等溫及熱油管道設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、東 北 石 油 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)課 程 輸油管道設(shè)計(jì)與管理 題 目 等溫及熱油管道設(shè)計(jì) 院 系 石油工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程11-2班 東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程 輸油管道設(shè)計(jì)與管理題目 等溫及熱油管道設(shè)計(jì) 一、主要內(nèi)容了解石油管道特點(diǎn)、石油管道發(fā)展概況、石油管道設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法，石油管道的一般設(shè)計(jì)步驟，了解等溫輸油管道設(shè)計(jì)和熱油管道設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，并能準(zhǔn)確的進(jìn)行計(jì)算。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題、解決問題和充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。二、基本要求等溫管道的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)基本參數(shù)，按平均地溫作以下計(jì)算和設(shè)計(jì)：1.按米勒和伯拉休斯公式計(jì)算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)

2、果的相對差值。2.若改輸汽油，按列賓宗公式和伊薩也夫公式計(jì)算水力摩阻系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)果的相對差值。3.輸送柴油的工藝計(jì)算：（1）用最小二乘法求泵特性方程，比較計(jì)算與實(shí)測值的相對誤差。（2）確定泵站泵機(jī)組的運(yùn)行方式及臺(tái)數(shù)（不計(jì)備用泵）。（3）按列賓宗公式計(jì)算水力坡降，求所需泵站數(shù)并化整。（4）用解析法求工作點(diǎn)。（5）在管線縱斷面圖上布置泵站。（6）根據(jù)站址計(jì)算全線各站進(jìn)、出站壓力，檢查全線動(dòng)靜水壓力。（7）計(jì)算冬季地溫3時(shí)，輸送柴油的工作點(diǎn)及各站的進(jìn)、出站壓力，并與年平均地溫時(shí)的進(jìn)、出站壓力比較。（8）從起點(diǎn)到翻越點(diǎn)，計(jì)算站間距 lf / n，起點(diǎn)至各站的平均站間距l(xiāng)j / j，據(jù)此定性分析油

3、品粘度變化時(shí)各站壓力的變化趨勢，對比、的計(jì)算結(jié)果是否符合這個(gè)規(guī)律，若不符合，請說明原因。熱油管道設(shè)計(jì)要求，根據(jù)基本參數(shù)，作如下計(jì)算：1.按進(jìn)出站油溫在60-25之間，計(jì)算所需加熱站數(shù)及站間距，首站進(jìn)站油溫為25。2.按平均溫度法計(jì)算站間摩阻，選泵及泵的組合方式，確定所需泵站數(shù)（進(jìn)站油溫為25）。3.在管線縱斷面圖上布置加熱站、泵站；并按泵站、加熱站盡量合并的原則，調(diào)整站數(shù)或站址。4.選擇各站加熱爐。5.按任務(wù)輸量，計(jì)算冬季全線月耗油量。6.若管線投產(chǎn)初期的輸量在三、四年內(nèi)僅為100萬噸/年，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮什么問題？（工藝計(jì)算、加熱站數(shù)、泵站數(shù)、主要設(shè)備選擇、站址選擇等方面）。7.若夏季地溫為1

4、5，各加熱站要求停運(yùn)一臺(tái)加熱爐進(jìn)行檢修，你的設(shè)計(jì)能滿足要求嗎？8.若最后一個(gè)泵站停運(yùn)，該管線可能達(dá)到的輸量應(yīng)如何求解？（從兩種運(yùn)行方式考慮，即開式和閉式）。三、參考資料1楊筱蘅，張國忠.輸油管道設(shè)計(jì)與管理m.石油大學(xué)出版社.1996.8. 2吳宏譯.管道設(shè)計(jì)與施工使用方法m.石油工業(yè)出版社.2004.3.3曲慎揚(yáng).原油管道工程m.石油工業(yè)出版社.1991.4.4唐智圓等.世界著名管道工程m.石油工業(yè)出版社.2002.6.5蔣華義.輸油管道設(shè)計(jì)與管理m.石油工業(yè)出版社.2010.8.目 錄一、課程設(shè)計(jì)的目的及意義1二、石油管道概述2（一）石油管道的特點(diǎn)2（二）石油管道的發(fā)展概況2（三）石油管道的

5、設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法3（四）石油管道的一般設(shè)計(jì)步驟3三、等溫輸送管道設(shè)計(jì)6（一）基本參數(shù)6（二）計(jì)算（設(shè)計(jì)）內(nèi)容及步驟6四、熱油管路設(shè)計(jì)15（一）基本參數(shù)15（二）計(jì)算（設(shè)計(jì)）內(nèi)容及步驟16結(jié)束語21參考文獻(xiàn)22一、課程設(shè)計(jì)的目的及意義 管輸工藝是油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的一門主要專業(yè)課程。主要內(nèi)容包括：輸油管道勘察設(shè)計(jì)；等溫及熱油輸送管道、順序輸送管道的工藝計(jì)算；熱油管道的運(yùn)行管理等內(nèi)容。其中，等溫管道和熱油管道的設(shè)計(jì)是該門課程的重點(diǎn)問題，但在課堂理論教學(xué)的過程中，學(xué)生參與實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算的機(jī)會(huì)較少，為使學(xué)生真正掌握等溫和熱油管道的設(shè)計(jì)，在學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)后，輔以實(shí)際問題的設(shè)計(jì)計(jì)算，是十分必要的。通過課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

6、的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域中常規(guī)的工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和方法。通過讓學(xué)生根據(jù)管道實(shí)際里程高程，泵和加熱爐等資料，綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行等溫管道和熱油管道的設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題、解決問題和充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。2、 石油管道概述（一）石油管道的特點(diǎn) 1.運(yùn)量大。不同于車、船等其他運(yùn)輸方式，輸油管道可以連續(xù)運(yùn)行。一條管徑為720毫米的管道就可以每年運(yùn)送易凝高黏原油2000多萬噸，一條管徑1200毫米的原油管道年運(yùn)輸量可達(dá)1億噸。 2.建設(shè)投資相對較小，占地面積少，受地理?xiàng)l件限制少。占用土地少。管道可以從河流、湖泊、鐵路、公路下部穿過，也可以翻越高山，橫穿沙

7、漠，一般不受地形與坡度的限制，可以縮短運(yùn)輸里程。 3.由于埋于地下，基本不受氣候影響，可以長期穩(wěn)定運(yùn)行。 4.管道輸送設(shè)備運(yùn)行比較簡單，易于就地自動(dòng)化和進(jìn)行集中遙控。先進(jìn)的管道增壓站已完全做到無人值守。由于節(jié)能和高度自動(dòng)化，用人較少，使運(yùn)輸費(fèi)用大大降低。 5.沿線不產(chǎn)生噪聲，有利于環(huán)境保護(hù)。 6.漏失污染少，據(jù)近10年西歐石油管道統(tǒng)計(jì)漏失污染僅為輸送量的4%。（二）石油管道的發(fā)展概況 現(xiàn)代的管道輸油開始于19世紀(jì)中葉，1865年美國賓夕法尼亞建成了世界上第一條輸油管道，管道直徑50mm，長約10km，之后輸油管道雖在世界范圍內(nèi)有所發(fā)展但也較為緩慢，直到第二次世界大戰(zhàn)，當(dāng)時(shí)的美國因戰(zhàn)爭需要開始大

8、規(guī)模建設(shè)長距離輸油管道。二戰(zhàn)結(jié)束后，世界范圍內(nèi)興建了多條大型跨國界輸油管道，且一批海洋輸油管道也得到建成，海底管道已經(jīng)深達(dá)海底100多米。美國目前擁有約30萬公里的輸油管道，中國的輸油管道起步于1950年代，目前已經(jīng)擁有約3萬公里的輸油管道系統(tǒng)，俄羅斯和中東國家也擁有復(fù)雜的輸油管道系統(tǒng)。連接俄羅斯和東歐的“友誼”輸油管道是截至目前世界上最長的輸油管道，起自俄羅斯的阿爾麥季耶夫斯克至匈牙利、捷克、斯洛伐克、波蘭和德國。為雙線：一線長5500公里，管徑1.05米，年輸油能力5000萬噸；二線長4412公里，管徑1.22米，年輸油能力7000萬噸，該管道承擔(dān)東歐國家的重要能源供給。美國的阿拉斯加原油

9、管道是美國的一條重要輸油管道，長度為1287km，曾經(jīng)在2011年因?yàn)樾孤┦鹿赎P(guān)閉數(shù)日導(dǎo)致世界原油價(jià)格大幅上漲。中緬油氣管道是2013年投入使用的一個(gè)由緬甸向中國輸送原油和天然氣的油氣管道，年設(shè)計(jì)輸送能力為2000萬噸，相當(dāng)于約每日40萬桶，管道全長793公里，起于緬甸皎漂市，從云南瑞麗進(jìn)入中國境內(nèi)，該條管道將有助于中國擺脫長期依賴馬六甲海峽進(jìn)口石油的困局。美國能源信息署預(yù)測，到2020年之前，世界管道的長度將以每年7%的增長率增長，到2015年前后，全球?qū)⑿陆s3.6萬公里長度的輸油管道，其中中國從2014年至2020年每年將建設(shè)約8000公里的輸油管道。除了線路里程的成長外，未來輸油管道的

10、發(fā)展更多在于技術(shù)革新。在原油管道技術(shù)方面，針對現(xiàn)役管道輸量逐年下降、稠油開采量的增加以及原油開采向深海發(fā)展的現(xiàn)狀，世界各國尤其是盛產(chǎn)含蠟高粘原油的大國，都在大力進(jìn)行高粘、易凝原油長距離管道常溫輸送工藝及流動(dòng)保障技術(shù)的試驗(yàn)研究，以及如何使管線在更安全和自動(dòng)化條件下也是今后研究發(fā)展的目標(biāo)。成品油管道技術(shù)發(fā)展方向是大流量、多油源、多品種、多分支，以及采用紊流密閉輸送及減阻工藝和采用遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制泵和閥門的啟停，實(shí)現(xiàn)水擊的超前保護(hù)等。此外在建造上，例如如何穿越碎石凍土之類復(fù)雜地質(zhì)條件的技術(shù)難關(guān)目前也取得了一定突破，但也面臨例如長年使用的管線老化等問題。(三) 石油管道的設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法設(shè)計(jì)工作包括編制設(shè)

11、計(jì)文件、配合施工和參加驗(yàn)收、驚醒總結(jié)的全過程。大型輸油管道建設(shè)的前期任務(wù)工作包括由上級(jí)主管部門或管道設(shè)計(jì)單位委托設(shè)計(jì)或咨詢單位進(jìn)行可行性研究、編制設(shè)計(jì)任務(wù)。根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，按初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。（四）石油管道的一般設(shè)計(jì)步驟1. 可行性研究關(guān)十建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究的試行管理辦法指出:可行性研究的任務(wù)是根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)長期規(guī)劃和地區(qū)規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃的要求，對建設(shè)項(xiàng)目在技術(shù)、工程和經(jīng)濟(jì)上是否合理和可行，進(jìn)行全面分析、論證，作多方案比較，提出財(cái)務(wù)評價(jià)與國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)，為編制和審批設(shè)計(jì)任務(wù)書提供可靠依據(jù)。財(cái)務(wù)評價(jià)是從工程項(xiàng)目本身財(cái)務(wù)角度，根據(jù)國家現(xiàn)行財(cái)稅制度和現(xiàn)行價(jià)格，分析測算項(xiàng)目的效

12、益和費(fèi)用，考察項(xiàng)目的獲利能力、清償能力，據(jù)以判別項(xiàng)目財(cái)務(wù)上的可行性。國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)則從國家整體角度考察項(xiàng)目的效益和費(fèi)用，用影子工資、影子匯率和社會(huì)折現(xiàn)率，計(jì)算和分析項(xiàng)目給國民經(jīng)濟(jì)帶來的凈效益，據(jù)以評價(jià)項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上的合理性，從而確定投資行為的宏觀可行性。可行性研究是分析、評價(jià)各種建設(shè)方案和生產(chǎn)經(jīng)營決策的一種科學(xué)方法。它要對新建、擴(kuò)建項(xiàng)目的一些主要問題，如市場需要、資源條件，燃料、動(dòng)力供應(yīng)條件，建設(shè)規(guī)模，以及設(shè)備選型等，從工程的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等方面進(jìn)行調(diào)查研究，分析比較，并對項(xiàng)目建成后可能取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行預(yù)測。從而提出該項(xiàng)目可否建設(shè)和如何進(jìn)行建設(shè)的意見，為項(xiàng)目決策提供可靠的依據(jù)?？尚行匝芯繄?bào)

13、告是項(xiàng)目決策的依據(jù)，應(yīng)按規(guī)定做到一定的設(shè)計(jì)深度?？尚行詧?bào)告完成后要按規(guī)定進(jìn)行審批，同時(shí)據(jù)可行性報(bào)告進(jìn)行管道工程的安全預(yù)評價(jià)、環(huán)境保護(hù)評價(jià)、地震及地質(zhì)災(zāi)害評價(jià)、勞動(dòng)衛(wèi)生評價(jià)等工作，安全預(yù)評價(jià)報(bào)告要通過評審。審批和評審中提出的改進(jìn)意見和建議要在今后的設(shè)計(jì)和建設(shè)中落實(shí)。(1)可行性研究報(bào)告內(nèi)容輸油管道工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告一般應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：1 總論、工程概況、依據(jù)與原則。2 論述建設(shè)該輸油管道的必要性。3 油源、油品去向的近期、遠(yuǎn)期規(guī)劃。4 線路情況，包括走向、線路長度、大型穿（跨）越方案、沿線氣候、地水文及工程地質(zhì)概況等。5 輸油工藝方案，包括輸送工藝、輸量、管徑、管材規(guī)格、管道防腐、輸送溫

14、度、輸送壓力、輸油站數(shù)、站址及規(guī)模、主要設(shè)備類型等。6 自動(dòng)控制、通信、供水、供電、熱工、機(jī)修等設(shè)施的論述，管理機(jī)構(gòu)及人員編制等說明。7 環(huán)境保護(hù)與勞動(dòng)保護(hù)8 經(jīng)濟(jì)分析(財(cái)務(wù)評價(jià)、國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)、結(jié)論和建議)。最后確定推薦方案。9 可行性研究除以說明書闡明上述問題外，還應(yīng)附上工藝流程圖和概算表。（2）設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容根據(jù)可行性研究報(bào)告及其審批意見編制設(shè)計(jì)任務(wù)書。設(shè)計(jì)任務(wù)書是編制設(shè)計(jì)文件的主要依據(jù)。一般包括以下主要內(nèi)容:工程項(xiàng)目的依據(jù)。管道的起、終點(diǎn)，主要走向及中間進(jìn)、出油點(diǎn)。所輸油品品種，年輸量（近期與遠(yuǎn)期）。對輸油管道技術(shù)水平及某些技術(shù)指標(biāo)的要求。建設(shè)進(jìn)度與投資估算。各設(shè)計(jì)階段的期限。（3）初

15、步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)是在工程項(xiàng)目確立后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，結(jié)合實(shí)際條件所做的工程具體實(shí)施方案。它是安排建設(shè)項(xiàng)目和組織工程施工的主要依據(jù)。設(shè)計(jì)深度應(yīng)滿足工程項(xiàng)目投資包干、招標(biāo)承包、材料與設(shè)備訂貨土地征購和施工準(zhǔn)備等要求，并能據(jù)以編制施工圖和總概算。初步設(shè)計(jì)編制的總概算是控制工程項(xiàng)目總投資的主要依據(jù)。設(shè)計(jì)單位應(yīng)嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，每項(xiàng)設(shè)計(jì)要作多方案比較，合理地確定設(shè)計(jì)文案;設(shè)計(jì)必須有充分和準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)資料;設(shè)計(jì)所采用的設(shè)備、材料和要求的施工條件要切合實(shí)際;設(shè)計(jì)文件的嘗試要符合建設(shè)和生產(chǎn)的要求。初步設(shè)計(jì)須按照國家規(guī)定的上級(jí)部門審批。安全專篇由安全生產(chǎn)監(jiān)督局組織評審。輸油管道初步設(shè)計(jì)通常包括以下文稿字材

16、料與圖紙:概述，包括設(shè)計(jì)依據(jù)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、原則與特點(diǎn)，工程概況與主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，基礎(chǔ)資料與數(shù)據(jù)。工藝部分，泵站數(shù)及站址包括輸送工藝，水力、熱力、及強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，管材規(guī)格首、末站儲(chǔ)油罐容量及數(shù)量。線路包括線路走向及沿線狀況，線路工程及穿越工程，管道防腐與保溫。泵站及加熱站，包括首、末站及中間站工藝流程，泵機(jī)組和加熱爐的型號(hào)、規(guī)格，供電與配電，儀表及自動(dòng)控制，給水排水、消防、采暖通風(fēng)，其他輔助設(shè)施，總圖與主要建筑物。通信，包通信方式、通信組織、主要設(shè)備。安全專篇，說明工程項(xiàng)目采用的安全設(shè)施、安全措施。安全管理機(jī)構(gòu)及員配備情況，有關(guān)安全的專用投資概算等。管理，包括組織機(jī)構(gòu)、人員編制。設(shè)備與材料清

17、單?？偢潘?。2. 施工圖設(shè)計(jì)根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)和主要設(shè)備訂貨情況即可進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)及其審批意見所確定的方案，利用勘察及調(diào)研所搜集的資料，遵照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，繪出正確、詳細(xì)并符合規(guī)定的圖紙，滿足施工、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造的需要。本階段主要工作內(nèi)容為:（1）組織施工圖階段的勘察工作，修改或補(bǔ)充原初步設(shè)計(jì)。（2）按批準(zhǔn)和修改后的初步設(shè)計(jì)進(jìn)行線路設(shè)計(jì)和輸油站設(shè)計(jì)。線路設(shè)計(jì)主要包括確定各區(qū)段管子的壁厚、防偽絕緣層和保溫層的結(jié)構(gòu)與厚度、線路變坡與轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)、管溝挖深、各穿越工程的結(jié)構(gòu)、線路閥室等。輸油站設(shè)計(jì)主要包括站址和工藝流程的最后確定，平、立面布置，各單體（如泵房、罐區(qū)、加熱爐等）的安

18、裝設(shè)計(jì)與計(jì)算。（3）繪制施工圖。施工圖是發(fā)給施工單位組織施工的，必須詳盡至全部工程目的每一個(gè)需要建筑安裝的部分。泵站施工圖主要包括總平面圖、豎向面置圖、站內(nèi)工藝管網(wǎng)安裝圖、泵房和閥室的平面及立面安裝圖、油罐制千圖及站內(nèi)各配套工程設(shè)施的施工圖。線路施工圖主要包括線路平面圖、縱斷面圖、各穿越工程的平、立面圖和安裝詳圖、線路閥室安裝圖、陰極保護(hù)及其他附屬工程的施工圖。（4）材料、設(shè)備明細(xì)表與預(yù)算。各施工單位共同編制的施工技術(shù)要求和施工組織設(shè)計(jì)。3、 等溫輸送管道設(shè)計(jì)（一）基本參數(shù) 某長輸管線按“從泵到泵”方式輸送柴油，輸量為50萬噸/年，管材1596，管壁粗糙度e=0.1mm,管線最高壓力64105

19、pa,沿線年平均地溫to=12,最低月平均地溫to=3,年工作日按350天計(jì)算.泵站選用65y-5012型離心泵,允許進(jìn)口壓力為0-40m油柱,每個(gè)泵站的站內(nèi)損失按20m油柱計(jì)算,首站進(jìn)站壓力取20m油柱。 表3-1 65y-5012型離心泵輸水時(shí)參數(shù)q(m3/h)h(m)(%)n(kw)156724363.8256005278.5305525385.5表3-2 油品的物性參數(shù)20(kg/m3)12(m2/s)3(m2/s)柴油8223.3610-66.5810-6汽油7460.8210-6表3-3 管線長度及高程距離(km) 050100125150162183235255268高程(m)3

20、0012047011551330130079091061060（二）計(jì)算（設(shè)計(jì)）內(nèi)容及步驟按平均地溫試做以下計(jì)算：1、按米勒和伯拉休斯公式計(jì)算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)果的相對差值。2、若改輸汽油，按列賓綜公式和依薩也夫公式計(jì)算水力摩阻系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)果的相對差值。3、輸送柴油的工藝計(jì)算。（1）用最小二乘法求泵特性方程，比較計(jì)算與實(shí)測值的相對誤差。 （2）確定泵站泵機(jī)組的運(yùn)行方式及臺(tái)數(shù)。 （3）按列賓宗公式計(jì)算水力坡降，求所需泵站并化整。 （4）用解析法求工作點(diǎn)。 （5）在管線縱斷面圖上布置泵站。 （6）根據(jù)站址計(jì)算全線各站進(jìn)、出站壓力，檢查全線動(dòng)靜水壓力。 （7）計(jì)算冬季地溫3時(shí)

21、，輸送柴油的工作點(diǎn)及各站的進(jìn)、出站壓力，并與年平均地溫時(shí)的進(jìn)、出站壓力比較。按平均地溫12進(jìn)行以下計(jì)算：1、按米勒和伯拉休斯公式計(jì)算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)果的相對差值；設(shè)在12下，柴油的密度為，有：（3-1）=1.8250.001315822=0.7441 kg/(m3.) （3-2）=8220.7441(1220)=827.9528 kg/m3 設(shè)柴油的體積流量為q，有：q=g/ （3-3） =50107/827.9528 =0.02 m3/s在12下柴油運(yùn)動(dòng)粘度為=3.3610-6 m2/s，管內(nèi)徑d=147mm，根據(jù)以上公式可計(jì)算雷諾數(shù)re：re= （3-4） = =515

22、56根據(jù)管壁粗糙度e=0.1mm知，水力光滑區(qū)的上限雷諾數(shù)為： re1 = （3-5） = =112650由于3000 re re1 ,所以油流處于水力光滑區(qū)。利用米勒公式計(jì)算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，有： 解得： =0.0207利用伯拉休斯公式計(jì)算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，有：=0.3164re-0.25=0.316451556-0.25 =0.0210所求得的兩個(gè)值的相對差值為：（0.0210-0.0207）/0.0210100%=1.43%結(jié)果表明米勒公式和伯拉休斯公式計(jì)算的水力摩阻系數(shù)很接近。當(dāng)層流邊層厚度能夠蓋住管內(nèi)壁全部粗糙凸起時(shí)，僅與re有關(guān)，稱為水力光滑區(qū)。我國現(xiàn)有加熱輸送含蠟原油

23、的長輸管道的流態(tài)大多為水力光滑區(qū)，一般在re re1，油流不在水力光滑區(qū)，所以混合摩擦區(qū)的上限雷諾數(shù)：re2=2100410由于re1 re re2,所以管中油流處于混合摩擦區(qū)。按列賓宗公式計(jì)算輸送汽油的水力摩阻系數(shù)，有：a=0.0935，m=0.123=0.0205其中a為混合摩擦區(qū)系數(shù)。按伊薩也夫公式計(jì)算輸送汽油的水力摩阻系數(shù)，有：=-1.8lg=-1.8lg=7.195解得：=0.0193比較以上計(jì)算結(jié)果知，列賓宗公式計(jì)算的水力摩阻系數(shù)稍大于伊薩也夫公式計(jì)算的水力摩阻系數(shù)，兩者非常接近，只差0.0012，相對誤差約為6%。3、輸送柴油的工藝計(jì)算。（1）用最小二乘法求泵特性方程，比較計(jì)算與

24、實(shí)測值的相對誤差。由于輸送柴油時(shí)，油流處于水力光滑區(qū)，所以用最小二乘法回歸到得到泵特性方程中m=0.25，則設(shè)=hi，xi=-,h1m,h2m,h3m,q1=15m3/s, q2=25 m3/s,m3/s根據(jù)公式： 得： =723.031，b=0.4433應(yīng)用vb最小二乘法擬合泵特性方程,程序與結(jié)果如下圖：option base 1private sub form_click()dim i%, a!, b!dim q as variant, h as variant, x(3) as single, y(3) as single, m as singleredim t(2, 2) as dou

25、bleq = array(15, 25, 30)h = array(672, 600, 552)for i = 1 to 3x(i) = -q(i) 1.75y(i) = h(i)t(1, 1) = t(1, 1) + x(i)t(1, 2) = t(1, 2) + y(i)t(2, 1) = t(2, 1) + x(i) * y(i)t(2, 2) = t(2, 2) + x(i) 2print q(; i; ); =; q(i), , h(; i; ); =; h(i)next ib = (t(1, 1) * t(1, 2) - 3 * t(2, 1) / (t(1, 1) 2) - 3

26、* t(2, 2)a = (t(1, 2) - b * t(1, 1) / 3print 泵的特性方程：print h =; a; -; b; q(2-m)end sub計(jì)算與實(shí)測值的相對誤差，計(jì)算得相對誤差見表3-4。表3-4 相對誤差h計(jì)算值h實(shí)測值相對誤差672.34446720.000513599.11436000.001476552.54165520.000981由表3-4中數(shù)據(jù)可知，計(jì)算與實(shí)測值的相對誤差小于2，說明回歸結(jié)果很好，符合誤差要求。（2）確定泵站泵機(jī)組的運(yùn)行方式及臺(tái)數(shù)。長輸管線的輸量q=71.8928m3/h管線的最高工作壓力p=64105 pa=650 m水柱每臺(tái)65

27、y-5012型離心泵的流量15m3/h30m3/h，揚(yáng)程為552m672m水柱，即（54.165.9）105pa。由以上參數(shù)對比可知，泵站機(jī)組的運(yùn)行方式為三臺(tái)泵并聯(lián)，泵站特性方程為：hi =723.031-0.065q1.75式中 np為泵機(jī)組的運(yùn)行功率。（3）按列兵綜公式計(jì)算水力坡降，求所需泵站數(shù)并化整。 根據(jù)列賓宗公式計(jì)算沿程水力坡降公式知：i=，其中=由于油流處于水力光滑區(qū)，則a=0.3164，m=0.25，q=0.0200m3/s，=3.3610-6m2/s，d=147mm，代入公式得：=0.02464s2/mi=0.0246=0.01012把管線沿線的局部摩阻（按1計(jì)算）考慮進(jìn)去后，

28、管道水力坡降為：i=1.01i=(100%+1%)0.0101=0.01022管路全線消耗的壓力能為：h=il+z=0.0102268103+(60-300)=2498.96 （m油柱）在管道縱斷面上繪制如圖3-1所示的水力坡降線h=(2493.6+300)-0.01022103l圖3-1水力坡降線由圖3-1 可以看出，線路上存在翻越點(diǎn)。再平移水力坡降線，到翻越點(diǎn)在235km處，所以管路全線實(shí)際消耗的壓力能為：hf=ilf+zf-zq=0.0102235103+910-300=3011.7（m油柱）管線輸量為q=71.8928m3/h，代入泵站的特性方程，得：hc=723.031-0.0657

29、1.89281.75=607.7（m油柱）由題意知，首站的進(jìn)站壓力hs1=20m油柱，每個(gè)泵站站內(nèi)損失hc=20m油柱，末站剩余壓力取hsz=20m油柱，則所需泵站數(shù)計(jì)算為：n=5.125個(gè)（4）用解析法求工作點(diǎn)。 已知m=0.25，n=5，z=zf-zq=910-300=610m,lj=lf=235103m ,a=723.031m,b=0.065m3m-5/hm-2，hc=20m油柱，hs1=20m油柱，而f由下式計(jì)算得：f=md5-m=0.024643.3610-60.2514710-35-0.25=9.5009m3/s-1.75考慮管道沿線的局部摩阻(按1%計(jì)算)并進(jìn)行單位換算得：f=1

30、.019.500936002-0.25=5.735310-6m3/h-1.75把以上參數(shù)代入公式計(jì)算工作點(diǎn)流量q：q=2-mna+hs1-z-nhcnb+flj=5723.031+20-610-52050.065+5.735310-623510312-0.25=71.2812(m3/h)hf=fq2-ml+z=5.735310-671.28121.75235103+910-300=2966.84mi=0.01把工作點(diǎn)流量帶入泵站方程得各泵站揚(yáng)程hc:hc=723.031-0.06571.28121.75=609.3679m油柱（5）在管線縱斷面圖上布置泵站。 泵站布置如圖3-2所示。圖3-2 泵站布置圖（6）根據(jù)站直計(jì)算全線各站進(jìn)、出站壓力，檢查全線動(dòng)靜水壓力。根據(jù)站址計(jì)算全線各站進(jìn)出站壓力見表2-12。表3-5 各站進(jìn)出站壓力站址距離，km065100115.5139進(jìn)站壓力，m油柱2034.3728.7438.4134.48出站壓力，m油柱609.37623.74618.48627.78623.85成品油管道的最低動(dòng)水壓力一般應(yīng)高于0.2mpa，即：0.2106827.95289.81=24.65m油柱由上表可知各段均符合要求。管道縱斷面的最大地形高程差為1330-60=1270m，則其產(chǎn)生的靜水壓力為827.9528