長(zhǎng)輸管道工藝課程設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)輸管道工藝課程設(shè)計(jì)第第8 8組組一.問(wèn)題分析任務(wù)A：西部原油常溫輸送管道設(shè)計(jì)n管線長(zhǎng)度：1950kmn設(shè)計(jì)輸量：2000104 t/a（0.761m3/s） 玉門分輸：200104 t/a （0.685m3/s）n設(shè)計(jì)壓力：8.0MPan最低允許進(jìn)站壓力：0.2MPa，首站進(jìn)站壓力：0.2MPan地溫： 冬季平均地溫3 對(duì)應(yīng)原油粘度128mPas 夏季平均地溫22 對(duì)應(yīng)原油粘度22mPas二.總體設(shè)計(jì)思路 本組總體采用冬季初算，夏季校核調(diào)整的思路。本組總體采用冬季初算，夏季校核調(diào)整的思路。確定方案 選取X70鋼材，根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速法確定三種管徑 編程計(jì)算各管徑水力摩阻，進(jìn)而確定泵站比選 根據(jù)鋼管

2、單價(jià)和泵站價(jià)格進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比選，費(fèi)用最低者為最優(yōu)方案調(diào)整 根據(jù)比選產(chǎn)生的最優(yōu)方案，進(jìn)行夏季進(jìn)出站壓力和動(dòng)靜水頭的校核三.前期準(zhǔn)備1.泵特性曲線擬合泵特性曲線擬合 小泵：小泵： H=147.75-0.000077Q2-m 大泵：大泵： H=325.31-0.000078Q2-m 設(shè)計(jì)輸量下，分輸前兩臺(tái)小泵并聯(lián)可以提供約設(shè)計(jì)輸量下，分輸前兩臺(tái)小泵并聯(lián)可以提供約126m的揚(yáng)程，的揚(yáng)程，一臺(tái)大泵可以提供約一臺(tái)大泵可以提供約252m的揚(yáng)程。分輸后，兩臺(tái)小泵并聯(lián)可以的揚(yáng)程。分輸后，兩臺(tái)小泵并聯(lián)可以提供約提供約130m的揚(yáng)程，一臺(tái)大泵可以提供約的揚(yáng)程，一臺(tái)大泵可以提供約265m的揚(yáng)程。的揚(yáng)程。2.繪制縱斷面圖

3、繪制縱斷面圖四.確定備選方案經(jīng)濟(jì)流速選取范圍：1.5-2.0m/sn確定管道內(nèi)徑n確定管道壁厚n確定三種管徑備選方案4dv2Q FET2pD 方案編號(hào)外徑(mm)內(nèi)徑(mm)流速(m/s)18137931.5427627421.7437116932.01其中：選取其中：選取X70型鋼，許用應(yīng)型鋼，許用應(yīng)力約力約493MPa；F為地區(qū)等級(jí)，為地區(qū)等級(jí)，取取0.72五.確定泵站組合方式 （1）按照冬季地溫3計(jì)算 原油動(dòng)力粘度為128mPas，運(yùn)動(dòng)粘度為 （2）選取泵組合方式 設(shè)計(jì)壓力為8MPa，換算成油柱高度為939.36m，根據(jù)擬合出的泵特性曲線方程，確定冬季“三大一小”的泵組合方式，即兩臺(tái)小泵

4、并聯(lián)后與三臺(tái)大泵串聯(lián)。43107.41.886810128六.確定水力坡降注：注：0.00505是冬季經(jīng)濟(jì)流速為1.5 m/s分輸前水利坡降0.00693是冬季經(jīng)濟(jì)流速為1.75 m/s分輸前水利坡降0.00972是冬季經(jīng)濟(jì)流速為2.0 m/s分輸前水利坡降0.00420是冬季濟(jì)流速為1.5 m/s分輸后水利坡降0.00577是冬季經(jīng)濟(jì)流速為1.75 m/s分輸后水利坡降0.00809是冬季經(jīng)濟(jì)流速為2.0 m/s分輸后水利坡降注：注：0.00314是夏季經(jīng)濟(jì)流速為1.5 m/s分輸前水利坡降0.00431是夏季經(jīng)濟(jì)流速為1.75 m/s分輸前水利坡降0.00605是夏季經(jīng)濟(jì)流速為2.0 m/

5、s分輸前水利坡降0.00261是夏季經(jīng)濟(jì)流速為1.5 m/s分輸后水利坡降0.00359是夏季經(jīng)濟(jì)流速為1.75 m/s分輸后水利坡降0.00503是夏季經(jīng)濟(jì)流速為2.0 m/s分輸后水利坡降七.確定每個(gè)泵站出站的揚(yáng)程由公式 Hd1首站出站壓頭，m；Hs1首站進(jìn)站壓頭，m；Hc泵站揚(yáng)程，m；hm站內(nèi)摩阻（30m）得泵站出站所給出的揚(yáng)程。mcsdhHHH11泵站揚(yáng)程Hc-站內(nèi)摩阻30m分輸前分輸后三大一小854.7831m895.0505m八.確定泵站數(shù)并布置泵站 進(jìn)站壓力范圍為0.2MPa-0.8MPa，換算成油柱高度為23.48-93.96m。因?yàn)槎焖ζ陆稻€斜率較大，故以滿足冬季最低進(jìn)站

6、壓力要求，進(jìn)行初步布站。當(dāng)某點(diǎn)剩余壓力進(jìn)入壓力范圍時(shí)，則應(yīng)在此設(shè)立泵站。并且出站水頭應(yīng)小于939.36m。 以此類方法初步布站。若終站壓力較大，可使用減壓閥或減壓站。 注注：泵站的設(shè)立可能在所給數(shù)據(jù)兩點(diǎn)之間。 初步布站初步布站結(jié)果如下頁(yè)。里程泵站里程冬季運(yùn)行減壓1290全開(kāi)2381全開(kāi)3475全開(kāi) 4568全開(kāi)5638全開(kāi)6681全開(kāi)7734全開(kāi)8792全開(kāi)9923全開(kāi) 10993三臺(tái)大泵 111058全開(kāi)121192全開(kāi)131314全開(kāi)141381全開(kāi)151418全開(kāi) 161580全開(kāi)171657全開(kāi)181695兩臺(tái)大泵1760減壓站減壓400m191814全開(kāi) 20（末站）1950 711

7、mm管徑泵站布置表711mm管徑泵站布置圖系列1：高程線 系列2：水力坡降線762mm管徑泵站布置表里程泵站里程冬季運(yùn)行減壓1290全開(kāi)2419全開(kāi)3542全開(kāi) 4645全開(kāi)5697全開(kāi)6772全開(kāi)7938全開(kāi)81023全開(kāi)91194全開(kāi) 101352全開(kāi) 111409全開(kāi)121596三臺(tái)大泵131662全開(kāi)141699兩臺(tái)大泵1760減壓站減壓100m15(末站)1960762管徑泵站布置圖系列1：高程線 系列2：水力坡降線里程泵站里程冬季運(yùn)行減壓1290全開(kāi)2486全開(kāi)3638全開(kāi) 4692全開(kāi)5782全開(kāi)6988全開(kāi)71189全開(kāi)81369三臺(tái)大泵91419三臺(tái)大泵 101661全開(kāi) 減

8、壓站1786減壓站減壓180m11(末站)1950813mm管徑泵站布置表813管徑水力坡降圖系列1：高程線 系列2：水力坡降線九.根據(jù)經(jīng)濟(jì)性比選最優(yōu)方案當(dāng)三種比選方案都依次進(jìn)行完上述過(guò)程后，初步計(jì)算每種方案的總成本，最低者為最優(yōu)方案，計(jì)算公式如下：式中： M每種方案總成本，單位：元； L管道總長(zhǎng)度，1950km； m不同規(guī)格鋼材單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m； N泵站數(shù)，個(gè)； c1X70鋼材單價(jià)，取6000元/噸； c2泵站單價(jià)，取6000萬(wàn)元/個(gè)。管道外徑管重（kg/m)管材總價(jià)格泵站數(shù)泵站單價(jià)經(jīng)濟(jì)總成本0.711163.31910610000.00206000000031106100000.7

9、62187.912198547000.00156000000030985470000.813196.772302209000.00116000000029622090002c1cmNLM 十.翻越點(diǎn)的確定05001000150020002500300005001000150020002500高高程程，水水力力坡坡降降（m）里程（里程（Km）813管徑翻越點(diǎn)確定管徑翻越點(diǎn)確定高程夏季水力坡降冬季水力坡降高程夏季水力坡降冬季水力坡降結(jié)論：分輸前不存在翻越點(diǎn)，分輸后存在翻越點(diǎn)，為（結(jié)論：分輸前不存在翻越點(diǎn)，分輸后存在翻越點(diǎn)，為（1704,2700） 十一.校核、調(diào)整 原因：原因：夏季原油粘度減小，水

10、力摩阻隨之大幅減小，如果夏季再按冬季的方式輸油，進(jìn)出站壓力將會(huì)超壓進(jìn)出站壓力將會(huì)超壓。解決方法解決方法 改變泵的組合方式改變泵的組合方式（首選首選） 本設(shè)計(jì)冬季采用“三大一小”的泵組合方式，使得夏季可以適當(dāng)關(guān)停部分泵減小揚(yáng)程，以保證進(jìn)出站不超壓。變換站址變換站址 當(dāng)改變泵的組合方式無(wú)法滿足要求時(shí)，可以利用線性插值的方法適當(dāng)變換站址以滿足壓力要求，變換之后還要再計(jì)算冬季的情況，只有冬、夏季都滿足時(shí)方案才可行。設(shè)閥調(diào)節(jié)設(shè)閥調(diào)節(jié) 即節(jié)流調(diào)節(jié)。在一些站內(nèi)設(shè)置進(jìn)口調(diào)節(jié)閥和出口調(diào)節(jié)閥，這些閥在并非全年都開(kāi)著，只在夏季等容易超壓的一兩個(gè)月內(nèi)保持開(kāi)啟狀態(tài)即可。此種調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟(jì)。變頻調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié) 變頻調(diào)節(jié)的原

11、理是改變頻率使得泵轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的特性。根據(jù)所查資料，目前變頻調(diào)節(jié)有兩種方法：一種是手動(dòng)調(diào)整，就是通過(guò)變頻器外接手操器來(lái)調(diào)整頻率。另一種就是通過(guò)PLC，根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。 813mm管徑夏季各種數(shù)據(jù)管徑夏季各種數(shù)據(jù)地名地名里程里程高程高程進(jìn)站水頭進(jìn)站水頭出站水頭出站水頭設(shè)閥情況設(shè)閥情況開(kāi)泵情況開(kāi)泵情況管道起點(diǎn)（管道起點(diǎn)（0km）29080023.76515.65減壓閥減壓閥兩大一小兩大一小98站站48165041.462670.132減壓閥減壓閥三大三大128.5zhan63875057.056785.726三大三大尾亞尾亞692132039.254767.924三大三大157站

12、站782173063.804539.584兩大兩大198站站988155046.376811.685三大三大清水鎮(zhèn)清水鎮(zhèn)1189158041.297671.237進(jìn)、出站減壓進(jìn)、出站減壓閥閥兩大一小兩大一小二十里堡二十里堡1369168069.397834.706三大三大老軍寨老軍寨1419228095.306460.146一大一小一大一小唐家場(chǎng)子唐家場(chǎng)子1661204025.45920.5陳家河減壓站陳家河減壓站17861880732142減壓站減壓站終點(diǎn)（末站）終點(diǎn)（末站）1950153925.768920.211最經(jīng)濟(jì)管徑夏季夏季泵站數(shù)據(jù)最經(jīng)濟(jì)管徑冬季冬季泵站數(shù)據(jù)813mm813mm管徑

13、冬季各種數(shù)據(jù)管徑冬季各種數(shù)據(jù)地名地名里程里程高程高程進(jìn)站水頭進(jìn)站水頭出站水頭出站水頭設(shè)閥情況設(shè)閥情況開(kāi)泵情況開(kāi)泵情況管道起點(diǎn)（）管道起點(diǎn)（）29029080080023.4923.49878.2731878.2731無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)9898站站48148165065063.7263.72918.5031918.5031無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)128.5zhan128.5zhan63863875075025.653125.6531880.4362880.4362無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)尾亞尾亞6926921320132037.736237.7362892.5193892.5193無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)157157站站7827821730173028.019328.0193882.8024882.8024無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)198198站站9889881550155022.502422.5024916.9454916.9454無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)清水鎮(zhèn)清水鎮(zhèn)118911891580158042.745442.7454937.1884937.1884無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)二十里堡二十里堡136913691680168081.188481.1884846.4974846.4974無(wú)無(wú)全開(kāi)全開(kāi)老軍寨老軍