【正文】 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 1 油氣管道輸送 梁光川 第二章 等溫輸油管道的工藝計算 作業(yè)： 擬建一條長 690公里，年輸量為 600萬噸的輕質(zhì)油管線。已知原始資料： (1)管路埋深 : (2)油品密度 ρ20=(3)油品的粘溫特性： (4)可選用的離心泵型號規(guī)格： (P24) 或按照最新的泵機組樣本進(jìn)行選擇 (網(wǎng)上搜索或圖書館查閱相關(guān)手冊 )。 (5)首站進(jìn)口壓頭取 ΔH1=45m，站內(nèi)摩阻取 15m。 (6)管材選用見 P64和附錄一、附錄二。 (7)線路高程 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 2 油氣管道輸送 梁光川 第二章 等溫輸油管道的工藝計算 作業(yè)： 設(shè)計要求：（提示：先采用手算，步驟熟悉后再采用電算。作業(yè)本中要體現(xiàn)手算過程。） (1)合理選擇泵型號和泵站的組合方式，并查有關(guān)資料作所選型號的泵在輸此油品時特性數(shù)據(jù)的換算； (2)選取合適的管徑，計算壁厚并取整，然后計算管道的承壓能力和對應(yīng)的允許最大出站壓頭； (3)取管道的當(dāng)量絕對粗糙度 e=，計算所需的泵站數(shù)； (4)將計算的泵站數(shù)取大化整，然后提出三項經(jīng)濟(jì)可行的措施使輸量保持不變，并對每種措施作相應(yīng)的計算（雙號學(xué)生選作）。 (5)將計算的泵站數(shù)取小化整，分別計算所需副管的長度（管徑與主管相同）、大一個等級的變徑管長度、大兩個等級的變徑管長度，并進(jìn)行管材耗量的比較（單號學(xué)生選作） (6)校核 :夏季高溫時和冬季低溫時各站的進(jìn)、出站壓力 ,并調(diào)整站址； (7)設(shè)副管敷設(shè)在首站出口位置，求第一站間動水壓頭 Hx的表達(dá)式，并檢查全線動水壓頭和靜水壓頭； (8)求管道系統(tǒng)的最大和最小輸量及相應(yīng)的電機的總輸出功率。 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 3 油氣管道輸送 梁光川 輸油管道設(shè)計與管理 第一部分 axRx eTTTT???? )(00axRx ebTTbTT?????? )]([)(00上次課總結(jié)復(fù)習(xí) ? 加熱輸送的特點 ? 熱油管道熱力計算基本公式 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 4 油氣管道輸送 梁光川 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 ? 溫降規(guī)律及影響因素 1） 如何考慮水力坡降 ？ 2） 加熱站間管路各處溫度梯度是不同的 ， 出口段溫降快 ， 進(jìn)口段溫降慢； 3） 管道埋深處土壤溫度 T0不同 ，溫降情況也不同 。 夏季 T0高 ， 溫降慢 ， 冬季溫降快； axRx eTTTT ???? )( 00axRx ebTTbTT ?????? )]([)( 00溫降規(guī)律及影響因素4） 對溫降影響最大的是總傳熱系數(shù) K和流量 G， K值增大 ， 溫降將顯著加快；大流量下沿線的溫度分布要比小流量時平緩得多 ， 流量減少 ， 終點油溫急劇下降 。 GcDKa ??DKgGib ??2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 5 油氣管道輸送 梁光川 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 ? 摩擦生熱對溫度的影響 （ P79） 1） 2) Q、 粘度越大 ， b越大； K越小 ， b越大 ， 說明摩擦生熱的影響越大 。 3） 分三種情況 DKg iGb ?/? )( 3 mmQb ????RRRTbTTbTTbT??????000axRx ebTTbTT ?????? )]([)( 002022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 6 油氣管道輸送 梁光川 00ln1TTTTal ZRR ???RR lLN ?0m in0m a xm inlnTTTTcDlKQzRR??? ???)( ZR TTGcq ?? yqY /??公式的應(yīng)用 ?求沿線溫度分布 ?已知終點溫度 TZ， 求起點溫度 TR ?求最小安全輸量 (P82) 在允許的最高出站溫度和最低進(jìn)站溫度下保證管道安全運行的最小輸量 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 aLZR eTTTT )( 00 ???00lnTTTTDlcQKzRR ?????axRx eTTTT ???? )( 00RlcQDKRz eTTTT?????? )( 00?運行時反算總傳熱系數(shù) ?確定站間距和加熱站數(shù) ?計算加熱站熱負(fù)荷和燃料消耗 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 7 油氣管道輸送 梁光川 ?蠟結(jié)晶的影響 1） 按輸油平均溫度下的比熱容計算 。 2） 實測含蠟原油比熱容隨溫度變化的數(shù)值 。 整理成原油比熱容一溫度 （ c～ T） 關(guān)系曲線關(guān)系式 。 管道分段計算溫降時代入相應(yīng)溫度下的 c值計算 。 3） 實測含蠟原油單位溫降的析蠟率及其結(jié)晶潛熱 ， 將它的影響計入原油比熱容的變化 。 ? 油流過泵溫升 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 8 油氣管道輸送 梁光川 ?流態(tài)的轉(zhuǎn)換 流態(tài)的轉(zhuǎn)變由雷諾數(shù)確定 ， 設(shè)臨界雷諾數(shù)為 Rekp， 對于高粘高凝原油 ， Rekp=1000～ 2022 計算臨界粘度 ， 并由此確定臨界溫度 Tkp 。 利用溫度計算公式 ， 可以求出發(fā)生流態(tài)變化時的輸送距離 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 kpekp DQR??4?e k pkp DRQ??4?00ln1TTTTax kpRkp ???2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 9 油氣管道輸送 梁光川 ?溫度參數(shù)的確定 （ P80） 1） 地溫 T0 ① 對架空管道 ， T0取最低月平均氣溫 。 對熱油管道來說 ， 地溫 T0取最低月平均地溫 。 ② 對最高月平均溫度的溫降和熱負(fù)荷進(jìn)行校核 。 該溫度與管道埋設(shè)深度有關(guān) 。 從工藝的角度來看 ， 埋設(shè)深度越大 ，T0越高 。 ③ 運行時 ， 按實測溫度核算 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 10 油氣管道輸送 梁光川 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2） 加熱站出站溫度 ① 從熱油管道溫降規(guī)律來看 ， 加熱溫度不宜太高 。 ② 從粘溫特性和其它物理性質(zhì)考慮 ， 原油可達(dá) 80～ 100℃ 。 對重油 ， 可達(dá)到 100～ 120℃ 左右 。 如含水 ， 則不應(yīng)超過 100℃ 。 為防止氣化 ， 原油的加熱溫度最好不超過其初餾點 。 ③ 對高含蠟原油 ， 溫度不宜過高 ， 一般不超過 70℃ ； 對高粘原油 ，溫度可高一些 ， 可達(dá)到 120℃ 。 ④ 從防腐絕緣層來考慮 如采用瀝青絕緣防腐層 ， 油溫高 ， 易老化和流淌 ， 對其它防腐層 ， 也應(yīng)該考慮其高溫性能 。 ⑤ 溫度應(yīng)力的考慮 在確定加熱溫度時 ， 還必需考慮由于運行和安裝溫度的溫差 ， 而使管道遭受的溫度應(yīng)力是否在強度允許范圍內(nèi) 。 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 11 油氣管道輸送 梁光川