Моделирование работы шарового резервуара в программном пакете ANSYSWorkbench. Основные положения теории оболочек, расчет опор резервуара и связей опорных стоек. Работа промыслов, функционирование и технологическая связь нефтяных и газовых комплексов.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА на тему: Проектирование шарового резервуара объемом 3000 м3 Тема работы: «Проектирование шарового резервуара объемом 3000 м3» утверждена приказом по факультету от «__» _________ 2014 г.1 Общие сведения о шаровых резервуарахВпервые хранилища высокого давления начали сооружать в США в 10-х, в Европе - в 20-х годах прошлого столетия в связи с сооружением магистральных трубопроводов[2].Первые хранилища представляли собой целиком клепаные цилиндрические со сферическими днищами резервуары под давлением. Такие резервуары оказались малоэкономичными, так как при их сооружении приходилось ставить большое число заклепок и накладок под них, что увеличивало толщину стенки и соответственно массу резервуара. Только за пять лет, в период 1965-1970 гг., сооружено свыше 400 резервуаров вместимостью 600 и 2000 м3, предназначенных для хранения углеводородных газов под давлением 0,25-1,8 МПА. Анализ материалов зарубежного опыта показывает стремление к снижению металлоемкости резервуаров, использованию высокопрочных сталей, механизации сварки на монтаже, увеличению объемов резервуаров и улучшению их эксплуатационных характеристик. Сооружение шаровых резервуаров большой вместимости экономически целесообразно, так как при этом уменьшаются удельные показатели на 1 м3 полезной емкости за счет уменьшения площади застройки, расхода стали на опорные конструкции, площадки и шахтные лестницы, объема железобетонных фундаментов, сокращения протяженности коммуникаций, числа измерительных приборов.Шаровые резервуары, в сравнении с горизонтальными емкостями позволяют:в два и более раза сократить площадь резервуарного парка при одинаковом общем объеме хранимого продукта;в три и более раза сократить количество используемых датчиков и приборов контроля, устанавливаемых в каждой емкости; в три и более раза сократить разводку продуктопроводов в парке между емкостями.Проектируемый резервуар предназначается для хранения деэтанизированного конденсата (ДК) по ТУ 51-05751745-01-94. Основные свойства хранимого продукта: Упругость насыщенных ПАРОВДК, кгс/см2 при минус 20 °С1,13 при плюс 20 °С3,55 при плюс 45 °С6,22 Компонентный состав деэтанизированного конденсата, % мольн.: CH4 - 1,25; C2H6 - 2,28; C3H8 - 15,53; i-C4H10 - 8,65; n-C4H10 - 13,56; i-C5H12 - 8,69; n-C5H12 - 8,90; C6 - 41,14; СО2, N2 - отсутствуют. Учитывая возможность изменения компонентного состава при выходе установки комплексной подготовки газа на рабочий режим, принимаем максимальное давление упругости паров смеси 1,2 МПА при расчетной температуре (плюс 20 °С). Для хранения деэтанизированного конденсата предусматривается применение шарового резервуара со следующими характеристиками: Номинальный объем резервуара, м33000Расчетное сопротивление стали из условия достижения сталью предела текучести вычисли по формуле (8): Па, Определим требуемое значение толщины стенки по формуле (7): м=40мм. Прежде чем определить высоту столба продукта, оказывающего давление на нижнюю часть оболочки, необходимо определить зависимость объема резервуара от угла заполнения (см. рисунок 2.5). Для того, чтобы определить напряжения, возникающие под действием продукта, рассмотрим силы, действующие на элемент нижней части резервуара (см. рисунок 2.7). Вычислим меридиональные напряжения, возникающие в оболочке для случая по формуле (30): Тогда кольцевые напряжения для данного случая вычисляем по формуле (31): Определим эквивалентные напряжения по формуле (15): Результаты расчетов для других вариантов угла представим в виде таблицы: Таблица 2.3-Напряжение в верхней части оболочки от гидростатического давления продукта Вычислим меридиональные напряжения, возникающие в оболочке для случая по формуле (32): МПА, Вычислим кольцевые напряжения по формуле (33): МПА, Определим эквивалентные напряжения по формуле (15): , Результаты расчетов для других вариантов угла заполнения представим в виде таблицы: Таблица 2.