【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫低，而盤(pán)錦采原油粘濕曲線陡，粘度相差特大，在泵中的摩阻相差很大，泵的馭爭(zhēng)受到嚴(yán)重影響，油從泵出出來(lái)以后，壓力增加很大，這就要求換熱器承受高壓，增加了鋼耗量和投資，而加熱設(shè)備的耐壓能力不是很高從而導(dǎo)至不安全。 采用“先爐后泵”的工藝即泵前加熱入口原油由于成度升高，粘度下降很多，從而提高了泵的效率，節(jié)約了電能，同時(shí)換熱器承受壓力減小，降低了鋼耗量和投資，使安全性得到了保掙。 當(dāng)然，“先爐后泵”也有 弊端泵前加熱，細(xì)入管摩阻大，僅靠泵的吸入無(wú)法正常工作，若先泵后加熱，泵的細(xì)入管承受的摩阻小得多，利用泵的吸入就能法正常工作，特別是首站，儲(chǔ)罐原油出罐時(shí)無(wú)壓頭，進(jìn)不了換熱器，需增設(shè)增壓泵，使原油有了一小部份壓頭后在進(jìn)入換熱器，這就兼固了“先泵后爐”和“先爐后泵”的兩者的優(yōu)點(diǎn)，但加大了投資。 采用了先進(jìn)的水擊報(bào)警 由于采用了“先爐后泵”的密閉輸送，油品的輸送比較經(jīng)計(jì)，但也帶來(lái)了各泵站之間水擊壓力的相互影響，為減少或消除這種影響，必需采用可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)和水擊波攔截系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)采用如下措施： ⑴在出口 管線上設(shè)置（低壓保護(hù)）高壓泄漏閥，當(dāng)上站關(guān)閉憋壓或容器突然停泵，`本站出現(xiàn)下壓波造成壓力過(guò)高，此時(shí)高壓泄壓閥開(kāi)啟，把部分原油排出管罐，降低右壓，消除水擊，保護(hù)管線， ⑵在入站管線上設(shè)了低壓泄壓閥，當(dāng)本站關(guān)閉或突然停電時(shí)，造成入站壓力過(guò)高，低壓閥打開(kāi)，把部分原油排出管罐，壓力降低直到正常關(guān)閉，?；ピO(shè)備和管線。 ⑶微波控制的水擊攔截，在泵站突然停電時(shí)由通訊系統(tǒng)向上油站發(fā)出一個(gè)信號(hào)，使之個(gè)別機(jī)組或進(jìn)行節(jié)約，向下游發(fā)出減壓波，攔截逆流而上的的增壓波，防止管道中某些地方出現(xiàn)高壓。 本次設(shè)計(jì)，對(duì)水擊波攔截?cái)M定了三種方案 （在遼合油田四建設(shè)檢測(cè)中心，各站內(nèi)①檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)全站壓力每隔 30秒測(cè)一次，若發(fā)現(xiàn)壓力梯度改變，使采用第的一套方案，本方案快已由管道水利公司（ＰＨＥ）設(shè)計(jì) ②末站突然停泵時(shí)，低壓泄壓閥打開(kāi)泄壓。同時(shí)由微波塔將信號(hào)立刻傳給上站，使之停一大泵，進(jìn)行水擊攔截 ③當(dāng)中間站突然停泵時(shí)過(guò) 30 秒由微波控制相鄰兩站停泵，在過(guò) 30秒上游第二站與下游地第二站停泵依次進(jìn)行調(diào)節(jié)。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 16 這三種方案與前面兩種措施有相同之處，三者相互配合，可達(dá)到理想效果。 采用了高效管式媒爐 管式加熱爐的特征： （ 1）被加熱物質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)，故僅限于加 熱氣體和液體。而且，這些氣體 液體通常都是易燃易爆的烴類物質(zhì)，同鍋爐加熱水和蒸汽相比，危險(xiǎn)性 大，操作條件要苛刻得多。 （ 2）加熱方式為直接受火式，加熱溫度高，傳熱能力大。 （ 3）只燒氣體或液體燃料。 （ 4）長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不間斷操作，便于管理。 引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子變頻器 長(zhǎng)輸管線中常由于水擊，電壓不穩(wěn)定等原因造成輸量不穩(wěn)定，有一定的波動(dòng)，泵的工作點(diǎn)也隨輸量變化而波動(dòng)因此影響泵的工作特性，泵的工作特性，德國(guó)西門(mén)子變頻器可自動(dòng)調(diào)節(jié)電流電壓，改變泵的工作特性，達(dá)到最大傳送效率輸送以比節(jié)省大量電耗，德國(guó)西門(mén)子變頻器在其它一些長(zhǎng)輸管線中應(yīng)用，節(jié)能效果好，因此在此設(shè)計(jì)中推薦引進(jìn)。 生產(chǎn)組織 盤(pán)錦聯(lián)合站結(jié)構(gòu)，建筑規(guī)格，數(shù)量，祥見(jiàn)聯(lián)合站總平面圖，聯(lián)合站工作人員編制如下表所示 機(jī)關(guān)干部 運(yùn)行班 維修班 后勤 其它人員 職務(wù) 定員 職務(wù) 定員 職務(wù) 定員 職務(wù) 定員 職務(wù) 定員 書(shū)記 1 班長(zhǎng) 5 鉗工 1 衛(wèi)生 2 門(mén)衛(wèi) 4 站長(zhǎng) 1 采油工 2 焊工 2 服務(wù) 1 司機(jī) 7 副站長(zhǎng) 3 加熱爐 8 管工 3 炊事 4 雜工 10 干事 3 鍋爐 4 巡線 4 線警 10 出鈉 1 變電 8 閘井 3 會(huì)計(jì) 1 計(jì)量 4 電工 3 技術(shù)員 4 外輸泵 8 材料 1 站內(nèi)泵 8 電脫水 8 水處理 8 水泵房 8 合計(jì) 15 合計(jì) 71 合計(jì) 16 合計(jì) 7 合計(jì) 31 合計(jì) 140 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 17 第二章：計(jì)算部分 初步確定輸油管線直徑 初步確定外輸管徑： 由經(jīng)驗(yàn)公試： d=√（ 4QV/Π V）可見(jiàn)， 其中 d為管徑； QV為體積流量 =6000（ 160％）（ 120％） /24 3600=； V為經(jīng)計(jì)流速初選 m/s；所以可得： d=√（ 4 ） = m=160 mm； 查《石油化工工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P471 表 3可見(jiàn)取熱軋無(wú)縫鋼管，Φ 219； 由《輸油管道設(shè)計(jì)規(guī)范》 p19 可得 ? c=PD/2Φ? sK 其中：? c為鋼管的計(jì)算壁厚 。P為設(shè)計(jì)內(nèi)壓力 ； D為管道外徑Φ 219mm；Φ為焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取 1；? s為材料的最低屈服強(qiáng)度 325 MPa； K 為修正系數(shù)，取 ； ? c=PD/2Φ? sK= 1 325= mm 取 mm； 即綜上：外輸管線取 16Mn 熱軋無(wú)縫鋼管Φ 200/219 6； 初步確定站內(nèi)管徑： ①進(jìn)油管線： 由經(jīng)驗(yàn)公試： d=√（ 4QV/Π V）可見(jiàn)，其中 d為管徑； QV為體積流量 =6000/243600=； V為經(jīng)計(jì)流速初選 m/s；所以可得： d=√（ 4 ） = m=； 查《石油化工工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P471 表 3可見(jiàn)取熱軋無(wú)縫鋼 管Φ 325； 由《輸油管道設(shè)計(jì)規(guī)范》 p19 可得 ? c=PD/2Φ? sK 其中：? c為為鋼管的計(jì)算壁厚 。P 為設(shè)計(jì)內(nèi)壓力 ； D 為管道外徑Φ 325mm；Φ為焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取 1；? s為材料的最低屈服強(qiáng)度 325 MPa； K 為修正系數(shù)，取 ； ? c=PD/2Φ? sK= 1 325= mm 取 ； 即綜上：外輸管線取熱軋無(wú)縫鋼管Φ 300/325 6； ②一段脫水和二段脫水間的油管線； QV為體積流量 =6000（ 160％） /24 3600=； 由經(jīng)驗(yàn)公試： d=√（ 4QV/Π V）可見(jiàn)，其中 d為管徑 V為經(jīng)計(jì)流速初選 m/s；所以可得： d=√（ 4 ） = m=180mm； 查《石油化工工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P471 表 3可見(jiàn)取熱軋無(wú)縫鋼管Φ 219； 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 18 由《輸油管道設(shè)計(jì)規(guī)范》 p19 可得 ? c=PD/2Φ? sK 其中：? c為為鋼管的計(jì)算壁厚 。P 為設(shè)計(jì)內(nèi)壓力 ； D 為管道外徑Φ 325mm；Φ為焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取 1；? s為材料的最低屈服強(qiáng)度 325 MPa； K 為修正系數(shù)，取 ；? c=PD/2Φ? sK= 1 325= mm 取 ； 即綜上：外輸管線取熱軋無(wú)縫鋼管Φ 200/219 6； 計(jì)算聯(lián)合站的庫(kù)容包括沉降罐和儲(chǔ)油罐以及儲(chǔ)油罐的個(gè)數(shù)，大小 好油罐數(shù)： 儲(chǔ)備天數(shù)法： V=QN/η； 其中 Q為外輸管線日輸量 6000（ 160％）（ 120％） =1920 立方米； N為儲(chǔ)備天數(shù) 25d，取 3 d；η油罐利用率，η取 所以 V=QN/η =1920 3/=≈ 6777m3； 由此可見(jiàn)好油儲(chǔ)罐應(yīng)建 3個(gè) 5000 m3拱頂罐，其中一個(gè)用于備用以便日后擴(kuò)建改造。 沉降罐： 一段沉降： 儲(chǔ)備天數(shù)法： V=QN/η；其中 Q為外輸管線日輸量 6000 立方米； N 為破乳困難預(yù)設(shè)停留時(shí)間 48h；η油罐利用率，η取 所以 V=QN/η =6000 2/≈ 14118m3； 由此可見(jiàn)好油儲(chǔ)罐應(yīng)建 3個(gè) 5000 m3拱頂罐，其中一個(gè)用于備用以便日后擴(kuò)建改造。共 4個(gè) 5000 m3拱頂罐。 二段沉降： 儲(chǔ)備天數(shù)法： V=QN/η； 其中 Q為外輸管線日輸量 6000（ 160％） =2400 立方米； N為破乳困難預(yù)設(shè)停留時(shí)間 48h=2 d；η油罐利用率，η取 所以 V=QN/η =24002/=≈ 5648m3； 由此可見(jiàn)好油儲(chǔ)罐應(yīng)建 3個(gè) 5000 m3拱頂罐，其中一個(gè)用于備用以便日后擴(kuò)建改造。 除油污水罐： 儲(chǔ)備天數(shù)法： 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 19 V=QN/η；其中 Q為外輸管線日輸量 6000 60％ 20％ =720 立方米； N為破乳困難預(yù)設(shè)停留時(shí)間 48h；η油罐利用率，η取 所以 V=QN/η =7202/=≈ 1695m3； 由此可見(jiàn)好油儲(chǔ)罐應(yīng)建 2個(gè) 2021 m3拱頂罐，其中一個(gè)用于備用以便日后擴(kuò)建改造。 熱力計(jì)算 計(jì)算一段脫水熱負(fù)荷及加熱站個(gè)數(shù)并初選假熱爐型號(hào) ： ①計(jì)算一段脫水熱負(fù)荷： 由 Q=cmΔ T/η可見(jiàn)： m 油 為每小時(shí)油儲(chǔ)理量 =6000（ 160％） ≈ kg/s； m 水 為每小時(shí)水儲(chǔ)理量 =6000（ 140％） 1/24=1500kg/h≈ kg/s； c 油 取 KJ /(kg ℃ )； Δ T 油 =Δ T 水 =TRTZ=7055=15℃； c 水 取 /(kg ℃ )； Q=c 油 m 油 Δ T 油 + c 水 m 水 Δ T 水 =（ 95280+ 150） 15=2724930= 106Kj/h ②計(jì)算一段脫水加熱站個(gè)數(shù) L=； G=6000（ 160％） ； lR=（ GC/kπ D）㏑（ TRT0） /（ TZT0） =（ 95280 ）㏑（ 701） /（ 551） =≈ ； 又由公式 lR=l/nR=44/ nR=；從而可得 nR=； 加熱站數(shù)取 2 個(gè)，其中一個(gè)備用； 加熱站間距 lR=l/n R=； 考慮到稠油輸出溫度較高散熱量大此時(shí)熱站正好與泵站部置在同一站內(nèi)管埋也符合常規(guī)設(shè)計(jì)； ③初選加熱爐型號(hào) C 平均溫度下比熱容 C 平 =[（ 60％） C 水 +（ 160％） C 油 ]（ C 水 + C 油 ） =[（ 60％）+（ 160％） ]/（ +） =； QR=Φ Gc（ TRTZ） /η R； 其中： Φ取 ； TR取 70℃； TZ取 60℃； η R取 80％； 代入數(shù)據(jù)可得： QR=Φ Gc（ TRTZ） /η R= 95280 （ 70 55） /=遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 20 106kj/h； 查《工程熱力學(xué)》 p242 可得 1kj= 104kw QR= ≈ 322kw 所以每站可取 200 kw 加熱爐 2臺(tái)可滿足要求考慮油田擴(kuò)建 1臺(tái)備用 . 計(jì)算二段脫水熱負(fù)荷及加熱站個(gè)數(shù)并初選假熱爐型號(hào)： ①計(jì)算一段脫水熱負(fù)荷： 由 Q=cmΔ T/η可見(jiàn)： m 油 為每小時(shí)油儲(chǔ)理量 =6000（ 160％）（ 120％） ≈ kg/s； m 水 為每小時(shí)水儲(chǔ)理量 =6000（ 140％）（ 180％） 1/24=720kg/h= kg/s； c 油 取 KJ /(kg ℃ )； Δ T 油 =Δ T 水 =TRTZ=7555=10℃； c 水 取 /(kg ℃ )； Q=c 油 m 油 Δ T 油 + c 水 m 水 Δ T 水 =（ 76224+ 720） 10=1451280= 106Kj/h ②計(jì)算二段脫水加熱站個(gè)數(shù) L=； G=6000（ 160％）（ 120％） ≈ kg/s； lR=（ GC/kπ D）㏑（ TRT0） /（ TZT0） =（ 76224 ）㏑（ 751） /（ 651） =≈ ； 又由公式 lR=l/nR=44/ nR=；從而可得 nR=； 加熱站數(shù)取 2 個(gè)，其中一個(gè)備用； 加熱站間距 lR=l/n R=； 考慮到稠油輸出溫度較高散熱量大此時(shí)熱站 正好與泵站部置在同一站內(nèi)管埋也符合常規(guī)設(shè)計(jì)； ③初選加熱爐型號(hào) C 平均溫度下比熱容 C 平 =[（ 60％） C 水 +（ 160％） C 油 ]（ C 水 + C 油 ） =[（ 60％）+（ 160％） ]/（ +） =； QR=Φ Gc（ TRTZ） /η R； 其中：Φ取 ； TR取 75℃； TZ取 65℃；η R取 80％； 代入數(shù)據(jù)可得： QR=Φ Gc（ TRTZ） /η R= 76224 （ 75 65） /= 106kj/h； 查《工程熱力學(xué)》 p242 可得 1kj= 104kw QR= ≈ 172kw 所以每站可取 200 kw 加熱爐 1臺(tái)可滿足要求考慮油田擴(kuò)建 1臺(tái)備用 . 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 21 計(jì)算外輸加熱爐熱負(fù)荷及加熱站個(gè)數(shù)并初選假熱爐型號(hào)： ⑴計(jì)算 K值 由公式： lR=（ GC/kπ D）㏑（ TRT0） /（ TZT0）反算總傳熱系數(shù) K： K=（ GC/ lRπ D）㏑（ TRT0） /（ TZT0） =（ 92554 22 103）㏑（ 751） /（ 601） =≈ ； ⑵加熱站數(shù)及熱負(fù)荷 ①摩擦升溫②取進(jìn)站溫度 60℃，出站溫 度為 70℃③反算出站溫