油氣儲運畢業(yè)設(shè)計輸油管道初步設(shè)計

1、西南石油大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書二00八年二月一日成人教育學(xué)院教學(xué)部于 2008 年 2 月 1 日批準(zhǔn)指導(dǎo)教師 李傳憲 發(fā)給 級 專業(yè)學(xué)生 * 。1、 題目： LY輸油管道初步設(shè)計 2題目設(shè)計范疇及主要內(nèi)容：本管線設(shè)計全長300km，海拔高度在1068m之間，所經(jīng)地段地勢較為平坦。設(shè)計輸量1800萬噸。經(jīng)過計算，不存在翻越點。本設(shè)計全線均采用從“泵到泵”的密閉輸送方式，從而減小了蒸發(fā)損耗，并使其各站能充分利用上站的剩余壓頭。本設(shè)計根據(jù)規(guī)范中推薦的經(jīng)濟流速來確定管徑，選為711×10.0，管材選為Q295,最低屈服強度為295MPa。經(jīng)過熱力和水力計算，確定了所需的熱站和泵站數(shù)

2、，考慮到運行管理的方便，盡量做到了熱泵站的合一。熱泵站站址的確定綜合考慮了沿線的地理情況和環(huán)境保護(hù)、職工生活方便情況諸方面的因素，最終確定三個中間站的位置：2#站、3#站和4#站分別位于離首站75km、150km和225km處。本設(shè)計進(jìn)行了首站和中間站的工藝流程設(shè)計，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，并且輸油工藝盡可能地體現(xiàn)可靠的先進(jìn)技術(shù)的原則。本管道采用“先爐后泵”的運行方式。其中首站的工藝流程包括：正輸、反輸、倒罐、熱油循環(huán)、清管球的收發(fā)等操作，中間站工藝流程有：正輸、反輸、壓力越站、熱力越站、清管球的收發(fā)等操作。最后，計算各種費用，進(jìn)行經(jīng)濟效益分析，包括內(nèi)部收益率等

3、，確定方案的可行性。3 設(shè)計方案及研究要求：長輸管道設(shè)計是對油氣儲運專業(yè)本科畢業(yè)生綜合素質(zhì)和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對其專業(yè)知識學(xué)習(xí)的一次綜合考驗。本設(shè)計主要內(nèi)容包括：由經(jīng)濟流速確定經(jīng)濟管徑，確定所使用管材，由最小輸量確定其熱站數(shù)，最大輸量確定其泵站數(shù)，并計算各個輸量下的運行參數(shù)等等，最后還有經(jīng)濟計算，各年的輸油費用等等，以及用內(nèi)部收益率評價其項目可行性。此設(shè)計管材采用700×10.0，Q295鋼管；采用加熱密閉式輸送流程，先爐后泵的工藝，充分利用設(shè)備，全線輸油主泵和給油泵均采用并聯(lián)方式，加熱爐采用直接加熱的方法。整個設(shè)計以國家規(guī)范為基本原則，采取最優(yōu)工藝方案，根據(jù)建設(shè)要求和需

4、要，本著熱泵合一、立足于高效的原則，以節(jié)能降耗為主要目的，全線共設(shè)熱泵站2座，泵站2座。管線埋地鋪設(shè)。管材采用711×10.0，Q295的直弧電阻焊鋼管；全線均采用從“泵到泵”的密閉輸送方式，加熱方式為直接加熱。設(shè)計輸量為18萬噸年，流程工藝為先爐后泵，充分利用設(shè)備，全線既可壓力越站，熱力越站，也可全越站，輸油主泵和給油泵均采用并聯(lián)方式。在管線設(shè)計要求的情況下，充分利用管線的承壓能力，合理充分的利用地形，減少了占地面積，建設(shè)經(jīng)濟性的管線。4、安排任務(wù)日期： 2008 年 2 月 1 日；預(yù)計完成任務(wù)日期 2008 年 4 月 30 日；學(xué)生實際完成全部設(shè)計（論文）日期： 2008 年

5、 4 月 30 日。指導(dǎo)教師： 學(xué)生簽名： 西南石油大學(xué)學(xué) 生 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告設(shè)計題目： L-Y輸油管道初步設(shè)計 學(xué)生姓名： * 學(xué)生學(xué)號： 院（系）： 成人教育學(xué)院 專業(yè)年級： 指導(dǎo)教師： 李傳憲 2008 年 2 月 1 日選題來源：長輸原油管道初步設(shè)計題目： L-Y輸油管道初步設(shè)計選題背景及理由：長輸管道設(shè)計是對油氣儲運專業(yè)本科畢業(yè)生綜合素質(zhì)和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對其專業(yè)知識學(xué)習(xí)的一次綜合考驗。本設(shè)計主要內(nèi)容包括：由經(jīng)濟流速確定經(jīng)濟管徑，確定所使用管材，由最小輸量確定其熱站數(shù)，最大輸量確定其泵站數(shù)，并計算各個輸量下的運行參數(shù)等等，最后還有經(jīng)濟計算，各年的輸

6、油費用等等，以及用內(nèi)部收益率評價其項目可行性。主要參考文獻(xiàn)：1 GB/T 50253-2003,輸油管道工程設(shè)計規(guī)范.2 筱蘅，張國忠.輸油管道設(shè)計與管理.第一版.山東東營：石油大學(xué)出版社，2005：15-160.3 GB/T 500074-2002.石油庫設(shè)計規(guī)范4張國忠.長輸管道設(shè)計中的壁厚選擇油氣儲運1993:12.論文框架：第1章 前言 第2章 工藝設(shè)計說明書 2.1工程概況 2.2 基本參數(shù)的選取2.3 其它參數(shù)的選取2.4工藝計算說明2.5確定加熱站數(shù)及泵站數(shù)2.6 校核計算說明2.7 站內(nèi)工藝流程設(shè)計2.8 主要設(shè)備選取第3章 工藝設(shè)計計算書 3.1經(jīng)濟管徑3.2熱力計算及確定熱

7、站數(shù)3.3水力計算及泵站數(shù)確定3.4不同輸量下的布站方案 3.5各站運行參數(shù) 3.6反輸計算3.7設(shè)備選取結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)·擬完成論文進(jìn)度安排：（一稿、二稿、三稿、定稿）（1）2月初開始任務(wù)書和開題報告的編寫，并闡明設(shè)計原則和設(shè)計任務(wù)，在2月末完成熱站數(shù)和泵站數(shù)的確定。指導(dǎo)教師定期對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)；（2）3月份開始工藝設(shè)計計算書的編寫，并確定不同輸量下的布站方案和各站運行參數(shù)，期間指導(dǎo)教師進(jìn)行中期檢查；（3）4月中旬完成全部計算，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查審批后做最終定稿。指導(dǎo)教師意見： 該學(xué)員積極上進(jìn)、態(tài)度認(rèn)真、虛心好學(xué)，編寫論文時充分利用各類參考文獻(xiàn)，將自己所學(xué)的理論知識與實際工作經(jīng)驗完好結(jié)合

8、；語言組織很好，層次清晰，論文內(nèi)容闡述順暢明了，計算準(zhǔn)確無誤。經(jīng)審核，可以進(jìn)行答辯。西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）L-Y輸油管道初步設(shè)計學(xué)生姓名：李 悅學(xué) 號：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：李傳憲2008年4月30日摘 要本管線設(shè)計全長300km，海拔高度在1068m之間，所經(jīng)地段地勢較為平坦。設(shè)計輸量1800萬噸。經(jīng)過計算，不存在翻越點。本設(shè)計全線均采用從“泵到泵”的密閉輸送方式，從而減小了蒸發(fā)損耗，并使其各站能充分利用上站的剩余壓頭。本設(shè)計根據(jù)規(guī)范中推薦的經(jīng)濟流速來確定管徑，選為711×10.0，管材選為Q295,最低屈服強度為295MPa。經(jīng)過熱力和水力計算，確定了所需的熱站和泵站數(shù)，考慮

9、到運行管理的方便，盡量做到了熱泵站的合一。熱泵站站址的確定綜合考慮了沿線的地理情況和環(huán)境保護(hù)、職工生活方便情況諸方面的因素，最終確定三個中間站的位置：2#站、3#站和4#站分別位于離首站75km、150km和225km處。本設(shè)計進(jìn)行了首站和中間站的工藝流程設(shè)計，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，并且輸油工藝盡可能地體現(xiàn)可靠的先進(jìn)技術(shù)的原則。本管道采用“先爐后泵”的運行方式。其中首站的工藝流程包括：正輸、反輸、倒罐、熱油循環(huán)、清管球的收發(fā)等操作，中間站工藝流程有：正輸、反輸、壓力越站、熱力越站、清管球的收發(fā)等操作。最后，計算各種費用，進(jìn)行經(jīng)濟效益分析，包括內(nèi)部收益率等，確定

10、方案的可行性。關(guān)鍵詞: 管道；輸量；熱泵站；工藝流程ABSTRACTThe length of the pipeline design is 300 kilometers, the elevation height is between 10-68meters,the section which pipeline passed is smooth.Go through the calculate, there was no get over point.This design used tight line pumping which called “from pump to pump”, s

11、o it can reduce consumptive waste, Moreover, this method can utilize sufficiently remain pressure head.In the design, economic pipe diameter is firstly determined by economic velocity. At lest, 711×10, Q295 pipe is used.The transportation capacity and the geography conditions are considered of

12、in order to determine the heating station. And including the environmental protection the worker's live conditions and so on. Finally, the heating station id placed to the first station,0Km. And direct heating is used.In the condition of meeting all the kinds of those factors, the technological

13、processes are used as simply as possible, and the advanced technologies are used an usually as possibly. In each station, oil is first heated and then pumped in heatingpump station in the design. The process of the origin station is: forward transportation, reverse transportation, heat oil cycling a

14、nd pigging operation, etc. The technology process of the following station is: forward transportation, reverse transportation, nonpumping operation, nonheating oil cycling and pigging operation, etc.The last , analysis of the projects economic becefics is necessary.The IRR is included.SO ,the projec

15、t is possible.Keyword:tube type;transmit output;hot pumpstation;technical process目 錄第1章 前言···································

16、··················································

17、···················1 第2章 工藝設(shè)計說明書·····························

18、;··················································

19、;······2 2.1工程概況··········································&#

20、183;·················································&#

21、183;···2 2.2 基本參數(shù)的選取············································&

22、#183;······································32.3 其它參數(shù)的選取·········&

23、#183;·················································&

24、#183;·······················52.4工藝計算說明························

25、83;·················································

26、83;·············72.5確定加熱站數(shù)及泵站數(shù)··································&

27、#183;·····································82.6 校核計算說明··········&#

28、183;·················································&#

29、183;·························112.7 站內(nèi)工藝流程設(shè)計······················

30、··················································

31、······122.8 主要設(shè)備選取··········································

32、············································13第3章 工藝設(shè)計計算書····

33、;··················································

34、;······························16 3.1經(jīng)濟管徑··················&

35、#183;·················································&

36、#183;··························163.2熱力計算及確定熱站數(shù)····················

37、3;·················································

38、3;173.3水力計算及泵站數(shù)確定···············································&

39、#183;·······················213.4不同輸量下的布站方案 243.5各站運行參數(shù) 273.6反輸計算····················

40、··················································

41、·························283.7設(shè)備選取·······················

42、83;·················································

43、83;····················29結(jié)論·····························

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45、;······································32致謝···········&

46、#183;·················································&

47、#183;·················································&

48、#183;·····33參考文獻(xiàn)···········································&

49、#183;·················································&

50、#183;···············34第1章 前言 長輸管道設(shè)計是對油氣儲運專業(yè)本科畢業(yè)生綜合素質(zhì)和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對其專業(yè)知識學(xué)習(xí)的一次綜合考驗。本設(shè)計主要內(nèi)容包括：由經(jīng)濟流速確定經(jīng)濟管徑，確定所使用管材，由最小輸量確定其熱站數(shù)，最大輸量確定其泵站數(shù)，并計算各個輸量下的運行參數(shù)等等，最后還有經(jīng)濟計算，各年的輸油費用等等，以及用內(nèi)部收益率評價其項目可行性。此設(shè)計管材采用700×10.0，Q295鋼管；采用加熱密閉式輸

51、送流程，先爐后泵的工藝，充分利用設(shè)備，全線輸油主泵和給油泵均采用并聯(lián)方式，加熱爐采用直接加熱的方法。設(shè)計主要內(nèi)容包括：確定經(jīng)濟管徑、站址確定、調(diào)整及工況校核、設(shè)備選型、反輸計算、站內(nèi)工藝流程設(shè)計和開爐開泵方案；繪制首站及中間熱泵法學(xué)到的東西，使自己不但系統(tǒng)了學(xué)習(xí)了以前的知識，還有了對管輸設(shè)計更深刻的理解。由于自己水平有限，雖然已盡力，但難免存在疏漏和錯誤之處，站的工藝流程圖、首站的平面布置圖、泵房安裝圖、管道的縱斷面圖。此外還進(jìn)行了一定量的外文翻譯。在本次設(shè)計中，我本人自己學(xué)到了許多平常課堂沒有學(xué)到的知識，希望老師多批評、指正。第2章 工藝設(shè)計說明書2.1 工程概況 線路基本概況本設(shè)計依據(jù)東黃

52、管線實際情況，由工建情況，結(jié)合人文地理環(huán)境等方面通過綜合分析確定線路走向。管線全長300km，海拔最低處為10m，最高處68m，整條管線位于平原地區(qū)，全線最高點距外輸首站約270公里。管線設(shè)計為密閉輸送，能夠長期連續(xù)穩(wěn)定運行，輸送油品手外界環(huán)境惡劣氣候的影響小，無噪音，油氣損耗少，且對環(huán)境污染小，能耗少，運費較低。2.1.2 輸油站主要工程項目本管線設(shè)計年輸量為1800萬噸年，綜合考慮沿線的地理情況，貫徹節(jié)約占地、保護(hù)環(huán)境和相關(guān)法律法規(guī)，本著盡量避免將站址布置在海拔較高地區(qū)和遠(yuǎn)離城市的人口稀少地區(qū)，以方便職工生活，并本著“熱泵合一”的原則，兼顧平原地區(qū)的均勻布站方針，采用方案如下：設(shè)立熱泵站兩

53、座，泵站兩座，即首站和三座中間站，均勻布站。本次設(shè)計中管道采用可減少蒸發(fā)損耗，流程簡單，固定資產(chǎn)投資少，可全部利用剩余壓力便于最優(yōu)運行的密閉輸送方式，并采用“先爐后泵”的工藝方案。選用直接加熱式加熱爐。鑒于傳統(tǒng)的采用加熱盤管對罐內(nèi)油品進(jìn)行加熱的方法存在種種弊端，本次設(shè)計將熱油循環(huán)工藝也包括在內(nèi)，即部分油品往熱油泵和加熱爐后進(jìn)罐，而且設(shè)有專用泵和專用爐，同時該泵和爐還可分別作為給油泵的備用泵和來油的加熱爐，充分體現(xiàn)了一泵兩用，一爐兩用的方針。2.1.3 管道設(shè)計 本設(shè)計中選擇的管道為外徑711，壁厚10.0mm，管材為Q295的管道。由于輸量較大，且沿線地溫較高，故從經(jīng)濟上分析，本管道不采用保溫

54、層。2.2 基本參數(shù)的選取2.2.1 設(shè)計依據(jù) 吐鄯輸油管道初步設(shè)計任務(wù)書 中國石油大學(xué)儲運教研室 輸油管道工程設(shè)計規(guī)范 GB 502532003 石油庫設(shè)計規(guī)范 GBJ 74 工程管道安裝手冊 中國石化出版社 輸油管道設(shè)計與管理 中國石油大學(xué)出版社 其它有關(guān)法規(guī)及技術(shù)文件 設(shè)計原則 （1）設(shè)計中貫徹國家有關(guān)政策，積極采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備和新材料，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全使用、確保質(zhì)量； （2）保護(hù)環(huán)境，降低能耗，節(jié)約土地；處理好與鐵路、公路、空運、水路間的相互關(guān)系，在滿足管線設(shè)計要求的前提下，充分利用管線的承壓能力以減少不必要的損耗； （3）積極采用先進(jìn)技術(shù)、合理吸取國內(nèi)外新的科技

55、成果。管線線路選擇應(yīng)根據(jù)沿線的氣象、水文、地形、地質(zhì)、地震等自然條件和交通、電力、水利、工礦企業(yè)、城市建設(shè)等的現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃，在施工便利和運行安全的前提下，通過綜合分析和技術(shù)比較確定； （4）采用地下埋設(shè)方式。受自然條件的限制時，局部地段可采用土堤埋設(shè)或地上敷設(shè)。 （5）充分利用地形條件，兼顧熱力站、泵站的布置，本著“熱泵合一”的原則，盡量減少土地占用。2.2.3 原始數(shù)據(jù)（1）最大設(shè)計輸量為1800萬噸/年；生產(chǎn)期生產(chǎn)負(fù)荷（各年輸量與最大輸量的比率）見下表2-1。表2-1 生產(chǎn)期生產(chǎn)負(fù)荷表年1234567891011121314生產(chǎn)負(fù)荷（%）7080901001001001001001001

56、00100908070（2）年最低月平均溫度3；（3）管道中心埋深1.5m；（4）土壤導(dǎo)熱系數(shù)1.4w/(m)；（5）瀝青防腐層導(dǎo)熱系數(shù)0.15w/（m)；（6）原油物性20的密度870kg/m；初餾點80；反常點29；凝固點25；比熱2.1kJ/(kg)；燃油熱值4.18×10kJ/kg。（7）粘溫關(guān)系 見表2-2表2-2 油品溫度與粘度數(shù)據(jù)溫度（）2932354045505560粘度（cp）86.7575.9366.4553.2144.6438.7333.5929.13（8）沿程里程、高程（管道全程320km）數(shù)據(jù)見表2-3表2-3 管道縱斷面數(shù)據(jù)里程（km）0407013016

57、5190230250270290300高程（km）28301025352836426845352.2.4 溫度參數(shù)的選擇（1）出站油溫考慮到原油中不可避免的含水，故加熱溫度不宜高于100，以防止發(fā)生沸溢。由于本設(shè)計采取先爐后泵的方式，則加熱溫度不應(yīng)高于初餾點，以免影響泵的吸入。另外，管道采用瀝青防腐絕緣層，其輸油溫度不能超過瀝青的耐熱程度。而且，考慮到管道的熱變形等因素，加熱溫度也不宜太高。綜上考慮，初步確定出站溫度T=60。（2）進(jìn)站油溫加熱站進(jìn)站油溫的確定主要取決于經(jīng)濟比較。對于凝點較高的含蠟原油，由于在凝點附近粘溫曲線很陡，故其經(jīng)濟進(jìn)站溫度常略高于凝固點。由于含蠟原油的粘溫特性及凝點都會

58、隨熱處理條件不同而不同，故應(yīng)考慮最優(yōu)熱處理條件及經(jīng)濟比較來選擇進(jìn)出站溫度。綜合考慮，借鑒經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步設(shè)計進(jìn)站溫度T=30。（2）平均溫度當(dāng)管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時，可按平均溫度下的油流粘度來計算站間摩阻。計算平均溫度可采用下式： （2-1）式中 平均油溫，；、加熱站的出站、進(jìn)站溫度，。2.3 其他參數(shù)的選擇2.3.1 工作日年工作天數(shù)350天。2.3.2 油品密度根據(jù)20時油品的密度按下式換算成計算溫度下的密度： （2-2）式中 分別為溫度為 和20 下的密度；溫度系數(shù)，；2.3.3 粘溫方程根據(jù)粘度和溫度的原始參數(shù)，用最小二乘法回歸得到：=2.362-0.0153T （2-3）2.3.4

59、總傳熱系數(shù)K管道傳熱由：（1）管壁、瀝青防腐層的熱傳導(dǎo)（2）管外壁周圍土壤的傳熱=+ （2-6）= （2-7）式中 Di，Di+1鋼管、瀝青防腐層的內(nèi)徑和外徑，m； i導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m）； Dw管道最外圍的直徑，m； 1油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)，w/（m2）； 2管壁至土壤放熱系數(shù)，w/（m2）； t土壤導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m）； ht管中心埋深，1.5m。 摩阻計算 當(dāng)管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時，可按平均溫度下的油流粘度來計算站間摩阻。 管道設(shè)計參數(shù)：（1）熱站、泵站間壓頭損失15m；（2）熱泵站內(nèi)壓頭損失30m； （3）進(jìn)站壓力范圍一般為2080m； （4）年輸送天數(shù)為350天； （5）首站進(jìn)站

60、壓力50m。 最優(yōu)管徑的選擇在規(guī)定輸量下，若選用較大的管徑，可降低輸送壓力，減少泵站數(shù)，從而減少了泵站的建設(shè)費用，降低了輸油的動力消耗，但同時也增加了管路的建設(shè)費用。根據(jù)目前國內(nèi)加熱輸油管道的實際經(jīng)驗，熱油管道的經(jīng)濟流速在1.52.0m/s范圍內(nèi)。經(jīng)過計算，最終選定為外管徑711，壁厚10.0mm。2.4 工藝計算說明2.4.1 概述對于高含蠟及易凝易粘油品的管道輸送，如果直接在環(huán)境溫度下輸送，則油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻損失大，導(dǎo)致了管道壓降大，動力費用高，運行不經(jīng)濟，且在冬季極易凝管，發(fā)生事故，所以在油品進(jìn)入管道前必須采取降凝降粘措施。目前國內(nèi)外很多采用加入降凝劑或給油品加熱的辦法，

61、使油品溫度升高，粘度降低，從而達(dá)到輸送目的。本管線設(shè)計采用加熱的辦法，降低油品的粘度，減少摩阻損失，從而減少管道壓降，節(jié)約動力消耗，但也增加了熱能消耗以及加熱設(shè)備的費用。熱油管道不同于等溫輸送，它存在摩阻損失和熱能損失兩種能量損失，而且這兩種損失相互影響，摩阻損失的大小決定了油品的粘度，而粘度大小又取決于輸送溫度的高低，管子的散熱損失往往占能量損失的主導(dǎo)地位。熱油沿管路流動時，溫度不斷降低，粘度不斷增大，水力坡降也不斷變化。計算熱油管道的摩阻時，必須考慮管路沿線的溫降情況及油品的粘溫特性。因此設(shè)計管路時，必須先進(jìn)行熱力計算，然后進(jìn)行水力計算，此外，熱油管的摩阻損失應(yīng)按一個加熱站間距來計算。全線

62、摩阻為各站間摩阻和。2.5 確定加熱站及泵站數(shù)2.5.1 熱力計算埋地不保溫管線的散熱傳遞過程是由三部分組成的，即油流至管壁的放熱，瀝青絕緣層的熱傳導(dǎo)和管外壁至周圍土壤的傳熱，由于本設(shè)計中所輸介質(zhì)的要求不高，而且管徑和輸量較大，油流到管壁的溫降比較小，故管壁到油流的散熱可以忽略不計。而總傳熱系數(shù)主要取決于管外壁至土壤的放熱系數(shù)，值在紊流狀態(tài)下對傳熱系數(shù)值的影響可忽略。計算中周圍介質(zhì)的溫度取最冷月土壤的平均溫度，以加權(quán)平均溫度作為油品的物性計算溫度。由于設(shè)計流量較大，據(jù)經(jīng)驗，將進(jìn)站溫度取為T=30，出站溫度取為T=60。在最小輸量下求得加熱站數(shù)。（1）流態(tài)判斷 （2-8） （2-9）=式中 Q流

63、量，m3/s 運動粘度d內(nèi)徑，m； e管內(nèi)壁絕對粗糙度，m。 經(jīng)計算3000ReminRemaxRe1，所以各流量下流態(tài)均處于水力光滑區(qū) （2）加熱站數(shù)確定 由最小輸量進(jìn)行熱力計算確定加熱站數(shù) 加熱站間距LR的確定 LR= （2-10）式中 = ， b=， T0管道埋深處年最低月平均地溫， 取3； G原油的質(zhì)量流量，/s； C油品比熱，kJ/（kg）； i水力坡降。加熱站數(shù) NR=經(jīng)計算，需要設(shè)2個加熱站。2.5.2 水力計算最大輸量下求泵站數(shù)，首先反算出站油溫，經(jīng)過計算，確定出站油溫為40。由粘溫關(guān)系得出粘度等數(shù)據(jù)，為以后計算打好基礎(chǔ)。為了便于計算和校核，本設(shè)計中將局部摩阻歸入一個加熱站的站

64、內(nèi)摩阻，而忽略了站外管道的局部摩阻損失。(1)確定出站油溫不能忽略摩擦熱的影響，用迭代法計算最大輸量下的出站油溫TR TR=T0+b+(TZ-T0-b)eal （2-11） i= （2-12）式中 、m由流態(tài)確定，水力光滑區(qū)：m=0.25，=0.0246；Q體積流量，m3/s。(2) 管道沿程摩阻 H總=iL+Z+hj （2-13） 式中 Z起終點高差，m；hj局部壓頭損失，m(3) 判斷有無翻越點經(jīng)判斷，全程無翻越點。(4) 泵的選型及泵站數(shù)的確定 因為流量較大，沿線地勢較平坦，且從經(jīng)濟角度考慮并聯(lián)效率高，便于自動控制優(yōu)化運行，所以選用串聯(lián)方式泵。選型并根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的已知條件， 20&#

65、215;20×19HSB H=322-6.9824×10-5Q1.75 計算管道承壓確定站內(nèi)泵的個數(shù)：管道承壓 P=H=確定站內(nèi)泵的個數(shù) n< 確定泵站數(shù) Np= （2-14） 經(jīng)計算，需要設(shè)4個泵站2.5.3 站址確定根據(jù)地形的實際情況，本著熱泵合一的原則，進(jìn)行站址的調(diào)整。確定站址，除根據(jù)工藝設(shè)計要求外，還需按照地形、地址、文化、氣象、給水、排水、供電和交通運輸?shù)葪l件，并結(jié)合施工、生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)，以及職工生活等方面綜合考慮，當(dāng)熱站數(shù)和泵站數(shù)合一后，既要考慮滿足最大輸量下壓能的要求，又要考慮最小輸量下的熱能要求，應(yīng)滿足： （1）進(jìn)站油溫為33； （2）根據(jù)進(jìn)站油溫反算

66、出的出站油溫應(yīng)低于管道允許的最高出站油溫； （3）進(jìn)站壓力應(yīng)滿足泵的吸入性能； （4）出站壓力不超過管線承壓能力。最終確定站址如下表2-4：表2-4 布站情況表站號1234站類型熱泵站泵站熱泵站泵站里程（km）075150225高程(m)2811.2530.7352.6 校核計算說明2.6.1 熱力、水力校核由于對站址的綜合考慮，使熱站、泵站的站址均有所改變，因此必須進(jìn)行熱力、水力校核。求得站址改變后的進(jìn)出站溫度、壓力，以確保管線的安全運行。2.6.2 進(jìn)出站溫度校核不同輸量下由進(jìn)站油溫反算出站油溫，所得油溫符合要求（低于初餾點等）即可。2.6.3 進(jìn)出站壓力校核不同輸量下，利用反算出的出站油

67、溫，得出水力坡降，近而得出進(jìn)出站壓力，出站壓力滿足摩阻等要求，進(jìn)站壓力在30-80m即可。各站進(jìn)站壓力只要滿足泵的吸入性能要求，出站壓力均不超過最大承壓，出站溫度低于最高出站溫度，就可以合格。2.6.4 壓力越站校核當(dāng)輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小，從而導(dǎo)致沿程摩阻減小，為了節(jié)約動力費用，可以進(jìn)行中間站的壓力越站，以充分利用有效的能量。從縱斷面圖上判定壓力越站最困難的站，并對其的進(jìn)出站壓力進(jìn)行確定以滿足要求，對于壓力越站而言，其所具有的困難主要是地形起伏的影響及加熱站間距的影響。壓力越站的計算目的是計算出壓力越站時需要的最小輸量，并根據(jù)此輸量計算越站

68、時所需壓力，并校核其是否超壓。2.6.5 熱力越站校核當(dāng)輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小 動、靜水壓力校核（1）動水壓力校核動水壓力是指油流沿管道流動過程中各點的剩余壓力，即管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直高度，動水壓力的變化不僅取決于地形的變化，而且與管道的水力坡降和泵站的運行情況有關(guān)，從縱斷面圖上可以看出，動水壓力滿足輸送要求。（2）靜水壓力校核靜水壓力是指油流停止流動后，由地形高差產(chǎn)生的靜液柱壓力，由縱斷面圖可知靜水壓力也滿足輸送要求。2.6.6 反輸運行參數(shù)的確定當(dāng)油田來油不足時，由于流量小，溫降快導(dǎo)致進(jìn)站油溫過低或者由于停輸?shù)仍?，甚至出現(xiàn)

69、凝管現(xiàn)象，需進(jìn)行反輸。由于反輸是非正常工況，浪費能量，故要求反輸量越小越好。本設(shè)計取管線可能的最小輸量為反輸輸量。由具體計算可知，可以滿足反輸條件。經(jīng)過一系列的校核，選擇的站址滿足要求。2.7 站內(nèi)工藝流程的設(shè)計輸油站的工藝流程是指油品在站內(nèi)的流動過程，實際上是由站內(nèi)管道、器件、閥門所組成的，并與其他輸油設(shè)備相連的輸油系統(tǒng)。該系統(tǒng)決定了油品在站內(nèi)可能流動的方向、輸油站的性質(zhì)和所能承擔(dān)的任務(wù)。制定和規(guī)劃工藝流程要考慮以下的要求：（1）滿足輸送工藝及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求。輸油站的主要操作包括：來油與計量；正輸；反輸；越站輸送，包括全越站、壓力越站、熱力越站；收發(fā)清管器；站內(nèi)循環(huán)或倒罐；停輸再啟動。（2）

70、便于事故處理和維修。（3）采用先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備，提高輸油水平。（4）流程盡量簡單，盡可能少用閥門、管件，力求減少管道及其長度，充分發(fā)揮設(shè)備性能，節(jié)約投資，減少經(jīng)營費用輸油站工藝流程： （1）首站接受來油、計量、站內(nèi)循環(huán)或倒罐，正輸、向來油處反輸、加熱、收發(fā)清管器等操作。（2）中間站正輸、反輸，越站，收發(fā)清管器。（3）末站接受來油，正輸、反輸，收發(fā)清管器，站內(nèi)循環(huán)，外輸，倒罐等操作。流程簡介：（1）來油計量來油計量閥組（2）站內(nèi)循環(huán)及倒罐罐閥組泵加熱爐閥組罐（3）正輸（首站）上站來油閥組給油泵加熱爐主輸泵下站（4）反輸下站來油閥組給油泵加熱爐主輸泵上站（5）壓力越站來油閥組加熱爐下站2.8主要設(shè)備

71、的選擇2.8.1 輸油泵的選擇 選泵原則：1)為便于維修和管理，盡量選取同系列泵；2)盡量滿足防爆、防腐或露天安裝使用地要求；3)為保證工作穩(wěn)定，持續(xù)性好，滿足密閉輸送要求，選用大排量的離心泵，配用效率高的電動機為原動機。（1）輸油主泵選泵原則：滿足管線輸量要求，使泵在各輸量下均在高效區(qū)工作。充分利用管線承壓能力，減少泵站數(shù)，降低工程造價。故所選輸油主泵為：20×20×19HSB（2）給油泵選泵原則：大排量、低揚程、高效率故所選輸油主泵為：SJA6×8P×18(3)反輸泵：管道在以下兩種情況下需要反輸：輸量不足，需要正反輸交替來活動管道以防止凝管。出現(xiàn)事

72、故工況時進(jìn)行反輸，如末站著火。主要考慮資源利用問題所以選用輸油主泵充當(dāng)。經(jīng)計算滿足要求。2.8.2 加熱爐的選擇選爐原則：（1）應(yīng)滿足加熱站的熱負(fù)荷要求，爐效高； （2）為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。加熱站的熱負(fù)荷由下面的公式計算：Q=Gc(TR-TZ) （2-15）式中 Q加熱站的熱負(fù)荷，kw； G油品流量，m3/h； c油品比熱，kJ/kg。提供的加熱爐型號如下：800kw,1000kw,1250kw,1600kw,2000kw,2500kw,3150kw,4000kw,5000kw2.8.3 首末站罐容的選擇 （2-16）式中 m年原油輸轉(zhuǎn)量，kg；V所需罐容，m；-儲油溫度下原

73、油密度，kg/m；利用系數(shù)，立式固定罐0.85，浮頂罐 0.9；T原油儲備天數(shù)，首站3天，末站4-5天。2.8.4 閥門 根據(jù)規(guī)范及各種閥門的用途，站內(nèi)選用的閥門類型如下：（1） 油罐上的閥門用手動閘閥（2） 泵入口用手動閘閥（3） 串聯(lián)泵出口用閘閥（4） 出站處設(shè)調(diào)節(jié)閥閥組（5） 為防止泵出口管線超壓，泵出口管線上設(shè)高壓泄壓閥（6） 熱泵站設(shè)低壓泄壓閥（7） 清管器收發(fā)球筒與站間管線連接用球閥閥門規(guī)格的選用（1） 閥門的公稱直徑應(yīng)與管線的公稱直徑相同（2） 閥門的公稱壓力應(yīng)大于閥門安裝處的壓力。第3章 工藝設(shè)計計算書3.1 經(jīng)濟管徑： d= （3-1）式中：d-經(jīng)濟管徑（m） Q-質(zhì)量流量（

74、kg/s） v-經(jīng)濟流速（m/s）-原油密度（kg/m）G=1800×10/(350×24×3600)=595.2(kg/s) 選定 進(jìn)站油溫T=30C 出站油溫T=60C T=（60+2×30）=40C ×870=0.681 =870-0.681(40-20)=856.38kg/m Q=G/=595.2/856.381=0.695m/s 經(jīng)濟流速含蠟原油經(jīng)濟流速在1.5m/s2.0 m/s之間 當(dāng)v=1.5m/s 時 d=768mm 當(dāng)v=2.0m/s 時 d=665mm選擇管徑的范圍為665mm和768mm之間。選管：由國產(chǎn)鋼管部分規(guī)格初步

75、選定鋼管，取D=711mm =10.0mm d=691mm其中 管道外徑； 管子壁厚； 管道內(nèi)徑。反算經(jīng)濟流速 v=1.86 m/s經(jīng)濟流速在1.5m/s2.0m/s之間，故所選管徑符合要求 選管材由Q295計算最大承壓： = （3-2） 式中： K- 計算系數(shù)0.72焊縫系數(shù)1.0最低屈服強度212.4MP得P=5.9Mpa3.2 熱力計算與確定熱站數(shù)3.2.1確定計算用各參數(shù)確定粘溫關(guān)系見表3-1 表3-1溫度()293235404550粘度（cP）86.7575.9366.4553.2144.6438.73由最小二乘法lg=2.362-0.01513T 確定流態(tài)屬水力光滑區(qū)計算如下：雷諾數(shù)： e= 3000因此，屬水力光滑區(qū)，=0.0246，m=0.2