輸油管道設(shè)計與管理課程設(shè)計

1、課程設(shè)計成果說明書題 目： 長距離成品油管道設(shè)計計算學生姓名： 學 號： 學 院： 班 級： 指導教師： 浙江海洋學院教務處2015年 12 月 9 日26浙江海洋學院課程設(shè)計成果說明書規(guī)范要求課程設(shè)計說明書是課程設(shè)計主要成果之一。1說明書基本格式版面要求：打印時正文采用5號宋體，A4紙，頁邊距上、下、左、右均為2cm，行間距采用固定值20磅，頁碼底部居中。文中標題采用4號宋體加粗。2說明書結(jié)構(gòu)及要求（1）封面（2）課程設(shè)計成績評定表（3）任務書(指導教師下發(fā))（4）摘要摘要要求對內(nèi)容進行簡短的陳述，一般不超過300字。關(guān)鍵詞應為反映主題內(nèi)容的學術(shù)詞匯，一般為3-5個，且應在摘要中出現(xiàn)。（5）

2、目錄要求層次清晰，給出標題及頁次。最后一項為參考文獻。（6）正文正文應按照目錄所確定的順序依次撰寫，要求論述清楚、簡練、通順，插圖清晰整潔。文中圖、表及公式應規(guī)范地繪制和書寫。（7）參考文獻浙江海洋學院課程設(shè)計成績評定表20152016學年 第 二 學期學院 班級 專業(yè) 學生姓名(學 號) 課程設(shè)計名 稱輸油管道設(shè)計與管理題 目長距離成品油管道設(shè)計計算指導教師評語指導教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績答辯小組教師簽名： 年 月 日浙江海洋學院課程設(shè)計任務書20 15 20 16 學年 第 二 學期 學院 班級 專業(yè) 學生姓名(學號)課程名稱長距離成品油管道設(shè)計計算設(shè)計題目順序輸送管道設(shè)計完成

3、期限自 2015 年 11 月 30 日至 2015 年 12 月 7 日 共 1 周設(shè)計依據(jù)1.輸油管道設(shè)計規(guī)范2.管道設(shè)計手冊設(shè)計要求及主要內(nèi)容1.管道的不同油品基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計輸量、管線長度、油品密度、體積流量、高差。2.管徑、管材、管壁厚度確定 確定設(shè)計壓力3.泵的型號、組合方式4.計算不同油品任務流量下水力坡降、全線所需的總的壓頭、確定泵站的個數(shù)。5.確定首站汽油罐和煤油罐的體積、終點站汽油罐和煤油罐的體積。6.終點混油罐的體積。7.校核進出站的壓力是否超過設(shè)計壓力。8.繪制中間站的流程圖。參考資料1.中國石油化工集團公司主編（或編著）：石油庫設(shè)計規(guī)范，中國計劃出版社，2004年出版。

4、2.楊筱衡主編：輸油管道設(shè)計與管理，石油大學出版社2004.3出版。3.王松林主編：石油化工設(shè)計手冊（第一、二、三、四卷），化學工業(yè)出版社，2002.1出版。4.張德姜主編: 石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計，中國石化出版社，2001.3出版。5.中國石油天然氣總公司主編（或編著）：通用工程設(shè)計手冊，石油大學出版社，1995.10出版。6.中國石化集團管道儲運公司主編（或編著）：輸油管道規(guī)程匯編，中國石化出版社，2003.2出版。7.錢錫俊主編：泵與壓縮機，石油大學出版社，2003.12出版。8.劉清志主編：石油技術(shù)經(jīng)濟學，石油大學出版社，2004.1出版。指導教師簽字日期摘 要本管線設(shè)計最大設(shè)計

5、年輸量為690萬噸。管道全長1555.86km，高程在18.751906.04m之間。經(jīng)過計算，在里程為1492.62km存在翻越點。本設(shè)計根據(jù)經(jīng)濟流速來確定管徑，選為610×10mm，管材選用按照API標準生產(chǎn)的L485CX70鋼直縫電阻焊鋼管。 經(jīng)過水力計算，確定所需的泵站數(shù)，全線采用5個泵站，每個泵站2臺泵串聯(lián)使用。且根據(jù)分油點的輸量和循環(huán)次數(shù)計算出每個分油點的混油量以及混油濃度。本設(shè)計中遵循在滿足各種條件的情況下，工藝流程盡可能的簡單，并且輸油工藝本著應用先進技術(shù)的原則，進行了首站和中間站的工藝流程設(shè)計。最后繪制兩張圖：管道泵站分布圖，中間泵站及罐區(qū)工藝流程圖關(guān)鍵詞: 管道；

6、輸量；泵站；循環(huán)次數(shù)；工藝流程圖：混油量 目錄1.管徑壁厚計算71.1年輸量的確定71.2設(shè)計平均溫度71.3平均溫度下油品的密度71.4平均溫下的體積流量：81.5管徑選擇81.6管道壁厚的選擇82.水力計算及泵站布置92.1油品粘度計算92.2水力坡降和全線壓頭的計算113.泵站數(shù)計算及泵站布置123.1選泵124.建設(shè)運行成本計算165. 校核進出站壓力196.混油量計算206.1首末站的油罐體積206.2分油混油計算227.中間站流程圖248.參考文獻251.管徑壁厚計算某成品油管道是一條連續(xù)順序輸送多種成品油的管道，輸送介質(zhì)包括0#柴油、90#汽油、97#汽油三種油品，周轉(zhuǎn)系數(shù)25，

7、設(shè)計年輸送天數(shù)360天，采取起點連續(xù)進油，設(shè)計壓6-10MPa。各站場進站最低壓力0.3MPa，最高壓力4MPa。地溫取17攝氏度。站場進、出站壓力通過節(jié)流閥控制。1.1年輸量的確定年輸量=0#柴油年輸量+90#汽油年輸量+97#汽油年輸量年輸量=502+72+116=690（萬噸）1.2設(shè)計平均溫度取地溫17攝氏度，即T=171.3平均溫度下油品的密度式中，是T溫度下的油品密度 是20攝氏度下油品的密度，查課本50頁表格得，20攝氏度時，柴油密度是821.3kg/m3,汽油密度是746.2kg/m3對于柴油：對于汽油： 輸油管內(nèi)油品的平均密度為：1.4平均溫下的體積流量：1.5管徑選擇選取經(jīng)

8、濟流速分別取1.1m/s，1.3m/s,1.5m/s。管徑計算公式：式中，d管道內(nèi)徑，m。 Q體積流量m3/s 經(jīng)濟流速m/s則，選取管徑為508mm，559mm,610mm。1.6管道壁厚的選擇根據(jù)輸油管道工程設(shè)計規(guī)范，管線壁厚按下式進行計算：式中，管道壁厚，mm P設(shè)計內(nèi)壓MPa,此處P=10MPa D管道外徑，mm 材料最低屈服強度，MPa。本設(shè)計選用鋼材為L485CX70鋼，其最低屈服強度為485MPa。 K設(shè)計系數(shù)，站外取0.72。 焊接系數(shù)，取1.0。則，考慮到防腐穩(wěn)定等問題，管壁厚度分別取8.27mm,9.00mm，9.73mm。初選管徑為508*8.50mm,559*9.00m

9、m,610*10mm鋼管。匯總結(jié)果如下：管徑，mm壁厚，mm規(guī)格，mm5088.27508*8.505599.00559*9.006109.73610*10.002.水力計算及泵站布置2.1油品粘度計算粘溫指數(shù)方程:為溫度為T0時的油品粘度。u一般在0.010.03之間，此處取0.02。則17攝氏度時，0#柴油粘度是90#汽油粘度是97#汽油粘度是管徑為508*8.50mm時，有：雷諾數(shù)為：根據(jù)我國輸油管道工程設(shè)計規(guī)范管壁當量粗糙度e取0.1。 則有：3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。管徑5

10、59*9.0mm時，有：雷諾數(shù)為：根據(jù)我國輸油管道工程設(shè)計規(guī)范管壁當量粗糙度e取0.1。 則有：3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。管徑為610*10mm時，有：雷諾數(shù)為：根據(jù)我國輸油管道工程設(shè)計規(guī)范管壁當量粗糙度e取0.1。 則有：3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。3000<<，油品處于水力光滑區(qū)。雷諾數(shù)Re為：由于3000<<，所以油流處于水力光滑區(qū)。2.2水力坡降和全線壓頭的計算（1）管徑為508×

11、;8.5mm時 因為油流處于水力光滑區(qū)，所以，m=0.25，=0.0246 把管道沿線的局部摩阻（按1%計算）考慮進去后，管道水力坡降為：（2）管徑為559×9.00mm時 因為油流處于水力光滑區(qū)，所以，m=0.25，=0.0246 把管道沿線的局部摩阻（按1%計算）考慮進去后，管道水力坡降為： （3）管徑為610×10mm時 因為油流處于水力光滑區(qū)，所以，m=0.25，=0.0246 把管道沿線的局部摩阻（按1%計算）考慮進去后，管道水力坡降為：上述總結(jié)如下：管徑水力坡降508×8.5mm0.004141559×9.00mm0.002596610

12、15;10mm0.0017173.泵站數(shù)計算及泵站布置3.1選泵泵的流量?。罕玫膿P程取管道的設(shè)計壓力:查泵的產(chǎn)品樣品，400KD×250×2型泵的性能如下表所示。 表 400KD×250×2型泵性能參數(shù)泵型號排量Q揚程H（m）轉(zhuǎn)速功率N（）效率葉輪直徑（mm）軸功率電機功率400KD×250×2100028852029802300320078465/4451250347495240076.51500417470 261073.5根據(jù)泵的特性方程： （m取0.25）用最小二乘法求泵的特性方程，則，的值計算見下表。-177828520-9

13、2470560-262780495-130076100-361543470-169925210把上面表格中數(shù)據(jù)代入公式，求得：,因此單臺泵的特性方程為： 利用公式，計算與實測值的相對誤差，計算得相對誤差見表。H計算值H實測值相對誤差517.345200.00512496.104950.00222471.414700.003由表中數(shù)據(jù)可知，計算與實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。當多臺泵串聯(lián)在一起的時候，各泵流量相等，泵站的揚程等于各泵揚程之和 故可選用2臺泵串聯(lián)工作。3.2泵站的布置（1）管徑為508×8.5mm時因為油流處于水利光滑區(qū)，則=0.0246，m=

14、0.25，i=0.004141判斷翻越點樁號12345678里程（km）0161.09246.33310.77457.66617.09687.79767.77高程（m）18.7571.5147.94105.00105.23209.50481.73925.88樁號910111213141516里程（km）876.67976.061070.81183.31261.51348.81492.61555.8高程（m）803.531120.61349.61401.22017.21958.82044.51906.1由里程和高程可以看出，只有在里程為1261.52km和1492.62km處才有可能存在翻閱點。

15、由此可知沒有翻越點。全線壓頭根據(jù)所選離心泵的特性方程，得：根據(jù)課本53頁內(nèi)容，泵站或加熱站內(nèi)壓降為20m油柱，則所需泵站數(shù)為：取整后得：n=9。即泵站數(shù)為9個。泵站布置如下圖所示：（2）管徑為559×9.00mm時因為油流處于水利光滑區(qū)，則=0.0246，m=0.25，i=0.00260判斷翻越點由里程和高程可以看出，只有在里程為1261.52km和1492.62km處才有可能存在翻閱點。由此可知沒有翻越點。全線壓頭根據(jù)所選離心泵的特性方程，得： 根據(jù)課本53頁內(nèi)容，已知泵站或加熱站內(nèi)壓降為20m油柱，則所需泵站數(shù)為：取整后得：n=5.9。即泵站數(shù)為6個。布置如下圖所示：（3）管徑為

16、610×10mm時 因為油流處于水利光滑區(qū)，則=0.0246，m=0.25，i=0.00172 判斷翻越點 由里程和高程可以看出，只有在里程為1261.52km和1492.62km處才有可能在翻閱點。由此可知里程為1492.62km處是翻越點。全線壓頭根據(jù)所選離心泵的特性方程，得： 根據(jù)課本53頁內(nèi)容，已知泵站或加熱站內(nèi)壓降為20m油柱，則所需泵站數(shù)為： 取整后得：n=4.6。即泵站數(shù)為5個。泵站布置如下圖所示：4.建設(shè)運行成本計算電力價格：0.55元/度，燃料油價格：4500元/噸。管道建設(shè)期為1年，運行期為20年。管道建設(shè)單位長度總投資如下表，其中40為自有資金，其余為建設(shè)銀行貸

17、款，利率按當前利率建設(shè)銀行利率計算，流動資金按管內(nèi)存油價值計算。經(jīng)營成本按能源消耗（電力及燃料）的2.5倍計算。單位長度總投資種類項目年利率一、短期貸款一年以內(nèi)（含一年）5.10二、中長期貸款一年至五年（含五年）5.50五年以上5.65三、住房公積金貸款五年以下3.25五年以上3.752015年建設(shè)銀行貸款利率（1）管徑為610×10mm，泵站數(shù)為5：折舊費線路工程部分投資估算：,（其中區(qū)域修正系數(shù)取平原地帶1.0，時間修正系數(shù)取1.0）則泵站工程投資估算：,(其中時間修正系數(shù)取1.0，區(qū)域修正系數(shù)取平原地帶1.0，泵末站按首站800萬元，中間站500萬元計算，N=5）則：項目固定投

18、產(chǎn)投資估算（K一般取0.9）：固定資產(chǎn)原值估算（固定資產(chǎn)原值取基建投資的90%）：折舊估算（可取6.25%）：動力費用：動力費用主要是輸油泵的電費，計算為由于本次為等溫輸送，可知輸油總費用計算為（2）管徑為508×8.5mm，泵站數(shù)為9時1.折舊費線路工程部分投資估算：,（其中區(qū)域修正系數(shù)取平原地帶1.0，時間修正系數(shù)取1.0）則泵站工程投資估算：,(其中時間修正系數(shù)取1.0，區(qū)域修正系數(shù)取平原地帶1.0，泵末站按首站800萬元，中間站500萬元計算，N=9）則項目固定投產(chǎn)投資估算（K一般取0.9）：固定資產(chǎn)原值估算（固定資產(chǎn)原值取基建投資的90%）：折舊估算（可取6.25%）：2.

19、動力費用：動力費用主要是輸油泵的電費，計算為由于本次為等溫輸送，可知輸油總費用計算為（3）管徑為559×9mm，泵站數(shù)為6時1.折舊費線路工程部分投資估算：,（其中區(qū)域修正系數(shù)取平原地帶1.0，時間修正系數(shù)取1.0）則泵站工程投資估算：,(其中時間修正系數(shù)取1.0，區(qū)域修正系數(shù)取平原地帶1.0，泵末站按首站800萬元，中間站500萬元計算，N=6）則項目固定投產(chǎn)投資估算（K一般取0.9）：固定資產(chǎn)原值估算（固定資產(chǎn)原值取基建投資的90%）：折舊估算（可取6.25%）：2.動力費用：動力費用主要是輸油泵的電費，計算為由于本次為等溫輸送，可知輸油總費用計算為 綜上可得：經(jīng)濟計算表如下：管

20、徑/mm總費用/萬元508*8.5152632559*9122581610*1098593.4經(jīng)過對比可得管徑為610×10mm時，所需費用最小。所以確定最優(yōu)方案選取管徑為61010mm。 5. 校核進出站壓力 單臺泵特性方程由于一個泵站是有兩臺泵串聯(lián)組成的所以泵站特性方程由題意知：m=0.25，n=5，A=1123.6，B=0.00050()，, ，, 從而f為：考慮管道沿線的局部摩阻（按1%計算）并換算單位得f把以上參數(shù)代入相關(guān)公式，計算工作點流量Q()把工作點流量代入泵站特性方程，得各泵站揚程首站進出站壓力為：m油柱第二個泵站的進出站壓力為：第三個泵站的進出站壓力為：第四個泵站

21、的進出站壓力為：第五個泵站的進出站壓力為：可見進出站壓力都沒有超壓，出站壓力都低于4MPa（1020m油柱高）。泵站不需要進行調(diào)整位置。站址距離（KM）052374410491256進站壓力(M油柱)4025162516出站壓力（M油柱）1001.3986.3977.3986.3977.36.混油量計算站點進出油品量97#汽油90#汽油柴油1(0.00 18.75)11672312+19*10進油2(617.09 209.50）281883分油3(1261.52 2017.22)402572分油4(1555.86 1906.04)4829157+19*10分油6.1首末站的油罐體積一條連續(xù)順序

22、輸送的成品油管道輸送能力為640萬噸每年，且輸送的0#柴油，90#汽油，97#汽油的輸送比為123：18：29，柴油年輸送量為502萬噸每年, 90#汽油年輸送量為72萬噸每年，97#汽油年輸送量為116萬噸每年，且輸送25批次.輸送柴油的輸量：輸送90#汽油的輸量：輸送97#汽油的輸量：管道橫截面積：管內(nèi)各平均流速分別為: 本設(shè)計中，90#汽油與97#汽油（標為AB）混油、90#汽油與柴油（標為BC）混油的紊流擴散系數(shù)分別為： 所以：首站需建的儲罐容積計算為：首站分配給三種油品的罐容分別計算為： 第一站需建的儲罐容積計算為：第一站分配給三種油品的罐容分別計算為： 第二站需建的儲罐容積計算為：

23、第二站分配給三種油品的罐容分別計算為： 末站需建的儲罐容積計算為：末站分配給三種油品的罐容分別計算為： 6.2分油混油計算第一站AB混油界面貝克萊數(shù)： 油罐的容積?。?管道的容積：系數(shù)為： 假設(shè)90#汽油中允許混入最大的97#汽油濃度為 ，97#汽油中允許混入最大的90#汽油為 ,查輸油管道設(shè)計與管理函數(shù)圖可知： , 得 =-0.6 =19%, , 得 =0.6 =80%此時 ，AB段不存在混油段。BC混油界面 貝克萊數(shù)： 系數(shù)為: 90#汽油中允許混入最的的0#柴油為，0#柴油中允許最大混入的90#汽油為 ，查輸油管道設(shè)計與管理函數(shù)圖可知： ，得 =-0.35 =32% ，得 =0.35 =

24、67%此時 ，所以BC段不存在混油段。綜上，無需建混油罐.第二站 AB混油界面貝克萊數(shù)： 油罐的容積取：10000管道的容積：系數(shù)為： 假設(shè)90#汽油中允許混入最大的97汽油濃度為 ，97#汽油中允許混入的最大90#汽油為 ,查輸油管道設(shè)計與管理函數(shù)圖可知： , 得 =-0.3 =40% , 得 =0.3 =60%此時 ，所以AB段不存在混油段。BC混油界面 貝克萊數(shù)： 系數(shù)為 90#汽油中允許混入最的的0#柴油為 ，0#柴油中允許最大混入的90#汽油為 ，查輸油管道設(shè)計與管理函數(shù)圖可知： ，得 =-0.14 =43% ，得 =0.14 =55%此時 ，所以BC段不存在混油段。綜上，無需建混油罐。第三站 AB混油界面貝克萊數(shù)： 終點罐的容積?。?10000管道的容積：系數(shù)為： 假設(shè)90#汽油中允許混入最大的97#油濃度為 ，97#油中允許