畢業(yè)設(shè)計--原油管道初步設(shè)計

1、<p>　　**原油管道初步設(shè)計</p><p><b>　　學(xué)生姓名：**</b></p><p><b>　　學(xué) 號：**</b></p><p>　　專業(yè)班級：油氣儲運工程 **班</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p>&

2、lt;p>　　2006年6月18日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　**管線工程全長865km，年設(shè)計最大輸量為506萬噸，最小輸量為303.6萬噸，生產(chǎn)期14年。</p><p>　　管線沿程地形較為起伏，最大高差為346.8m，經(jīng)校核全線無翻越點；在較大輸量時可熱力越站，較小輸量時可壓力越站。</p

3、><p>　　輸油管采用瀝青加強級外保護的防腐措施。全線共設(shè)熱泵站12座，管線埋地鋪設(shè)。管材采用406.4×8.0，X65的直弧電阻焊鋼管；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。管線上設(shè)有壓力保護系統(tǒng)，出站處設(shè)有泄壓裝置，防止水擊等現(xiàn)象，壓力過大造成的危害。</p><p>　　首站流程包括收油、存儲、正輸

4、、清管、站內(nèi)循環(huán)、來油計量及反輸?shù)裙δ?；中間站流程包括正輸、反輸、越站、收發(fā)清管球等功能。采用SCADA檢測系統(tǒng)，集中檢測、管理，提高操作的安全性和效率。</p><p>　　由計算分析證明該管線的運行可收到良好的效益并有一定的抗風(fēng)險能力。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 管型；輸量；熱泵站；工藝流程</p><p><b>　　ABSTRACT</b

5、></p><p>　　The design of ** pipeline engineering for oil transportation is complete on June 2006.The whole length of the pipeline is 865 kilometer and the terrain is plan.</p><p>　　The maximu

6、m of transport capacity is 506 million ton per year and minimum of throughout is 303.6 million ton per year.</p><p>　　The choice of main equipment and determination of station site are based on the condition

7、 of every throughout. After the technical evaluation , one type of steel pipeline called X65 is select. The optimum diameter is 404.6 millimeter and the wall thicket is 8.0 millimeter. The maximum pressure of operating f

8、or design is 450MP.</p><p>　　In order to reduce the loss of heat, the pipeline is buried under the ground. The pipeline is coated with 7-millimeter thick anti-corrosion asphalt layer and impressed current ca

9、tholic protection to protect the pipe from corrosion.</p><p>　　The process of transportation is pump-to-pump tight line operation. Crude oil is heated at first and the pump in each station. There are three 2

10、20D-65×10pumps are equipped as the transporting pump. The process of flows in the station includes: collecting crude oil; forward transportation; reverse pumping over station and circulation in the station.</p>

11、;<p>　　Along the main line, oil transportation included head station, intermediate heating and pumping station, and terminal station.</p><p>　　Through the benefit analysis and feasibility study of ope

12、ration, the project has a good economic benefit and the design is feasible. </p><p>　　Keywords ：pipeline corrosio

13、n ；pump-to-pump station ；analysis</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第一章 工藝計算說明書1</p><p>　　1.1 設(shè)計原始數(shù)據(jù)1</p><p>　　1

14、.2 基礎(chǔ)計算及經(jīng)濟管徑的選取3</p><p>　　1.3 熱力計算5</p><p>　　1.4 水力計算8</p><p>　　1.5 反輸計算11</p><p>　　1.6 輸油工藝及主要設(shè)備選型12</p><p>　　第二章工藝設(shè)計計算書16</p><p>　　2.

15、1 基礎(chǔ)計算16</p><p>　　2.2 工況計算19</p><p>　　2.3 設(shè)備選型26</p><p>　　2.4 開泵方案30</p><p>　　2.5 反輸計算37</p><p><b>　　結(jié)論41</b></p><p><b&g

16、t;　　致謝42</b></p><p><b>　　參考文獻43</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　“輸油管道初步設(shè)計”是石油儲運專業(yè)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容之一。</p><p>　　本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，依據(jù)國家頒發(fā)的長輸管道設(shè)計有關(guān)規(guī)定進行的，整個設(shè)

17、計有利于鞏固和豐富專業(yè)知識,更能提高認識能力，是走上工作崗位的一個重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　此設(shè)計管材采用406.4×8.0，X65的直弧電阻焊鋼管；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。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)計和冬、夏兩季正輸?shù)拈_爐開泵方案；繪制首站

18、及中間熱泵站的工藝流程圖、首站的平面布置圖、泵房安裝圖、管道的縱斷面圖。此外還進行了一定量的外文翻譯。</p><p>　　第一章 工藝計算說明書</p><p>　　1.1 設(shè)計原始數(shù)據(jù)</p><p>　　1.1.1 設(shè)計準則</p><p>　　1.1.1.1 設(shè)計依據(jù)</p><p>　　《**輸油管道初步

19、設(shè)計》任務(wù)書 中國石油大學(xué)儲運教研室</p><p>　　《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》 GB 50253—2003</p><p>　　《石油庫設(shè)計規(guī)范》 GBJ 74</p><p>　　《工程管道安裝手冊》 中國石化出版社</p><p>　　《輸油管道設(shè)計與管理

20、》 中國石油大學(xué)出版社</p><p>　　其它有關(guān)法規(guī)及技術(shù)文件</p><p>　　1.1.1.2 設(shè)計原則 </p><p>　?。?）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、經(jīng)濟合理、安全使用、確保質(zhì)量；</p><p>　?。?）保護環(huán)境，降低能耗，節(jié)約土地；處理

21、好與鐵路、公路、空運、水路間的相互關(guān)系；</p><p>　?。?）積極采用先進技術(shù)、合理吸取國內(nèi)外新的科技成果。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； </p><p>　　（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)

22、。 </p><p>　　1.1.2 工程原始數(shù)據(jù)及參數(shù)</p><p>　　1.1.2.1 最大設(shè)計輸量：506萬噸/年</p><p>　　表1-1 生產(chǎn)期生產(chǎn)負荷（各年輸量與最大輸量的比率）</p><p>　　1.1.2.2 年最低月平均溫度：1℃ 年最高月平均溫度：21℃</p><p>　　管道中心

23、埋深： 1.5m 土壤導(dǎo)熱系數(shù)： 1.4w/m℃</p><p>　　瀝青絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)： 0.15w/m℃</p><p>　　表1-2 沿程里程、高程表（管道全長865千米）</p><p>　　1.1.3 運行參數(shù)的選取</p><p>　　1.1.3.1 出站油溫TR </p><p>　　（1

24、）管線采用密閉流程，先爐后泵，加熱溫度不應(yīng)高于原油初餾點以免影響泵的吸入性能；</p><p>　?。?）由于有瀝青防腐層出站油溫不應(yīng)高于瀝青的軟化點（70℃）；</p><p>　　（3）原油含水最高溫度小于100℃；</p><p>　?。?）含蠟原油高于凝點38～40℃時，粘溫曲線較平緩，提高油溫對摩阻影響不大。</p><p>　　所

25、以初取TR=68℃</p><p>　　1.1.3.2 進站油溫 TZ </p><p>　　加熱站進站油溫主要取決于經(jīng)濟比較，對于凝點較高的含蠟原油，由于在凝點附近是粘溫曲線很陡，故其經(jīng)濟進站溫度常略高于凝固點；</p><p>　　本設(shè)計中輸送的油品含蠟量和膠質(zhì)含量均較高，并鑒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(yīng)在熱處理實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)最

26、優(yōu)熱處理條件及經(jīng)濟比較來選擇進出站溫度。</p><p>　　凝點34.5℃，進站油溫要略高于凝點；</p><p>　　所以初取 TZ=38℃</p><p>　　1.1.3.3 摩阻計算 </p><p>　　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。 </p><p>　　管道設(shè)計參數(shù)：

27、（1）熱站、泵站間壓頭損失15m；</p><p>　?。?）熱泵站內(nèi)壓頭損失30m；</p><p>　?。?）進站壓力范圍一般為30~80m；</p><p>　?。?）輸送天數(shù)為350天；</p><p>　　（5）首站進站壓力60m。</p><p>　　1.2 基礎(chǔ)計算及經(jīng)濟管徑的選取</p>

28、<p>　　1.2.1 粘溫方程（根據(jù)任務(wù)書中的已知條件使用最小二乘法計算）為</p><p>　　原油析蠟點T=42.29℃ </p><p>　　㏒ν=-0.0965t-0.854 t 38～40℃ （1-1）</p><p>　　㏒ν=-0.011t-4.47 t 50～70℃ （1-2）

29、</p><p>　　1.2.2 輸油溫度下的密度ρt</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 、 —溫度為℃及℃時的油品密度,kg/m；</p><p>　　原油在20℃時的密度ρ20=896.5 ㎏/m3</p><p><b>　　—溫度糾正系

30、數(shù)，</b></p><p>　　，kg/(m·℃ )</p><p>　　1.2.3 平均溫度 </p><p>　　Tpj=(TR+ 2TZ) （1-4）</p><p>　　式中：TR—出站油溫 ℃</p><p><b>　　TZ—進站

31、油溫 ℃</b></p><p>　　1.2.4 總傳熱系數(shù)K</p><p>　　管道傳熱由：（1）油流至管內(nèi)壁的熱傳導(dǎo)；</p><p>　?。?）管壁、瀝青防腐層的熱傳導(dǎo)；</p><p>　　（3）管外壁周圍土壤的傳熱。</p><p>　　=+∑㏑+ （1-5）</p

32、><p>　　當(dāng)（）〉2時： = （1-6）</p><p>　　式中：Di，Di+1—鋼管、瀝青防腐層的內(nèi)徑和外徑 m</p><p>　　λi—導(dǎo)熱系數(shù) w/m℃ </p><p>　　Dw—管道最外圍的直徑 m</p><p>　　—油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù) w/m2℃</p>

33、;<p>　　—管壁至土壤放熱系數(shù) w/m2℃</p><p>　　λt—土壤導(dǎo)熱系數(shù) w/m℃</p><p>　　ht—管中心埋深 1.5m</p><p>　　δ—瀝青防腐層厚度7㎜</p><p>　　1.2.5 經(jīng)濟管徑的選取</p><p>　　在規(guī)定輸量下，若選用較大的管徑，可降低輸送壓力，

34、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。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，采用經(jīng)濟流速法確定經(jīng)濟管徑。目前我國含蠟原油管道經(jīng)濟流速一般為1.5～2.0m/s,計算時取值1.8m/s,由最大流量和經(jīng)濟流速計算得經(jīng)濟管徑，查API標準鋼管規(guī)格確定標準管徑及壁厚。</p><p>　　1.2.5.1 初算管徑</p><p&

35、gt;<b>　?。?-7）</b></p><p>　　—流速，m/s； —管道內(nèi)直徑，m</p><p>　　由式（1-7） ==382.7mm</p><p>　　根據(jù)國產(chǎn)鋼管部分規(guī)格初步選定管子，其規(guī)格為：mm mm D=406.4mm</p><p>　　1.2.5.2 反算流速</p>

36、<p>　　由式（1-7） ＝1.73m/s （合適）</p><p>　　查標準選擇管子 Φ406.4*8.0 內(nèi)徑390.4㎜ </p><p><b>　　1.3 熱力計算</b></p><p>　　1.3.1 工藝計算說明</p><p>　　對于高含蠟及易凝易粘油品的管道輸送，如果直

37、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，使油品溫度升高，粘度降低，從而達到輸送目的。</p><p>　　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。&

38、lt;/p><p>　　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，必須先進行熱力計算，然后進行水力計算，此外，熱油管的摩阻

39、損失應(yīng)按一個加熱站間距來計算。全線摩阻為各站間摩阻之和。</p><p>　　1.3.2 熱力計算說明</p><p>　　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記。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

40、流狀態(tài)下對傳熱系數(shù)值的影響可忽略；</p><p>　　由于本設(shè)計中所輸介質(zhì)為高粘原油，故而在熱力計算中考慮了摩擦生熱對溫升的影響；</p><p>　　計算中周圍介質(zhì)的溫度T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。</p><p>　　1.3.3 流態(tài)判斷</p><p>　　Re =

41、 （1-8）</p><p>　　臨界雷諾數(shù) Re1 = ε= e=0.1 (1-9)</p><p>　　式中： d—內(nèi)徑 m</p><p>　　e—管內(nèi)壁絕對粗糙度 m</p><p>　　經(jīng)計算 3000﹤Remin﹤Remax﹤Re1 所以各流量下流態(tài)均處于水力光滑區(qū)。</p

42、><p>　　1.3.4 加熱站數(shù)確定</p><p>　　由最小輸量進行熱力計算確定加熱站數(shù)</p><p>　　加熱站間距LR的確定</p><p>　　LR=㏑ 加熱站數(shù) NR= （1-10）</p><p>　　i=β （1-11）</p&

43、gt;<p>　　式中： = b= （1-12）</p><p>　　T0—管道埋深處年最低月平均地溫 取5.2℃</p><p>　　G—原油的質(zhì)量流量 ㎏/s</p><p>　　C—油品比熱 KJ/kg℃ 取2.2 KJ/kg℃</p><p><b>　　i—水

44、力坡降</b></p><p>　　β,m—由流態(tài)確定，因為處于水力光滑區(qū)</p><p>　　m=0.25,β=0.0246</p><p>　　Q—體積流量 m3/s</p><p>　　由式（1-11）（1-12） </p><p>　　=＝＝9.08×10-6</p><

45、;p><b>　　==1.88℃</b></p><p>　　由式（1-10）==68.8km</p><p>　　NR＝＝12 </p><p>　　取NR=12，即設(shè)12個加熱站</p><p>　　所以加熱站間距 ＝＝72.1km</p><p><b>　　1.4

46、水力計算</b></p><p>　　當(dāng)管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時，摩阻僅與粘度的0.25次方成正比，可按平均溫度下的油流粘度，用等溫輸送的方法計算加熱站間摩阻；</p><p>　　先根據(jù)流量和管徑判斷流態(tài)。在大于35℃時一直處于紊流水力光滑區(qū)，由平均溫度求出平均粘度，再由列賓宗公式計算站間摩阻；</p><p>　　為了便于計算和校核，本設(shè)計中將局部摩

47、阻歸入一個加熱站的站內(nèi)摩阻，而忽略了站外管道的局部摩阻損失；</p><p>　　由最大輸量進行水力計算確定泵站數(shù)。 </p><p>　　1.4.1 確定出站油溫</p><p>　　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。</p><p>　　TR=T0+b+(TZ-T0-b) （1-

48、13）</p><p>　　1.4.2 管道沿程摩阻</p><p>　　H總=iL+△Z+∑ （1-14）</p><p>　　式中：△Z—起終點高差 m</p><p>　　∑hj—局部壓頭損失 m </p><p>　?。ㄩL輸管道沿線的局部摩阻損失不大，一般占沿程摩阻的

49、1%） </p><p>　　1.4.3 判斷有無翻越點</p><p>　　經(jīng)判斷，全程無翻越點。</p><p>　　1.4.4 泵的選型及泵站數(shù)的確定</p><p>　　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，所以選用并聯(lián)多級泵。</p><p>　　選型并根據(jù)設(shè)計任務(wù)書

50、中的已知條件，運用最小二乘法求出泵的特性方程：</p><p>　　200D-65×10 H=795-0.006415Q 額定流量280m/h，</p><p>　　計算管道承壓確定站內(nèi)泵的個數(shù)：</p><p>　　管道承壓(查規(guī)范) P= (1-15)</p><p>　　H=

51、 (1-16)</p><p>　　確定站內(nèi)泵的個數(shù) n<</p><p>　　確定泵站數(shù) Np= (1-17)</p><p>　　經(jīng)計算，需要設(shè)12個泵站</p><p>　　1.4.5 站址確定及工況校核</p><p>　　1.

52、4.5.1站址確定 </p><p>　　根據(jù)地形的實際情況，本著熱泵站合一的原則，進行站址的調(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，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：</p><p>　?。?）進站油溫為38

53、℃；</p><p>　?。?）根據(jù)進站油溫反算出的出站油溫應(yīng)低于管道允許的最高出站油溫；</p><p>　?。?）進站壓力應(yīng)滿足泵的吸入性能；</p><p>　?。?）出站壓力不超過管線承壓能力。</p><p>　　所以可以設(shè)12個熱泵站，等間距布置。</p><p>　　1.4.5.2 工況校核 </p

54、><p>　　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。</p><p>　　各站進站壓力均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，校核合格。</p><p>　　1.4.5.3 壓力越站校核</p><p>　　為了節(jié)

55、約動力費用，可以進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。</p><p>　　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)此輸量計算越站時所需壓力，并校核其是否超壓。</p><p>　　1.4.5.4 熱力越站校核</p

56、><p>　　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，可以進行的熱力越站。</p><p>　　1.4.5.5 動、靜水壓力校核</p><p><b>　?。?）動水壓力校核</b></p><p>　　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

57、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。</p><p><b>　?。?）靜水壓力校核</b></p><p>　　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，由縱斷面圖可知動水壓力也滿足輸送要求。</p><p><b>　　1.

58、5 反輸計算</b></p><p>　　在下列情況下需要進行反輸計算：</p><p>　　輸量低于最小設(shè)計輸量時，需正反輸以滿足輸送要求；</p><p>　　管線投產(chǎn)時，需設(shè)正反輸以預(yù)熱管線；</p><p>　　管線停輸時，需反輸防止凝管。</p><p>　　1.5.1 反輸量的確定</p&

59、gt;<p>　　為了防止浪費，反輸量應(yīng)該越小越好，但相應(yīng)地增加了加熱爐的熱負荷，在設(shè)計中，根據(jù)實際情況的最小負荷為反輸輸量。</p><p>　　(1-18) 由式(1-18) </p><p><b>　　〉60%G</b></p><p>　　所以： G=100.4kg/s Q=0.1242m=447.1

60、2 m/h</p><p><b>　　由式(1-14)</b></p><p>　　最高點在433.8×103m處，高程1249m</p><p>　　H1=1141.97m</p><p>　　終點0m處，高程927.7m</p><p>　　H2=1942.3m</p>

61、<p>　　因H1 <H2，所以此管路無翻越點</p><p>　　1.5.2 反輸泵的選取</p><p>　　反輸泵可充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，經(jīng)校核滿足熱力、水力及壓力越站要求；末站反輸泵不宜過大，經(jīng)計算知可選用并聯(lián)泵,泵參數(shù)的選取見后計算書。</p><p>　　1.6 輸油工藝及主要設(shè)備選型</p><p>　　1.6

62、.1 工藝選取</p><p>　　1）管線采用密閉式輸送，直接加熱方式；</p><p>　　2）中間泵站和末站的進站管道，設(shè)置就地控制的壓力超壓限泄壓閥；</p><p>　　3）站內(nèi)調(diào)節(jié)方式采用節(jié)流調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，由站控系統(tǒng)實施；</p><p>　　4）出站管線設(shè)出站壓力調(diào)節(jié)閥；</p><p>　　5）加熱爐

63、加設(shè)緊急放空設(shè)備；</p><p>　　6）中間站泄壓罐兼做燃料油罐。</p><p><b>　　1.6.2 機泵</b></p><p><b>　　選泵原則：</b></p><p>　　為便于維修和管理，盡量選取同系列泵；</p><p>　　盡量滿足防爆、防腐或露天

64、安裝使用地要求；</p><p>　　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。</p><p>　　1.6.2.1 給油泵</p><p>　　選泵原則：大排量、低揚程、高效率；另設(shè)泵房，也可作倒罐，站內(nèi)循環(huán)，輔助增壓之用。</p><p>　　1.6.2.2 輸油主泵</p>

65、<p><b>　　選泵原則：</b></p><p>　　①滿足管線輸量要求，使泵在各輸量下均在高效區(qū)工作；</p><p>　?、诔浞掷霉芫€承壓能力，減少泵站數(shù)，降低工程造價。</p><p><b>　　故所選輸油主泵為：</b></p><p>　　200D-65×1

66、0 H=795-0.006415Q (1-19)</p><p>　　額定流量280m/h，</p><p>　　選泵方案見后計算書。</p><p><b>　　1.6.3 儲油罐</b></p><p>　　首、末站的油罐分別用來調(diào)節(jié)來油、收油（轉(zhuǎn)運）單位與管道的輸量不平衡，罐容較大。由實際

67、輸量的要求，首、末站各設(shè)15000m的油罐4座。</p><p><b>　　容積由下式確定：</b></p><p>　　V=K (1-20)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V—輸油首站、輸入站、分輸站、末站原油儲罐總?cè)萘浚╩）

68、</p><p>　　G—輸油首站、輸入站、分輸站、末站原油年總運轉(zhuǎn)量（m）</p><p>　　k—原油儲備參數(shù)（d）</p><p>　　—儲油溫度下的原油密度（t/m）</p><p>　　—油罐裝量系數(shù)，宜取0.9</p><p>　　又根據(jù)規(guī)范要求，輸油站原油儲罐應(yīng)采用金屬罐，并且如果單罐容積大于或等于500

69、0立方米，宜于選用浮頂罐，反之用拱頂罐。</p><p>　　所以，首末站均選用4個15000立方米的浮頂罐。</p><p><b>　　1.6.4 閥門</b></p><p>　　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：</p><p>　　油罐上的管線用手動閘閥；</p><p>

70、;<b>　　泵入口用手動閘閥；</b></p><p><b>　　串聯(lián)泵出口用閘閥；</b></p><p>　　出站處設(shè)調(diào)節(jié)閥閥組；</p><p>　　為防止泵出口管線超壓，泵出口管線上設(shè)高壓泄壓閥；</p><p>　　熱泵站設(shè)低壓泄壓閥；</p><p>　　清管

71、器收發(fā)球筒與站間管線連接用球閥。</p><p><b>　　閥門規(guī)格的選用：</b></p><p>　　閥門的公稱直徑應(yīng)與管線的公稱直徑相同；</p><p>　　閥門的公稱壓力應(yīng)大于閥門安裝處的壓力。</p><p>　　1.6.5 站內(nèi)工藝流程設(shè)計</p><p>　　1）滿足工藝流程的原

72、則：</p><p>　　（1）滿足輸送工藝及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)；</p><p>　　（2）便于事故處理和維修；</p><p>　　（3）采用先進工藝及設(shè)備，提高輸油水平；</p><p>　?。?）在滿足上述條件下，流程盡量簡單，充分發(fā)揮設(shè)備性能，節(jié)約投資，減少經(jīng)營費用。</p><p>　　2）輸油站工藝流程： <

73、;/p><p><b>　?。?）首站</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　（2）中間站</b></p><p>　　正輸、反輸，越站，收發(fā)清管器。</p><p><b>

74、;　?。?）末站</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　3) 流程簡介：</b></p><p>　?。?）來油計量 </p><p><b>　　來油—計量—閥組</b></

75、p><p>　?。?）站內(nèi)循環(huán)及倒罐 </p><p>　　罐—閥組—泵—加熱爐—閥組—罐</p><p>　?。?）正輸（首站） </p><p>　　上站來油—閥組—給油泵—加熱爐—主輸泵—下站</p><p>　?。?）反輸 </p><

76、;p>　　下站來油—閥組—給油泵—加熱爐—主輸泵—上站</p><p>　?。?）壓力越站 </p><p>　　來油—閥組—加熱爐—下站</p><p><b>　　1.6.6 加熱爐</b></p><p>　　選爐原則：（1）應(yīng)滿足加熱站的熱負荷要求，爐效率高；</p>

77、<p>　?。?）為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。</p><p>　　加熱爐的熱負荷由下面的公式計算：</p><p><b>　　(1-21)</b></p><p>　　式中：q—加熱爐的熱負荷，kw；</p><p><b>　　G—油品流量，</b></p>

78、<p><b>　　C—油品比熱，</b></p><p>　　因此，可選用加熱爐型號及數(shù)量如后計算。</p><p>　　第二章工藝設(shè)計計算書</p><p><b>　　2.1 基礎(chǔ)計算</b></p><p>　　2.1.1 進出站溫度的選取及平均溫度</p>&l

79、t;p>　　根據(jù)凝點和輸送要求，及管線的實際情況和經(jīng)驗等因素，設(shè)定進出站油溫分別如下： </p><p>　　TZ=38℃ TR=68℃</p><p>　　由式（1-4） </p><p><b>　　=48℃</b></p><p>　　2.1.2 輸油溫度下的密度ρt</p><

80、;p>　　根據(jù)20℃時的油品密度式換算成溫度下的密度</p><p><b>　　由式（1-3）</b></p><p><b>　　kg/(m·℃ )</b></p><p><b>　　kg/m</b></p><p>　　2.1.3 質(zhì)量流量換算為體積流量

81、</p><p>　　體積流量 （2-1）</p><p>　　由式（2-1） G==167.328㎏/s</p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　2.1.4 經(jīng)濟管徑的計算</p><p>　　

82、根據(jù)國家設(shè)計要求和規(guī)范所規(guī)定的經(jīng)濟流速為m/s,現(xiàn)選取經(jīng)濟流速m/s </p><p>　　2.1.4.1 初算管徑</p><p>　　由式（1-6） =382.7mm</p><p>　　根據(jù)國產(chǎn)鋼管部分規(guī)格初步選定管子，其規(guī)格為：mm mm D=406.4mm</p><p>　　其中 —管道外徑；</p><

83、p><b>　　—管子壁厚；</b></p><p><b>　　—管道內(nèi)徑。</b></p><p>　　2.1.4.2 反算流速</p><p>　　由式（1-7） ＝1.73m/s （合適）</p><p>　　2.1.5 粘溫方程 </p><p>　　2

84、.1.5.1粘溫數(shù)值 </p><p>　　表2-1 粘溫關(guān)系式計算表</p><p>　　2.1.5.2 求粘溫方程</p><p>　　在坐標紙上觀察lg-T曲線，可得到T=45℃為轉(zhuǎn)折點。</p><p>　　運用最小二乘法，當(dāng)T在（38～40）℃時</p><p>　　設(shè)y=lg, x=t y=kt+b&

85、lt;/p><p><b>　　=38+40=78</b></p><p>　　=-4.521-4.714=-9.235</p><p><b>　　=3044</b></p><p>　　()2=782=6084</p><p>　　=38×(-4.521)+40&#

86、215;(-4.714)=-360.258</p><p>　　k= （2-2）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　由式（2-2）（2-3）</p><p><b>　　k=-0.0965</b></p><p>&l

87、t;b>　　b=-0.854</b></p><p>　　可得：lg=-0.0965t-0.854</p><p>　　(2) 當(dāng)T在（50～70）℃時，同理，運用最小二乘法</p><p>　　可得：lg=-0.011t-4.47</p><p>　　聯(lián)立兩方程解得： t=42.29℃</p><p&

88、gt;　　2.1.6 判斷流態(tài)</p><p>　　2.1.6.1 求Re </p><p>　　只需兩種極端狀況下便可判斷流態(tài)是否變化</p><p>　　Q=0.207×60%=0.1242 m/s</p><p>　　Q=0.207 m/s</p><p>　　由式（1-1）　 pj=1.00

89、5×10-5m2/s</p><p>　　由式（1-8） </p><p><b>　　因為3000 </b></p><p>　　所以這種管徑在各種流量下的流態(tài)均處于水利光滑區(qū).</p><p>　　2.1.6.2 求Re1</p><p>　　根據(jù)《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》推

90、薦值：e=0.10mm</p><p><b>　　由式（1-9） </b></p><p>　　因為3000< < < Re1 ，處于水力光滑區(qū)</p><p>　　所以在水力光滑區(qū) </p><p>　　2.1.7 總傳熱系數(shù)K</p><p>　　由于此管材的導(dǎo)熱系數(shù)小

91、，加以管壁較厚，熱阻相當(dāng)大，所以取。</p><p>　　2.1.7.1管壁至土壤放熱系數(shù)2</p><p>　　當(dāng)（）〉2時，由式（1-6）</p><p>　　==1.612 W/m·℃</p><p>　　2.1.7.2總傳熱系數(shù)K</p><p>　　各種流量下的流態(tài)均處于水力光滑區(qū)，油流對管壁的傳熱

92、可以忽略 1=0</p><p>　　鋼管壁導(dǎo)熱熱阻很小，也可忽略。</p><p>　　由式（1-5） ㏑+</p><p><b>　　解得:</b></p><p>　　K=0.53W/（m℃）</p><p><b>　　2.2 工況計算</b></p&g

93、t;<p>　　2.2.1 熱力計算</p><p>　　2.2.1.1 加熱站數(shù)確定</p><p>　?。?）加熱站間距的初步計算</p><p>　　由式（1-11）(1-12) (1-10)</p><p>　?。剑?.08×10-6</p><p><b>　　==1.88℃

94、</b></p><p><b>　　==68.8km</b></p><p>　　（2）求加熱站數(shù)及確定加熱站間距</p><p>　　NR=＝＝12 </p><p>　　取NR=12，即設(shè)12個加熱站</p><p>　　則加熱站間距 ＝＝72.1km</p>

95、<p>　　2.2.2 水力計算</p><p>　　由最大輸量確定泵站數(shù)</p><p>　　2.2.2.1 確定出站油溫</p><p>　　由式（1-11）(1-12) (1-10)</p><p>　　=＝=5.45×10-6</p><p><b>　　=</b>

96、</p><p>　　由式（1-13），運用迭代法</p><p>　　(1) 設(shè)b＝0℃, 則=55.81℃</p><p>　　由式（1-4） ℃</p><p>　　由式（1-1） lg1=-0.0965×43.94-0.854 　</p><p>　　可得： 1＝8.05×1

97、0-6m2/s</p><p>　　則　 1＝0.0082</p><p><b>　　1＝7.03℃</b></p><p>　　TR1= 25.43×1.48+8.03=52.39℃</p><p>　　(2) 代入TR=47.76℃　則</p><p>　　由式（1

98、-4） ℃</p><p>　　由式（1-1） lg2 =-0.0965×42.79-0.854 　</p><p>　　可得： 2＝1.04×10-5m2/s</p><p>　　則　 2＝0.0088</p><p><b>　　2＝7.54℃</b><

99、;/p><p>　　TR2=T0+b+(TZ-T0-b) =52.14℃</p><p>　　(3) 代入TR=52.14℃　則</p><p>　　由式（1-4） ℃</p><p>　　由式（1-1） lg3 =-0.0965×42.71 　</p><p>　　可得： 3

100、＝1.06×10-5m2/s</p><p>　　則　 3＝0.0088</p><p><b>　　3＝7.54℃</b></p><p>　　TR3=52.14℃</p><p>　　因為<0.1 ， 所以出站溫度TR=52.14℃</p><p>　　2

101、.2.2.2 管道沿程摩阻</p><p><b>　?。?）求水力坡降</b></p><p>　　由式（1-4） ℃</p><p>　　由式（1-11） ＝0.0246×=0.0088</p><p><b>　?。?）判斷翻越點</b></p><p

102、><b>　　由式（1-14）</b></p><p>　　HL =0.0088×72.1×103×1.01+(1222.2-927.7)=7906.5m</p><p>　　最高點在433.8×103m處，高程1249m</p><p>　　H1=0.0088×433.8×10

103、3×1.01+(1249-927.7)=4138.74m</p><p>　　終點前一個高點在790.2×103m處，高程1212m</p><p>　　H2=0.0088×790.2×103×1.01+(1212-927.7)=7238.06m</p><p>　　因H1 <H2< HL，所以此管路無翻

104、越點</p><p>　　2.2.2.3 泵站數(shù)的確定及泵的選型</p><p><b>　?。?）計算管道承壓</b></p><p>　　根據(jù)規(guī)范知，石油天然氣輸送管道用螺旋埋弧焊鋼管，其承壓</p><p><b>　　由式（1-15）</b></p><p>　　=2

105、×0.72×1.0×0.008××45=19.13MPa</p><p>　　由式（1-16） </p><p>　　==2400.62m</p><p>　　即管道承壓為2400.62m，出站壓力要小于此值</p><p>　　平均溫度下 kg/m3</p>&

106、lt;p>　　由式（2-1） ==0.20636 m3/s=742.896m3/h</p><p>　?。?） 選泵并確定泵站數(shù)Np</p><p>　　因=742.896m3/h，為了滿足流量需要，選擇額定流量280m3/h的泵，型號為“200D-65×10”，在=742.896m3/h下</p><p>　　n<==2.7 </

107、p><p><b>　　這里取n=3</b></p><p>　　即每個泵站最多安置3臺泵，</p><p>　　泵特性方程由式（1-19）(1-14)</p><p>　　=795-0.006415×（742.896/3）1.75=695.835m</p><p>　　由式（1-17）

108、 Np==11.69 </p><p>　　化小取Np=12，即設(shè)12座泵站</p><p>　　2.2.2.4 站址確定及工況校核</p><p><b>　　（1） 站址確定</b></p><p><b>　　當(dāng)NR=Np時：</b></p><p>　

109、　表2-2 均勻布站表</p><p><b>　?。?） 熱力校核</b></p><p>　　以60%輸量為例，計算如下：</p><p>　　由式（1-13）（1-12）（1-11），運用迭代法</p><p>　　=＝9.08×10-6</p><p>　　L=72.1km

110、T=38℃</p><p>　　等距用迭代法計算出出站溫度。初取b=7.54℃</p><p>　?、?設(shè)TR1＝T0+b+(TZ-T0-b)=65.4℃, </p><p>　　由式（1-4）（1-3）（2-1） </p><p><b>　　℃</b></p><p><b&

111、gt;　　Q=m/s</b></p><p>　　由式（1-1） lg1 =-0.0965×47.13-0.854 　</p><p>　　可得： 1＝3.98×10-6m2/s</p><p>　　則　 1＝=0.0028</p><p><b>　　1＝℃&l

112、t;/b></p><p>　　TR2==70.99℃</p><p>　?、?代TR＝70.99℃, 則℃</p><p>　　由式（1-1）（1-3）（2-1）</p><p>　　lg2 =-0.0965×49-0.854 　</p><p>　　可得： 2＝2.62×10-

113、6m2/s</p><p><b>　　Q=m/s</b></p><p>　　則　 2＝0.0026</p><p><b>　　2＝1.42℃</b></p><p>　　TR3=（38-2.42）×1.93+2.42=71.08℃</p><p>

114、;<b>　　因為<0.1 ，</b></p><p>　　所以出站溫度TR=71.08℃，在允許范圍內(nèi)</p><p>　?、?水力校核。以100%輸量為例：</p><p><b>　　（2-4）</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p&g

115、t;<p>　　首站~2#站由式（2-4）（2-5）</p><p>　　=60+695.835-30=725.835m</p><p>　　=725.835-1.01×0.0088×72.1×10-（907.1-927.7）=113.609m</p><p>　　進出站壓力允許范圍在30～80m</p>&

116、lt;p>　　多級泵降級：降一級即為200D-65×948.306m</p><p>　　表2-3 其它站布站表</p><p><b>　　續(xù)表2-3 </b></p><p><b>　　2.3 設(shè)備選型</b></p><p><b>　　2.3.1 選泵</

117、b></p><p>　　計算步驟見第二章水力計算</p><p>　　因為是均勻布站，站間距均為71.2km，所以相同流量下每站所需有效負荷是相同的。</p><p>　　（1） 100%輸量時：TR=52.14℃，TZ=38℃</p><p>　　加熱爐的選擇計算由式（1-21）</p><p>　　Q==5

118、711.15KW</p><p>　　（2） 80%輸量時：運用迭代法求出站溫度</p><p>　　由式（1-11）（1-12）</p><p>　　=6.41×10-6 </p><p><b>　　℃</b></p><p>　　由式（1-13），迭代</p><

119、;p>　　取b=7.54 ℃ </p><p>　　TR1=（38-7.54-1）e+8.54=55.02℃，</p><p>　　由式（1-4）(1-12) (2-1)</p><p><b>　　℃ </b></p><p><b>　　Q=m/s</b></p><

120、p>　　由式（1-1） lg1 =-0.0965×43.67-0.854 　</p><p>　　可得： 1＝8.547×10-6m2/s</p><p><b>　　則　 1＝</b></p><p><b>　　1＝℃</b></p><p&

121、gt;　　TR2=（38-5.16）e+5.16=56.98℃</p><p>　　代TR＝56.98℃, 則℃</p><p><b>　　Q=m/s</b></p><p>　　由式（1-1） lg2 =-0.0965×44.33-0.854 　 </p><p>　　可得： 2

122、＝7.38×10-6m2/s</p><p>　　則　 2＝0.0055</p><p><b>　　3＝4.01℃</b></p><p>　　TR3=（38-5.01）×1.578+5.01=57.07℃</p><p><b>　　因為<0.1 ，<

123、/b></p><p>　　所以出站溫度TR=57.07℃，在允許范圍內(nèi)</p><p>　　Q= (2-6)</p><p>　　則 Q=</p><p>　　=6161.71KW </p><p>　　70%輸量時同理運用迭代法</p>

124、<p>　?、?取b=4 ℃ 由式（1-13）</p><p>　　TR1=（38-4-1）e+5=60.572℃,</p><p><b>　　則 ℃ </b></p><p><b>　　Q=m/s</b></p><p>　　由式（1-1） lg2 =-0.096

125、5×45.524-0.854 　</p><p>　　可得： 2＝5.66×10-6m2/s</p><p>　　則　 2＝</p><p><b>　　2＝2.55℃</b></p><p>　　TR2=（38-3.55）e+3.55=61.564℃</p>

126、;<p>　　代TR＝61.564℃, 由式（1-1）</p><p>　　則 ℃</p><p>　　Q=0.1473m/s</p><p>　　由式（1-1） lg3=-0.0965×45.85-0.854 　 </p><p>　　可得： 3＝5.265×10-6m2/

127、s</p><p>　　則　 3＝0.0041</p><p><b>　　3＝2.62℃</b></p><p>　　TR3=（38-3.62）×1.684+3.62=61.516℃</p><p><b>　　因為<0.1 ，</b></p><

128、;p>　　所以出站溫度TR=61.516℃，在允許范圍內(nèi)</p><p>　　由式（2-6） Q=</p><p>　　=6161.71KW </p><p>　　60%輸量時：G=100.40 TR=71.08℃</p><p>　　由式（2-6） Q=</p><p>　　=8016.

129、77KW </p><p>　　表2-4 冬季加熱爐選擇表</p><p>　　2.3.2 儲罐的選擇</p><p>　　首、末站的油罐分別用來調(diào)節(jié)來油、收油（轉(zhuǎn)運）單位與管道的輸量不平衡，罐容較大。</p><p>　　由式（1-20） Vmax==59612.17m3</p><p>　　Vmin ==3

130、5767.302m3</p><p>　　所以選用4個15000 m3的浮頂罐</p><p>　　2.3.3 原動機的選擇</p><p>　　對200D-65×10的泵：</p><p>　　泵功率 (2-7)</p><p>　　P=