【正文】 表 2－ 5給出了 常見 直接管式加熱爐的技術(shù)數(shù)據(jù)，表 2－ 6給出了 常見 熱載體加熱爐的技術(shù)數(shù)據(jù)，供設(shè)計(jì)過(guò)程中選用參考。 加熱爐的選取 加熱爐的選擇需要根據(jù)運(yùn)行工況、管理要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果綜合確定。泵用于輸油時(shí)，應(yīng)根據(jù)輸油溫度下的油品粘度，對(duì)泵的 ? 、 vq 、 H值進(jìn)行修正。 離心泵機(jī)組的選取應(yīng)從以下幾方面考慮： （ 1）泵的結(jié)構(gòu)形式宜為水平中開式，構(gòu)造簡(jiǎn)單，拆卸維修方便； （ 2）流量、壓力平穩(wěn)，工作時(shí)振動(dòng)小，無(wú)故障連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)少 3 年； （ 3）串聯(lián)泵的泵殼、進(jìn)出口、機(jī)械密封的承壓能力應(yīng)滿足串聯(lián)時(shí)最后一臺(tái)泵的出口承壓能力； （ 4）并聯(lián)泵的進(jìn)口及機(jī)械 密封的承壓能力，要能滿足密封輸油的要求； （ 5）輸油泵應(yīng)有較寬的高效區(qū)范圍，泵的正常工作點(diǎn)處于最佳效率區(qū)，額定工作點(diǎn)的效率不應(yīng)低于 85%。 19 離心泵的選取： 由于離心泵具有排量大、揚(yáng)程高、效率高、流量調(diào)節(jié)方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)輸管道上得到廣泛應(yīng)用，很少使用其他類型的泵。 所需的設(shè)備和材料應(yīng)立足國(guó)內(nèi)供貨為主以降工程造價(jià)，提高管道經(jīng)濟(jì)效益。 八、 設(shè)備數(shù)據(jù) 在設(shè)計(jì)中， 應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行泵機(jī)組、加熱爐、油罐、閥門等 設(shè)備 的選取。 而且 在經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中 涉及到的很多經(jīng)濟(jì)參數(shù)在不同時(shí)期、不同地區(qū)有較大的差異，在選取過(guò)程中應(yīng)參照本地區(qū)當(dāng)時(shí)的情況進(jìn)行選取。 七、 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 數(shù)據(jù) 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和綜合評(píng)價(jià)決策最佳方案是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作， 對(duì)一項(xiàng)管道工程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的指標(biāo)很多，常用的有投資回收期、凈現(xiàn)值、 內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值率、輸油成本等。 粘溫關(guān)系 一般用粘溫指數(shù)公式計(jì)算： )(0 0ttut e ????? 式中 0??、t ——分別為 t 和 0t 溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度， m2/S； u ——粘溫指數(shù)， 1/℃ ，與油品有關(guān)。初餾點(diǎn)是確定最高加熱溫度的依據(jù)。進(jìn)行熱力計(jì)算的最基本參數(shù)。 比熱 容 ： 單位 質(zhì)量 的某種 物質(zhì) 升高單位 溫 度 所需的 熱量 ， kJ/（ kg 凝固點(diǎn) ：凝點(diǎn)是指在規(guī)定的熱力條件和剪切條件下，被測(cè)油樣剛剛失去流動(dòng)性的最高溫度， ℃ 。 反常點(diǎn) ：是牛頓流體到非牛頓流體的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)， ℃ 。 析蠟點(diǎn) ： 若將其牛頓流體部分的粘溫關(guān)系畫在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，橫坐標(biāo)為 lgυ， 縱坐標(biāo)為溫度 T，其曲線為一折線，折點(diǎn)溫度即為析蠟點(diǎn) 溫度 TSL， ℃ 。 其它溫度下的密度可按 下式計(jì)算： )20(20 ??? tt ??? 進(jìn)行 18 式中 t? 、 20? ——溫度為 t℃ 及 20℃ 時(shí)的油品密度， 3/mkg ； ? ——溫度系數(shù)， ?? ?? ， ? ?Cmkg ??3 。 六 、 原油物性 數(shù)據(jù) 進(jìn)行熱油管道設(shè)計(jì)計(jì)算，必須掌握以下原油物性數(shù)據(jù)，可以通過(guò)對(duì)所要輸送的原油樣本在實(shí)驗(yàn)室 進(jìn)行 測(cè)量 獲取 ， 也可以在油田收集得到。為了避免初凝及再啟動(dòng)困難，一般至少要高于凝點(diǎn) 3～ 5℃ ，即 3 ~ 5ZTT??凝 （ ） ℃。 因此必定存在一個(gè)最優(yōu)的加熱溫度 ， 即在此溫度下，動(dòng)能費(fèi)用和熱能費(fèi)用之和為最小。 （ 2） 管線條件 ： 確定出站溫度時(shí)，還必須考慮由于運(yùn)行和安裝溫度的溫差而使管路遭受的溫度應(yīng)力是否在強(qiáng)度范圍內(nèi)，防腐保溫層的耐熱能力是否適應(yīng)等。在進(jìn)行 K值選取時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，也可以根據(jù)理論計(jì)算公式進(jìn)行 計(jì)算 。它表示了油流向周圍介質(zhì)散熱的強(qiáng)弱。℃ )?！?)。℃ )。 表 2－ 4 土壤導(dǎo)熱系數(shù)的某些平均值 防腐等級(jí) 普通級(jí) 加強(qiáng)級(jí) 特加強(qiáng)級(jí) 防腐層總厚度（ mm） ≥4 ≥ ≥7 防腐層結(jié)構(gòu) 三油三布 四油四布 五油五布 土壤 濕度 % t? ,W/(m 在設(shè)計(jì)管道時(shí)，應(yīng)根據(jù)線路具體條件確定土壤導(dǎo)熱系數(shù)。 五 、 溫度數(shù)據(jù) 環(huán)境 溫度 0T ： 對(duì)于架空管道， 0T 就是周圍大氣的溫度 ； 對(duì)于埋地管道， 0T 則取管道 埋深處的土壤自然溫度 ；管道埋深確定后，向有關(guān)氣象部門或從已有的氣象資料中收集和查找管道埋深溫度；進(jìn)行 熱油管道 設(shè)計(jì)計(jì)算 時(shí) , 0T 應(yīng) 取管道中心埋深處的最低月平均地溫，運(yùn)行時(shí)按當(dāng)時(shí)的實(shí)際地溫進(jìn)行校核。石油瀝青防腐層的選取要符合《埋地鋼質(zhì)管道石油瀝青防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 SYT 0420的相關(guān)規(guī)定。 石油瀝青防腐層的結(jié)構(gòu)如表 2－ 3所示，在防腐層設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合管道所處的環(huán)境因素 來(lái) 設(shè)計(jì) 選取石油瀝青防腐層的結(jié)構(gòu)。 國(guó)內(nèi)部分鋼管尺寸規(guī)格如表 2－ 2所示。 對(duì)于輸油管道， DN400 及以下小口徑管道宜選用直縫電阻焊鋼管或螺旋縫埋弧焊鋼管，鋼管標(biāo)準(zhǔn)名稱 鋼號(hào)或鋼級(jí) 最低屈服強(qiáng)度 s? (MPa) 焊縫系數(shù) 備注 《輸送流體用無(wú)縫鋼管》GB/T 8163－ 1999 Q295 295(S16mm 為 285) S 為鋼管的公稱壁厚 Q345 325(S16mm 為 315) 20 245(S16mm 為 235) 《石油天然氣工業(yè)輸送管道交貨技術(shù)條件第 1 部分： A級(jí)鋼管》 GB/T － 1997 L175(A25) 175(172) L210(A) 210(207) L245(B) 245(241) L290(X42) 290(289) L320(X46) 320(317) L360(X52) 360(358) L390(X56) 390(386) L415(X60) 415(413) L450(X65) 450(448) L485(X70) 485(482) L555(X80) 555(551) 《石油天然氣工業(yè)輸送管道交貨技術(shù) B 級(jí)鋼管》GB/T － 1999 L245NB L245MB 245~440* B 級(jí)管的質(zhì)量和試驗(yàn)要求高于 A級(jí)管 L290NB L290MB 290~440* L360NB L360QB L360MB 360~510* L415NB L415QB L415MB 415~565* L450QB L450MB 450~570* L485QB L485MB 485~605* L555QB L555MB 555~675* 7 DN400 以上管道宜選用螺旋縫埋弧焊鋼管，大型穿跨越等特殊地區(qū)可選用直縫埋弧焊管。 表 2－ 1 鋼管的最低屈服強(qiáng)度和焊縫系數(shù) 6 注： ① NB 為無(wú)縫鋼管和焊接鋼管用鋼， QB 為無(wú)縫鋼管用鋼， MB 為焊接管用鋼 ； ② 括號(hào)內(nèi)的鋼級(jí)及屈服強(qiáng)度為 API 5L 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值； ③ 帶 *數(shù)值為 %總伸長(zhǎng)下的應(yīng)力值，在此值范圍內(nèi)，由用戶在合同書中提出 具體要求。 許用應(yīng)力按下式計(jì)算： ? ? sK? ? ?? （ 2－ 1） 式中 ??? ——需用應(yīng)力（ MPa） ； K——設(shè)計(jì)系數(shù)，輸送 C5及 C5以上的液體管道除穿跨越管段按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 《原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設(shè)計(jì)規(guī) 范》（ SY/T 0015）的規(guī)定取值外，輸油站外一般地段取 ； s? ——鋼管的最低屈服強(qiáng)度（ MPa）； ? ——焊縫系數(shù)。 考慮本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)際， 學(xué)生在進(jìn)行設(shè) 計(jì)過(guò)程中可以參考相關(guān)資料及現(xiàn)場(chǎng)具體情況選取某一等級(jí)鋼材 即可，或者由指導(dǎo)教師在任務(wù)書中指定 。 目前油氣管道多采用按 API標(biāo)準(zhǔn)劃分等級(jí)的 X5 X60、 X6 X70號(hào)鋼，對(duì)管徑大于 DN1000 以上的大口徑 、 高壓力（ 10MPa 以上）鋼管，宜將 X80 管材等級(jí)納入比選范圍。 三 、 管 子 數(shù)據(jù) 管道線路工程是管道工程的主體部分 ， 約占管 道工程總投資的 2/3，管材的選取對(duì)于整個(gè)工程投資有非常大的影響。規(guī)范規(guī)定，一般地區(qū)管頂覆土不得小于 ， 在某些特殊情況埋深還要大些，目前熱油管道的埋深大都取 2～ 3倍管徑，或按管頂覆土 ～ 。在作縱斷面圖時(shí)，各測(cè)點(diǎn)之間用直線連接，不要 用曲線連接。 線路縱斷面圖是進(jìn)行水力計(jì)算和布置泵站的依據(jù) ，在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中，線路縱斷面圖根據(jù)任務(wù)書中給出的高程里程數(shù)據(jù)表繪出。 5 二 、 線路數(shù)據(jù) ： 在直角坐標(biāo)上表示管路長(zhǎng)度與沿線高程變化的圖形稱為線路縱斷面圖。 設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出的輸量是管道全年完成的任務(wù)，單位是 104t/a，進(jìn)行工藝計(jì)算時(shí)常用體積輸量，要根據(jù)設(shè)計(jì)溫度下的油品密度和年輸油時(shí)間進(jìn)行換算。 第二節(jié) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取 在進(jìn)行輸油管道具體的工程設(shè)計(jì)計(jì)算之前，必須掌握一些工程設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算的前提和基礎(chǔ)，往往通過(guò)任務(wù)書中給定、現(xiàn)場(chǎng)收集、實(shí)驗(yàn)測(cè)定、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等形式來(lái)獲取。 選擇輸油管道線路時(shí)，除應(yīng)遵循上述基本原則外，還應(yīng)針對(duì)不同自然條件和地理環(huán)境，因地制宜，做好方案比選工作。 （ 4） 線路選擇應(yīng)考慮沿線動(dòng)力、水源、材料供應(yīng)等條件。 （ 3） 線路選擇應(yīng)同穿跨越大中型河流、沖溝和中間泵站位置的選擇相結(jié)合。 長(zhǎng)輸管道線路選擇應(yīng)遵循的原則： （ 1） 線路應(yīng)力求順直，平緩，并使起點(diǎn)、終點(diǎn)或控制點(diǎn)間的距離為最短。同時(shí)，選線還是一項(xiàng)工作量 大、勞動(dòng)強(qiáng)度高而又艱苦的工作。線路的走向、長(zhǎng)短和通過(guò)的難易程度，不但對(duì)整個(gè)輸油管道工程的材料消耗，投資和施工都有很大影響，還與運(yùn)行管理、管道安全直接相關(guān)。設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)該結(jié)構(gòu)合理、層次清楚、重點(diǎn)突出、文字簡(jiǎn)練通順。 （ 5） 編寫熱油管道設(shè)計(jì)報(bào)告。 （ 3） 利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件，進(jìn)行水力坡降及布站圖、工藝系統(tǒng)總流程圖、站場(chǎng)工藝流程圖、站場(chǎng)平面布置圖、泵房安裝圖的繪制。為此，在 進(jìn)行 輸油管道本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 時(shí) ，學(xué)生 首先 要學(xué)習(xí)了解 國(guó)家、石油行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求： （ 1） 《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50253－ 2021》 、 （ 2） 《 SYT － 2021 石油天然氣工程初步設(shè)計(jì)內(nèi)容規(guī)范 第 2部分：管道工程》 （ 3） 《 SY 0003－ 2021 石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》 輸油管道本科畢業(yè)設(shè)計(jì)具體要求有： 3 （ 1） 通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握熱油管道工程設(shè) 計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過(guò)程，并通過(guò)查閱相關(guān)資料，了解、掌握熱油管道畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。 （ 5） 通用材料應(yīng)盡量合并規(guī)格和型號(hào)。 （ 3）選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，減少建設(shè)投資，提高管道運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 2）保護(hù)環(huán)境，降低能耗，節(jié)約土地。 輸油管道 初步設(shè)計(jì)里包括的通信，供電與配電，儀表及自動(dòng)控制，給水排水，消防，采暖通風(fēng)，其他輔助設(shè)施，總圖與主要建筑物等其它 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ， 由于 專業(yè) 和 時(shí)間 所限 在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中不作要求 ，但鼓勵(lì)學(xué)生在完成上述主要內(nèi)容的前提下，進(jìn)行 其它 相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì) 。 （ 6） 環(huán)境保護(hù)專篇，包括設(shè)計(jì)依據(jù)和原則、遵循標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、主要污染及防治等。 （ 4） 站場(chǎng) ，包括首、末站及 各類中間輸油站的功能和組成，繪制主要工藝流程圖 。 （ 2） 線路，主要包括管材規(guī)格，管道防腐與保溫 方案 ，以及線路 陰極保護(hù) 的初步設(shè)計(jì) 。因此，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工程設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)內(nèi) 容和設(shè)計(jì)要求上既有緊密聯(lián)系，又有較大區(qū)別。 實(shí)際輸油管道工程設(shè)計(jì)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程， 一個(gè)輸油管道的可行性研究需要由工藝、 2 線路、機(jī)械設(shè)備、儀表自動(dòng)化、輸配電、給排水與消防、熱工、采暖與通風(fēng)、環(huán)境保護(hù)、陰極保護(hù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、總圖與建筑等相關(guān)專業(yè) 人員 集體協(xié)作完成 ； 而 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是 要求學(xué)生個(gè)人 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任 務(wù)書 的要求 ， 綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)針對(duì)某一熱油管道進(jìn)行初步工程設(shè)計(jì)， 以 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使學(xué)生得到從事本專業(yè)實(shí)際工作的基本訓(xùn)練。所以設(shè)計(jì)熱油管道時(shí)，要先做熱力計(jì)算，然后做水力計(jì)算，熱油輸油管道工藝設(shè)計(jì)計(jì)算要比等溫輸油管道復(fù)雜得多。 第二節(jié) 輸油管道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 對(duì)于等溫輸油管道，不需考慮熱損失，只考慮泵所提供的能量（壓頭）與消耗在摩阻和高差上的能量（壓頭）相匹配（相平衡），并根據(jù)泵站提供的壓力能與管道所需壓力能平衡的原則進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。 通過(guò)《輸油管道設(shè)計(jì)與管理》課程各教學(xué)環(huán)節(jié) 的學(xué)習(xí) ，掌握油品管道設(shè)計(jì)和管理方面的基本概念、基本理論，掌握輸油管道設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，能夠應(yīng)用相關(guān)理論、方法和手段進(jìn)行輸油管道工程的初步設(shè)計(jì)，能分析管道系統(tǒng)各種運(yùn)行工況，并能掌握管道系統(tǒng)運(yùn)行管理的基本方法和手段 ，是本門課程對(duì)學(xué)生的基本要求 。在工程實(shí)際中，一般總把那些不建設(shè)專門的加熱設(shè)施的管道統(tǒng)稱為等溫輸油管道，如輕質(zhì)成品油（汽油、煤油、輕質(zhì)柴油等）管道，凝固點(diǎn)（或傾點(diǎn)）低于地溫的原油管道等；熱油輸送管道是指那些在輸送過(guò)程中沿線油溫高于地溫的輸油管道，對(duì)于熱油管道，其沿線的油溫不僅高于地溫而且還高于原油的凝固點(diǎn)，熱油輸送管道要設(shè)置若干中間加熱站和泵站為油流補(bǔ)充能量。原油管道將油田生產(chǎn)的原油輸送至煉廠、港口或鐵路轉(zhuǎn)運(yùn)站，具有管徑大、輸量大、運(yùn) 輸距離長(zhǎng)、分輸點(diǎn)少的 的特點(diǎn)；成品油管道從煉廠將各種油品送至油庫(kù)或轉(zhuǎn)運(yùn)站，具有輸送品種多、批量多、分輸點(diǎn)多的特點(diǎn)，多采用順序輸送 ；液態(tài)液化石油氣管道 將油氣田及煉廠生產(chǎn)的液態(tài)液化石油氣輸送至化工