【正文】 TR=T0+b+(TZT0b)eal (210) i=βmmmdQ??52 ? (211) 式中 : β、 m— 由流態(tài)確定，水力光滑區(qū)： m=，β =； Q— 體積流量， m3/s。 加熱站數(shù) NR=Rll 經(jīng)計(jì)算，需要設(shè) 4 個(gè)加熱站。由于設(shè)計(jì)流量較大，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將進(jìn)站溫度取為 Tz =30℃ ，出站溫度取為TR =60℃ 。全線摩阻為各站間摩阻和。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。經(jīng)過計(jì)算，最終選定為外管徑 26 英寸，壁厚 。 摩阻計(jì)算 當(dāng)管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時(shí)，可按平均溫度下的油流粘度來計(jì)算站間摩阻。 (3) 平均溫度 當(dāng)管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時(shí)，可按平均溫度下的油流粘度來計(jì)算站間摩阻。 (2) 進(jìn)站油溫 ZT 加熱站進(jìn)站油溫的確定主要取決于經(jīng)濟(jì)比較。由于本設(shè)計(jì)采取先爐后泵的方式，則加熱溫度不應(yīng)高于初餾點(diǎn)，以免影響泵的吸入。 (5) 充分利用地形條件，兼顧熱力站、泵站的布置，本著“熱泵合一”的原則，盡量減少土地占用。由于輸量較大，且沿線地溫較高，故從經(jīng)濟(jì)上分析，本管道不采用保溫層。 本次設(shè)計(jì)中管道采用可減少蒸發(fā)損耗，流程簡單，固定資產(chǎn)投資少，可全部利用剩余壓力便于最優(yōu)運(yùn)行的密閉輸送方式，并采用“先爐后泵”的工藝方案。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 2 工藝設(shè)計(jì)說明書 工程概況 線路基本概況 本設(shè)計(jì)依 據(jù)荊南管線實(shí)際情況，由工建情況，結(jié)合人文地理環(huán)境等方面通過綜合分析確定線路走向。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括： 確定經(jīng)濟(jì)管徑、站址確定、調(diào)整及工況校核、設(shè)備選型、反輸計(jì)算、站內(nèi)工藝流程設(shè)計(jì)和開爐開泵方案；繪制首站及中間熱泵法學(xué)到的東西，使自己不但系統(tǒng)了學(xué)習(xí)了以前的知識，還有了對管輸設(shè)計(jì)更深刻的理解。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒論 長輸管道設(shè)計(jì)是對油氣儲運(yùn)專業(yè)本科畢業(yè)生綜合素質(zhì)和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對其專業(yè)知識學(xué)習(xí)的一次綜合考驗(yàn)。由于自己水平有限，雖然已盡力，但難免存在疏漏和錯(cuò)誤之處，站的工藝流程圖、泵房安裝圖、管道的縱斷面圖。管線全長 350km，海拔最低處為 28m，最高處 90m，整條管線位于平原地區(qū)，全線最高點(diǎn)距外輸首站約 公里。選用直接加熱式加熱爐。 基本參數(shù)的選取 設(shè)計(jì)依據(jù) 《吐鄯輸油管道初步設(shè)計(jì)》任務(wù)書 中國石油大學(xué)儲運(yùn)教研室 《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50253— 2021 《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ 74 《工程 管道安裝手冊》 中國石化出版社 《輸油管道設(shè)計(jì)與管理》 中國石油大學(xué)出版社 其它有關(guān)法規(guī)及技術(shù)文件 設(shè)計(jì)原則 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 (1) 設(shè)計(jì)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(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全使用、確保質(zhì)量； (2) 保護(hù)環(huán)境，降低能耗，節(jié)約土地；處理好與鐵路、公路、空運(yùn)、水路間的相互關(guān)系， 在滿足管線設(shè)計(jì)要求的前提下，充分利用管線的承壓能力以減少不必要的損耗； (3) 積極采用先 進(jìn)技術(shù)、合理吸取國內(nèi)外新的科技成果。 原始數(shù)據(jù) (1) 最大設(shè)計(jì)輸量為 1500 萬噸 /年 ； 生產(chǎn)期生產(chǎn)負(fù)荷（各年輸量與最大輸 量的比率）見下表 21。另外，管道采用瀝青防腐絕緣層，其輸油溫度不能超過瀝青的耐熱程度。對于凝點(diǎn)較高的含蠟原油，由于在凝點(diǎn)附近粘溫曲線很陡，故其經(jīng)濟(jì)進(jìn)站溫度常略高于凝固點(diǎn)。計(jì)算平均溫度可采用下式： ZRpj TTT 3231 ?? (21) 式中 : pjT — 平均油溫，℃； RT 、 ZT — 加熱站的出站、進(jìn)站溫度，℃。 管道設(shè)計(jì)參數(shù)： (1) 熱站、泵站間壓頭損失 15m； (2) 熱泵站內(nèi)壓頭損失 30m； (3) 年輸送天數(shù)為 350 天； (4) 首站進(jìn)站壓力 80m。 工藝計(jì)算說明 概述 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 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(dǎo)致了管道壓降大，動力費(fèi)用高，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，且在冬季極易凝管，發(fā)生事故，所以在油品進(jìn)入管道前必須采取降凝降粘措施。熱油沿管路流動時(shí)，溫度不斷降低，粘度不斷增大，水力坡降也不斷變化。 確定加熱站及泵站數(shù) 熱力計(jì)算 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(jì)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計(jì)。在最小輸 量下求得加熱站數(shù)。 水力計(jì)算 最大輸量下求泵站數(shù)，首先反算 出站油溫，經(jīng)過計(jì)算，確定出站油溫為 40℃。 (2) 管道沿程摩阻 H 總 =iL+△ Z+∑ hj (212) 式中 :△ Z— 起終點(diǎn)高差， m； ∑ hj— 局部壓頭損失， m (3) 判斷有無翻越點(diǎn) 經(jīng)判斷，全程 無翻越點(diǎn)。 最終確定站址如下表 24： 表 24 布站情況表 站號 1 2 3 4 5 站類型 熱泵站 熱泵站 熱泵站 熱泵站 末站 里程（ km） 0 175 高程 (m) 28 末站 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 校核計(jì)算說明 熱力、水力校核 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(jìn)行熱力、水力校核。 各站進(jìn)站壓力只要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，就可以合格。 熱力越站校核 當(dāng)輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時(shí)，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小 動、靜水壓力校核 (1) 動水壓力校核 動水壓力是指油流沿管道流動過程中各點(diǎn)的剩余壓力，即管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直高度，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(yùn)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。本設(shè)計(jì)取管線可能的最小輸量為反輸輸量。該系統(tǒng)決定了油品在站內(nèi)可能流動的方向、輸油站的性質(zhì)和所能承擔(dān)的任務(wù)。 (3) 采用先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備，提高輸油水平。 流程簡介： (1) 來油計(jì)量 來油 — 計(jì)量 — 閥組 (2) 站內(nèi)循環(huán)及倒罐 罐 — 閥組 — 泵 — 加熱爐 — 閥組 — 罐 (3) 正輸（首站） 上站來油 — 閥組 — 給油泵 — 加熱爐 — 主輸泵 — 下站 (4) 反輸 下站來油 — 閥組 — 給油泵 — 加熱爐 — 主輸泵 — 上站 (5) 壓力越站 來油 — 閥組 — 加熱爐 — 下站 主要設(shè)備的選擇 輸油泵的選擇 選泵原則： 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 (1) 為便于維修和管理，盡量選取同系列泵； (2) 盡量滿足防爆、防腐或露天安裝使用地要求； (3) 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(jī)為原動機(jī)。/h (2) 給油泵 選泵原則：大排量、低揚(yáng)程、高效率 故所選輸油主泵為： 20 20 19HSB (3) 反輸泵：管道在以下兩種情況下需要反輸： ① 輸量不足，需要正反輸交替來活動管道以防止凝管。 加熱爐的選擇 選爐原則： (1) 應(yīng)滿足加熱站的熱負(fù)荷要求，爐效高； (2) 為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 3 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算書 經(jīng)濟(jì)管徑： 4Qdv??? (31) 式中： d經(jīng)濟(jì)管徑（ m） Q質(zhì)量流量（ kg/s） v經(jīng)濟(jì)流速（ m/s） ? 原油密度（ kg/m3 ） 71 5 0 0 1 0 / 3 5 0 2 4 3 6 0 0 4 9 6 .0 3 /k g s? ? ? ? 選定 : 進(jìn)站油溫 TZ =35? C 出站油溫 TR =60? C Tpj =31 （ 60+235） =? C pj? = )20(20 ?? pjT?? ? ()= Q=G/? = 經(jīng)濟(jì)流速 含蠟原油經(jīng)濟(jì)流速在 ~ m/s 之間 當(dāng) v=： d= 4 ? ?=704mm 當(dāng) v=： d= 4 ? ?=610mm 選擇管徑的范圍為 610mm和 704mm之間。 綜上，最小輸量時(shí)取加熱站為四個(gè)。 選泵確定泵站數(shù) 沿程總摩阻： fH 1 .01 iL h 07 1 350 100 0 ( 48 28 ) 20 251 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? hm 為站內(nèi)摩阻 泵站數(shù)： Hfn Hc hc? ? ,其中， hc為站內(nèi)損失 選泵為： 202019HSB H= 一臺泵揚(yáng)程 H= 根據(jù)泵特性曲線和管路特性曲線做出圖 31 圖 31 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 根據(jù)圖 31可知 :三臺泵串聯(lián)揚(yáng)程 H= 所以 : 25 14 .5 ( 73 2. 36 15 ) 3. 5pn ? ? ? 總共選 4 臺 其中 1 臺備用 取整 np =4 確定站址 初步泵址為 0km,175km, 校核如下： 最小流量時(shí) :1 臺泵的揚(yáng)程 H=303m,2 臺泵 H=534m,3 臺泵 H=801m 首站 進(jìn)站壓力 8