【正文】 H 第i泵站的揚程，m；ed 電力價格，元/kWh；ηpei第i泵站泵機組的效率；G年輸量，噸/年；油氣損耗費包括大罐的蒸發(fā)損耗和泄漏損失等，可按年輸量或銷售量的一定比例計算。油氣損耗費＝損耗比例年輸量(或年銷量)油價(或氣價)%～%。固定資產(chǎn)形成率為85%，%(綜合折舊年限為14年)，殘值為0。修理費按固定資產(chǎn)原值的1%計算，輸油成本中其他費用按工資總額與職工福利費之和的2倍計算。水電設(shè)施、道路、通訊設(shè)施等費用按線路投資與輸油站投資之和的12%計算。管道建設(shè)期為2年，第一年和第二年投資分別按總投資的40%、60%計算，固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅稅率為0。固定資產(chǎn)的30%為自有資金，70%為建設(shè)銀行貸款，貸款利率為8%。流動資金利用擴大指標估算法，按流動資金占固定資產(chǎn)原值的5%計算。4)比較方案三種管徑的計算結(jié)果如下：其中Φ457，采用Φ457。3. 管道壁厚選擇根據(jù)《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》，輸油管道直管段鋼管管壁厚按下式計算： (111)式中： ——計算的屈服應(yīng)力，MPa；——工作壓力，MPa；——管道外徑，mm；——強度設(shè)計系數(shù)，此處取=；——焊縫系數(shù)，此處取=；——管道厚度，mm。 管道系統(tǒng)設(shè)計壓力為7MPa時，管道選用X60直縫電阻焊鋼管，屈服強度413MPa，壁厚計算結(jié)果如下表114：表114 壁厚計算表公稱直徑(mm)計算壁厚(mm)腐蝕余量(mm)實選壁厚(mm)管道外徑(mm)DN4571Φ457 輸油工程1. 主要工藝1)原油密閉加熱輸送工藝 (1)加熱輸送工藝易凝易粘的油品當其凝點高于管道周圍環(huán)境溫度、或在環(huán)境溫度條件下油流粘度很高時，不能直接采用等溫輸送方法。油流過高的粘度使管道的壓降劇增，不經(jīng)濟也不安全。加熱輸送是目前最常用的方法。其可以降低粘度減少摩阻損失并降低管輸壓力，保證安全輸送。 (2)密閉輸送工藝泵到泵密閉輸送工藝是目前國內(nèi)外管道采用的先進輸送工藝。對輸油系統(tǒng)壓力實行自動調(diào)節(jié)以及系統(tǒng)自動連鎖保護，是實現(xiàn)密閉輸油的前提。中間泵站設(shè)一水擊泄放罐，不設(shè)旁接油罐和緩沖罐，大幅降低各站儲罐的容量，節(jié)約工程投資，減少原油損耗。1） 判斷流態(tài)雷諾數(shù)的計算公式如下： 只需在最小和最大流量兩種極端狀況下便可判斷流態(tài)是否變化，由表11知在計算溫度下的原油動力粘度為：ν=69106m2/s。則=由推薦值：e=。則管壁相對當量粗糙度為：103。查得公式：代入計算得：105。因為3000 Remin Remax Re1，兩種極端情況下的流動都處在水力光滑區(qū)。據(jù)此，可確定m = ，=。2) 總傳熱系數(shù)由 (23)式中：D管道外徑(m)； 土壤導熱系數(shù)(w/m℃)， w/m℃； h管道中心埋深(m)， m；得==K= (24)式中：瀝青防腐層(m)， m； 防腐層導熱系數(shù)(w/m℃)，℃；得總傳熱系數(shù)K== (w/m℃)；3. 工藝計算及站場布置1)最小輸量工況計算根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計最小輸量為Qmin =。?確定熱站數(shù)熱力計算按最小輸量情況進行計算。根據(jù)任務(wù)書的要求，總傳熱系數(shù)由(24)℃。由雷諾數(shù)判斷流態(tài)均為紊流的水力光滑區(qū)。 根據(jù)以下公式求解所需的熱站數(shù)。水力坡降i= (25)a= (26)b= (27)L (28)最終得熱站數(shù)：n (29)最終向上取整得熱站數(shù)n。式中：D管道外徑(m)，； K熱油管道總傳熱系數(shù)(w/m℃)，℃； C油品比熱(J/(kg℃))，取2100 J/(kg℃)；i=b=℃a=105mL180。R=104mn==6需要6座加熱站，站間距為L= Km。②按平均布站反算出站溫度設(shè)TZ = 30℃，b= ℃，起點油溫計算公式： (210)將各參數(shù)代入上式得：TR1=℃。則由公式(11)得平均溫度：T=℃；由公式(14)得計算動力粘度：ν=105 m2/s；由公式(13)得在計算溫度下的密度：ρ= kg/m3；由公式(15)得在計算溫度下的最小體積流量：Q=；將上述參數(shù)值帶入公式（25）得：i= m/m；由公式(27)得：b=℃；由公式(28)得：LR =。故取TR=℃。則在最小輸量工況下的設(shè)計參數(shù)選取結(jié)果如表21：表21最小輸量工況下熱力計算參數(shù)表出站溫度TR（℃）平均溫度T（℃）平均密度ρ（kg/m3）體積流量Q（m3/s）水力坡降i（m/m）b(℃)站間距LR(km)③翻越點判斷由沿程高程表3知(280km，68m)處可能存在翻越點。在長輸管路中，局部摩阻總是占據(jù)很小的部分，一般占沿程摩阻的約1%，全線總壓頭損失公式： (211)式中：——全線壓頭損失，m；——沿程摩阻，m；——管道起點與終點的高程差，m；——局部摩阻，m。由公式(211)計算得：全線總壓頭損失：H=320103+（3528）=。到可能翻越點處壓頭損失:Hf=280103+（6828）= 。由Hf H，知在最小輸量工況下不存在翻越點。④確定泵站數(shù)管道允許的最大操作壓力為：= =，H==，出站壓力要小于此值。參照《JBT101141999輸油離心泵 型式與基本參數(shù)》選擇型號為KSY800190的泵，其特性方程為：H=最小輸量時，Q=，則H=，泵站內(nèi)泵數(shù)為n==，向下取整為5，則最大輸量工況下每個泵站應(yīng)選用5臺KSY800190泵串聯(lián)，可增加一臺備用。泵站特性方程為HC=5（）=，全程所需泵站數(shù)N===2，則最小輸量工況下需設(shè)置2個泵站。2）最大輸量工況計算根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計最大輸量為Qmax =105 kg/h。①熱力計算及確定加熱站由公式(25)計算得：i = ；由公式(26)計算得：a =106m；由公式(27)計算得：b=℃；由公式(28)計算得：LR = ；由公式(29)計算得：n=，向上圓整為n=4；由于最小輸量時加熱站數(shù)為六個，從經(jīng)濟環(huán)保角度考慮，最大輸量時可調(diào)整成六個加熱站。下面反算在最大輸量時設(shè)六個加熱站時的出站溫度。仍取進站溫度TZ=30℃。現(xiàn)令b=0，對出站油溫進行第一次迭代試算：由公式(210)計算得：TR1= ℃；由公式(11)計算得平均溫度：T= ℃；由公式(14)得計算動力粘度：ν=104 m2/s；由公式(13)得在計算溫度下的密度：ρ= kg/m3；由公式(15)得在計算溫度下的最小體積流量：Q=；將上述參數(shù)值帶入公式（25）得i= m/m；由公式(27)計算得：b=℃；由公式(210)得：TR2= ℃。由于|TR1TR2|，故對出站油溫進行第二次迭代試算：由公式(11)計算得平均溫度：T= ℃；由公式(14)得計算動力粘度：ν=104 m2/s；由公式(13)得在計算溫度下的密度：ρ=；由公式(15)得在計算溫度下的最小體積流量：Q=；將上述參數(shù)值帶入公式（25）得i= m/m；由公式(27)計算得：b=℃；由公式(210)得：TR3= ℃。由于|TR2TR3|，故取TR= ℃，即在最大輸量下原油出站溫度是TR= ℃。則在最大輸量工況下熱力計算參數(shù)如表22：表22最大輸量工況下熱力計算參數(shù)表出站溫度TR（℃）平均溫度T（℃）平均密度ρ（kg/m3）體積流量Q（m3/s）水力坡降i（m/m）b(℃)站間距LR(km)②翻越點判斷由沿程高程表3知(280km,68m)處可能存在翻越點。由公式(211)計算得：全線總壓頭損失：H=320103+（3528）=。到可能翻越點處壓頭損失：Hf=280103+（6828）=。由Hf H，知在最大輸量工況下不存在翻越點。③確定泵站數(shù)最大輸量時，在平均溫度下，管道體積流量為Qmax =3600= m3/h。參照《JBT101141999輸油離心泵 型式與基本參數(shù)》選擇型號為KSY800190的泵，其特性方程為：H=最大輸量時，Q= m3/h，則H=，泵站內(nèi)泵數(shù)為n==，向下取整為5，則最大輸量工況下每個泵站應(yīng)選用5臺KSY800190泵串聯(lián)，可增加一臺備用。泵站特性方程為HC=5（）=，全程所需泵站數(shù)N===3，則最大輸量工況下需設(shè)置3個泵站。由兩種極端工況確定的應(yīng)設(shè)站數(shù)如表23：表23 布站數(shù)量——熱站數(shù)泵站數(shù)最小輸量62最大輸量433）確定站址根據(jù)地形的實際情況，本著熱泵合一的原則，進行站址的調(diào)整：設(shè)置3個熱泵站與3個熱站。站址為：（0km,28m）、（53km,21m）、（107km,19m）、(160km,34m)、(213km,33m)、(267km,56m)。具體布站情況如表24： 表24 均勻布站表站里程（km）高程（m）布站情況首站028加熱站、泵站25321加熱站310719加熱站、泵站416034加熱站521333加熱站、泵站626756加熱站末站320351）最大輸量①熱力參數(shù)最大輸量時的基本熱力參數(shù)計算結(jié)果如表22。由于是平均布站，故各個加熱站的進站溫度、出站溫度都相同，即TR=℃，TZ=30℃。加熱爐的熱負荷由下面的公式計算： (216)式中：q——加熱爐的熱負荷，kw； G——油品流量