【正文】 、d——混油界面距首站的距離及該處的管徑，m； ——混油段前行和后行油品的平均雷諾數(shù)； a——修正系數(shù)，用于修正紊流擴(kuò)散系數(shù)的計算式對管壁處層流邊層所造成混油的影響估計的不足，它的大小隨雷諾數(shù)變化，雷諾數(shù)越小，層流邊層越厚，a值越大。a值對較窄濃度范圍的混油量影響不大?？紤]1% —— 99%對稱濃度范圍時，當(dāng)時，a =；當(dāng)時，a=； Z——混油頭切割濃度對應(yīng)的Z值，當(dāng)考慮1%—99%對稱濃度范圍時， Z＝1. 645。公式（333）是對稱濃度范圍內(nèi)，混油長度的一種理論計算公式。公式表明，混油的多少與管內(nèi)流動狀態(tài)、管徑和混油界面所經(jīng)過的管道長度有關(guān)?；煊土康慕?jīng)驗計算公式由于影響運輸過程中混油的因素很多，己從理論、實驗及實測運行參數(shù)中歸納出許多混油計算公式。而應(yīng)用最多的是AustinPalfrey經(jīng)驗公式。國外一些知名的穩(wěn)態(tài)計算軟件(如Pipeflow)在成品油順序輸送混油量計算時，也采用：(A) AustinPalfrey公式AustinPalfrey經(jīng)驗公式的假設(shè)與規(guī)定： (a)混油段的粘度按下式計算: （334）式中 、——前行和后行油品在輸送溫度下的運動粘度，； ——混油的計算粘度。 (b)不考慮輸送順序?qū)煊偷挠绊?。而實際情況下，通常是存在初始混油的，即切換時油品密度的變化對混油將產(chǎn)生較大的影響，另外，地形的高差變化也會對混油的產(chǎn)生帶來一定的影響。在AustinPalfrey經(jīng)驗公式中，為簡化計算，在混油的產(chǎn)生上，忽略了初始混油帶來的影響，而這一影響將在混油計算結(jié)果得出后加以修正。 (c)根據(jù)對稱濃度條件，把前行油品99%——1％范圍內(nèi)混油長度定義為混油段的長度。(B) AustinPalfrey經(jīng)驗公式 根據(jù)AustinPalfrey經(jīng)驗公式，管內(nèi)徑d,管長L和雷諾數(shù)Re 是影響混油量的主要因素。 臨界雷諾數(shù): （335）當(dāng)時： （336）當(dāng)時： （337）式中 C——混油長度，m； L——管道長度，m； D——管道內(nèi)徑，m； Re——管道雷諾數(shù)。在求出任意兩種油品之間的混油長度后，就可求出混油量。在前面的假設(shè)中提到，在AustinPalfrey經(jīng)驗公式中我們忽略了初始混油的影響，故在計算結(jié)果得到后，根據(jù)經(jīng)驗考慮初始混油和地勢落差對混油的影響。本設(shè)計采用混油量的經(jīng)驗計算公式：即，平滑區(qū)：陡斜區(qū)：式中 ——自然對數(shù)的指數(shù)，； 、——分別為混油段長度、管內(nèi)徑、管長度，m。 混油臨界雷諾數(shù)： 低于該雷諾數(shù)時，處于陡斜區(qū)；高于該雷諾數(shù)時，處于平滑區(qū)。A、B油品之間的混油的運動粘度：解得： B、C油品之間的混油的運動粘度：解得： 本設(shè)計中的，前面已經(jīng)計算出的所輸各種混油油品的雷諾數(shù)均高于該雷諾數(shù)，所以處于平滑區(qū)。 A、B兩油品界面之間的混油段長度為： m根據(jù)經(jīng)驗考慮初始混油和地勢落差對混油的影響，,則 B、C兩油品界面之間的混油段長度為： m根據(jù)經(jīng)驗考慮初始混油和地勢落差對混油的影響，,則 ⑤則本設(shè)計中一個循環(huán)中的混油體積： ⑥計入基建投資費用的總損失費用最小的最優(yōu)循環(huán)次數(shù)： （338）式中 ——單位有效容積儲罐的建設(shè)費用； ——石油工業(yè)規(guī)定的投資年回收系數(shù)； ——單位有效容積儲罐的經(jīng)營費用； ——每次循環(huán)混油的貶值損失； ——一個循環(huán)中的混油體積。經(jīng)過調(diào)研，本設(shè)計中，；E＝；，所以本設(shè)計中的最優(yōu)循環(huán)次數(shù)： 全線首、末站所需建的最優(yōu)儲罐總?cè)萘? （339）式中 ——最優(yōu)循環(huán)次數(shù) 。所以 首站、末站分別需建的儲罐容積為：首、末站分配給三種油品的罐容分別為： 該值可圓整到 該值可圓整到 該值可圓整到 確定最優(yōu)循環(huán)周期 （340）式中 ——最優(yōu)循環(huán)次數(shù)； D——輸油管每年的工作時間，本設(shè)計取350天。所以 循環(huán)周期內(nèi)各種油品的輸送時間 （341）式中 ——每年輸送第p種油品的時間； ——最優(yōu)循環(huán)次數(shù)。所以一個循環(huán)中輸送汽油、煤油、柴油三種油品的時間分別為： 混油切割方案以及混油虧損湍流擴(kuò)散系數(shù)：雅勃隆斯基—希茲基洛夫公式式中 ——兩種相互交替油品運動粘度的算術(shù)平均值，——按計算的雷諾數(shù)。本設(shè)計中，汽油與煤油、煤油與柴油混油的湍流擴(kuò)散系數(shù)非別為： A、B、C為汽油、煤油、柴油的編號 管道總?cè)莘e：A、B混油界面：貝克萊數(shù)： 系數(shù)： 根據(jù)，,查圖可得： 根據(jù)，,查圖可得： 此時，混油可以分為兩段。因汽油價格高于煤油，為減小混油的貶值損失，應(yīng)選擇分割濃度，即在保證汽油質(zhì)量的前提下較多的混油進(jìn)入汽油罐。此時，應(yīng)將的混油切入汽油罐，而的混油切入煤油罐。B、C混油界面：貝克萊數(shù)： 系數(shù)： 根據(jù)，,查圖可得： 根據(jù)，,查圖可得： 此時，混油可以分為兩段。因煤油價格高于柴油，為減小混油的貶值損失，應(yīng)選擇分割濃度，即在保證煤油質(zhì)量的前提下較多的混油進(jìn)入煤油罐。此時，應(yīng)將的混油切入煤油罐，而的混油切入柴油罐。 成品油順序輸送產(chǎn)生的混油是一種不合格的油品，不能作為成品油出售，只有經(jīng)過處理合格后才能出售。采取合理的混油處理方法是提高成品油順序輸送管道經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)成品油順序輸送管道混油處理主要有摻混法、拔頭處理法等，也可以將兩種方法結(jié)合使用。（1）摻混法混油摻混法是將混油按一定的比例摻混到純凈油中，摻混后的油品應(yīng)滿足國標(biāo)的各項指標(biāo)要求，不同油品摻混混油時所控制的質(zhì)量指標(biāo)不同。使用摻混法的前提條件是，所輸成品油的質(zhì)量指標(biāo)在從煉廠出廠時必須留有一定余量(質(zhì)量潛力)。為了盡可能地?fù)交旎煊?，在混油到達(dá)末站后通常是將混油按50%切割，分長兩部分，前部分富含A油，后部分富含B油，分別切入兩個不同的混油罐中，然后通過摻混泵按比例將富含A油的混油(體積為VA}摻混到純凈的A油中，把富含B油的混油(體積為VB)摻混到純凈的B油中。對于富含B油的混油VB中含有A油的量VB－A，可按濃度沿混油區(qū)長度變化的近似線性關(guān)系公式計算，即VB－A為VB的25%(體積百分比)。同理，在富含A油的混油VA中含有B油的量VA－B也為25%。 按照這個方法，可以求出準(zhǔn)備往任意油品i中摻入i－1油品的量及i+1油品的量。 式中 ——一個批次中摻入i油中的i+1油的體積； ——在i油與(i+1)油形成的一個混油段中準(zhǔn)備摻入i油中的混油體積。 式中 ———個批次中摻入i油中的i1油的體積； ——在i油與住1)油形成的一個混油段中準(zhǔn)備摻入i油中的混油體積?；煊偷膿交炝勘仨毧刂圃谫|(zhì)量潛力允許的指標(biāo)范圍內(nèi)。汽油中摻柴油主要控制汽油的終餾點(干點)，柴油中摻汽油主要控制柴油的閃點，兩種汽油主要控制其辛烷值。摻混后再對該罐中調(diào)和后的油品進(jìn)行化驗，合格后供用戶使用。該方法適用于所輸油品種類較少、沿途分輸量較小的管道。該方法的主要優(yōu)點是建造摻混系統(tǒng)投資比建造一套混油煉制裝置投資少得多，流程改造容易，操作簡單。如果條件許可，可處理部分或全部混油缺點是用混油摻混的成品油盡管當(dāng)時各項指標(biāo)均符合要求，但如果是長期儲存，油品的安定性可能要受到影響。不同油品在同一油罐中靜置時可能還會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，同時使用該方法時必須滿足以下幾項條件:a、進(jìn)入本站的成品油有較大的質(zhì)量潛力。b、終點的儲罐容量較大，有充分的油量來調(diào)整因混油頭、尾的切入對油品造成的質(zhì)量影響。c、具備專用的設(shè)備保證混油與成品油充分混合。（2）常減壓法混油是由多種不同分子量的碳?xì)浠衔锝M成的混合物，可以通過常減壓蒸餾的方式將混油重新分離。一般是在末站建混油拔頭處理裝置，按照既定的工藝將混油分離。這種方法的主要優(yōu)點是除能有效地除去輕質(zhì)成品油中含有的較重組分，使相混的兩種成品油分離，還能有效地除去硫以及帶色物質(zhì)(成品油通過原油輸送管道時極易混入硫及帶色物質(zhì))。除精加工石油產(chǎn)品外，蒸餾方法是唯一的商業(yè)性工業(yè)處理方法，目前廣泛應(yīng)用在混輸界面混油的處理中。該方法的缺點是操作費用相對較高，處理加工過程復(fù)雜。（3）金屬氧化物處理法該方法主要應(yīng)用在混入了原油的油品處理中。更準(zhǔn)確地說，這種方法主要用于除去油品中混入的硫化物，是可以作為一種獨立應(yīng)用的工藝方法。 使用金屬氧化物處理的優(yōu)點是簡單易行，且能處理管輸油品中的硫。缺點是這種方法不能消除與油品混合物有關(guān)的顏色，而且由于吸附劑只能除去發(fā)生反應(yīng)的硫化物，吸附劑效能受到限制。（4）堿處理法 堿處理方法是用苛堿溶液與含硫石油產(chǎn)品相混合除去像汽油、柴油、噴氣燃料油和辛烷值添加劑如MTBE中的元素硫。該方法使用的主要化合物為無機(jī)苛堿、水、脂肪族硫醇和任何種類的硫化物。這項專利技術(shù)已在加拿大的一條順序輸送原油和成品油管道的一個終點站使用。 該方法的主要優(yōu)點是能有效地除去油品中的元素硫，且比蒸餾處理法成本低。缺點是要提供用于處理的苛堿，不能除去油品在運輸過程中附著的顏色，且還需要獲得專利發(fā)明人的許可。（5）過濾法過濾法通常是同其他處理方法一道除去油品中的混入物，這種方法可能是唯一處理柴油的方法。典型的處理系統(tǒng)是由一系列串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合的過濾筒組成。 該方法的主要優(yōu)點是簡單易行。缺點是由于過濾法僅能除去顆粒物質(zhì)而不能降低油品中的硫含量或出除去帶色體，故只限于作為一個獨立使用的清潔系統(tǒng)。此外，操作和管理以及過濾元器件的處理費用較高。 需要說明的是，對于油品物性比較接近的混油，例如，不同標(biāo)號的汽油順序輸送時形成的混油，利用拔頭處理裝置不能將其分離，只能全部降級為低標(biāo)號的油品，因此會產(chǎn)生一定的降級損失。另外，在考慮混油拔頭處理裝置的處理量時，還要考慮到油品沒有可供摻混的質(zhì)量潛力，全部混油要作拔頭處理時的混油量。該方法適用于輸送油品種類較多而且沿線分輸量較大的管道。 ％——1％，采取下列措施可防止成品油管道產(chǎn)生過多的混油。 （1）相鄰兩種油品容重差要小，物理化學(xué)性質(zhì)要接近，品級潛力要很大，必須避免透明成品油和黑色成品油相鄰。 （2）合理安排輸油次序，一般應(yīng)先輸粘度小的油品，后輸粘度較大的油品。 （3）在首站從泵送一種成品油過渡到另一種成品油時，要努力排除產(chǎn)生太多混油的可能性，將首站罐區(qū)容積合理分配給各種成品油是極其重要的，儲罐應(yīng)當(dāng)分成若干群，指定用來儲存汽油、煤油、柴油等。每一群儲罐又分為若干組，組數(shù)與成品油的品級數(shù)量一致。 （4）盡量提高輸送流量，特別是在兩種油品交替時。AustinPalfrey經(jīng)驗公式說明，為了減少混油量，管道應(yīng)在大于臨界雷諾數(shù)的工況下運行。（5）應(yīng)盡量減少停泵。停泵次數(shù)越多，造成的混油越多。必須停泵時，應(yīng)選擇好停泵時機(jī)，盡量使混油界面都處于較平坦的地段上，若必須在混油界面處于有較大坡度的地段時停泵，則應(yīng)使密度小的油品在上，密度大的油品在下。結(jié) 論經(jīng)過設(shè)計，計算，完成的畢業(yè)設(shè)計達(dá)到以下的效果：在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上并結(jié)合所輸油品的性質(zhì)，制定了一個相對合理的經(jīng)濟(jì)流速，以此經(jīng)濟(jì)流速為切入點，進(jìn)而依據(jù)相關(guān)規(guī)范公式計算出了一個有依據(jù)的管徑，然后根據(jù)該管徑值結(jié)合相關(guān)管道規(guī)格，選出了5個標(biāo)準(zhǔn)管徑值。接著根據(jù)相關(guān)規(guī)范初步制定2到3個壓力值。選泵并組站，并依據(jù)所選泵站的揚程，對初步制定的管徑壓力組合作出相應(yīng)的修改并作為進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較的方案。通過方案比較法最終確定出最經(jīng)濟(jì)合理的成品油順序輸送管道參數(shù)（管徑、壓力、泵型號、泵站數(shù)等）；在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行順序輸送的相關(guān)計算：計算一年中每種油品的輸送天數(shù)，設(shè)定管道的運行狀況從而確定出沿線的進(jìn)油、分輸點的注入、輸出量。計算出順序輸送的最優(yōu)循環(huán)次數(shù)；首、末站所需建的油罐容積；計算混油虧損；確定混油的切割方案。本文根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所給出的原始數(shù)據(jù)，通過相關(guān)的工藝計算，得出了下列幾方面的結(jié)論:（1）通過各方案的經(jīng)濟(jì)性比較，最終確定出經(jīng)濟(jì)型最優(yōu)的設(shè)計方案； （2）根據(jù)該管道的計算參數(shù)，以試算的方式得到了在設(shè)計輸量下的最優(yōu)年輸送批次； （3）在