油氣管道輸送技術課程設計報告

1、 重慶科技學院油氣管道輸送技術課程設計報告 學 院: 石油與天然氣工程學院 專業(yè)班級: 油氣儲運10-3班 學生姓名: 學 號: 設計地點（單位） 石油與天然氣工程學院 設計題目: 某熱油管道工藝設計 完成日期： 2013 年 12 月 27 日指導教師評語: 成績（五級記分制）: 指導教師（簽字） : 摘 要 本設計根據課程設計任務書的設計要求并根據管道輸送工藝課程設計任務書， 輸油管道工程設計規(guī)范，石油庫設計規(guī)范，工程管道安裝手冊，輸油管道設計與管理，油氣地面工程設計手冊，石油專用管等相關設計手冊及規(guī)范進行設計。分別對輸油管線所采用輸送方式，管道規(guī)格及選材，熱泵站的位置，加熱設備的選型，泵

2、機組的選型及泵站、熱站的布置位置，校核動靜水壓，計算最小輸量，反輸工藝參數(shù)確定進行設計并進行校驗。關鍵詞：熱油 管道 工藝設計 目 錄 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30102 摘要 PAGEREF _Toc30102 I HYPERLINK l _Toc20889 1 緒論 PAGEREF _Toc20889 1 HYPERLINK l _Toc5429 2 工藝設計說明書 PAGEREF _Toc5429 1 HYPERLINK l _Toc1284 2.1 工程概況 PAGEREF _Toc1284 2 HYPERLINK l _Toc24926 2.1.1

3、 線路基本概況 PAGEREF _Toc24926 2 HYPERLINK l _Toc30189 2.1.2 輸油站主要工程項目 PAGEREF _Toc30189 2 HYPERLINK l _Toc29850 2.1.3 管道設計 PAGEREF _Toc29850 2 HYPERLINK l _Toc22517 2.2 基本參數(shù)的選取 PAGEREF _Toc22517 2 HYPERLINK l _Toc4721 2.2.1 設計依據 PAGEREF _Toc4721 2 HYPERLINK l _Toc27972 2.2.2 設計原則 PAGEREF _Toc27972 2 HYP

4、ERLINK l _Toc22051 2.2.3 原始數(shù)據 PAGEREF _Toc22051 3 HYPERLINK l _Toc27637 2.2.4 溫度參數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc27637 4 HYPERLINK l _Toc10634 2.3 其他參數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc10634 4 HYPERLINK l _Toc29211 2.3.1 工作日 PAGEREF _Toc29211 5 HYPERLINK l _Toc24297 2.3.2 油品密度 PAGEREF _Toc24297 5 HYPERLINK l _Toc9647 2.3.3 粘溫方程 PAG

5、EREF _Toc9647 5 HYPERLINK l _Toc18369 2.3.4 總傳熱系數(shù)K PAGEREF _Toc18369 5 HYPERLINK l _Toc25742 2.3.5 摩阻計算 PAGEREF _Toc25742 5 HYPERLINK l _Toc4744 2.3.6 最優(yōu)管徑的選擇 PAGEREF _Toc4744 5 HYPERLINK l _Toc4900 2.4 工藝計算說明 PAGEREF _Toc4900 6 HYPERLINK l _Toc27299 2.4.1 概述 PAGEREF _Toc27299 6 HYPERLINK l _Toc1161

6、2 2.5 確定加熱站及泵站數(shù) PAGEREF _Toc11612 6 HYPERLINK l _Toc18945 2.5.1 熱力計算 PAGEREF _Toc18945 6 HYPERLINK l _Toc17492 2.5.2 水力計算 PAGEREF _Toc17492 7 HYPERLINK l _Toc10377 2.5.3 站址確定 PAGEREF _Toc10377 8 HYPERLINK l _Toc30349 2.6 校核計算說明 PAGEREF _Toc30349 9 HYPERLINK l _Toc10 2.6.1 熱力、水力校核 PAGEREF _Toc10 9 HY

7、PERLINK l _Toc7845 2.6.2 進出站溫度校核 PAGEREF _Toc7845 9 HYPERLINK l _Toc4235 2.6.3 進出站壓力校核 PAGEREF _Toc4235 9 HYPERLINK l _Toc5348 2.6.4 壓力越站校核 PAGEREF _Toc5348 9 HYPERLINK l _Toc542 2.6.5 熱力越站校核 PAGEREF _Toc542 9 HYPERLINK l _Toc2793 2.6.6 動、靜水壓力校核 PAGEREF _Toc2793 9 HYPERLINK l _Toc6702 2.6.7 反輸運行參數(shù)的確

8、定 PAGEREF _Toc6702 10 HYPERLINK l _Toc20181 2.7 站內工藝流程的設計 PAGEREF _Toc20181 10 HYPERLINK l _Toc6314 2.8 主要設備的選擇 PAGEREF _Toc6314 11 HYPERLINK l _Toc29950 2.8.1 輸油泵的選擇 PAGEREF _Toc29950 11 HYPERLINK l _Toc24235 2.8.2 加熱爐的選擇 PAGEREF _Toc24235 11 HYPERLINK l _Toc13954 2.8.3 首末站罐容的選擇 PAGEREF _Toc13954 1

9、2 HYPERLINK l _Toc15017 2.8.4 閥門 PAGEREF _Toc15017 12 HYPERLINK l _Toc23197 3 工藝設計計算書 PAGEREF _Toc23197 13 HYPERLINK l _Toc18230 3.1 經濟管徑 PAGEREF _Toc18230 13 HYPERLINK l _Toc24413 3.1.1 經濟流速 PAGEREF _Toc24413 13 HYPERLINK l _Toc30719 3.1.2 確定管道承壓 PAGEREF _Toc30719 14 HYPERLINK l _Toc10186 3.2 熱力計算與

10、確定熱站數(shù) PAGEREF _Toc10186 14 HYPERLINK l _Toc18820 3.2.1 確定計算用各參數(shù) PAGEREF _Toc18820 14 HYPERLINK l _Toc13943 3.2.2 確定流態(tài) PAGEREF _Toc13943 14 HYPERLINK l _Toc2286 3.2.4 最小輸量下確定熱站數(shù) PAGEREF _Toc2286 16 HYPERLINK l _Toc22153 3.3 水力計算與確定泵站數(shù) PAGEREF _Toc22153 18 HYPERLINK l _Toc11234 3.3.1 迭代算出站油溫 PAGEREF _

11、Toc11234 18 HYPERLINK l _Toc2501 3.3.2 判斷翻越點 PAGEREF _Toc2501 19 HYPERLINK l _Toc12908 3.3.3 選泵確定泵站數(shù) PAGEREF _Toc12908 19 HYPERLINK l _Toc6860 3.3.4 確定站址 PAGEREF _Toc6860 20 HYPERLINK l _Toc32069 3.4 不同輸量下的布站方案 PAGEREF _Toc32069 21 HYPERLINK l _Toc6653 3.4.1 最小輸量時布站方案 PAGEREF _Toc6653 21 HYPERLINK l

12、 _Toc29335 3.4.2 最大輸量時布站方案 PAGEREF _Toc29335 21 HYPERLINK l _Toc10999 3.5 各站運行參數(shù) PAGEREF _Toc10999 23 HYPERLINK l _Toc4096 3.6 反輸計算 PAGEREF _Toc4096 24 HYPERLINK l _Toc30813 3.6.1 反輸量的確定 PAGEREF _Toc30813 24 HYPERLINK l _Toc29450 3.6.2 反輸泵的選擇 PAGEREF _Toc29450 24 HYPERLINK l _Toc14627 3.7 設備選取 PAGER

13、EF _Toc14627 25 HYPERLINK l _Toc4139 3.7.1 輸油站儲罐總容量 PAGEREF _Toc4139 25 HYPERLINK l _Toc27660 3.7.2 輸油主泵的選擇 PAGEREF _Toc27660 25 HYPERLINK l _Toc24240 3.7.3 給油泵選擇 PAGEREF _Toc24240 25 HYPERLINK l _Toc14432 3.7.4 加熱爐選取 PAGEREF _Toc14432 25 HYPERLINK l _Toc2343 3.7.5 電動機選擇 PAGEREF _Toc2343 264 HYPERLI

14、NK l _Toc25911 結 論 PAGEREF _Toc25911 27 HYPERLINK l _Toc28171 參考文獻 PAGEREF _Toc28171 281 緒 論 長輸管道設計是對油氣儲運專業(yè)本科綜合素質和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對其專業(yè)知識學習的一次綜合考驗。本設計主要內容包括：由經濟流速確定經濟管徑，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)，校核動靜水壓等等。此設計管材采用X70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。設計主要內容包括

15、：確定經濟管徑、站址確定、調整及工況校核、設備選型、反輸計算、站內工藝流程設計和開爐開泵方案；在此次課程設計中使自己不但系統(tǒng)了學習了以前的知識，還有了對管輸設計更深刻的理解。 2 工藝設計說明書2.1 工程概況2.1.1 線路基本概況本設計依據某油田實際情況，由工建情況，結合人文地理環(huán)境等方面通過綜合分析確定線路走向。管線全長350km，管線經過區(qū)域地勢起伏較大。管線設計為密閉輸送，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 本管線設計年輸量為1500萬噸年，綜合考慮沿線的地理情況，貫徹節(jié)約占地

16、、保護環(huán)境和相關法律法規(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，兼顧地區(qū)的布站方針，采用方案如下：設立熱泵站四座，即首站和三座中間站，均勻布站。本次設計中管道采用可減少蒸發(fā)損耗，流程簡單，固定資產投資少，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油品進行加熱的方法存在種種弊端，本次設計將熱油循環(huán)工藝也包括在內，而且設有專用泵和專用爐，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 管道設計 本

17、設計中選擇的管道為外徑660，壁厚10.0mm，管材為X70的管道。由于輸量較大，且沿線地溫較高，故從經濟上分析，本管道不采用保溫層。2.2 基本參數(shù)的選取 2.2.1 設計依據 管道輸送工藝課程設計任務書 中國石油大學儲運教研室 輸油管道工程設計規(guī)范 GB 502532003 石油庫設計規(guī)范 GBJ 74 工程管道安裝手冊 中國石化出版社 輸油管道設計與管理 中國石油大學出版社 其它有關法規(guī)及技術文件 2.2.2 設計原則 (1) 設計中貫徹國家有關政策，積極采用新工藝、新技術、新設備和新材料，做到技術先進、經濟合理、安全使用、確保質量； (2) 保護環(huán)境，降低能耗，節(jié)約土地；處理好與鐵路、

18、公路、空運、水路間的相互關系，在滿足管線設計要求的前提下，充分利用管線的承壓能力以減少不必要的損耗； (3) 積極采用先進技術、合理吸取國內外新的科技成果。管線線路選擇應根據沿線的氣象、水文、地形、地質、地震等自然條件和交通、電力、水利、工礦企業(yè)、城市建設等的現(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比較確定； (4) 采用地下埋設方式。受自然條件的限制時，局部地段可采用土堤埋設或地上敷設。 (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(1) 最大設計輸量為1500萬噸/年；生產期生產負荷（各年輸量與最

19、大輸量的比率）見下表2-1：年 1234567891011121314生產負荷（%）608090100100100100100100100100908060 表2-1 生產期生產負荷表(2) 年最低月平均溫度3C；(3) 管道中心埋深1.8m；(4) 土壤導熱系數(shù)1.8w/(mC)；(5) 瀝青防腐層導熱系數(shù)0.18w/（mC)；(6) 原油物性20的密度880kg/m；初餾點80；反常點20；凝固點22；比熱2.1kJ/(kgC)；燃油熱值4.110kJ/kg。(7) 粘溫關系: 3543 lg=2.86924-0.026477137T 4365 lg=2.594060-0.02004657

20、T (8)行壓力9.0MPa，熱站和泵站壓力損失分別為10m，熱泵站為30m，進站壓頭為80m，末站剩余壓頭60m。 (9) 沿程里程、高程（管道全程350km）數(shù)據見表2-2： 表2-2 管道縱斷面數(shù)據里程（km）046.0107.9153.0203.0232.9297.7350.0高程（m）3050804020585058 2.2.4 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。由于本設計采取先爐后泵的方式，則加熱溫度不應高于初餾點，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

21、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) 進站油溫 加熱站進站油溫的確定主要取決于經濟比較。對于凝點較高的含蠟原油，由于在凝點附近粘溫曲線很陡，故其經濟進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隨熱處理條件不同而不同，故應考慮最優(yōu)熱處理條件及經濟比較來選擇進出站溫度。綜合考慮，借鑒經驗數(shù)據，初步設計進站溫度T=35。 (3) 平均溫度 當管路的流態(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)

22、350天。 2.3.2 油品密度 根據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 =2.362-0.0153T (2-3) 2.3.4 總傳熱系數(shù)K管道傳熱由：(1) 管壁、瀝青防腐層的熱傳導 (2) 管外壁周圍土壤的傳熱 (2-4) (2-5) 式中:i導熱系數(shù)，w/(mC)； t土壤導熱系數(shù)，w/(mC)； 1油流至管內壁的放熱系數(shù)，w/（m2C)； 2管壁至土壤放熱系數(shù)，w/（m2C)； ht管中心埋深，1.8m； Dw管道最外圍的直徑，m； Dw管道最外圍的直徑，m。 2.3.5 摩阻計算 當管

23、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。 管道設計參數(shù)： (1) 熱站、泵站間壓頭損失10m； (2) 熱泵站內壓頭損失30m； (3) 年輸送天數(shù)為350天； (4) 首站進站壓力80m。 2.3.6 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費用，降低了輸油的動力消耗，但同時也增加了管路的建設費用。根據目前國內加熱輸油管道的實際經驗，熱油管道的經濟流速在1.52.0m/s范圍內。經過計算，最終選定為外管徑26英寸，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

24、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，導致了管道壓降大，動力費用高，運行不經濟，且在冬季極易凝管，發(fā)生事故，所以在油品進入管道前必須采取降凝降粘措施。目前國內外很多采用加入降凝劑或給油品加熱的辦法，使油品溫度升高，粘度降低，從而達到輸送目的。本管線設計采用加熱的辦法，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地位。熱油沿管路流動時

25、，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。因此設計管路時，必須先進行熱力計算，然后進行水力計算，此外，熱油管的摩阻損失應按一個加熱站間距來計算。全線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和管外壁至周圍土壤的傳熱，由于本設計中所輸介質的要求不高，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

26、周圍介質的溫度取最冷月土壤的平均溫度，以加權平均溫度作為油品的物性計算溫度。由于設計流量較大，據經驗，將進站溫度取為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 : (2-6) (2-7) (2-8) 式中:運動粘度； Q流量，m3/s； d內徑，m； e管內壁絕對粗糙度，m。 經計算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 由最小輸量進行熱力計算確定加熱站數(shù) 加熱站間距LR的確定 LR= (2-9) 式中:=, b=， T0管道埋深處年最低月平均地溫， 取3； G原油的質量流量，/s； C油品比熱，kJ/（kg

27、）； i水力坡降。 加熱站數(shù) NR= 經計算，需要設4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，經過計算，確定出站油溫為40。由粘溫關系得出粘度等數(shù)據，為以后計算打好基礎。為了便于計算和校核，本設計中將局部摩阻歸入一個加熱站的站內摩阻，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 (2-10) i= (2-11)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 (2-12

28、) 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。 選型并根據設計任務書中的已知條件， 202019HSB H=322-6.982410-5Q1.75 計算管道承壓確定站內泵的個數(shù)： 管道承壓 P= 確定站內泵的個數(shù): n 確定泵站書: Np= (2-13) 經計算，需要設4個泵站 2.5.3 站址確定根據地形的實際情況，本著熱泵合一的原則，進行站址的調整。確定站址，除根據工藝設計要求外，還需按照地形、地址、文化、氣

29、象、給水、排水、供電和交通運輸?shù)葪l件，并結合施工、生產、環(huán)境保護，以及職工生活等方面綜合考慮，當熱站數(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，應滿足： (1)進站油溫為35； (2)根據進站油溫反算出的出站油溫應低于管道允許的最高出站油溫； (3)進站壓力應滿足泵的吸入性能； (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12345站類型熱泵站熱泵站熱泵站熱泵站末站里程（km）087.5175262.5350.0高程(m)3077.234.554582.6 校核計算說明 2.6.1 熱力、水力校核 由于對站址的綜合

30、考慮，使熱站、泵站的站址均有所改變，因此必須進行熱力、水力校核。求得站址改變后的進出站溫度、壓力，以確保管線的安全運行。 2.6.2 進出站溫度校核 不同輸量下由進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 進出站壓力校核 不同輸量下，利用反算出的出站油溫，得出水力坡降，近而得出進出站壓力，出站壓力滿足摩阻等要求。各站進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，從而導致沿程摩阻減小，為了節(jié)約動力費用，可以進行

31、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，并對其的進出站壓力進行確定以滿足要求，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，并根據此輸量計算越站時所需壓力，并校核其是否超壓。 2.6.5 熱力越站校核 當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 2.6.6 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

32、行情況有關，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。 2.6.7 反輸運行參數(shù)的確定 當油田來油不足時，由于流量小，溫降快導致進站油溫過低或者由于停輸?shù)仍?，甚至出現(xiàn)凝管現(xiàn)象，需進行反輸。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。經過一系列的校核，選擇的站址滿足要求。2.7 站內工藝流程的設計 輸油站的工藝流程是指油品在站內的流動過程，實際上是由站內管道、器件、閥門所組成的，并與其他輸油設備相

33、連的輸油系統(tǒng)。該系統(tǒng)決定了油品在站內可能流動的方向、輸油站的性質和所能承擔的任務。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；站內循環(huán)或倒罐；停輸再啟動。 (2) 便于事故處理和維修。 (3) 采用先進技術及設備，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)揮設備性能，節(jié)約投資，減少經營費用輸油站工藝流程： (1) 首站接受來油、計量、站內循環(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

34、，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 主要設備的選擇 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

35、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：202019HSB 額定流量為2850m/h (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：202019HSB (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)事故工況時進行反輸，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。經計算滿足要求。 2.8.2 加熱爐的選擇選爐原則：(1) 應滿足加熱站的熱負荷要求，爐效高； (2) 為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。 加熱站的熱負荷

36、由下面的公式計算： Q=Gc(TR-TZ) （2-16） 式中:Q加熱站的熱負荷，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,5000kw 2.8.3 首末站罐容的選擇 （2-17） 式中:m年原油輸轉量，kg； V所需罐容，m； -儲油溫度下原油密度，kg/m； 利用系數(shù),浮頂罐 0.9； T原油儲備天數(shù)，首站3天，末站5天。 2.8.4 閥門 根據規(guī)范及各種閥門的用途，站內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

37、動閘閥 (3)串聯(lián)泵出口用閘閥 (4) 出站處設調節(jié)閥閥組 (5) 為防止泵出口管線超壓，泵出口管線上設高壓泄壓閥 (6) 熱泵站設低壓泄壓閥 (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) 閥門的公稱直徑應與管線的公稱直徑相同 (2) 閥門的公稱壓力應大于閥門安裝處的壓力。 3 工藝設計計算書 3.1 經濟管徑 (3-1) 式中：d經濟管徑（m） Q質量流量（kg/s） v經濟流速（m/s） 原油密度（kg/m） 選定: 進站油溫T=35C 出站油溫T=60C T=（60+235）=42.67C = 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m Q=G/

38、=496.03/864.56=0.570m/s 3.1.1 經濟流速 含蠟原油經濟流速在1.5m/s2.0 m/s之間 當v=1.5m/s時： d=694mm 當v=2.0m/s時： d=603mm 選擇管徑的范圍為603mm和694mm之間。 選管：由國產鋼管部分規(guī)格初步選定鋼管，取D=660mm =10.0mm d=640mm 式中： 管道外徑； 管子壁厚； 管道內徑。 反算經濟流速 v=1.77m/s 經濟流速在1.5m/s2.0m/s之間，故所選管徑符合要求3.1.2 確定管道承壓 管道材料選定為X70鋼 (3-2)其中： =K所以p=2=20.006176.4/0.219=9.666

39、Mpa=1140米油柱，此為管道最大承壓3.2 熱力計算與確定熱站數(shù) 3.2.1 確定計算用各參數(shù)粘溫關系: 3543 lg=2.86924-0.026477137T 4365 lg=2.594060-0.02004657T 3.2.2 確定流態(tài) 屬水力光滑區(qū) 計算如下： 雷諾數(shù)： 3543 時: 4365 時: 因此，屬水力光滑區(qū)，=0.0246，m=0.25水利坡降：m/m 3.2.3 總傳熱系數(shù)的確定 (3-3) 其中，管外壁至大氣放熱系數(shù)： (3-4) 紊流時管內放熱系數(shù)對K影響很小，可忽略。 土壤導熱系數(shù)： =1.8w/(mC) 管中心埋深 ： h=1.8m 瀝青防腐層一般6mm9m

40、m, 這里取6mm 即瀝青防腐層：厚度=6mm,導熱系數(shù)=0.18w/mC 計算如下： 確定總傳熱系數(shù)：=1.88 k=1.75w/mC 3.2.4 最小輸量下確定熱站數(shù) 站間距： (3-5) 式中： 熱站數(shù): 平均站間距: 熱力布站及校核 初步在0km,87.5km,175km,262.5km 反算出站油溫：T=55.8 T=35 則根據得： 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m 該溫度下流量:Q=0.345 m/s 因為: 則: 圓整取n=4 根據上述過程,迭代一次,得到出站溫度T=52.4,兩次相差小于1 ,所以出站溫度取52.4.滿足要求。綜上，最小輸量時取加熱

41、站為四個。3.3 水力計算與確定泵站數(shù) 3.3.1 迭代算出站油溫 由于最小輸量下加熱站數(shù)為四個，從經濟角度考慮，最大輸量下加熱站數(shù)也取四個。假設 b=0 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m Q=0.570m/s 進站油溫T=35 出站油溫T=42 3.3.2 判斷翻越點 根據翻越點定義判斷107.9km,和232.9km處可能是翻越點。其中0km處高程30m 107.9km處高程80m 232.9km處高程58m從起點到終點所需壓頭為: 從起點到107.68km處所需壓頭為: 從起點到232.9km處所需壓頭為: 經過判斷，全線沒有翻越點。 3.3.3 選泵確定泵站

42、數(shù)沿程總摩阻： h為站內摩阻 泵站數(shù)： ,其中，hc為站內損失選泵為：202019HSB H=322-6.982410-5Q1.75一臺泵揚程H=277.64m 根據泵特性曲線和管路特性曲線做出圖3-1： 圖 3-1 根據圖3-1可知:三臺泵串聯(lián)揚程H=732.36m 所以: 總共選4臺 其中1臺備用 取整 n=4 3.3.4 確定站址 初步泵址為0km,87.5km,175km,262.5km 校核如下： 最小流量時:1臺泵的揚程H=303m,2臺泵H=534m,3臺泵H=801m 首站 進站壓力 80m 出站壓力:80+801-30=851m 3#中間站 進站壓力:851-0.00291.

43、017501000-(90-30)-30=249.5m 出站壓力:249.5+534-30=753.5(2個泵運行) 末站 進站壓力:755.5-0.00291.011751000-(90-30)-30=212m 最大流量時:1臺泵的揚程H=277.64m,2臺泵H=488.24m,3臺泵H=732.36m 首站 進站壓力:80 m 出站壓力:80+732.36-30=782.36m 2#站 進站壓力:782.36-0.0071.0187.51000-(77.25-30)=200.5m 出站壓力:200.5+488.24-30=658.86m (2泵運行) 3#站 進站壓力:658.86-0.

44、0071.0187.51000(34.5-77.25)=81.26 出戰(zhàn)壓力:81.26+732.36-30=783.62m 4#站 進站壓力:783.62-0.0071.0187.51000-(28.63-34.5)=168.62m 出站壓力:168.62+488.24-30=656.62m(2泵運行) 末站 進站壓力:656.62-0.0071.0187.51000(47.5-34.5)=60m 進出站壓力經校核均滿足要求。3.4 不同輸量下的布站方案 3.4.1 最小輸量時布站方案 最小輸量時，確定熱站數(shù)為四個。出站溫度TR=52.4進站溫度TZ=35則根據 得： 880-0.681(4

45、2.67-20)=864.56kg/m Q=0.350 m/s 沿程總摩阻：泵的揚程H=322-6.982410-5Q1.75三臺泵串聯(lián)，泵站的揚程H=801泵站數(shù): 綜上，最小輸量時，布站情況為：四個熱站，兩個泵站。3.4.2 最大輸量時布站方案 最大輸量時： 由于最小輸量時加熱站數(shù)為四個，從經濟環(huán)保角度考慮，最大數(shù)量時可調整成四個加熱站。下面反算設兩個加熱站時的出站溫度。仍取進站溫度T=35。假設 b=0 Q=0.570 m/s 滿足要求。前面已計算出最大輸量時的泵站數(shù)為四個。綜上，最終布站情況為四個熱站，四個泵站。 按照熱泵和一的原則可得各站站址如下表3-2： 表 3-2里程（km）08

46、7.5175262.5350高程（m）3077.234.55458布站情況首站1#熱泵站2#熱泵站3#中間站熱泵站4#熱泵站末站3.5 各站運行參數(shù) 3.5.1 輸量最大時參數(shù) 計算結果如下表3-3：四泵站二熱站 表 3-3里程（km）087.5175262.5350高程（m）3077.234.55458進站溫度（）35/35/35出站溫度（）42/42/35進站壓力（m）80202.2685.26174.6224.2泵站揚程（m）732.36488.24732.36488.240出站壓力（m）782.36660.86787.62662.6260 3.5.2 60%輸量時參數(shù) 計算見表3-6 四熱站兩泵站 表 3-6里程（km）087.5175262.5350高程（m）3077.234.55458進站溫度（）3535353535出站溫度（）52.452.452.452.435進站壓力（m）80/251.5/214泵站揚程（m）801/5