【導讀】在一條成品油順序輸送管線中順序輸送的循環(huán)次數(shù)越少每一種油品的一次。輸送量越大在管道內(nèi)形成的混油段和混油損失也隨之減少但另一方面油品的生。產(chǎn)和消費通常是均衡進行的各種油品每天都在生產(chǎn)和消費順序輸送管道對每一。和進油點建造較大容量的儲罐區(qū)來平衡生產(chǎn)消費和輸送之間的不平衡油罐區(qū)的。和混油的貶值損失兩方面綜合考慮。站中間泵站等基本工藝條件同時考慮管道應能適應不同季節(jié)成品需求量的變化。在確定了這些基本工藝條件后順序輸送和罐容的優(yōu)化只與管道輸送次序混油處。理方式和油罐設置等有關優(yōu)化批次罐容時應根據(jù)不同批次分別計算首站罐容分。輸油庫和末站罐容并根據(jù)輸送順序計算混油量以及混油處理的各項費用最終確。本文以所給的設計任務書為依據(jù)在進行了相關設計計算的基礎上利用計算。天數(shù)最優(yōu)循環(huán)次數(shù)首末站所需的最優(yōu)油罐容積并確定了油品的切割方案繪制了。關鍵詞管道輸送批次混油量混油處理罐容設計。12成品油管道技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1. 31對所給數(shù)據(jù)進行初步處理9

　　

【正文】 的濃度范圍有關計算成品油順序輸送的公式很多大致可分為兩類紊流擴散理論和經(jīng)驗公式 混油量的理論計算公式 根據(jù)由擴散理 論出發(fā)推導的方程可以計算每一時刻混油段的混油長度 333 式中 C 混油長度 m ld 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考慮 1 99 對稱濃度范圍時當時 a 13 當時 a 125 Z 混油頭切割濃度對應的 Z 值當考慮 199 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 混油量的經(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)煊偷挠绊懚鴮嶋H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果得出后加以修正 c 根據(jù)對稱濃度條件把前行油品 991％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 當時 336 當時 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一般要再乘以 12 的系數(shù) 本設計采用混油量的經(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) AB 油品之間的混油的運動粘度 解得 BC 油品之間的混油的運動粘度 解得 本設計中的前面已經(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) AB 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一般要再乘以 12 的系數(shù)則 BC 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一般要再乘以 12 的系數(shù)則 ⑤則本設計中一個循環(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)研本設計中 E＝ 03 所以本設計中的最優(yōu)循環(huán)次數(shù) 3 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 4 確定最優(yōu)循環(huán)周期 3 式中 最優(yōu)循環(huán)次數(shù) D 輸油管每年的工作時間本設計取 350 天 所以 5 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 6 混油切割方案以及混油虧損 湍流擴散系數(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平均值 按計算的雷諾數(shù) 本設計中汽油與煤油煤油與柴油混油的湍流擴散系數(shù)非別為 ABC 為汽油煤油柴油的編號 管道總?cè)莘e AB 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入汽油罐此時應將的混油切入汽油罐而的混油切入煤油罐 BC 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入煤油罐此時應將的混油切入煤油罐而的混油切入柴油罐 7 混油處理模式 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滿足國標的各項指標要求不同油品摻混混油時所控制的質(zhì)量指標不同使用摻混法的前提條件是所輸成品油的質(zhì)量指標在從煉廠出廠時必須留有一定余量 質(zhì)量潛力 為了盡可能地摻混混油在混油到達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備往任意油品 i中摻入 i－ 1油品的量及 i1油品的量 式中 一個批次中摻入 i 油中的 i1 油的體積 在 i 油與 i1 油形成的一個混油段中準備摻入 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備摻入 i 油中的混油體積 混油的摻混量必須控制在質(zhì)量潛力允許的指標范圍內(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時各項指標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氫化合物組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雜 3 金屬氧化物處理法 該方法主要應用在混入了原油的油品處理中更準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的顏色而且由于吸附劑只能除去發(fā)生反應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苛堿水脂肪族硫醇和任何種類的硫化物這項專利技術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 8 減少混油量的措施 在正常的輸送條件下所形成的混油通常是干線成品油管道容積的 05％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當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在大于臨界雷諾數(shù)的工況下運行 5 應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選擇好停泵時機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使密度小的油品在上密度大的油品在下經(jīng)過設計計算完成的畢業(yè)設計達到以下的效果 在查閱相關資料的基礎上并結合所輸油品的性質(zhì)制定了一個相對合理的經(jīng)濟流速以此經(jīng)濟流速為切入點進而依據(jù)相關規(guī)范公式計算出 了一個有依據(jù)的管徑然后根據(jù)該管徑值結合相關管道規(guī)格選出了 5 個標準管徑值接著根據(jù)相關規(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的修改并作為進行經(jīng)濟性比較的方案 通過方案比較法最終確定出最經(jīng)濟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)等在此基礎上再進行順序輸送的相關計算計算一年中每種油品的輸送天數(shù)設定管道的運行狀況從而確定出沿線的進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)設計任務書所給出的原 始數(shù)據(jù)通過相關的工藝計算得出了下列幾方面的結論 1 通過各方案的經(jīng)濟性比較最終確定出經(jīng)濟型最優(yōu)的設計方案 2 根據(jù)該管道的計算參數(shù)以試算的方式得到了在設計輸量下的最優(yōu)年 輸送批次 3 在此最優(yōu)輸送批次下結合該管道首末站原有油庫的庫容給出了需要新建的油罐容量 4 給出了在最優(yōu)輸送批次下沿線各分輸站的年分輸量 本設計得到的管道參數(shù)最優(yōu)輸送批次與實際輸油運行情況基本一致從而證明了本文提出的計算方法對于進行成品油管道順序輸送的批次優(yōu)化及罐容設計是可行的其結果也是比較可靠的 本次課程設計中得到了老師 的悉心指導謝老師為我指點迷津幫助我開拓設計思路她一絲不茍的作風嚴謹求實的態(tài)度和精神不僅在本次論文寫作中讓我受益匪淺而且從老師身上得到的治學