【文章內(nèi)容簡介】 如果選用較大的管徑，可以降低管道輸送壓力，減少泵站的數(shù)量，從而減少泵站的建設費用，降低輸油的動力消耗，但是也增加了管道的建設費用。根據(jù)目前國內(nèi)加熱輸油管道的實際例子和經(jīng)驗，～。經(jīng)過計算，最終選定為外管徑400mm。高含蠟及易凝易粘油品在管道輸送的過程中，假如直接在環(huán)境溫度下進行輸送，則油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻損失大，這些都會導致管道壓降大，動力耗費高，運行成本高，而且在冬季的時候很容易發(fā)生凝管，產(chǎn)生事故，所以在油品進入管道前一定要采取降凝降粘的措施。目前在國內(nèi)外大部分都是采用加入降凝劑或者給油品加熱的方法，促使油品的溫度升高，粘度降低，從而達到輸送目的。這次的管線設計采用加熱降粘的辦法，降低油品的粘度，減少管道摩阻損失，從而減小管道壓降，節(jié)約動力消耗，但是同時也增加了熱能消耗和加熱設備的費用。熱油管道與等溫輸送不同，在輸送中存在摩阻損失和熱能損失兩種能量損失，而且這兩種損失之間相互影響，摩阻損失的大小對油品的粘度有決定性，而粘度大小又取決于輸送溫度的高低，管道的散熱損失往往占去了能量損失的大部分。熱油沿管道線路流動時，溫度不斷降低，粘度不斷增大，水力坡降也隨之不斷變化。在對熱油管道的摩阻進行計算時，必須要考慮管道沿線的溫降情況和油品的粘溫特性。因此在設計管路時，必須先進行熱力計算，然后再進行水力計算，此外，熱油管的摩阻損失應該按照一個加熱站的間距來進行計算。全線摩阻為各站摩阻的總和。 埋地不保溫管道的散熱傳遞過程是由三部分組成的，一是油流至管壁的放熱，二是瀝青絕緣層的熱傳導和第三個管外壁至周圍土壤的傳熱，由于在這次設計中所輸送的介質(zhì)的要求不高，并且管徑和輸量較大，油流到管壁的溫降較小，所以管壁到油流的散熱忽略不計。而總傳熱系數(shù)主要取決于管外壁至土壤的放熱系數(shù)，值在紊流狀態(tài)下對傳熱系數(shù)值的影響可忽略。計算中周圍介質(zhì)的溫度取最冷月土壤的平均溫度，以加權平均溫度作為油品的物性計算溫度。由于設計流量較大，據(jù)經(jīng)驗，將進站溫度取為T=36℃，出站溫度取為T=65℃。(1) 流態(tài)判斷 :式中 Q—流量，m3/s ν—運動粘度 d—內(nèi)徑，m； e—管內(nèi)壁絕對粗糙度，m。經(jīng)計算2000﹤Remin﹤Remax﹤Re1，所以各流量下流態(tài)均處于水力光滑區(qū)。(2) 加熱站數(shù)確定 加熱站間距L的確定式中 To—管道埋深處年最低月平均地溫， 取3℃； G—原油的質(zhì)量流量，㎏/s； C—油品比熱，kJ/（kg?℃）； i—水力坡降。加熱站數(shù)： 經(jīng)計算，需要設2個加熱站。 通過輸量求泵站數(shù)，首先反算出站油溫，經(jīng)過計算，確定出站油溫為65℃。由粘溫關系得出粘度等數(shù)據(jù)，為以后計算打好基礎。為了便于計算和校核，本設計中將局部摩阻歸入一個加熱站的站內(nèi)摩阻，而忽略了站外管道的局部摩阻損失。(1) 確定出站油溫不能忽略摩擦熱的影響，用迭代法計算最大輸量下的出站油溫TR 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。(2) 管道沿程摩阻式中 △Z—起終點高差，m； ∑hj—局部壓頭損失，m(3) 判斷有無翻越點經(jīng)判斷，全程無翻越點。(4) 泵的選型及泵站數(shù)的確定 因為流量較大，沿線地勢較平坦，且從經(jīng)濟角度考慮并聯(lián)效率高，便于自動控制優(yōu)化運行，所以選用串聯(lián)方式泵。選型并根據(jù)設計任務書中的已知條件,選擇DKS450550型輸油泵,H=550m。計算管道承壓確定站內(nèi)泵的個數(shù)：管道承壓 確定站內(nèi)泵的個數(shù): 確定泵站數(shù): 經(jīng)計算，需要設3個泵站。 根據(jù)地形的實際情況，本著熱泵合一的原則，進行站址的調(diào)整。確定站址，除根據(jù)工藝設計要求外，還需按照地形、地址、文化、氣象、給水、排水、供電和交通運輸?shù)葪l件，并結(jié)合施工、生產(chǎn)、環(huán)境保護，以及職工生活等方面綜合考慮，當熱站數(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，應滿足：(1)進站油溫為35℃；(2)根據(jù)進站油溫反算出的出站油溫應低于管道允許的最高出站油溫；(3)進站壓力應滿足泵的吸入性能；(4)出站壓力不超過管線承壓能力。： 熱泵站站址里程（km）0335高程（m）布站情況首站1熱泵站2泵站3熱泵站末站 、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，因此必須進行熱力、水力校核。求得站址改變后的進出站溫度、壓力，以確保管線的安全運行。 在規(guī)定輸量下由進站油溫反算出站油溫，所得油溫符合要求（低于初餾點等）即可。 在規(guī)定輸量下，利用反算出的出站油溫，得出水力坡降，近而得出進出站壓力，出站壓力滿足摩阻等要求。 各站進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。 當輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小，從而導致沿程摩阻減小，為了節(jié)約動力費用，可以進行中間站的壓力越站，以充分利用有效的能量。從縱斷面圖上判定壓力越站最困難的站，并對其的進出站壓力進行確定以滿足要求，對于壓力越站而言，其所具有的困難主要是地形起伏的影響及加熱站間距的影響。壓力越站的計算目的是計算出壓力越站時需要的最小輸量，并根據(jù)此輸量計算越站時所需壓力，并校核其是否超壓。 當輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小 、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行情況有關，從縱斷面圖上可以看出，動水壓力滿足輸送要求。 (2) 靜水壓力校核靜水壓力是指油流停止流動后，由地形高差產(chǎn)生的靜液柱壓力，由縱斷面圖可知靜水壓力也滿足輸送要求。 輸油站的工藝流程是指油品在站內(nèi)的流動過程，實際上是由站內(nèi)管道、器件、閥門所組成的，并與其他輸油設備相連的輸油系統(tǒng)。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)和所能承擔的任務。制定和規(guī)劃工藝流程要考慮以下的要求： (1) 滿足輸送工藝及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求。輸油站的主要操作包括：①來油與計量；②正輸；③反輸；④越站輸送，包括全越站、壓力越站、熱力越站；⑤收發(fā)清管器；⑥站內(nèi)循環(huán)或倒罐。 (2) 便于事故處理和維修。 (3) 采用先進技術及設備，提高輸油水平。 (4) 流程盡量簡單，盡可能少用閥門、管件，力求減少管道及其長度，充分發(fā)揮設備性能，節(jié)約投資，減少經(jīng)營費用輸油站工藝流程： (1) 首站接受來油、計量、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。 (2) 中間站正輸、反輸，越站，收發(fā)清管器。 (3)末站接受來油，正輸、反輸，收發(fā)清管器，站內(nèi)循環(huán)，外輸，倒罐等操作。 流程簡介： (1) 來油計量 來油—計量—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—加熱爐—給油泵—主輸泵—下站 (4) 反輸 下站來油—閥組—加熱爐—給油泵—主輸泵—上站 (5) 壓力越站 來油—閥組—加熱爐—下站 選泵原則： (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為原動機。 (1) 輸油主泵選泵原則：① 滿足管線輸量要求，使泵在各輸量下均在高效區(qū)工作。② 充分利用管線承壓能力，減少泵站數(shù)，降低工程造價。故所選輸油主泵為：DKS450550 選爐原則：(1) 應滿足加熱站的熱負荷要求，爐效高； (2) 為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐。 加熱站的熱負荷由下面的公式計算：式中 Q—加熱站的熱負荷，kw；