Tính toán lựa chọn máy bơm sulzer-D-4-8-10.5b cho giàn msp9

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BƠM SULZER-D-4-8-10.5B CHO GIÀN MSP9 3.1.Sơ đồ lắp đặt hệ thống bơm vận chuyển dầu(H.3-1) 3.2. Các thông số của giàn MSP9: Hiện tại trên giàn MSP9 sử dung hệ thống bơm gồm 2 bơm MSD-D-4-8-10.5B ghép song song, bơm vận chuyển dầu ra MSP8. Lưu lượng 2563 m3/ngày đêm. Hệ thống được lắp sau bình C2, đặt tại Block 3 Hệ thống mạng dẫn : Gồm có đoạn ống hút và đoạn ống đẩy: - Đoạn ống hút gồm có: + Đoạn ống hút riêng được lắp ở mỗi bơm ra đoạn ống hút chung L = 5m; đường kính ngoài 325 mm, chiều dày 8,5 mm. + Đoạn ống hút chung: L = 10m; đường kính ngoài 325 mm chiều dày 9.5mm. - Đoạn ống đẩy gồm có: + Đoạn ống đảy riêng từ mỗi bơm đến đoạn ống đảy chung L = 5m, đường kính ngoài 159mm, chiều dày 7,5mm. + Chiều dài tuyến ống : L = 3150m, đường kính ngoài 132mm, chiều dày 8mm. 3.2.1/Tính toán tổn thất trên đường ống: - Đoạn ống hút: + Đoạn ống hút riêng: * Tổn thất dọc đường đoạn ống hút riêng từ mỗi bơm ra đoạn ống hút chung: - Vận tốc trên đoạn ống hút của mỗi bơm V= Với Q: Lưu lượng bơm của mỗi bơm (2 bơm lắp song song) ta có lưu lượng từng bơm Q = 2563 : 2 = 1281,5 (m3/ngày đêm) = 53 (m3/h) D: đường kính trong; D = 308mm = 0,308 m V= - Hệ số Reynol: Re= Với : độ nhớt động học = 2,089.10 (m/s) V: vận tốc trên đoạn ống D: đường kính trong của ống Re== Vậy 2320<Re<105 Dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn, theo công thức thực nghiệm Blazius thì : -Hệ số tổn thất dọc đường: = Theo công thức thực nghiệm Dancy và Weissbach, tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống hút riêng: h= ==0,007 (m) - Tổn thất dọc đường trên 2 đoạn ống hút riêng =2.0,004=0,014 (m) *Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống hút riêng - Trên 2 đoạn ống hút riêng có 2 phin lọc, 2 van chặn, 2 cút, 1 chữ T, 1 điểm đột mở. Theo công thức Weissbach: = : hệ số tổn thất cục bộ Ta có hệ số tổn thất cục bộ cho ở bảng (3.1)sau: Tên thiết bị Rọ hút Cút và Van chặn Van 1 chiều Đoạn chữ T Hệ số tổn thất 10 3 7 10 1 -Chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng trên ta có: ==0,089 (m) +Đoạn ống hút chung *Tổn thất dọc đường -Vận tốc trên đoạn ống hút V= Với Q: Lưu lượng bơm của hệ thống Q= D: đường kính trong , D=200 mm V= -Hệ số Reynol: Re= Với : độ nhớt động học = 2,089.10 (m/s) V: vận tốc trên đoạn ống D: đường kính trong của ống Re===58341 Vậy 2320<Re<105 dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn, theo công thức thực nghiệm Blazius thì : -Hệ số tổn thất dọc đường = = 0,02 -Tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống hút riêng: Theo công thức thực nghiệm Dancy và Weissbach h= ==0,005 (m) *Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung: Trên 2 đoạn ống hút chung có 1 rọ hút, 1 van chặn, 2 cút Theo công thức Weissbach = : hệ số tổn thất cục bộ Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng 3.1 Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung: ==0,18 (m) -Đoạn ống đẩy +Đoạn ống đẩy riêng mỗi bơm *Tổn thất dọc đường đoạn ống đẩy riêng từ mỗi bơm ra đoạn ống đẩy chung Vận tốc trên đoạn ống đẩy riêng của mỗi bơm V = Với Q: Lưu lượng bơm của mỗi bơm (2 bơm lắp song song) ta lấy lưu lượng Q bằng lưu lượng của hệ thống Q= D=144mm ( đường kính trong) V = Hệ số Reynol Re===62039 Vậy 2320<Re<105 Dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn, theo công thức thực nghiệm Blazius thì : Hệ số tổn thất dọc đường = = 0,02 Tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống đẩy riêng Theo công thức thực nghiệm Dancy và Weissbach h= ==0,056 (m) Tổn thất dọc đường trên 2 đoạn ống đẩy riêng =2.0,056=0,112 (m) *Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống đẩy riêng Trên 2 đoạn ống đẩy riêng có 2 van 1 chiều, 2 van chặn, 2 cút, 1 chữ T, 1 đột mở Theo công thức Weissbach = : hệ số tổn thất cục bộ Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng 3.1 Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống đẩy riêng: ==1,85 (m) -Đoạn ống đẩy chung *Tổn thất dọc đường Vận tốc trên đoạn ống đẩy V= Với Q: Lưu lượng bơm của hệ thống V= Hệ số Reynol Re===150957 Vậy dòng chảy ở ống hút là dòng chảy rối.theo công thức Konacop khi 2320<Re<3,26. 106 Hệ số tổn thất dọc đường == 0,016 Tổn thất dọc đường trên đoạn ống đẩy chung Theo công thức thực nghiệm Dancy và Weissbach h= ==155,5(m) *Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung Trên đoạn ống hút chung 1 phin lọc, 6 cút, 3 van chặn Theo công thức Weissbach = : hệ số tổn thất cục bộ Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng 3.1 Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung: ==29,216 (m) 3.2.2Xác định phương trình đặc tính mạng dẫn: Đường đặc tính mạng dẫn được xác định theo công thúc sau H=Z+ Z : cao trình chất lỏng bơm, độ chênh lệch giữa 2 mặt thoáng bể hút và bể chứa. Trên giàn MSP-9 : Z=2m : tổn thất trong ông hút và ống đẩy, phụ thuộc vào đường kính, chiều dài ống dẫn, lưu lượng truyền trong ống dẫn, trạng thái ống dẫn…. =K. (1) K: hệ số tổn thất phụ thuộc vào các yếu tố nói ở trên Phương trình đặc tính mạng ống dẫn = Z+K. (1) K== Với: : lưu lượng trên đường ống riêng của mỗi bơm : tổng tổn thất trên đường ống riêng của mỗi bơm =+++ =0,007+0,089+0,028+1,85=1,974(m) : lưu lượng trên đường ống chung : tổng tổn thất trên đường ống chung = + +h+ =0,005+0,18+155,5+29,216=184,901(m) K==0,0169 Vậy phương trình đặc tính mạng dẫn H=2+0,0169.Q Ta có bảng sau: Q 0 10 20 30 40 50 60 70 80 H 2 3,69 8,76 17,21 29,04 44,25 62,84 84,81 110,2 *Xác định đường đặc tính hệ thống máy bơm Đường đặc tính máy bơm xác định theo công thức kinh nghiệm H=H Trong đó : H là cột áp khi Q= 0. H=H. (2) Q =0,0361m/s . là lưu lượng định mức máy bơm. H =400m . là cột áp định mức của máy bơm. =14,89vòng/phút. Trong đó :n=2965 vòng/phút là tốc độ quay của trục máy bơm ; y=2 là số mặt hút ; i=5 là số bánh công tác của máy bơm. Thay nvào công thức (2)ta có: H=400.(1,025+0,0075.14,89)=454,6m Vậy: H= 454,67.454,6-0,0032.Q (2) Trên giàn MPS-9 hệ thống bơm gồm 2 bơm lắp song song, đường đặc tính của 2 bơm lắp song song trên hệ thống được xác định bằng cách cộng lưu lượng của các bơm này ở cùng một tung độ cột áp. Vậy cùng 1 cột áp thì lưu lượng gấp đôi so với 1 bơm. H=454,67-.0,0032.(Q/2)=454,6-0,0008.Q Ta có bảng sau: Q 0 10 20 30 40 50 60 70 80 H 454,6 454.5 454,2 453,8 453,3 452,6 451,7 450,6 449,4 Nhưng khi lắp song song 2 máy bơm thì : với côt áp không đổi thì lưu lượng tăng lên gấp đôi. Do vậy ta có bảng sau: Q 0 20 40 60 80 100 120 140 160 H 454,6 454.5 454,2 453,8 453,3 452,6 451,7 450,6 449,4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau khi kết thúc đợt thực tập tốt nghiệp, với việc thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học, đồng thời được sự hướng dẫn, kiểm tra tận tình, chu đáo của cô giáo Nguyễn Thị Hải Yến cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án “ Nghiên cứu bơm Sulzer MSD-D-4-8-10.5B sử dụng trong công tác vận chuyển dầu từ giàn MSP 9 đến MSP8” với chuyên đề: “Tính toán lựa chọn bơm”. Để nâng cao hiệu quả bơm và sử dụng bơm sao cho hiệu quả và hợp lý cả về mặt kỹ thuật và kinh tế nên trong đồ án em đã nghiên cứu cấu tạo nguyên lý làm việc,quy trình vận hành bảo dưỡng,sửa chữa và tính toán lựa chọn máy bơm. Do trình độ còn hạn chế, quá trình thực tế sản xuất chưa nhiều nên mặc dù đã rất cố gắng song với những gì bản thân đã thể hiện trong bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp. Một lần nữa em xin gửi lời biết ơn chân thành tới các thầy giáo trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình đặc biệt là cô giáo Nguyễn Thị Hải Yến đã hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đồ án. Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên Vũ Đức Sang