【正文】 2．題目設(shè)計(jì)范疇及主要內(nèi)容： 該管道的設(shè)計(jì)輸量為 2020 萬噸 /年，管道全長為 220km，管道 的縱斷面數(shù)據(jù)見表 1，輸送的原油性質(zhì)如下： 20℃的密度為 860kg/m3，初餾點(diǎn)為 81℃，反常點(diǎn)為 28℃，凝固點(diǎn)為 25℃。表 2 列出了粘溫?cái)?shù)據(jù)。 3． 設(shè)計(jì)方案及研究要求： 本次設(shè)計(jì)的題目是輸油管道工藝的初步設(shè)計(jì)。所以選擇合適的路線走向，合理確定建設(shè)規(guī)模，選擇正確的站址，對于節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，以及安全環(huán)保都有很重要的意義。故設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容也主要關(guān)于這兩部分： 通過選線和管道路線的勘查，收集基本的設(shè)計(jì)參數(shù)。 (2) 通過熱力和水力計(jì)算及流態(tài)的判斷，泵站數(shù)的確定，最終進(jìn)行站址的確定，其中按最小輸量確定熱站數(shù)，按最大輸量確定泵站數(shù)。包括熱力、水力校核，壓力越站校核，熱力越站校 核，動(dòng)靜水壓力校核，反輸校核，全越站校核等。 學(xué) 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 開 題 報(bào) 告 設(shè)計(jì)題目 ： ZL 輸油管道初步設(shè)計(jì) 選題來源： 長輸原油輸油管道初步設(shè)計(jì) 題目： ZL輸油管道初步設(shè)計(jì) 選題背景及理由： 長距離輸油管道初步設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，結(jié)合實(shí)際條件所做的工程具體實(shí)施方案。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：由經(jīng)濟(jì)流速確定經(jīng)濟(jì)管徑，確定所使用管材，由最小輸量確定其熱站數(shù)，最大輸量確定其泵站數(shù)，并校合各進(jìn)出站壓力和沿線的壓力分布是否滿足要求，并為管道采用的控制和保護(hù)措施提供設(shè)計(jì)參數(shù)，提出調(diào)整，控制運(yùn)行參數(shù)的措施。合理確定各站的溫度，壓力等運(yùn)行參數(shù)。 主要參考文獻(xiàn)： [1] GB/T 502532020,輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范 . [2] 楊筱蘅，張國忠 .輸油管道設(shè)計(jì)與管理 .第一版 .山東東營：石油大學(xué)出版社， 2020： 15160. [3] GB/T ． [4] 張國忠 .長輸管道設(shè)計(jì)中的壁厚選擇．油氣儲運(yùn)． 1993:12. 論文框架： 第 一 章 前 言 第 二 章 工藝設(shè)計(jì)說明書 工程概況 ； 基本參數(shù)的選取 ； 參數(shù)的選??； 工藝計(jì)算說明； 確定加熱站及泵站數(shù)； 校核計(jì)算說明； 站內(nèi)工藝流程的設(shè)計(jì)； 主要設(shè)備的選擇 第 三 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算書 經(jīng)濟(jì)流速確定管徑； 熱力計(jì)算與確定熱站數(shù)； 確定站址； 反輸量的確定； 設(shè)備選取及管線校 核； 開爐開泵方案； 第四章 結(jié) 論 致 謝 參考文獻(xiàn) 擬完成論文進(jìn)度安排：（一稿、二稿、三稿、定稿） （ 1） 2 月初開始任務(wù)書和開題報(bào)告的編寫，并闡明設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)任務(wù)，在 2 月末完成熱站數(shù)和泵站數(shù)的確定 以及工藝流程的說明 。 指導(dǎo)教師意見： 該學(xué)員積極上進(jìn)、態(tài)度認(rèn)真、虛心好學(xué)，編寫論文時(shí)充分利用各類參考文獻(xiàn)，將自己所學(xué)的理論知識與實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)完好結(jié)合；語言組織很好，層次清晰，論文內(nèi)容闡述順暢明了，計(jì)算準(zhǔn)確無誤。 摘 要 本管線設(shè)計(jì)最大設(shè)計(jì)年輸量為 2020 萬噸。經(jīng)過計(jì)算，不存在翻越點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速來確定管徑，選為Φ 813 ，管材選擇無縫鋼管，鋼號 Q345，最低屈服強(qiáng)度為 325MPa。 本設(shè)計(jì)中遵循在滿足各種條件的情況下，工藝流程盡可能的簡單，并且輸油工藝本著應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的原則，進(jìn)行了首站和中間站的工藝流程設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 : 管道；輸量；熱泵站；工藝流程 ABSTRACT The length of the pipeline design is 220 kilometers, the elevation height is between 2888 meters,the section which pipeline passed is through the calculate, there was no get over design used tight line pumping which called “from pump to pump”, so it can reduce consumptive waste, Moreover, this method can utilize sufficiently remain pressure head. In the design, economic pipe diameter is firstly determined by economic velocity. At lest, Ф813,L325 pipe is used. The transportation capacity and the geography conditions are considered of in order to determine the heating station. And including the environmental protection the worker39。 長距離輸油管道初步設(shè)計(jì)是根據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，結(jié)合實(shí)際條件所做的工程具體實(shí)施方案。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：由經(jīng)濟(jì)流速確定經(jīng)濟(jì)管徑，確定所使用管材，由最小輸量確定其熱站數(shù)，最大輸量確定其泵站數(shù)，并校合各進(jìn)出站壓力和沿線的壓力分布是否滿足要求，并為管道采用的控制和保護(hù)措施提供設(shè)計(jì)參數(shù)，提出調(diào)整，控制運(yùn)行參數(shù)的措施。合理確定各站的溫度，壓力等運(yùn)行參 數(shù)。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)了專業(yè)課知識，學(xué)到了很多東西，但水平和時(shí)間有限，難免有疏漏和錯(cuò)誤之處，希望老師批評指正。管線最大年輸量為 2020 萬噸。管線外有瀝青防腐層，以減輕腐蝕損耗。并采用先爐后泵的流程。便于管理，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，自動(dòng)化程度很高，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。 輸油站主要工程項(xiàng)目 本管線設(shè)計(jì)年輸量為 2020 萬噸／年，綜合考慮沿線的地理情況，貫徹節(jié)約占地、保護(hù)環(huán)境和相關(guān)法律法規(guī)，本著盡量避免將站址布置在海拔較高地區(qū)和遠(yuǎn)離城市的人口稀少地區(qū)，以方便職工生活，并本著“熱泵合一”的原則，兼顧平原地區(qū)的均勻布站方針，采用方案如下：設(shè)立熱泵站兩座，即首站和一座中間站，均 勻布站。選用直接加熱式加熱爐。 3 管道設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中選擇的管道為外徑φ 813，壁厚 ，管材為 L325 的管道。全線設(shè)瀝青防腐層從而減少腐蝕損失。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)主要根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局和中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的《輸油管道工程技術(shù)規(guī)范》 GB5025394，并參照其他有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行的。 （ 2） 充分利用地形條件，兼顧熱力站、泵站的布置，本著“熱泵合一”的原則，盡量減少土地占用。 （ 4） 注意生態(tài)平衡，三廢治理和環(huán)境保護(hù)。 （ 7）粘溫關(guān)系 見表 22 表 22 油品溫度與粘度數(shù)據(jù) 溫度（℃） 28 30 35 40 45 50 55 60 粘度（ cp） 111 69 60 53 48 （ 8）沿程里程、高程（管道全程 220km） 見表 23 表 23 管道縱斷面數(shù)據(jù) 里程（ km） 0 45 80 110 150 170 190 210 220 高程（ km） 28 60 90 35 25 28 46 52 88 溫度參數(shù)的選擇 （ 1）出站油溫 RT 考慮到原油中不可避免的含水，故加熱溫度不宜高于 100℃，以防止發(fā)生沸溢。而且管道采用瀝青防腐絕緣層，故原油的輸油溫度不能超過瀝青的耐熱溫度。 綜上考慮，初步確定出站溫度 TR =60℃。對于像本設(shè)計(jì)這樣凝點(diǎn)較高的含蠟原油，由于在凝點(diǎn)附近粘溫曲線很陡，故經(jīng)濟(jì)進(jìn)站溫度常取高于凝固點(diǎn) 23℃ 。 考慮最優(yōu)熱處由理?xiàng)l件及經(jīng)濟(jì)比 較來選擇進(jìn)出站溫度。 （ 3）平均溫度 當(dāng)管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時(shí)，可按平均溫度下的油流粘度來計(jì)算站間摩阻。 3．參數(shù)的選擇 管道設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1）熱站、泵站間壓頭損失 15m； （ 2）熱泵站內(nèi)壓頭損失 30m； （ 3）進(jìn)站壓力范圍一般為 20~80m； （ 4）年輸送天數(shù)為 350 天； （ 5）首站進(jìn)站壓力 50m。 S n tBA ? ??? ?lg ? ?? ? ???? 22 )( lglg ttn ttnB ?? 總傳熱系數(shù) K 管道散熱的傳遞過程由三部分組成： （ 1）油流至管壁的放熱 （ 2）管壁、瀝青防腐層的熱傳導(dǎo) （ 3）管外壁周圍土壤的傳熱 總傳熱系數(shù)的計(jì)算公式為： KD1 =111D? +∑i?21 ㏑iiDD)1(? +wD21? （ 24） 2? =] 1)D2h(D2h[㏑22wtwt ??wtD? （ 25） 式中 Di， Di+1— 鋼管、瀝青防腐層的內(nèi)徑和外徑， m； λ i— 導(dǎo)熱系數(shù)， w/（ m? ℃）； Dw— 管道最外圍的直徑， m； α 1— 油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)， w/（ m2?℃）； α 2— 管壁至土壤放熱系數(shù)， w/（ m2?℃）； λ t— 土壤導(dǎo)熱系數(shù)， w/（ m?℃）； ht— 管中心埋深， m。根據(jù)目前國內(nèi)加熱輸油管道的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，熱油管道的經(jīng)濟(jì)流速在 ～ 。 4．工藝計(jì)算說明 對于高含蠟及易凝易粘油品的管道輸送，當(dāng)其凝點(diǎn)高于管道周圍環(huán)境的溫度，或在環(huán)境溫度下油流粘度很高時(shí)，不能直接在環(huán)境溫度下等溫輸送。 目前國內(nèi)外很多采用加入降凝劑或給油品加熱輸送的辦法。本管線設(shè)計(jì)采用加熱的辦法，降低油品的粘度，減少摩阻損失，降低管輸壓力，節(jié)約動(dòng)力消耗，或使關(guān)內(nèi)最低油溫維持在凝點(diǎn)以上，保證安全輸送。 熱油管道不同于等溫輸送的特點(diǎn)是它存在摩阻損失和熱能損失兩種能量損失，在設(shè)計(jì)和管理工作 中，要正確處理這兩種能量的供求平衡關(guān)系；這兩種能量損失多少又是互相影響的，其中散熱損失起了確定性作用。熱油沿管路流動(dòng)時(shí)，溫度不斷降低，粘度不斷增大，水力坡降也不斷變化。因此設(shè)計(jì)管路時(shí)，必須先進(jìn)行熱力計(jì)算，然后進(jìn)行水力計(jì)算，此外，熱油管的摩阻損失應(yīng)按一個(gè)加熱站間距來計(jì)算。 8 熱力計(jì)算 埋 地不保溫管線的散熱傳遞過程是由三部分組成的，即油流至管壁的放熱，瀝青絕緣層的熱傳導(dǎo)和管外壁至周圍土壤的傳熱，由于本設(shè)計(jì)中所輸介質(zhì)的要求不高，而且管徑和輸量較大，油流到管壁的溫降比較小，故管壁到油流的散熱可以忽略不計(jì)。 計(jì)算中周圍介質(zhì)的溫度 0T 取最 冷月土壤的平均溫度，以加權(quán)平均溫度作為油品的物性計(jì)算溫度。在最小輸量下求得加熱站數(shù)。 經(jīng)計(jì)算 3000﹤ 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 在最小輸量下進(jìn)行熱力計(jì)算來確定加熱站數(shù)。由粘溫關(guān)系得出粘度等數(shù)據(jù)，為以后計(jì)算打好基礎(chǔ)。 (1)確定出站油溫 不能忽略摩擦熱的影響，用迭代法計(jì)算最大輸量下的出站油溫 TR TR=T0+b+(TZT0b)eal （ 2 9） i=βmmmdQ??52 ? （ 210） 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。 (4) 泵的選型及泵站數(shù)的確定 因?yàn)榱髁枯^小，沿線地勢較平坦，且從經(jīng)濟(jì)角度考慮并聯(lián)效率高，便于自動(dòng)控制優(yōu)化運(yùn)行，所以選用并聯(lián)方式泵。 20 20 15HSB 泵： 7 5 3 9 QH ???? 串聯(lián)泵 ， 額定流量 Q =2500 m3 /h ， 額定效率 ? =。若管道初期的輸量較低時(shí)，所需加熱站數(shù)多，泵站數(shù)少。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到不同時(shí)期的不同輸量的特點(diǎn)，按最低輸量做熱力計(jì)算，布置加熱站，待輸量增大后該為熱泵站。求得站址改變后的進(jìn)出站溫度，進(jìn)出站壓力壓力，加 熱站負(fù)荷等以確保管線的安全運(yùn)行。 進(jìn)出站壓力校核 不同輸量下，利用反算出的出站油溫，得出水力坡降，進(jìn)而得出進(jìn)出站壓力，進(jìn)站壓力太低會使吸入不正常，太高則容易引起出口超壓，并要考慮為今后的調(diào)節(jié)留有余地。 12 各站進(jìn)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。從縱斷面圖上判定壓力越站最困難的站，并對其的進(jìn)出站壓力進(jìn)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。 熱力越站校核 當(dāng)