2 Технологический расчет оборудования

2.1 Расчет насоса Н-1

2.1.1 Исходные данные для расчета

Назначение насоса Н-1 – подача сточных вод по коллектору с песколовки в водоприемную емкость ВПЕ-1.

На очистные сооружения НПЗ при максимальной загрузке технологических установок, входящих в состав завода, поступают примерно 45000 м3 /сут стоков. На НПЗ на очистных сооружениях имеется три коллектора, по которым поступают нейтральные сточные воды.

В расчете принимаем равномерное распределение стоков по коллекторам, тогда Q = = 15000 м3 /сут;

Температура стоков, поступающих в коллектор, t = 40˚С;

Длина трубопровода на линии всасывания 200 м, на линии нагнетания 250 м.

На линии всасывания имеются:

- труба с закругленными краями;

- диафрагма (m = 0,3);

- задвижка;

- отводы (при ).

На линии нагнетания имеются:

- отводы;

- задвижка;

- клапан-регулятор расхода.

2.1.2 Определение оптимального диаметра трубопровода.

Внутренний диаметр трубопровода круглого сечения рассчитаем по формуле

d = , (1)

где Q – расход сточных вод, Q = 15000 м3 /сут = 0,174 м3 /с;

– скорость течения жидкости, = 0,3 м/с.

Диаметр трубопровода

d = м

2.1.3 Определение напора насоса

Полный напор насоса Н определим по уравнению [2, с.67]

= , (2)

где - геометрическая высота подачи жидкости, м;

- давление в напорной емкости;

- давление в приемной емкости;

- суммарные потери на преодоление сопротивления трубопровода;

- плотность жидкости, кг/м3;

Принимаем, что давления в приемной и напорной емкостях равны, т. е.

= ,то уравнение принимает вид:

(3)

При перекачивании жидкости по горизонтальному трубопроводу (= 0) уравнение для определения напора будет:

(4)

Гидравлическое сопротивление во всасывающем и нагнетательном трубопроводах обусловлено сопротивлением трения и местными сопротивлениями, следовательно, потерянный напор является суммой двух слагаемых

, (5)

где и - потери напора вследствие трения и местных сопротивлений соответственно.

При движении жидкости по трубопроводу потери напора на преодоление сопротивления трения определим по формуле [2, с.43]:

,

где - коэффициент трения;

- длина трубопровода, м;

- внутренний диаметр трубопровода, м;

- скорость движения жидкости, м/с.

Потери давления на преодоление сопротивления трения равны : [ 2, с.43]:

(6)

Коэффициент трения зависит от режима течения жидкости, поэтому определим значение критерия Рейнольдса:

, (7)

где - скорость течения жидкости, = 2,5 м/с;

- плотность жидкости, = 992 кг/м3;

- динамическая вязкость жидкости, ;

Рассчитаем коэффициент трения для турбулентного режима по формуле:

Потери напора в местных сопротивлениях, как и потери на трение, выражаем через скоростной напор

,

где - коэффициент местных сопротивлений равна сумме сопротивлений на входе в трубу , на выходе из трубы , колено с углом 90˚

задвижки , т. е.

Тогда

Таким образом, потерянный напор

2.1.4 Определение потребляемой мощности насоса

Полезную мощность найдем по формуле

,

где - объемный расход жидкости, м3/с;

- напор насоса, м;

- плотность жидкости, кг/ м3;

- ускорение свободного падения;

Мощность, которую должен развивать электродвигатель насоса на выходном валу при установившемся режиме работы, находим по формуле:

,

где - коэффициент полезного действия насоса,

- коэффициент полезного действия передачи от электродвигателя к насосу;

- коэффициент полезного действия электродвигателя насоса.

Принимаем общий к. п.д. ,

Тогда

2.2 Расчет тонкослойной нефтеловушки НЛ-1

Расчет тонкослойной нефтеловушке ведем по методике

2.2.1 Данные для расчета:

- расход смеси нефтепродуктов и воды Q = 45000 м3/сут = 1875 м3/ч;

- гидравлическая крупность глобул нефтепродуктов ;

- скорость рабочего потока ;

- высота слоя воды ;

- высота яруса .

2.2.2 Определим длину пластин в ярусе по формуле:

, (8)

2.2.3 Определим расстояние между пластинами по формуле:

, (9)

2.2.4 Определим высоту блока Н по формуле:

, (10)

где - количество ярусов в блоке,

Принимаем ширину блока В=8м.

2.2.5 Определим производительность одной секции , м3/ч по формуле:

, (11)

где К – коэффициент использования объема, К=0,55.

2.2.6 Определим количество секций нефтеловушки N по формуле:

, шт. (12)

Принимаем нефтеловушку с восемью секциями.

2.2.7 Определим длину зоны очистки крупных примесей , м по формуле:

(13)

где - угол наклона пластин секции,

2.2.8 Определим высоту зоны очистки , м по формуле:

, (14)

2.2.9 Определим общую высоту нефтеловушки , м по формуле:

, (15)

где - высота зоны сброса очищенной воды, ;

- высота зоны распределения воды между ярусами блока, ;

2.3 Расчет флотатора

Расчет флотатора ведем по методике

Исходные данные для расчета:

- высота флотационной камеры Нк=1,5м;

- расход сточных вод Q=45000 м3/сут = 1875 м3/ч.

Задаемся количеством флотаторов , отсюда расход сточныз вод, поступающих в один флотатор Qф=937,5 м3/ч

2.3.1 Определим диаметр флотационной камеры по формуле:

(16)

где Qф - расход сточных вод, поступающих на один флотатор, м3/ч;

- скорость восходящего потока воды, равная 6 мм/с.

2.3.2 Определим диаметр флотатора по формуле:

, (17)

где - время пребывания в отстойной зоне, равное 14-16 мин;

- высота отстойной зоны, ;

- высота флотатора, = 3м.

2.2.3 Определим количество выпавшего осадка Wос по сухому веществу по формуле:

Wос=Q(C-C1) (18)

где С и С1 – начальное и конечное содержание взвешенных веществ в сточной воде, г/м3 ; С = 150 г/м3 ; С1=5,4 г/м3

Содержание нефти в осадке составляет 20 % по массе.