南京到上海原油管道工藝設計【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設計)</p><p>　題 目：南京到上海原油管道工藝設計</p><p>　學 院：</p><p>　學生姓名：</p><p>　專 業(yè)：油氣儲運工程</p><p>　班 級：</p><p>　指導教師：</p>

2、<p>　起止日期：</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1． 前 言1</b></p><p><b>

3、;　　2．設計說明書2</b></p><p>　　2.1 工程設計總則2</p><p>　　2.1.1 工程設計總則2</p><p>　　2.1.2原油長輸管線設計原則2</p><p>　　2.1.3站址選擇原則主要有：2</p><p>　　2.1.4 工程說明2</p>

4、<p>　　2.1.5 設計任務2</p><p>　　2.2 設計依據和設計參數3</p><p>　　2.2.1設計依據3</p><p>　　2.2.2 設計所采集到的參數3</p><p>　　2.2.3 經濟評價基本參數5</p><p>　　2.3 溫度參數的確定6</p>

5、;<p>　　2.3.1 加熱站出站溫度的確定6</p><p>　　2.3.2 加熱站進站溫度的確定6</p><p>　　2.3.3 周圍介質溫度的確定6</p><p>　　2.3.4 平均溫度的確定6</p><p>　　2.4 其它參數的確定6</p><p>　　2.4.1 工作日的

6、確定6</p><p>　　2.4.2 初選經濟流速6</p><p>　　2.4.3 密度的確定7</p><p>　　2.4.4 油品比熱容的確定7</p><p>　　2.4.5 總傳熱系數的確定7</p><p>　　2.5輸油工藝的計算7</p><p>　　2.5.1 經

7、濟管徑的計算8</p><p>　　2.5.2加熱站數的確定8</p><p>　　2.5.3 水力計算9</p><p>　　2.5.4 站址的確定10</p><p>　　2.6校核計算10</p><p>　　2.6.1進出站壓力校核10</p><p>　　2.6.2動水壓力

8、校核11</p><p>　　2.6.3靜水壓力校核11</p><p>　　2.6.4熱力越站校核11</p><p>　　2.7設備選型11</p><p>　　2.7.1 輸油泵的選擇11</p><p>　　2.7.2 加熱爐的選擇12</p><p>　　2.7.3 首站罐

9、容的選擇12</p><p>　　2.8經濟計算12</p><p>　　2.9 繪圖部分內容14</p><p><b>　　3設計計算書14</b></p><p>　　3.1 基礎計算：14</p><p>　　3.1.1 進出站油溫的選擇和平均溫度14</p>&

10、lt;p>　　3.1.2 平均溫度下的相關計算14</p><p>　　3.1.3 管徑的選擇14</p><p>　　3.1.4管材選擇15</p><p>　　3.1.5計算總傳熱系數K15</p><p>　　3.1.6 流態(tài)的判別16</p><p>　　3.2工況計算16</p>

11、<p>　　3.2.1熱力計算16</p><p>　　3.2.2水力計算17</p><p>　　3.3輸油成本的計算19</p><p>　　3.4費用現(xiàn)值的計算22</p><p><b>　　3.5校核24</b></p><p>　　3.5.1站址確定24<

12、;/p><p>　　3.5.2熱力校核24</p><p>　　3.5.3校核各站進出站壓力25</p><p>　　3.6設備選型26</p><p>　　3.6.1輸油泵的選擇26</p><p>　　3.6.2加熱爐的選擇26</p><p>　　3.6.3 首站罐容的選擇26&l

13、t;/p><p>　　3.7開泵方案27</p><p>　　3.7.1冬季開泵方案27</p><p>　　3.7.2夏季開泵方案..28</p><p>　　3.8方案經濟效益分析29</p><p><b>　　4 結論31</b></p><p><b&

14、gt;　　參考文獻32</b></p><p>　　南京到上海原油管道工藝設計</p><p>　　[摘要]本次設計的輸油管線主要用于原油外輸，管線全長約432km，海拔高度在400-1100之間，所經地段地段地勢起伏較大，設計輸量為375萬噸/年。全線采用“從泵到泵”的密閉輸送方式。 </p><p>　　本設計管道管徑為Φ323.9×7.

15、9，選用L290(X42)鋼號鋼管。本設計進行了首站和中間站的工藝流程設計，本管道采用“先爐后泵”的運行方式。</p><p>　　首站的工藝流程包括：正輸、反輸、倒罐、熱油循環(huán)、清管球的發(fā)送等操作，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。</p><p>　　設計給出該管線在不同輸量下的運行方案。可以通過改變加熱爐的溫度和開泵關泵及壓力、熱力越站來滿足輸送要

16、求。最后，計算各種費用，進行經濟效益分析。</p><p>　　【關鍵字】管道設計 工藝流程 校核 </p><p>　　Nanjing to Shanghai pipeline technology design</p><p>　　[Abstract] This pipeline which designed is used for oil transporta

17、tion. The pipeline is 432km long,400to 1100m high. the section which pipeline passed is smooth，The designed capacity of transportation is 17 million tons per year. The tight line operation is used in all line, called “fr

18、om pump to pump”.</p><p>　　On the basis of criteria, 1.8 meters per second is choosen. At last, Φ323.9×7.9, L480（X70）pipe is used. In each station, oil is first heated and then pumped in heating—pump st

19、ation in the design. </p><p>　　The process of the origin station is: forward transportation, reverse transportation, heat oil cycling and pigging operation, etc. The technology process of the following stati

20、on is: forward transportation, reverse transportation, non-pumping operation, non-heating oil cycling and pigging operation, etc. </p><p>　　The operation arrangement of different flow rate are illustrated. I

21、n order to adapt to the flow rate necessary of different terms, changing the temperature of the heater, controlling the amounts of the pump, or non-pumping and heating operation are promised. The last , analysis of the p

22、rojects economic becefics is necessary.</p><p>　　[Keywords] flow rate; technological process; heating and pumping station; check</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　長輸管道設計是對油氣儲

23、運專業(yè)本科畢業(yè)生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，最大輸量確定其泵站數，并計算各個輸量下的運行參數等等，最后還有經濟計算，以及用內部收益率評價其項目可行性。</p><p>　　建立一條可以使用又經濟實用的管道是需要考慮到很多方面的，包括管徑的選擇，管材的選擇，泵和加熱爐的選擇，還有站址的選擇

24、。本次設計的管線長約432千米。該管線主要負責原油的外輸工作。初步設計的輸油能力為375萬噸/年。本著節(jié)能降耗和保護環(huán)境，而經濟、安全的原則，輸油管道系統(tǒng)采用密閉輸油，管線采用地下敷設，且不保溫輸送?？紤]到眾多因素，在管線運行中每年的生產負荷允許不同。</p><p>　　本次設計主要在于道道的經濟性，所以設計計算量會比較大，下面簡單介紹下我是怎么選擇的。</p><p><b>

25、;　　1.經濟管徑的選擇</b></p><p>　　根據目前國內加熱長輸油管線的實際運作經驗和實測的數據，熱油管道的經濟流速在1.5～2.0m/s。在這一經濟流速下，根據設計年輸油能力計算出相應的管徑。而后根據任務書所給管徑，選擇一個與計算結果相近的管徑。然后根據所選管徑反算流速，看其是否在經濟流速范圍內。根據經濟流速得到兩種管徑，然后使用費用現(xiàn)值法計算出那種管徑比較經濟。</p>&

26、lt;p>　　2.泵站加熱站數的確定及站址選擇</p><p>　　先通過熱力計算來確定加熱站的數量，在加熱站數量確定好了的基礎上進行站間水力計算來確定泵站數。在計算出熱站數和泵站數的基礎之上，考慮到經濟性使熱和泵站相合并?？紤]到地形條件限制，便于管理和職工的生活方便等因素，調整熱泵站的具體位置。在站址確定好后，進行水力和熱力校核，校核符合后在進行下一步工作。</p><p>　　3

27、.泵和加熱爐的選擇</p><p>　　對于首站而言，輸油管道用泵根據用途可分為給油泵和輸油泵，給油泵只在首站設置。其中，給油泵選擇大流量，低揚程，泵吸入要求低的平行泵，其揚程一般為幾十米并采用并聯(lián)方式工作，給油泵除提供外輸泵所需的吸入壓頭外還要提供克服站內摩阻所需的壓頭。輸油泵應滿足任務輸量下所需能頭的要求。本設計中的輸油管線所處地段地勢較為平坦，輸油泵串聯(lián)操作效率較高。</p><p>

28、;　　在輸送高粘易凝油品時采用加熱輸送技術，給油品加熱的設備為加熱爐。按油流是否通過加熱爐分為，直接加熱爐和間接加熱爐。在本次設計中選直接加熱爐。</p><p>　　選爐原則： （1）應滿足加熱站的熱負荷要求，爐效高。</p><p>　?。?）為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。</p><p>　?。?）考慮到實際運行和經濟效益，各站宜選用五臺以下的加熱爐。

29、</p><p><b>　　4.經濟效益分析</b></p><p>　　內部收益率的經濟含義是：在這樣的利率下，項目在壽命終了時，恰好以每年的凈收益回收全部投資。內部收益率是指項目占用的尚未回收資金的收益率，而并非是初始投資的收益率。內部收益率越高，資金的回收能力越大，相同投入回收的資金就越多；反之，資金的回收能力越小，相同投入回收的資金越少。</p>

30、<p><b>　　2．設計說明書</b></p><p>　　2.1 工程設計總則</p><p>　　2.1.1 工程設計總則 </p><p>　　第一，本次輸油管道工程設計應貫徹執(zhí)行國家先行的有關方針政策，保證設計質量，提高設計水平。使工程達到技術先進，經濟合理，安全可靠及運行、管理、維護方便的要求。</p>

31、<p>　　第二，本次輸油管道工程設計應在管道建設、運營經驗和吸取國內外先進科技成果的基礎之上合理選擇設計參數，優(yōu)化設計。</p><p>　　第三，本次輸油管道工程設計除應符合《輸油管道工程設計規(guī)范》（GB-50253-2003）一書中的規(guī)范以外，尚應符合國家現(xiàn)行的有關強制性標準的規(guī)定。</p><p>　　2.1.2原油長輸管線設計原則</p><p&g

32、t;　　根據以前的設計經驗和教訓，兼顧近期、遠期輸量的要求，盡量做到熱站泵站合一。</p><p>　　輸量為年最大任務輸量，年工作天數為350天。</p><p>　　設計時采用密閉輸送工藝流程，無條件時采用旁接油罐流程。</p><p>　　2.1.3站址選擇原則主要有：</p><p>　　1.滿足管道工程線路的走向和路況的需要，滿足工

33、藝設計的要求。</p><p>　　2. 符合國家現(xiàn)行的有關安全環(huán)境保護、勞動衛(wèi)生、防火等法律、法規(guī)的要求。滿足與居民點、工礦企業(yè)、鐵路、公路等的安全距離等相關規(guī)定。</p><p>　　3.  站場應選在地勢較平坦、開闊的地方，應避開不良的水文、地質條件。避開可能受到洪水、泥石流、塌陷、潮水及涌浪等威脅的地帶。</p><p>　　4.

34、0; 站場應選在交通、供電、排水和職工生活的社會依托等較方便的地方。 </p><p>　　2.1.4 工程說明</p><p>　　本次設計的管線長約432千米。該管線主要負責原油的外輸工作。初步設計的輸油能力為375萬噸/年。本著節(jié)能降耗和保護環(huán)境，而經濟、安全的原則，輸油管道系統(tǒng)采用密閉輸油，管線采用地下敷設，且不保溫輸送。考慮到眾多因素，在管線運行中每年的生產負荷允許不同

35、。</p><p>　　2.1.5 設計任務</p><p>　　1.根據大量它經驗和其輸油系統(tǒng)的反饋資料，初步選擇一個經濟流速，并在經濟流速基礎上確定一個經濟管徑。</p><p>　　2.在經濟管徑基礎上進行水力和熱力計算，初步確定熱站數，泵站數和每個泵站的泵臺數及各種設備，像：泵、爐、罐、原動機等設備。</p><p>　　3.考慮到地

36、形條件的限制，便于運行管理和經濟的原則，應盡量使加熱站和泵站合并成一個熱泵站。 </p><p>　　4.為了使整個輸油系統(tǒng)在經濟、安全的工況下運行，必須對初步的設計進行水力和熱力的計算。</p><p>　　5.由于不同生產負荷會使輸油系統(tǒng)運行有所不同，這就要求確定不同生產負荷的運行方案。</p><p>　　2.2 設計依據和設計參數</p>&l

37、t;p><b>　　2.2.1設計依據</b></p><p>　　本次設計是在浙江海洋學院東?？茖W技術學院石油化工系所給的“畢業(yè)設計任務書”和教務處的各種要求下進行的，并根據中華人民共和國建設部和中華人民共和國質量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合編制的《輸油管道設計規(guī)范》（GB-50253-2003）中的規(guī)范和已學過的《輸油管道的設計與管理》的知識下進行工程設計。</p><

38、p>　　2.2.2 設計所采集到的參數</p><p><b>　　（1）原油物性參數</b></p><p>　　原油密度：20℃時，852㎏ 60℃熱處理后凝點：17℃</p><p>　　比熱為：2.1KJ/（Kg.℃）； 燃油熱值：4.18×10kJ/kg</p><p>　　表2-1不加劑原油在

39、不同測量量溫度的流變性</p><p>　　注：表中的單位為Pa，的單位為1/s，的單位為mPa..s。</p><p><b>　?。?）管線參數</b></p><p>　　管線的年輸油能力為：375萬噸/年，245萬噸/年</p><p>　　管線中心的埋地深度為：1.5米。</p><p>

40、;　　管線全長約為：432千米。</p><p>　　表2-2 管線的生產其生產負荷表</p><p>　　表2-3 管線的里程、高程表</p><p>　?。?）常用輸油泵特性</p><p><b>　　1）.賓漢姆泵特性</b></p><p><b>　　HSB型泵。<

41、/b></p><p>　　H=128.534-98.586 Q</p><p>　　2).ISG-300-540型泵</p><p>　　H=229.53-79.85Q</p><p>　　額定流量540 m/h η=68%</p><p>　　3）.200-65×10</p><

42、;p>　　H=795-0.006415Q</p><p>　　額定流量280m/h，η=68%</p><p>　　4）.DY155-67×6</p><p>　　H=527.5-31900Q</p><p>　　額定流量155m/h，η=72%</p><p>　?。?）常用加熱爐型號</p&g

43、t;<p>　　814kw, 1745kw, 2326kw, 4652kw 5815kw</p><p><b>　　η=86%</b></p><p><b>　?。?）其它參數</b></p><p>　　土壤的導熱系數：1.474W/m℃； </p><p>　　冬

44、季月最低溫度：6℃；</p><p>　　瀝青防腐層導熱系數：0.15 W/m℃。</p><p>　　2.2.3 經濟評價基本參數</p><p>　　1． 表2-5 線路工程投資指標（萬元/千米）</p><p>　　2. 表2-6 輸油站工程投資指標（萬元/座）

45、</p><p>　　（1）輸油站工程投資指標A（萬元/座）（設計輸量240-260萬噸/年左右）</p><p>　?。?）輸油站工程投資指標B（萬元/座）（設計輸量300-350萬噸/年左右）</p><p>　　3． 固定資產總投資=（線路工程投資+輸油站工程投資）/0.9+建設期借款利息+固定資產投資方向調節(jié)稅</p><p>　　管

46、道工程固定資產總投資方向調節(jié)稅率為0。固定資產總投資30%為自由資金，70%為建設銀行貸款，年利率為5.9%。管道計算期16年，其中生產期14年，建設期為2年。建設期第一年和第二年投資分別按固定資產投資的40%、60%計算。</p><p>　　4． 原油價格：2000元/噸，電價：0.50元/度</p><p>　　5． 流動資金按管道存油的價值計算，流動資金的30%為自由資金，70%為

47、工商銀行貸款，年利率為10.98%；管輸行業(yè)基準收益率為i=12%</p><p>　　6．職工工資每人1500元/月，福利費是工資總額的14%</p><p>　　7．固定資產原值是總固定資產投資的85%</p><p>　　管道折舊年限（生產期）為14年，綜合折舊率為7.14%。殘值為0</p><p>　　8．修理是折舊的30%<

48、/p><p>　　9．輸油成本中其它費用是工資總額與福利費之和的2倍</p><p>　　10．輸油損耗是最大年輸量的0.35%</p><p>　　11．銷售稅金及附加=營業(yè)稅+城市建設維護稅+教育附加費</p><p>　　營業(yè)稅=銷售收入×營業(yè)稅率； 所得稅=利潤總額×33%</p><p>　　

49、利潤總額=銷售收入-輸油成本-銷售稅金及附加</p><p>　　營業(yè)稅率為3%，城市建設維護稅是營業(yè)稅的7%，教育附加費是營業(yè)稅的3%</p><p>　　12．輸油成本=燃料費用+電力費用+工資及福利費+修理費+油品損耗費+折舊費+利息支出+其他費用</p><p>　　經營成本=燃料費用+電力費用+工資及福利費+修理費+油品損耗費+其他費用</p>

50、<p>　　2.3 溫度參數的確定</p><p>　　2.3.1 加熱站出站溫度的確定</p><p>　　確定加熱站的出站油溫，應在經濟、安全的前提下進行。為了盡可能的減少加熱站的投資，在初選加熱站的出站油溫時，應盡量提高。但一定要在原油的出溜點和瀝青防腐層熔化點以下，以免影響泵的吸入性能和管道上的瀝青防腐層。</p><p>　　本設計初選出站溫

51、度為50℃。</p><p>　　2.3.2 加熱站進站溫度的確定</p><p>　　加熱站的進站油溫主要取決于經濟比較。在本次設計中原油的凝點為17℃，故選取加熱站的進站油溫為20℃。</p><p>　　2.3.3 周圍介質溫度的確定</p><p>　　對于埋地管道，介質溫度則取管道埋深處的土壤自然溫度。介質溫度是隨地區(qū)、季節(jié)的變化而

52、變化的。本設計中冬季月平均最低溫度為6℃；管中心埋深處夏季平均地溫：22℃；管中心埋深處春秋季平均地溫：15℃</p><p>　　2.3.4 平均溫度的確定</p><p>　　為了簡化計算，將油流粘度用不變的計算粘度代替，加熱站間的水力坡降簡化成一條直線。為使熱力、水力計算計算簡化，布站方便，對于大口徑加熱站間溫降不很大時，通常以加權平均公式計算平均油溫：</p><

53、;p><b>　　（2-1） </b></p><p>　　式中 ——平均油溫，℃；</p><p>　　——出站油溫，℃； </p><p>　　——進站油溫，℃。 </p><p>　　2.4 其它參數的確定</p><p>　　2.4.1 工作日的確定&

54、lt;/p><p>　　考慮到管道維修和事故等因素，設計時年輸油時間按350天計算。</p><p>　　2.4.2 初選經濟流速</p><p>　　根據大量經濟計算和運行結果，我國目前對熱油管道，設計時一般選取V=1.5～2.0m/s。 </p><p&g

55、t;　　2.4.3 密度的確定</p><p>　　根據20℃時油品密度按公式換算成計算溫度下的密度。</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 ——計算溫度下的密度，㎏/m3；</p><p>　　——20℃時油品的密度852㎏/m3；</p><p>　　——溫

56、度系數，㎏/m3℃；</p><p><b>　　——計算溫度，℃；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　2.4.4 油品比熱容的確定</p><p>　　根據設計任務書，在本次設計中將油品的比熱容看成一定值。</p><p>　　2.4.5

57、總傳熱系數的確定</p><p>　　在熱油管道K值表示了油流與周圍介質傳熱的強弱。對于埋地熱油管道系統(tǒng)的傳熱過程有三部分組成：油流到管壁的放熱，鋼管壁、瀝青絕緣層的熱傳導和管外壁至周圍土壤的傳熱。本設計可忽略油流到管壁的傳熱系數及管壁導熱的影響，所以管道傳熱由：</p><p>　?。?）管壁、瀝青防腐層的熱傳導</p><p>　?。?）管外壁周圍土壤的傳熱&l

58、t;/p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　式中 Di，Di+1——鋼管、瀝青防腐層的內徑和外徑，m；</p><p>　　λi——導熱系數，w/（m.℃）；</p><p>　　Dw——管道最外圍的直徑

59、，m；</p><p>　　α1——油流至管內壁的放熱系數，w/（m2.℃）；</p><p>　　α2——管壁至土壤放熱系數，w/（m2.℃）；</p><p>　　λt——土壤導熱系數，w/（m.℃）；</p><p>　　ht——管中心埋深，1.5m。</p><p>　　2.5輸油工藝的計算</p>

60、<p>　　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

61、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，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，。本設計中采用等間距布站，且各個站間進出站

62、油溫相同，所以各個站間的摩阻損失相同。</p><p>　　2.5.1 經濟管徑的計算</p><p>　　在一些大型輸油管道工程建設中，首先要經過大量的經濟分析、計算后才能最終確定一個最優(yōu)管徑。由于本次設計的時間較短，任務重，在此不必按輸油成本及費用限值比較法確定經濟管徑，而用一個較為簡單的方法——以經濟流速確定經濟管徑。</p><p>　　根據目前國內加熱長輸

63、油管線的實際運作經驗和實測的數據，熱油管道的經濟流速在1.5～2.0m/s。在這一經濟流速下，根據設計年輸油能力計算出相應的管徑。而后根據任務書所給管徑，選擇一個與計算結果相近的管徑。然后根據所選管徑反算流速，看其是否在經濟流速范圍內。若在，所選管徑即為本次設計的管徑。根據以上計算方法，本次設計所選管子規(guī)格為：內徑d=308.1mm,外徑D=323.9mm，壁厚=7.9mm。</p><p>　　2.5.2加熱站

64、數的確定</p><p>　　不保溫埋地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記。而總傳熱系數主要取決于管外壁至土壤的放熱系數，值在紊流狀態(tài)下對傳熱系數值的影響可忽略。</p><p>　　計算中周圍介質的溫度取最冷月土壤的平

65、均溫度，以加權平均溫度作為油品的物性計算溫度。將進站溫度取為T=20℃，出站溫度取為T=50℃。</p><p><b>　　求得加熱站數。</b></p><p><b>　?。?）流態(tài)判斷</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b&

66、gt;　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中 Q——任務輸量，；</p><p>　　ν——任務輸量下的流速，；</p><p>　　d——管道內徑，m；</p><p>　　e——管壁絕對粗糙度，m。</p>&

67、lt;p>　　經計算3000﹤Remin﹤Remax﹤Re1，所以各流量下流態(tài)均處于水力光滑區(qū)。</p><p><b>　?。?）加熱站數確定</b></p><p>　　加熱站間距LR的確定</p><p>　　LR=㏑ （2-8）</p>&

68、lt;p><b>　　式中， ，</b></p><p>　　T0——管道埋深處年最低月平均地溫，℃；</p><p>　　G——管道的質量流量，㎏/s；</p><p>　　C——比熱，kJ/（kg.℃）；</p><p><b>　　i——水力坡降。</b></p>&l

69、t;p>　　加熱站數 </p><p>　　經計算，需要設6個加熱站。</p><p>　　2.5.3 水力計算</p><p>　　在初步確定了加熱站數的基礎之上，進行站間的水力計算，以確定每個泵站所需要的泵數和全線的泵站數。這需要首先計算站間管道摩阻和全線所需的壓頭。</p><p>　　熱油管道的摩阻計算有兩種方法

70、：一種是按平均油溫的粘度作計算粘度。并按此粘度計算摩阻。第二種是根據粘溫關系式，計入粘度隨溫度的變化。</p><p>　　在充分利用管道強度和使泵在高效區(qū)工作的原則下，為了經濟安全的完成輸送任務，計算全線泵站時，應知道在任務輸量下全線管線所需要的全壓頭H，在計算H時應注意到：長距離輸油的管道沿線的局部摩阻不大，一般只占沿程摩阻的1%左右。計算總摩阻損失時，將沿程水頭損失乘以1.01即可。泵站內的摩阻損失一般為：

71、15 ～20米液柱，取15米液柱。加熱站內的摩阻損失要比泵站得摩祖損失要大，取20米液柱。得出H的計算式為:</p><p>　　H=1.01iL+△Z （2-9） </p><p>　　式中：△Z——管線起終點的差值，m。</p><p><b>　?。?）確定出站油溫<

72、/b></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TR</p><p>　　TR=T0+b+(TZ-T0-b)eal （2-10）</p><p>　　i=β （2-11）</p><p>　　式中 β、m——由流態(tài)

73、確定，水力光滑區(qū)：m=0.25，β=0.0246；</p><p>　　Q——體積流量，m3/s。</p><p><b>　?。?）管道沿程摩阻</b></p><p>　　H總=iL+△Z+∑hj （2-12） </p><p>　　式中 △Z

74、——起終點高差，m；</p><p>　　∑hj——局部壓頭損失，m；</p><p>　　（3）判斷有無翻越點</p><p>　　經判斷，全程無翻越點。</p><p>　?。?）泵的選型及泵站數的確定</p><p>　　因為流量較大，沿線地勢較平坦，且從經濟角度考慮串聯(lián)效率高，便于自動控制優(yōu)化運行，所以選用串聯(lián)

75、方式泵。</p><p>　　選型并根據設計任務書中的已知條件，</p><p>　　ISG-300-540型泵 H=229.53-79.85Q</p><p>　　2.5.4 站址的確定</p><p>　　在計算出熱站數和泵站數的基礎之上，考慮到經濟性使熱和泵站相合并?？紤]到地形條件限制，便于管理和職工的生活方便等因素，調整熱泵站的具

76、體位置。最終的站址位置如下：</p><p>　　表2-7 最終站址的位置</p><p><b>　　2.6校核計算</b></p><p>　　由于計算過程中將計算結果不是整數的熱站和泵站化為了整數，且把熱站和泵站合并。泵站和熱站位置都有所改變，因此，必須進行熱力水力校核。求得站址變動后的實際進出站壓力和溫度，以確保運行安全。</p

77、><p><b>　　熱力校核</b></p><p>　　熱力校核是固定其進站溫度，假設一b值，然后計算出相應的參數，反算出站油溫，校核其是否高于最高出站油溫。</p><p>　　2.6.1進出站壓力校核</p><p>　　為防止管線所承受的壓力高于管線的最大承壓或者防止進站壓力過低，須對進出站壓力和剩余壓力進行水力校

78、核。</p><p>　　進站壓力：=-+△Z 式中：</p><p><b>　　——出站壓力，m；</b></p><p>　　——站間沿程水力摩阻，m；</p><p>　　——站間高程差，m。</p><p>　　出站壓力：=+- （2

79、-13）</p><p>　　式中：——泵站所提供的壓力能頭，m；</p><p>　　——站內的能頭損失，m。</p><p>　　其中，出站壓力要在30m油注到80m油注之間；進站壓力不應該高于管線的最大承壓。剩余壓力要大于20m油柱。</p><p>　　2.6.2動水壓力校核</p><p>　　動水壓力是指油

80、流沿管道流動過程中各點的剩余壓力。在管道的縱斷面圖上動水壓力是管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直高度。校核動水壓力，就是檢查管道的剩余壓力是否在管道的操作范圍之內，即最低動水壓力（一般為高點壓力）應高于0.2 兆帕，最高動水壓力應在管道強度的范圍之內。還要檢查在進站時的壓力是否是負壓或是否有利泵的吸入。一般情況下進站壓力不能低于30米液柱。</p><p>　　2.6.3靜水壓力校核</p><

81、;p>　　靜水壓力是指油流停止流動后，由于地形高差產生的靜液柱壓力。翻越點后的管段或線路中途高峰后的峽谷地帶，停輸后的靜水壓力有可能大于管道允許的工作壓力。這種情況可用高點下游閥門控制停輸后的管內壓力，以避免發(fā)生這種現(xiàn)象。</p><p><b>　　壓力越站校核</b></p><p>　　在長距離輸油管道運行過程中，中間泵站不可避免地會遇到斷電、事故或檢修，

82、或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小，以及由于任務輸量的變化從而導致沿程摩阻減小，為了節(jié)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。</p><p>　　2.6.4熱力越站校核</p><p>　　在管道運行期間，由于任務輸量的變化，以及夏季最低溫度的升高，油流經過加熱爐后出站油溫比進站油溫上升不大，容易造成熱力費用的浪費。本著節(jié)約的要求則應考慮熱力越站。即應提高上站的出站油溫

83、，但出站油溫應低于安全出站溫度。</p><p><b>　　2.7設備選型</b></p><p>　　2.7.1 輸油泵的選擇</p><p>　　對于首站而言，輸油管道用泵根據用途可分為給油泵和輸油泵，給油泵只在首站設置。其中，給油泵選擇大流量，低揚程，泵吸入要求低的平行泵，其揚程一般為幾十米并采用并聯(lián)方式工作，給油泵除提供外輸泵所需的吸

84、入壓頭外還要提供克服站內摩阻所需的壓頭。輸油泵應滿足任務輸量下所需能頭的要求。本設計中的輸油管線所處地段地勢較為平坦，輸油泵串聯(lián)操作效率較高。</p><p>　　考慮到以上情況，在本次設計計算過程中確定在首站設置三臺DSJH12×16×26L的泵作為給油泵（其中一臺為備用）并聯(lián)，各站設置三臺HSB的賓漢姆泵（其中一臺為備用泵）和一臺HSB的賓漢姆泵作為輸油主泵串聯(lián)運行。</p>

85、<p>　　2.7.2 加熱爐的選擇</p><p>　　在輸送高粘易凝油品時采用加熱輸送技術，給油品加熱的設備為加熱爐。按油流是否通過加熱爐分為，直接加熱爐和間接加熱爐。在本次設計中選直接加熱爐。</p><p>　　選爐原則： （1）應滿足加熱站的熱負荷要求，爐效高。</p><p>　?。?）為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。</p>

86、;<p>　?。?）考慮到實際運行和經濟效益，各站宜選用五臺以下的加熱爐。</p><p>　　2.7.3 首站罐容的選擇</p><p>　　在首站，為了調節(jié)來油、收油單位與管道輸量的不平衡，就需要設置儲油罐。另外，在計量系統(tǒng)不完善的情況下，油罐還可供油品交接計量用。在密閉流程的中間站應設置供水擊泄放用的油罐。</p><p><b>　　

87、（2-14）</b></p><p>　　式中 m——年原油輸轉量，kg；</p><p><b>　　V——所需罐容，；</b></p><p>　　——儲油溫度20℃下原油密度，kg/；</p><p>　　——利用系數，立式固定罐0.85，浮頂罐 0.9；</p><p>

88、　　T——原油儲備天數，首站4，末站4-5天。</p><p>　　本設計首站選用了三個18000的外浮頂油罐。</p><p><b>　　4 閥門的選取</b></p><p>　　根據規(guī)范及各種閥門的用途，站內選用的閥門類型如下：</p><p>　?。?）油罐上的管線用手動閘閥；</p><p

89、>　?。?）泵入口用手動閘閥；</p><p>　?。?）串聯(lián)泵出口用閘閥；</p><p>　　（4）出站處設調節(jié)閥閥組；</p><p>　?。?）為防止泵出口管線超壓，泵出口管線上設高壓泄壓閥；</p><p>　?。?）熱泵站設低壓泄壓閥；</p><p>　?。?）清管器收發(fā)球筒與站間管線連接用球閥。&

90、lt;/p><p><b>　　閥門規(guī)格的選用：</b></p><p>　?。?）閥門的公稱直徑應與管線的公稱直徑相同；</p><p>　　（2）閥門的公稱壓力應大于閥門安裝處的壓力。</p><p><b>　　2.8經濟計算</b></p><p>　　計算該管徑下的費用

91、現(xiàn)值和輸油成本：</p><p>　　費用現(xiàn)值計算公式選用如下：</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　式中：——第t年的全部投資（包括固定資產總投資和流動資金）；</p><p>　　——第t年的經營成本；</p><p>　　——計算期末回收的固定資產余值（此

92、處為零）；</p><p>　　——計算期末回收的流動資金； </p><p>　　——計算期； </p><p>　　——行業(yè)基準收益率。</p><p>　　輸油成本=經營成本+折舊費+利息支出；</p><p>　　經營成本=燃料費用+電力費用+工資及福利費

93、+修理費+油品損耗費+其他費用。</p><p>　　燃料費用按下式計算：</p><p><b>　　（2-16）</b></p><p>　　式中 ——油品比熱容，； </p><p>　　——i出站油溫，℃；</p><p>　　——i站進站油溫，℃ ； </p><

94、;p>　　——燃油價格，元/噸；</p><p>　　——加熱爐效率，取為0.85； </p><p><b>　　——燃油熱值，。</b></p><p>　　電力費用按下式計算：</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　式中——全線泵機

95、組所消耗的電力費用，元/年；</p><p>　　——第i泵站的揚程，m；</p><p>　　——電力價格，元/千瓦時；</p><p>　　——年輸量，噸/年； </p><p><b>　　——泵站數。</b></p><p>　　2.9 繪圖部分內容</p><p

96、>　?。?）管道縱斷面圖（布站圖）</p><p>　　（2）中間熱泵站工藝流程圖</p><p><b>　　3設計計算書</b></p><p><b>　　3.1 基礎計算：</b></p><p>　　3.1.1 進出站油溫的選擇和平均溫度 </p><

97、;p>　　根據凝點和輸送要求，及管線的實際情況和經驗等因素，設定進出站油溫分別如下： TZ=20℃ TR=50℃</p><p>　　由式（2-1） </p><p>　　3.1.2 平均溫度下的相關計算</p><p>　　根據20℃時的油品密度式換算成溫度下的密度，由下式 </p><p

98、><b>　　kg/(m·℃ )</b></p><p><b>　　kg/m</b></p><p>　　平均溫度下質量流量、體積流量的計算：</p><p>　　注：年工作天數按350天計算（按最大設計輸量算）</p><p>　　質量流量 </p>

99、<p>　　體積流量 </p><p><b>　　按最小設計輸量算</b></p><p>　　質量流量 </p><p>　　體積流量 </p><p>　　3.1.3 管徑的選擇</p><p><b>　　由可計算管徑<

100、;/b></p><p>　　式中：d——管道內徑，m ；</p><p>　　V——經濟流速，m/s；</p><p>　　Q——體積流量，m/s；</p><p><b>　　m </b></p><p>　　由給出管徑 ，，，，知選擇和兩種管徑 <

101、;/p><p><b>　　3.1.4管材選擇</b></p><p>　　輸油管道直管段的許用應力應符合下列規(guī)定：</p><p>　　由《輸油管道設計規(guī)范》表5.2.1鋼管的最低屈服強度和焊縫系數</p><p>　　選鋼號L290(X42)的管材，其最低屈服極限=290，焊縫系數=1.0，</p><

102、;p>　　設計系數K=0.72（輸油站外一般地段）。</p><p>　　[]=K=0.721.0290=208.8Mpa</p><p>　?。?） 設計內壓力P在6-8Mpa之間，本設計中設計內壓力取為6.472Mpa。</p><p>　　根據設計內壓力計算出的應力值，</p><p>　　根據設計內壓力計算出的應力值不應超過鋼管

103、得許用應力。</p><p>　　由以上知所選管材符合要求。</p><p>　?。?） 選擇螺旋縫鋼管</p><p>　　由DN250-DN350時，e=0.125mm;DN400以上，e=0.10mm</p><p>　　知所選管材e=0.125mm。</p><p>　　3.1.5計算總傳熱系數K</p&

104、gt;<p><b>　　（以為例）</b></p><p><b>　　瀝青防腐層熱阻為：</b></p><p><b>　　由式（2-4）知：</b></p><p><b>　　=2.739</b></p><p><b>

105、　　由式（2-3）知：</b></p><p><b>　　3-1總傳熱系數表</b></p><p>　　3.1.6 流態(tài)的判別</p><p><b>　　管線 </b></p><p>　　TR=50℃時 =6.7035 =830.8614 kg/m</p&

106、gt;<p>　　V min=8.068 </p><p>　　TZ=20 ℃時 =20.497 =852 kg/m</p><p>　　Vmax=24.06</p><p><b>　　最大輸量下</b></p><p><b>　　最小輸量下</b></p>

107、<p>　　綜合以上知：3000<Re< 所以任何任務輸量下，整個輸送過程中無流態(tài)轉變，處在水利光滑區(qū)。</p><p>　　同理的管線流態(tài)也處于水利光滑區(qū)，所以m=0.25，β=0.0246</p><p>　　3.2工況計算 </p><p>

108、<b>　　3.2.1熱力計算</b></p><p><b>　?。ㄒ詾槔?lt;/b></p><p>　　在最小流量下確定加熱站數</p><p>　　加熱站間距的初步計算</p><p><b>　　按油品平均溫度考慮</b></p><p><

109、;b>　　= kg/m</b></p><p><b>　　Vpj=</b></p><p>　　由式（2-10）(2-11) </p><p>　?。?）求加熱站數及確定加熱站間距</p><p>　　取NR=6，即設6個加熱站</p><p>　　則加熱站間距 ＝＝72km&

110、lt;/p><p>　　3-2各管徑下的熱站數</p><p>　　3.2. 2水力計算</p><p><b>　　泵站數的確定</b></p><p>　　由最大輸量確定泵站數（為例）</p><p>　　由式（2-10）(2-11) </p><p><b>　

111、　反算出站油溫：</b></p><p>　　Lgu=1.7177-0.0203 27.859=1.1522 =850.491 kg/m</p><p>　　得出： =14.197mpa；； </p><p><b>　?。?； ；</b></p><p><b>　?。?）判斷翻越點&l

112、t;/b></p><p>　　由式（2-7） HL =0.0146×432×103×1.01+(468-1100)=5738.27m</p><p>　　最高點在80km處，高程1350m。</p><p>　　=0.0146×80×103×1.01+(1350-1100)=1481.2m<

113、;/p><p>　　240km，高程1260m</p><p>　　Hi=0.0146×240×103×1.01+160=3653.6m</p><p>　　因Hi< HL，所以此管路無翻越點</p><p><b>　　表3-3熱站站址</b></p><p>&

114、lt;b>　　確定站內泵的個數 </b></p><p><b>　　m </b></p><p><b>　　=901.712m</b></p><p>　　=1107.712m</p><p><b>　　=989.712m</b></p>

115、<p><b>　　=521.712m</b></p><p>　　=1079.712m</p><p>　　選擇ISG-300-540型泵 H=229.53-79.85Q帶入Q=0.146 </p><p>　　Hc=229.07m</p><p>　　因為設計壓力P=6.427Mpa</p>

116、<p>　　所以選擇3臺串聯(lián)則Hc=687.21m</p><p>　　確定站內泵的個數 所以取9個泵站</p><p>　　各管徑的泵站數和熱站數如下表：</p><p>　　表3-4各管徑下的熱泵站數</p><p>　　3.3輸油成本的計算</p><p>　　1.燃料電費的計算（以為例計

117、算）</p><p>　　本設計采用《輸油管道設計與管理》的燃料費和動力費計算公式： </p><p>　　式中 ——油品比熱容，； </p><p>　　——i出站油溫，℃；</p><p>　　——i站進站油溫，℃ ； </p><p>　　——燃油價格，元/噸；</p><p>　　

118、——加熱爐效率，取為0.86；</p><p><b>　　——燃油熱值，。</b></p><p>　　電力費用按下式計算：</p><p>　　式中——全線泵機組所消耗的電力費用，元/年；</p><p>　　——第i泵站的揚程，m；</p><p>　　——電力價格，元/千瓦時；</p

119、><p>　　——年輸量，噸/年； </p><p><b>　　——泵站數。</b></p><p>　　=5614.134萬元</p><p>　　=2558.590萬元</p><p><b>　　2.其他費用的計算</b></p><p>　

120、　首末站40人，中間熱泵站25人，中間泵站15人</p><p>　　總人數=402+255+153=250人</p><p>　　工資及福利=2501500（1+14%）12=513萬元</p><p>　　線路工程投資=77.4432=33436.8萬元</p><p>　　輸油站工程投資=2500+1000+16005+11003=14

121、800萬元</p><p>　　工程總投資=（33436.8+14800）/0.9=53596.444萬元</p><p>　　建設期利息=53596.44470%{40℅[-1]+60%[-1]}</p><p>　　=5347.011萬元</p><p>　　固定資產總投資=53596.444+5347.011=58943.455萬元&l

122、t;/p><p>　　固定資產原值=58943.45585%=50101.936萬元</p><p>　　折舊費=50101.9367.14%=3577.278萬元</p><p>　　修理費=3577.27830%=1073.183萬元</p><p>　　其他費用=5132=1026萬元</p><p>　　油品損耗=

123、37520000.35%=1312.5萬元</p><p><b>　　3.經營成本的計算</b></p><p><b>　　輸油成本：C1=0</b></p><p><b>　　C2=0</b></p><p>　　C3=5614.134+2558.590+513+107

124、3.183+1026+1312.50.7=11703.657萬元</p><p>　　C4=5614.1344+2558.590+513+1073.183+1026+1312.50.8=11834.907萬元</p><p>　　C5=5614.1344+2558.590+513+1073.183+1026+1312.50.9=11966.157萬元</p><p>

125、;　　C6=C7=C8=C9=C10=C11=12097.407萬元</p><p>　　C12=11966.157萬元 C13=11834.907萬元C14=11703.657萬元</p><p><b>　　4．投資的計算</b></p><p><b>　　萬元</b></p><p>　　建

126、設期第一年投資：I1 =53596.44440%=21438.5776萬元</p><p>　　建設期第二年投資：I2 =53596.44460%=32157.8664萬元</p><p>　　生產期第一年投資=流動資金=8279萬元</p><p><b>　　管徑計算方法與相同</b></p><p>　　表3-5管