【正文】 的散熱損失往往占能量損失的主導(dǎo)地位。（1）密度計(jì)算 （1??2020??tt??2）式中 —溫度為 ℃及 ℃時(shí)的油品密度，kg/m ；tt 3—原油在 20℃時(shí)的密度，ρ 20=885㎏/m 320 —溫度糾正系數(shù)，kg/( 本設(shè)計(jì)中輸送的油品含蠟量和膠質(zhì)含量均較高，且于凝點(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)。 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)輸量第 1 章 工藝說明書 3 最大輸量為 500 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 11。此設(shè)計(jì)管材采用，L245 鋼管；采用加熱密閉式輸送流程，先爐后泵的工藝，?充分利用設(shè)備，全線輸油主泵和給油泵均采用并聯(lián)方式，加熱爐采用直接加熱的方法。加熱爐采用直接加熱的方法。輸油管采用瀝青加強(qiáng)級(jí)外保護(hù)的防腐措施。關(guān)鍵詞: 管型；輸量；熱泵站；工藝流程中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ABSTRACTThe whole length of the pipeline is 440 kilometer and the terrain is maximum of transport capacity is 500 million ton per year and minimum of throughout is 350 million ton per year.The choice of main equipment and determination of station site are based on the condition of every throughout. After the technical evaluation , one type of steel pipeline called L245 is select. The optimum diameter is millimeter and the wall thicket is millimeter. In order to reduce the loss of heat, the pipeline is buried under the ground. The pipeline is coated with 7millimeter thick anticorrosion asphalt layer and impressed current catholic protection to protect the pipe from corrosion.The process of transportation is pumptopump tight line operation. Crude oil is heated at first and the pump in each station. There are three 220D6510pumps are equipped as the transporting pump. The process of flows in the station includes: collecting crude oil。第 1 章 工藝說明書 2 第 1章 工藝計(jì)算說明書 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)依據(jù) 《***輸油管道初步設(shè)計(jì)》任務(wù)書 中國石油大學(xué)儲(chǔ)運(yùn)教研室 《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50253—2022 《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ 74 《工程管道安裝手冊(cè)》 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 設(shè)計(jì)原則 （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。而且，考慮到管道的熱變形等因素，加熱溫度也不宜太高。 基礎(chǔ)計(jì)算及經(jīng)濟(jì)管徑選取 最優(yōu)管徑的選取在規(guī)定輸量下，若選用較大的管徑，可降低輸送壓力，減少泵站數(shù)，從而減少了泵站的建設(shè)費(fèi)用，降低了輸油的動(dòng)力消耗，但同時(shí)也增加了管路的建設(shè)費(fèi)用。目前國內(nèi)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(dá)到降凝目的。 熱力計(jì)算說明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，故第 1 章 工藝說明書 8 管壁到油流的散熱可以忽略不記。 加熱站數(shù)確定由最小輸量進(jìn)行熱力計(jì)算確定加熱站數(shù)。 沿程摩阻確定 H =+△Z （117）式中 △Z—起終點(diǎn)高差，m， 。確定站址，除根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求外，還需按照地形、地址、文化、氣象、給水、排水、供電和交通運(yùn)輸?shù)葪l件，并結(jié)合施工、生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)，以及職工生活等方面綜合考慮，當(dāng)熱站數(shù)和泵站數(shù)合一后，既要考慮滿足最大輸量下壓能的要求，又要考慮最小輸量下的熱能要求，應(yīng)滿足： （1）進(jìn)站油溫為 33℃； （2）根據(jù)進(jìn)站油溫反算出的出站油溫應(yīng)低于管道允許的最高出站油溫； （3）進(jìn)站壓力應(yīng)滿足泵的吸入性能； （4）出站壓力不超過管線承壓能力。(4)壓力越站校核為了節(jié)約動(dòng)力費(fèi)用，可以進(jìn)行中間站的壓力越站，以充分利用有效的能量。 主要設(shè)備的選擇 輸油泵的選擇首站而言，輸油管道用泵根據(jù)用途可分為給油泵和輸油主泵，而中間第 1 章 工藝說明書 15 站一般不設(shè)給油泵，一般情況下，給油泵選用大流量，低揚(yáng)程，泵吸入口揚(yáng)程要求低的平行泵，其揚(yáng)程一般為幾十米，并采用并聯(lián)運(yùn)作，用以輸油主泵的正常吸入，由于本次設(shè)計(jì)的輸量較大，給油泵除要提供輸油主泵所需的吸入壓力外，還需要提供克服站內(nèi)摩阻所需要的壓頭，因而應(yīng)綜合考慮后選泵。主要考慮資源利用問題所以選用輸油主泵充當(dāng)。第 1 章 工藝說明書 17 容積由下式確定： V= K (120)??350G 式中 V—輸油首站、輸入站、分輸站、末站原油儲(chǔ)罐總?cè)萘浚╩ ） ；3 G—輸油首站、輸入站、分輸站、末站原油年總運(yùn)轉(zhuǎn)量（m ） ；3 k—原油儲(chǔ)備天數(shù)， （d）,首站 3d，末站 4d； —儲(chǔ)油溫度下的原油密度（t/m ） ；?3 —油罐裝量系數(shù)，宜取 。該系統(tǒng)決定了油品在站內(nèi)可能流動(dòng)的方向、輸油站的性質(zhì)和所能承擔(dān)的任務(wù)。?d???D（2）反算經(jīng)濟(jì)流速由式（3—1）可得 24dQv?smdQv/ ???in2, 都在 ，故確定經(jīng)濟(jì)管徑為 mm1 ?? 管材選取計(jì)算最大承壓：由 δ= （22）??KPD2 式中： K計(jì)算系數(shù)，K＝；φ 焊縫系數(shù)， φ ＝。?t 2則 W/（m ℃）???K 最小輸量下的工況計(jì)算 熱力計(jì)算（1）考慮油流摩擦而引起的溫升 b當(dāng)油流在管道中流動(dòng)時(shí)，與管壁不可避免的存在摩擦，而卻隨著粘度的增大，其摩擦也就越嚴(yán)重。 水力計(jì)算（1） 5?時(shí)按平均布站反算出站溫度km84021RL已知： ℃ a= ℃ 3ZT610??259.?b???RaLZReTb??0?℃?.???則 ℃74363?pj 4..016..lg?????cp24kg/m??).( ?pj? 3hmsGQpj /34/ ???pj /????? .)4(?i6052.???a℃ ????wDkgiGb ?????bTLZRR ?NRNkm5R第 2 章 工藝計(jì)算書 28 ℃????. ????????eTR故取 ℃ 86同理 ℃.??pj 3/9mkgj?? hmsQ/???.)(.02. ????i(2)泵站數(shù)確定由以上判斷在最大輸量下可選擇 200D65 10 泵，三臺(tái)并聯(lián)，一臺(tái)備?用。②最小輸量下開四個(gè)熱泵站四個(gè)熱站首~3 第 2 章 工藝計(jì)算書 33 ][ ][ ????????剩 泵?九級(jí)泵3~5 .][ ? ??????剩 泵 八級(jí)泵5~7 mH ][ ????????剩 泵?九級(jí)泵7~末站 ][ ? ???????剩 泵 八級(jí)泵出站壓力經(jīng)校核滿足要求。各熱泵站所需熱量： TGcQ?? 其中： c—平均溫度下的比熱容，kJ/(kg。 反輸泵的選擇 選泵為：200D6510H= 泵 2 臺(tái)并聯(lián)，一臺(tái)備用。 其中： 取 ℃；T =33℃。?綜上所述： 表 22 布站方式—— 熱站數(shù) 泵站數(shù)最小輸量 8 4最大輸量 5 7 站址確定及熱力、水力校核 站址確定根據(jù)地形的實(shí)際情況，本著熱泵合一的原則，進(jìn)行站址的調(diào)整：最大輸量下設(shè)八個(gè)熱泵站，最小輸量下四個(gè)熱泵站四個(gè)熱站。b溫升 （114）wDKGig??其中水力坡降 （113）mdQi?52??水力光滑區(qū)? ?0246.??2.?根據(jù)式（113）(114)得 .)1754(1.. .. ????imin .2??CGDkaw?℃b ??wKg（2）翻越點(diǎn)判斷根據(jù)管道縱斷面圖知：（367km,50m）可能存在翻越點(diǎn) mZiLHQff ?????????f?最小輸量下不存在翻越點(diǎn)。對(duì)于無保溫層的大直徑管道，忽略其內(nèi)外徑差值，則其總傳熱系數(shù)為： K （24）?????????21???i式中： —油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)，W/(m 根據(jù)《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 推薦值：e=第 2 章 工藝計(jì)算書 22 ????.5Re78 36minin ?????pjdQ?? axax 7...e?j3000＜Re ＜Re ＜Re?minax在最大最小輸量下管道內(nèi)油品的流態(tài)均處于水力光滑區(qū)。 輸油站工藝流程： （1）首站接受來油、計(jì)量、站內(nèi)循環(huán)或倒罐，正輸、向來油處反輸、加熱、收發(fā)清管器等操作。 所以，首末站均選用 3 個(gè) 20220 立方米的浮頂罐。 加熱爐的選擇為管輸介質(zhì)提供熱量提高油溫的設(shè)備有兩種：加熱爐和換熱器，按照其加熱方式可以分為直接加熱和間接加熱式，而間接加熱式使用于自動(dòng)化程度較高的熱站，在本設(shè)計(jì)中考慮實(shí)際情況后，選擇直接加熱方式，即選用圓筒形加熱爐。選泵原則：1）滿足工藝要求，排量、壓力、功率及所能輸?shù)囊后w要與輸油任務(wù)相適應(yīng)。壓力越站的計(jì)算目的是計(jì)算出壓力越站時(shí)需要的最小輸量，并根據(jù)此輸量計(jì)算越站時(shí)所需壓力，并校核其是否超壓。求得站址改變后的進(jìn)出站溫度、壓力，以確保管線的安全運(yùn)行。由公式： QZffiLH???111比較 H 與 的大小，f若 則全程不存在翻越點(diǎn)；反之則存在。由式（113 ） （114 ） .)12754(. .. ?????i 3min. ???CGDkaw?℃b ??wKg則得站間距 km56..36ln08. ???RL加熱站數(shù) ?N化整取 ，即初定八個(gè)加熱站。由于本設(shè)計(jì)中所輸介質(zhì)為高粘原油，故而在熱力計(jì)算中考慮了摩擦生熱對(duì)溫升的影響。熱油管道不同于等溫輸送的特點(diǎn)在于在輸送過程中存在摩阻損失和散熱損失兩種能量損失，因此我們必須從兩方面給油流供應(yīng)能量，由加熱站供應(yīng)熱能，由泵站供應(yīng)壓力能。經(jīng)過計(jì)算，查 API 標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格確定標(biāo)準(zhǔn)管徑及壁厚，最終選定為外管徑 ，壁厚 。RT（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。受自然條件的限制時(shí)，局部地段可采用土堤埋設(shè)或地上敷設(shè)； （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。 reverse pumping over station and circulation in the station.Along the main line, oil transportation included head station, intermediate heating and pumping station, and terminal station.Through the benefit analysis and feasibility study of operation, the project has a good economic benefit