрытий: страповка, подъем, перемещение, наведение на опоры, установка в исходное положение, временное закрепление, выверка, постоянное закрепление, расстроповка. Поочередно монтируем все 3 блока. Строительные процессы монтажа оборудования происходят в том же порядке что при монтаже блок - укрытий.

       

       Составляем  ведомость монтируемых элементов  насосного цеха.

1.9 Охрана труда.

       Весь персонал должен иметь ясное представление о пожаро- опасности технологического процесса, о работе систем обеспечения безопасности, знать инструкции по безопасности, чтобы исключить возможность опасных ситуаций во время эксплуатации или в случае отказа оборудования. Система безопасности предназначена для защиты персонала, механизмов и окружающей среды. Они включают системы сигнализации и автоматической блокировки. Система блокировок обеспечивает защиту индивидуального оборудования в случае отклонения технологических параметров за пределы допустимых значений. Основной задачей эксплуатационного персонала является, как можно лучше поддерживать технологический процесс. Это обеспечивается постоянным контролем и хорошим знанием оборудования. При быстром обнаружении нарушений или аварийных ситуациях, правильной их оценке и быстром принятии нужных мер, обеспечивается необходимая безопасность, меньше время простоя для ремонта и тех обслуживания. Необходимо регистрировать все отклонения от нормального режима, происшедшего за смену. Следует иметь перечень позиций оборудования, требующих, как немедленного внимания (техобслуживания) так и внимания в период капитального ремонта. Оператор должен быть уверен, что автоматика работает исправно, однако быть готовым к переключению с автоматического на ручное управление. Для этого необходимо постоянно следить за показаниями приборов контроля и автоматики, средств сигнализации и блокировок. Следует обращаться к инструкциям завода-изготовителя для определения всех точек, требующих смазки. Вращающееся оборудование (насосы, их приводы и т.д.)должны периодически проверяться, и обо всех неисправностях, например, о высокой температуре подшипников, вибрации, утечке в сальниках или уплотнениях, необычных шумах и т.д., следует немедленно сообщать в соответствующие подразделения. Оператор должен контролировать герметичность и

         исправность разделительных перегородок, в том числе расположенных ниже уровня пола, а также мест пропуска через них валов, трубопроводов и кабелей. Производственная канализация машинного зала насосной станции обеспечивает отвод промышленных стоков и аварийно разлитой нефти в специальные сборники. Лестницы и площадки должны содержаться в чистоте и быть свободными для прохода. Все производственные, складские, подсобные и административные помещения зданий и сооружений обеспечиваются первичными средствами пожаротушения. Противопожарное оборудование должно храниться в местах, определенных схемой размещения, и периодически проверяться, чтобы быть уверенным в его готовности к немедленному использованию. Работа с неисправными средствами пожаротушения не допускается.

       Необходимо осуществлять постоянный контроль трубопроводов, оборудования на наличие не плотностей в соединениях. Все не плотности в соединениях необходимо устранять. Все замеченные неисправности записываются в вахтовом журнале. Запрещаются любые ремонтные работы на работающем оборудовании. При необходимости производства работ на местах, где возможно образование пожароопасной смеси паров с воздухом, во избежание искрообразования от ударов запрещается применение ручных инструментов, вызывающих искрообразование. Все работы в действующих насосных проводятся только с включенной приточно-вытяжной вентиляцией. Обслуживающему персоналу следует помнить, что работать в обуви, подбитой железными гвоздями или с металлическими набойками, в пожароопасных местах нельзя.

       Помещения нефтеперекачивающих насосных оборудованы телефонной связью и звуковой сигнализацией для оповещения обслуживающего персонала. Промасленный, либо пропитанный нефтепродуктами обтирочный материал собирается в специальные металлически ящики с плотно закрывающимися крышками и удаляется по окончании смены.

        Территория НПС имеет звуковую систему оповещения на случай аварии и пожара. Ко всем зданиям и сооружениям НПС, пожарным водоемам, гидрантам, а также подходы к пожарному инвентарю и оборудованию должен обеспечиваться свободный доступ.

       Пребывание на НПС лиц, не имеющих непосредственного отношения к ее обслуживанию, запрещается. 

 

2. Организационная  часть

         После проведения работ подготовительного периода начинается собственно строительство трубопровода, которое должно быть соответствующим образом организовано.

       Строительная  организация и персонал, занятый  на выполнении строительно-монтажных работ, ответственны за соблюдение требований строительных норм и правил и проекта. Приемочный контроль качества выполненных работ, а также ответственных конструкций (технический надзор) осуществляет специализированная организация, нанятая заказчиком.

       Применение  материалов и изделий, на которые  отсутствуют сертификаты, паспорта и другие документы, подтверждающие их выходные данные и качество, не допускается. Применение новых отечественных или любых импортных материалов и изделий допускается после их испытания, получения экспертного заключения и согласования с Госгортехнадзора России.

       Строительно-монтажные  организации должны иметь лицензию на право производства работ по сооружению новых и реконструкции действующих трубопроводов и ответвлений от них в соответствии с существующим законом Российской Федерации.

       Персонал, занимающийся производственным контролем  качества работ, должен иметь соответствующую квалификацию, подтвержденную удостоверением.

Далее изложены основные положения по организации  строительства.

 

 

2.1 Производство  работ.

 

 2.2 Календарный график производства  работ.

 

3. Расчётная часть.

3.1 Технологическая  часть. 

3.1.1 Расчёт насосного оборудования. 

    Выбор насосного оборудования нефтеперекачивающих  станций производится исходя из расчетной часовой производительности нефтепровода Q.

    Q = (11 * 1,10) / (24 * 350 * 60) * 10⁹ = 1674 м³/ч.

    В соответствии с расчетной часовой  производительностью выбираем насосы: магистральный насос НМ 2500-230 и  подпорный насос НПВ 2500-80. Характеристики насосов представлены в технологической  части .

    Задаваясь  значениями диаметров рабочих колес, определим напоры h_М и h_П, развиваемые насосами при расчетной производительности перекачки.

    Напор магистрального насоса h_М (D_М = 385мм) составит:

    h_М = 236,4 – (8,5604 * 10^-6 * 1674²) = 212,5м

    Напор подпорного насоса h_П (D_П = 487 мм) составит:

    h_П = 85 – (4,0795 * 10^-6 * 1674²) = 73,6 м

    Определим рабочее давление p при условии, что число последовательно работающих магистральных насосов на НПС m = 3:

    p = 860 * 9,81 *(73,6 + 3 * 212,5) * 10^-6 = 5,9 МПа

    Условие p ≤ p_ДОП выполняется. Для дальнейших расчетов примем диаметр рабочего колеса магистрального насоса D_М = 385 мм. 

    3.1.2 Определение диаметра и толщины стенки трубопровода. 

    Вычисляем ориентировочное значение внутреннего  диаметра D_О, подставляя рекомендуемую ориентировочную скорость перекачки w = 1,6 м/с.

    D_О = √((4 * 1674) / (3600 * 3,14 * 1,4)) = 0,650 м

    Для дальнейших расчетов принимаем ближайший  стандартный наружный диаметр трубопровода D_Н = 720 мм. 

    Определим расчетное сопротивление металла  трубы R:

    R = (530 * 0,9) / (1,4 * 1) = 340 МПа 

     

     

     

    

Определяем  суммарные потери напора в трубопроводе Н при N_Э = 3 и h_ОСТ = 35 м:

      Определяем расчетное значение толщины стенки трубопровода δ:

    δ = (1,15 * 5,9 * 720) / (2 * (340 + 1,15 * 5,9)) = 7,10 мм

    Полученное  значение округляем в большую  сторону до стандартного значения и  принимаем толщину стенки δ = 8 мм. 

    Определяем  внутренний диаметр нефтепровода D_ВН:

    D_ВН = 720 – 2 * 8 = 804 мм = 0,704 м 
 

3.1.3 Гидравлический расчёт нефтепровода. 

Определяем  среднюю скорость течения нефти  w:

w = (4 * 1674) / (3600 * 3,14 * 0,704²) = 1,2 м/с 

Определяем  число Рейнольдса Re:

Re = (1,2 * 0,704) / (27,71 * 10^-6) = 31288 

Вычисляем значения относительной шероховатости  трубы k и переходных чисел Рейнольдса Re₁ и Re₂:

k = (2 * 10^-4) / 0,704 = 2,841 * 10^-4

Re₁ = 10 / (2,841* 10^-4) = 30200

Re₂ = 500 / (2,841 * 10^-4) = 1760000

Так как  Re₁<Re<Re₂, режим течения нефти является турбулентным в зоне смешанного трения.   

Определяем  коэффициент гидравлического сопротивления  λ:

λ = 0,11 * ((68 / 31288) + 2,841 * 10^-4)^0,25 = 0,039 

Определяем  потери напора на трение в трубопроводе h_Т:

h_Т = 0,039 * ((900 * 10³) / 0,704) * (1,2² / (2 * 9,81)) = 3654 м.

 Н = 1,02 * 3654 + 72 + 2 * 40 = 3879 м 

3.1.4 Определение числа перекачивающих станций. 

Определяем  необходимое число нефтеперекачивающих  станций n для условия обеспечения расчетной производительности нефтепровода:

n = (3879 – 2 * 73,6) / (3 * 212,5) = 5,96

Необходимое число  нефтеперекачивающих станций n = 6.

 

3.2 Выбор такелажных средств и монтажного крана.