【正文】 ?? ? 7/831 )102 4 3 ( 105。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(chǔ)罐的容量，節(jié)約工程投資，減少原油損耗。加熱輸送是目前最常用的方法。 4)比較方案 三種管徑的計(jì)算結(jié)果如下： 其中 Φ457 的費(fèi)用現(xiàn)值最小，采用 Φ4577 .1 的管道進(jìn)行施工和投產(chǎn)運(yùn)行更為經(jīng)濟(jì)。 水電設(shè)施、道路、通訊設(shè)施等費(fèi)用按線路投資與輸油站投資之和的 12%計(jì)算。 全線的電力費(fèi)用可采用下式計(jì)算： SP=pe idH G e? ?? (110) 式中： SP全線泵機(jī)組所消耗的電力費(fèi)用，元 /年； H 第 i泵站的揚(yáng)程， m； ed 電力價(jià)格，元 /kWh； ηpei第 i泵站泵機(jī)組的效率； G年輸量，噸 /年； 油氣損耗費(fèi)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(jì)算。 3)經(jīng)營(yíng)成本和流動(dòng)資金 年經(jīng)營(yíng)成本＝燃料費(fèi)用＋電力費(fèi)用＋工資及福利費(fèi)＋修理費(fèi)＋油氣損耗費(fèi)＋折舊費(fèi) +其他費(fèi)用 燃料費(fèi)用主要是指加熱設(shè)備 (包括加 熱爐和鍋爐 )的燃料費(fèi)用。 2)費(fèi)用現(xiàn)值法 費(fèi)用現(xiàn)值比較法簡(jiǎn)稱現(xiàn)值比較法。故總投資隨著管徑的變化必有極小值存在，而輸油能耗也在下降。 根據(jù)輸量的大小，本次設(shè)計(jì)提出了 3 種可能的管徑，分別是 、Φ45 Φ508。 ④ 原油粘度 由最小二乘法回歸粘溫關(guān)系如表 11 表 11 粘溫關(guān)系回歸表 溫度 (℃ ) 60 55 50 45 40 35 30 28 粘度 ( 106m2/s) 48 53 60 69 111 lnν 取 xi 為 T， yi 為 lnν，并設(shè) =+y a bx Σxi= 343 Σyi= x = y = b = ?? ? ??2)())((xxiyyxx ii =?= ? ??? xbya 回歸結(jié)果為 lnν= 得原油粘度為 ： ν= (14) 式中： T平均輸油溫度 (℃ )； 2） 其他設(shè)計(jì)參數(shù) 管道全線任務(wù)輸量、最小輸量、進(jìn)出站油溫、埋深處月平均氣溫 等列于 表112 設(shè)計(jì)參數(shù)表中。 (11) 式中： TR —— 原油出站溫 度 ，℃， 取 TR =60℃； TZ —— 原油進(jìn)站溫度 ，℃， 取 TZ =30℃； T —— 原油平均溫度， ℃ ，由上式計(jì)算得 T = 40℃?！?)； ⑥燃油熱值 104 kJ/kg。 9) 繪圖采用 AUTOCAD。 5) 反輸計(jì)算。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1） 計(jì)算及說明書部分內(nèi)容要求 1) 根據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值最小原則確定最優(yōu)管徑。 (3) 加強(qiáng)原油熱處理、降凝劑和減阻劑機(jī)理的研究 ， 從根本添加劑對(duì)不同原油減阻降凝機(jī)理的認(rèn)識(shí)問題。我國(guó)從事管道科研人員近年來在這方面取得了較大進(jìn)展。 現(xiàn)在原油管輸工藝的種類很多，應(yīng)用較多、技術(shù)比較成熟的傳統(tǒng)管輸工藝有火焰加熱器的加熱輸工藝、熱處理輸送工藝、加劑（包括降凝劑、減阻劑、乳化劑）輸送工藝 [4~13]、稀釋輸送工藝 [14]。 原油按其油品性質(zhì)來分，可以將原油分為輕質(zhì)原油和高粘易凝原油，后者還可以分為含蠟量較高的含蠟原油和含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)較高高粘重質(zhì)原油（即稠油）[2]。輕質(zhì)原油的輸送較為容易，一般常規(guī)輸送工藝就能滿足要求。另有相對(duì)來說應(yīng)用較少、有待進(jìn)一步研究開發(fā)的現(xiàn)代工藝，有保溫結(jié)合伴熱輸送工藝、太陽(yáng)能加熱等特殊加熱工藝 [15]、低粘液環(huán)輸送工藝、微波降粘輸送工藝 [16]、水懸浮輸送工藝 、氣飽和輸送工藝、磁處理輸送工藝 [17]、改質(zhì)輸送工藝 [18]、管道內(nèi)涂輸送工藝 [19]等。 我國(guó)輸油工藝技術(shù)發(fā)展方向 [20]： (1) 適應(yīng)國(guó)內(nèi)油田發(fā)展的特點(diǎn) ， 解決東部管道低輸量運(yùn)行 ， 西部管道常溫輸送 ， 海洋管道間歇輸送和成品油順序輸送問題。 (4) 開展添加劑的研制工作 ， 形成添加劑研究 — 生產(chǎn) — 應(yīng)用一條龍。 2) 水力與熱力計(jì)算。 6) 站內(nèi)流程設(shè)計(jì)。 10) 圖幅均采用 1 號(hào)或 2 號(hào) 圖紙。 （ 7）粘溫關(guān)系 見表 2 表 2 油品溫度與粘度數(shù)據(jù) 溫度（℃） 28 30 35 40 45 50 55 60 粘度（ cp） 111 69 60 53 48 （ 8）沿程里程、高程（管道全程 320km） 數(shù)據(jù)見表 3 表 3 管道縱斷面數(shù)據(jù) 里程（ km） 0 40 70 130 165 190 230 250 280 300 320 高程（ km） 28 30 10 25 35 28 36 42 68 45 35 1） 原油物性參數(shù) ① 原油進(jìn)站溫度、出站溫度 由于一般原油加熱溫度為 60~70℃，考慮到最高出站溫度為 60℃，故 取 TR =60℃ 。 ③ 原油密度 所輸原油密度 ρ (g/cm3)隨溫度 T(℃ )的變化關(guān)系為： 20 ( 20)ρ ρ ξ T? ? ? (12) 式中： 20ρ —— 20℃ 下原油密度 ， kg/m3； ? —— 溫度系數(shù)， ? =， kg/( m3 生產(chǎn)天數(shù)按照 350 天計(jì)算。在這里采用費(fèi)用現(xiàn)值來確定最經(jīng)濟(jì)管徑。其它項(xiàng)目如材料費(fèi)、折舊費(fèi)、稅金、管理及維修費(fèi)等是按照投資總額提成一定比例計(jì)算的 。使用該方法時(shí)，先計(jì)算各比較方案的費(fèi)用現(xiàn)值，然后進(jìn)行對(duì)比，以費(fèi)用現(xiàn)值較低的方案為優(yōu)。 對(duì)于長(zhǎng)距離輸油管道系統(tǒng)，燃料費(fèi)用主要是原油加熱輸送工藝中加熱爐的燃料油費(fèi)用。 油氣損耗費(fèi)＝損耗比例 年輸量 (或年銷量 )油價(jià) (或氣價(jià) ) 損耗比例一般可取為 %～ %。 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(jì)算，固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅稅率為 0。 根據(jù)《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，輸油管道直管段鋼管管 壁厚按下式計(jì)算： =2PDK? ?? (111) 式中： ? —— 計(jì)算的屈服應(yīng)力， MPa； P —— 工作壓力， MPa； D —— 管道外徑， mm； K —— 強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，此處取 K =； ? —— 焊縫系數(shù)，此處取 ? =； ? —— 管道厚度， mm。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。 1） 判斷流態(tài) 雷諾數(shù)的計(jì)算公式如下： 4= QRe dvπ 只需在最小和最大流量?jī)煞N極端狀況下便可判斷流態(tài)是否變化， 由 表 11 知在計(jì)算溫度下的原油動(dòng)力粘度為： ν=69106m2/s。 因 為 3000 Remin Remax Re1， 兩種極端情況下的流動(dòng)都處在 水力光滑區(qū) 。 根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計(jì)最小輸量為 /s 即 總傳熱系數(shù)由 (24)得為 ℃ 。 式中： Dw 管道外徑 (m)， 取 ； K熱油管道總傳熱系數(shù) (w/m℃ )， 取 ℃ ； C油品比熱 (J/(kg ② 按平均布站反算出站溫度 設(shè) TZ = 30℃， b= ℃ ，起點(diǎn)油溫計(jì)算公式： R 0 Z 0 aLT T b T T b=( + )+( )e (210) 將各參數(shù)代入上式得： TR1=℃。 在長(zhǎng)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： t z Q m iH iL Z Z h?= +( )+ (211) 式中： H —— 全線壓頭損失， m； tiL —— 沿程摩阻， m； ZQZZ( ) —— 管道起點(diǎn)與終點(diǎn)的高程差， m； mih? —— 局部摩阻， m。 ④確定泵站數(shù) 管道允許的最大操作壓力為： P= DK s???2 = 4 5 1 ???? = 管道最大承受壓力 時(shí)， H= 6???gP?= 即管道承壓為 ，出站壓力要小于此值 。 ①熱力計(jì)算及確定加熱站 由公式 (25)計(jì)算得： i = ； 由公式 (26)計(jì)算得： a =106m； 由公式 (27)計(jì)算得： b=℃； 由公式 (28)計(jì)算得： LR = ； 由公式 (29)計(jì)算得： n=，向上圓整為 n=4； 由于最小輸量時(shí)加熱站數(shù)為六個(gè)，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保角度考慮，最大 輸量時(shí)可調(diào)整 成六個(gè)加熱站。 由于 |TR1TR2|， 故對(duì)出站油溫進(jìn)行第二次迭代試算： 由公式 (11)計(jì)算得平均溫度： T= ℃； 由公式 (14)得計(jì)算動(dòng)力粘度： ν=104 m2/s； 由公式 (13)得在計(jì)算溫度下的密度： ρ=； 由公式 (15)得在計(jì)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(jì)算得： b=℃； 由公式 (210)得： TR3= ℃。 到可能翻越點(diǎn)處壓頭損失： Hf= 280 103+（ 6828） =。 泵站特性方程為 HC=5（ ） =，全程所需泵站數(shù)N= = 向上取整為 N=3，則最大輸量工況下需設(shè)置 3 個(gè)泵站。 由于是平均布站，故各個(gè)加熱站的進(jìn)站溫度、出站溫度都相同，即TR=℃， TZ=30℃。 設(shè)置 3 個(gè)泵站，則泵站揚(yáng)程為： HC= 3 = 最大輸量下泵揚(yáng)程 H=，則每個(gè)泵站需開泵數(shù)： N= HHC = =,向上取整 N=5，故最大輸量下選用型號(hào)為 KSY800190的泵 6 臺(tái)， 5 臺(tái)串聯(lián)，另有一臺(tái)備用。 由于 |TR2TR3|，故取 TR= ℃，即在最大輸量下原油出站溫 度是 TR= ℃。 設(shè)置 3 個(gè)泵站，則泵站揚(yáng)程為： HC= = 90%輸量下泵揚(yáng)程： H==（ 3600） = 則每個(gè)泵站需開泵數(shù)： N= HHC = =,向上取整 N=4，故 90%輸量下開泵 4 臺(tái)。 由于 |TR2TR3|，故取 TR= ℃，即在最大輸量下原油出站溫度是 TR= ℃。 設(shè)置 3 個(gè)泵站，則泵站揚(yáng)程為： HC= = 80%輸量下泵揚(yáng)程： H==（ 3600） = 則每個(gè)泵站需開泵數(shù)： N= HHC = =,向上取整 N=3，故 80%輸量下開泵 3 臺(tái)。 ②水力參數(shù) 全線總壓頭損失： H= 320 103+（ 3528） =。 儲(chǔ)存溫度這里取 30℃，由公式 (12)計(jì)算得 ρ=。則由公式 (219)得分輸站、末站儲(chǔ)油罐總?cè)萘浚? 43600 10 10 4 ? ? ?????m3 所以，可以選取 1 座 50000m3和 2 座 20200m3鋼制浮頂罐。若 2020kw 的加熱爐不能使用，則可以用兩臺(tái)1500kw 或用 一臺(tái) 3500kw 替代。 （ 2）根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。 （ 5）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能的要 求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇盯得緊的額定轉(zhuǎn)速。 由公式 (220)計(jì)算得 KSY800190 的泵： ?? ??? %811 0 2 9 38 5 02 1 4 由公式（ 221）得輸油主泵電機(jī)功率： ??? 由《 JB/T 104442020》選擇電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為 Y2 45014,其基本參數(shù)為：額定功率 500kw，轉(zhuǎn)速 3000r/min，額定頻率 50Hz，結(jié)構(gòu)及安裝型式為 IMB3，外殼防護(hù)等級(jí) IP54，冷卻方法 IC411。 40℃的原油密度由式（ 12）計(jì)算 ρ =（ 40