課程設(shè)計：輸油管道設(shè)計與管理

1、東北石油大學課程設(shè)計課程輸油管道設(shè)計與管理題目等溫及熱油管道設(shè)計院系 石油工程學院專業(yè)班級 油氣儲運工程11-2班2015年3月27日東北石油大學課程設(shè)計任務(wù)書課程輸油管道設(shè)計與管理題目等溫及熱油管道設(shè)計專業(yè)油氣儲運工程姓名 黃滿初 學號 110202140214一、主要內(nèi)容了解石油管道特點、石油管道發(fā)展概況、石油管道設(shè)計內(nèi)容及方法，石油管 道的一般設(shè)計步驟，了解等溫輸油管道設(shè)計和熱油管道設(shè)計的基本參數(shù)，并能準 確的進行計算。培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問題和充分利用計算機技術(shù) 進行工程設(shè)計的能力。二、基本要求等溫管道的設(shè)計要求，根據(jù)基本參數(shù)，按平均地溫作以下計算和設(shè)計：按米勒和伯拉休斯公

2、式計算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，并比較計算結(jié)果的相 對差值。若改輸汽油，按列賓宗公式和伊薩也夫公式計算水力摩阻系數(shù)，并比較計算 結(jié)果的相對差值。輸送柴油的工藝計算：（1）用最小二乘法求泵特性方程，比較計算與實測值的相對誤差。（2）確定泵站泵機組的運行方式及臺數(shù)（不計備用泵）。（3）按列賓宗公式計算水力坡降，求所需泵站數(shù)并化整。（4）用解析法求工作點。（5）在管線縱斷面圖上布置泵站。（6）根據(jù)站址計算全線各站進、出站壓力，檢查全線動靜水壓力。（7）計算冬季地溫3C時，輸送柴油的工作點及各站的進、出站壓力，并與 年平均地溫時的進、出站壓力比較。（8）從起點到翻越點，計算站間距Lf / ，起點至各站的

3、平均站間距L./ j， 據(jù)此定性分析油品粘度變化時各站壓力的變化趨勢，對比、的計算結(jié)果是否 符合這個規(guī)律，若不符合，請說明原因。熱油管道設(shè)計要求，根據(jù)基本參數(shù)，作如下計算：按進出站油溫在60-25C之間，計算所需加熱站數(shù)及站間距，首站進站油溫 為 25Co按平均溫度法計算站間摩阻，選泵及泵的組合方式，確定所需泵站數(shù)（進站 油溫為25C）。在管線縱斷面圖上布置加熱站、泵站；并按泵站、加熱站盡量合并的原則，調(diào)整站數(shù)或站址。選擇各站加熱爐。按任務(wù)輸量，計算冬季全線月耗油量。若管線投產(chǎn)初期的輸量在三、四年內(nèi)僅為100萬噸/年，在設(shè)計中應(yīng)考慮什 么問題？（工藝計算、加熱站數(shù)、泵站數(shù)、主要設(shè)備選擇、站址選

4、擇等方面）。若夏季地溫為15C，各加熱站要求停運一臺加熱爐進行檢修，你的設(shè)計能 滿足要求嗎？若最后一個泵站停運，該管線可能達到的輸量應(yīng)如何求解？（從兩種運行方 式考慮，即開式和閉式）。三、參考資料楊筱蘅，張國忠.輸油管道設(shè)計與管理M.石油大學出版社.1996.8.吳宏譯.管道設(shè)計與施工使用方法M.石油工業(yè)出版社.2004.3.3 曲慎揚.原油管道工程M.石油工業(yè)出版社.1991.4.唐智圓等.世界著名管道工程M.石油工業(yè)出版社.2002.6.蔣華義.輸油管道設(shè)計與管理M.石油工業(yè)出版社.2010.8. TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark52 o Current

5、 Document 一、課程設(shè)計的目的及意義1 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 二、石油管道概述2 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document （一）石油管道的特點2 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document （二）石油管道的發(fā)展概況2 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document （三）石油管道的設(shè)計內(nèi)容及方法3 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document （四）石油管道的一般設(shè)計步

6、驟3 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document 三、等溫輸送管道設(shè)計6 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document （一）基本參數(shù)6 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document （二）計算（設(shè)計）內(nèi)容及步驟6 HYPERLINK l bookmark336 o Current Document 四、熱油管路設(shè)計15（一）基本參數(shù)15（二）計算（設(shè)計）內(nèi)容及步驟16結(jié)束語.21參考文獻22、課程設(shè)計的目的及意義管輸工藝是油氣儲運專業(yè)的一門主要專業(yè)課程。主要內(nèi)容包括：輸油

7、管道勘 察設(shè)計；等溫及熱油輸送管道、順序輸送管道的工藝計算；熱油管道的運行管理 等內(nèi)容。其中，等溫管道和熱油管道的設(shè)計是該門課程的重點問題，但在課堂理 論教學的過程中，學生參與實際設(shè)計計算的機會較少，為使學生真正掌握等溫和 熱油管道的設(shè)計，在學生學習理論知識后，輔以實際問題的設(shè)計計算，是十分必 要的。通過課程設(shè)計環(huán)節(jié)的訓練，使學生掌握油氣儲運領(lǐng)域中常規(guī)的工程設(shè)計的基 本內(nèi)容和方法。通過讓學生根據(jù)管道實際里程高程，泵和加熱爐等資料，綜合運 用所學的專業(yè)知識，進行等溫管道和熱油管道的設(shè)計，以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、 分析問題、解決問題和充分利用計算機技術(shù)進行工程設(shè)計的能力。二、石油管道概述（一）石油

8、管道的特點運量大。不同于車、船等其他運輸方式，輸油管道可以連續(xù)運行。一條管 徑為720毫米的管道就可以每年運送易凝高黏原油2000多萬噸，一條管徑1200 毫米的原油管道年運輸量可達1億噸。建設(shè)投資相對較小，占地面積少，受地理條件限制少。占用土地少。管道 可以從河流、湖泊、鐵路、公路下部穿過，也可以翻越高山，橫穿沙漠，一般不 受地形與坡度的限制，可以縮短運輸里程。由于埋于地下，基本不受氣候影響，可以長期穩(wěn)定運行。管道輸送設(shè)備運行比較簡單，易于就地自動化和進行集中遙控。先進的管 道增壓站已完全做到無人值守。由于節(jié)能和高度自動化，用人較少，使運輸費用 大大降低。沿線不產(chǎn)生噪聲，有利于環(huán)境保護。漏失

9、污染少，據(jù)近10年西歐石油管道統(tǒng)計漏失污染僅為輸送量的4%。（二）石油管道的發(fā)展概況現(xiàn)代的管道輸油開始于19世紀中葉，1865年美國賓夕法尼亞建成了世界 上第一條輸油管道，管道直徑50mm，長約10km，之后輸油管道雖在世界范圍 內(nèi)有所發(fā)展但也較為緩慢，直到第二次世界大戰(zhàn)，當時的美國因戰(zhàn)爭需要開始大 規(guī)模建設(shè)長距離輸油管道。二戰(zhàn)結(jié)束后，世界范圍內(nèi)興建了多條大型跨國界輸油 管道，且一批海洋輸油管道也得到建成，海底管道已經(jīng)深達海底100多米。美國 目前擁有約30萬公里的輸油管道，中國的輸油管道起步于1950年代，目前已經(jīng) 擁有約3萬公里的輸油管道系統(tǒng)，俄羅斯和中東國家也擁有復雜的輸油管道系 統(tǒng)。連

10、接俄羅斯和東歐的“友誼”輸油管道是截至目前世界上最長的輸油管道， 起自俄羅斯的阿爾麥季耶夫斯克至匈牙利、捷克、斯洛伐克、波蘭和德國。為雙 線：一線長5500公里，管徑1.05米，年輸油能力5000萬噸；二線長4412公里， 管徑1.22米，年輸油能力7000萬噸，該管道承擔東歐國家的重要能源供給。美 國的阿拉斯加原油管道是美國的一條重要輸油管道，長度為1287km，曾經(jīng)在2011 年因為泄漏事故關(guān)閉數(shù)日導致世界原油價格大幅上漲。中緬油氣管道是2013年 投入使用的一個由緬甸向中國輸送原油和天然氣的油氣管道，年設(shè)計輸送能力為 2000萬噸，相當于約每日40萬桶，管道全長793公里，起于緬甸皎漂市

11、，從云 南瑞麗進入中國境內(nèi)，該條管道將有助于中國擺脫長期依賴馬六甲海峽進口石油 的困局。美國能源信息署預(yù)測，到2020年之前，世界管道的長度將以每年7%的增長 率增長，到2015年前后，全球?qū)⑿陆s3.6萬公里長度的輸油管道，其中中國 從2014年至2020年每年將建設(shè)約8000公里的輸油管道。除了線路里程的成長外，未來輸油管道的發(fā)展更多在于技術(shù)革新。在原油管道技 術(shù)方面，針對現(xiàn)役管道輸量逐年下降、稠油開采量的增加以及原油開采向深海發(fā) 展的現(xiàn)狀，世界各國尤其是盛產(chǎn)含蠟高粘原油的大國，都在大力進行高粘、易凝 原油長距離管道常溫輸送工藝及流動保障技術(shù)的試驗研究，以及如何使管線在更 安全和自動化條件

12、下也是今后研究發(fā)展的目標。成品油管道技術(shù)發(fā)展方向是大流 量、多油源、多品種、多分支，以及采用紊流密閉輸送及減阻工藝和采用遠程自 動化控制泵和閥門的啟停，實現(xiàn)水擊的超前保護等。此外在建造上，例如如何穿 越碎石凍土之類復雜地質(zhì)條件的技術(shù)難關(guān)目前也取得了一定突破，但也面臨例如 長年使用的管線老化等問題。（三）石油管道的設(shè)計內(nèi)容及方法設(shè)計工作包括編制設(shè)計文件、配合施工和參加驗收、驚醒總結(jié)的全過程。大 型輸油管道建設(shè)的前期任務(wù)工作包括由上級主管部門或管道設(shè)計單位委托設(shè)計 或咨詢單位進行可行性研究、編制設(shè)計任務(wù)。根據(jù)批準的設(shè)計任務(wù)書，按初步設(shè) 計和施工圖設(shè)計兩個階段進行設(shè)計。（四）石油管道的一般設(shè)計步驟可

13、行性研究關(guān)十建設(shè)項目進行可行性研究的試行管理辦法指出:可行性研究的任務(wù) 是根據(jù)國民經(jīng)濟長期規(guī)劃和地區(qū)規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃的要求，對建設(shè)項目在技術(shù)、工 程和經(jīng)濟上是否合理和可行，進行全面分析、論證，作多方案比較，提出財務(wù)評 價與國民經(jīng)濟評價，為編制和審批設(shè)計任務(wù)書提供可靠依據(jù)。財務(wù)評價是從工程 項目本身財務(wù)角度，根據(jù)國家現(xiàn)行財稅制度和現(xiàn)行價格，分析測算項目的效益和 費用，考察項目的獲利能力、清償能力，據(jù)以判別項目財務(wù)上的可行性。國民經(jīng) 濟評價則從國家整體角度考察項目的效益和費用，用影子工資、影子匯率和社會 折現(xiàn)率，計算和分析項目給國民經(jīng)濟帶來的凈效益，據(jù)以評價項目在經(jīng)濟上的合 理性，從而確定投資行為的

14、宏觀可行性?？尚行匝芯渴欠治觥⒃u價各種建設(shè)方案和生產(chǎn)經(jīng)營決策的一種科學方法。它 要對新建、擴建項目的一些主要問題，如市場需要、資源條件，燃料、動力供應(yīng) 條件，建設(shè)規(guī)模，以及設(shè)備選型等，從工程的技術(shù)、經(jīng)濟、安全等方面進行調(diào)查 研究，分析比較，并對項目建成后可能取得的技術(shù)經(jīng)濟效果進行預(yù)測。從而提出 該項目可否建設(shè)和如何進行建設(shè)的意見，為項目決策提供可靠的依據(jù)?？尚行匝芯繄蟾媸琼椖繘Q策的依據(jù)，應(yīng)按規(guī)定做到一定的設(shè)計深度?？尚行?報告完成后要按規(guī)定進行審批，同時據(jù)可行性報告進行管道工程的安全預(yù)評價、 環(huán)境保護評價、地震及地質(zhì)災(zāi)害評價、勞動衛(wèi)生評價等工作，安全預(yù)評價報告要 通過評審。審批和評審中提出的改

15、進意見和建議要在今后的設(shè)計和建設(shè)中落實。（1）可行性研究報告內(nèi)容輸油管道工程項目可行性研究報告一般應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：總論、工程概況、依據(jù)與原則。論述建設(shè)該輸油管道的必要性。油源、油品去向的近期、遠期規(guī)劃。線路情況，包括走向、線路長度、大型穿（跨）越方案、沿線氣候、地 水文及工程地質(zhì)概況等。輸油工藝方案，包括輸送工藝、輸量、管徑、管材規(guī)格、管道防腐、輸 送溫度、輸送壓力、輸油站數(shù)、站址及規(guī)模、主要設(shè)備類型等。自動控制、通信、供水、供電、熱工、機修等設(shè)施的論述，管理機構(gòu)及 人員編制等說明。環(huán)境保護與勞動保護經(jīng)濟分析（財務(wù)評價、國民經(jīng)濟評價、結(jié)論和建議）。最后確定推薦方案?？尚行匝芯砍哉f明書闡明

16、上述問題外，還應(yīng)附上工藝流程圖和概算 表。（2）設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容根據(jù)可行性研究報告及其審批意見編制設(shè)計任務(wù)書。設(shè)計任務(wù)書是編制設(shè)計 文件的主要依據(jù)。一般包括以下主要內(nèi)容：工程項目的依據(jù)。管道的起、終點，主要走向及中間進、出油點。所輸油品品種，年輸量（近期與遠期）。對輸油管道技術(shù)水平及某些技術(shù)指標的要求。建設(shè)進度與投資估算。各設(shè)計階段的期限。（3）初步設(shè)計初步設(shè)計是在工程項目確立后，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，結(jié)合實際條件所做 的工程具體實施方案。它是安排建設(shè)項目和組織工程施工的主要依據(jù)。設(shè)計深度 應(yīng)滿足工程項目投資包干、招標承包、材料與設(shè)備訂貨土地征購和施工準備等 要求，并能據(jù)以編制施工圖和總概算。

17、初步設(shè)計編制的總概算是控制工程項目總投資的主要依據(jù)。設(shè)計單位應(yīng)嚴格 保證設(shè)計質(zhì)量，每項設(shè)計要作多方案比較，合理地確定設(shè)計文案;設(shè)計必須有充 分和準確可靠的基礎(chǔ)資料;設(shè)計所采用的設(shè)備、材料和要求的施工條件要切合實 際;設(shè)計文件的嘗試要符合建設(shè)和生產(chǎn)的要求。初步設(shè)計須按照國家規(guī)定的上級 部門審批。安全專篇由安全生產(chǎn)監(jiān)督局組織評審。輸油管道初步設(shè)計通常包括以 下文稿字材料與圖紙：概述，包括設(shè)計依據(jù)，設(shè)計指導思想、原則與特點，工程概況與主要技術(shù) 經(jīng)濟指標，基礎(chǔ)資料與數(shù)據(jù)。工藝部分，泵站數(shù)及站址包括輸送工藝，水力、熱力、及強度計算結(jié)果， 管材規(guī)格首、末站儲油罐容量及數(shù)量。線路包括線路走向及沿線狀況，線路

18、工程及穿越工程，管道防腐與保溫。泵站及加熱站，包括首、末站及中間站工藝流程，泵機組和加熱爐的型號、 規(guī)格，供電與配電，儀表及自動控制，給水排水、消防、采暖通風，其他輔助設(shè) 施，總圖與主要建筑物。通信，包通信方式、通信組織、主要設(shè)備。安全專篇，說明工程項目采用的安全設(shè)施、安全措施。安全管理機構(gòu)及 員配備情況，有關(guān)安全的專用投資概算等。管理，包括組織機構(gòu)、人員編制。設(shè)備與材料清單?？偢潘恪Ｊ┕D設(shè)計根據(jù)批準的初步設(shè)計和主要設(shè)備訂貨情況即可進行施工圖設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng) 根據(jù)初步設(shè)計及其審批意見所確定的方案，利用勘察及調(diào)研所搜集的資料，遵照 有關(guān)標準、規(guī)范，繪出正確、詳細并符合規(guī)定的圖紙，滿足施工、非標

19、準設(shè)備制 造的需要。本階段主要工作內(nèi)容為：（1）組織施工圖階段的勘察工作，修改或補充原初步設(shè)計。（2）按批準和修改后的初步設(shè)計進行線路設(shè)計和輸油站設(shè)計。線路設(shè)計主要 包括確定各區(qū)段管子的壁厚、防偽絕緣層和保溫層的結(jié)構(gòu)與厚度、線路變坡與轉(zhuǎn) 角結(jié)構(gòu)、管溝挖深、各穿越工程的結(jié)構(gòu)、線路閥室等。輸油站設(shè)計主要包括站址 和工藝流程的最后確定，平、立面布置，各單體（如泵房、罐區(qū)、加熱爐等）的 安裝設(shè)計與計算。（3）繪制施工圖。施工圖是發(fā)給施工單位組織施工的，必須詳盡至全部工程 目的每一個需要建筑安裝的部分。泵站施工圖主要包括總平面圖、豎向面置圖、 站內(nèi)工藝管網(wǎng)安裝圖、泵房和閥室的平面及立面安裝圖、油罐制千圖

20、及站內(nèi)各配 套工程設(shè)施的施工圖。線路施工圖主要包括線路平面圖、縱斷面圖、各穿越工程 的平、立面圖和安裝詳圖、線路閥室安裝圖、陰極保護及其他附屬工程的施工圖。（4）材料、設(shè)備明細表與預(yù)算。各施工單位共同編制的施工技術(shù)要求和施工組織設(shè)計。三、等溫輸送管道設(shè)計（一）基本參數(shù)某長輸管線按“從泵到泵”方式輸送柴油，輸量為50萬噸/年，管材159 X6,管壁粗糙度e=0.1mm,管線最高壓力64 X 105Pa，沿線年平均地溫to=12C,最 低月平均地溫to=3C,年工作日按350天計算.泵站選用65Y-50X 12型離心泵，允 許進口壓力為0-40m油柱，每個泵站的站內(nèi)損失按20m油柱計算，首站進站壓

21、力取 20m油柱。表3-1 65Y-50 X 12型離心泵輸水時參數(shù)表3-2油品的物性參數(shù)P 20(kg/m3)u 12(m2/s)u 3(m2/s)柴油8223.36X10-66.58X10-6汽油7460.82X10-6表3-3管線長度及高程距離(km)050100125150162183235255268高程（m）30012047011551330130079091061060（二）計算（設(shè)計）內(nèi)容及步驟按平均地溫試做以下計算：1、按米勒和伯拉休斯公式計算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，并比較計算結(jié)果相對差值。2、若改輸汽油，按列賓綜公式和依薩也夫公式計算水力摩阻系數(shù)，并比較 計算結(jié)果的相對差值

22、。3、輸送柴油的工藝計算。用最小二乘法求泵特性方程，比較計算與實測值的相對誤差。確定泵站泵機組的運行方式及臺數(shù)。按列賓宗公式計算水力坡降，求所需泵站并化整。用解析法求工作點。在管線縱斷面圖上布置泵站。根據(jù)站址計算全線各站進、出站壓力，檢查全線動靜水壓力。計算冬季地溫3C時，輸送柴油的工作點及各站的進、出站壓力，并與 年平均地溫時的進、出站壓力比較。按平均地溫12C進行以下計算：1、按米勒和伯拉休斯公式計算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)，并比較計算結(jié)果 的相對差值；設(shè)在12C下，柴油的密度為pi2，有：q柴=1.825 - 0. 001315P20(3-1)=1.8250.001315 乂 822=0.

23、7441 kg/(m3.C)P12 = P20 二 / -(3-2)=8220.7441 x (1220)=827.9528 kg/m3設(shè)柴油的體積流量為Q，有：Q=G/ p12(3-3)=50 x107/827.9528=0.02 m3/s在12C下柴油運動粘度為七=3.3610-6m2/s，管內(nèi)徑12d=159 - 2 x 6=147mm，根據(jù)以上公式可計算雷諾數(shù)Re：n 4Qn 4QRe=Kdu12(3-4)4 x 0.02兀 x 147 x 10-3 x 3.36 x 10-6=51556根據(jù)管壁粗糙度e根據(jù)管壁粗糙度e=0.1mm知，(3-5)口(3-5)Re】=8 759. 7(2

24、 x 0.1) y 147 / =112650由于3000 Re Re,所以油流處于水力光滑區(qū)。利用米勒公式計算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)4,有:1甚=1.8lgRe -1.53解得：4=0.0207利用伯拉休斯公式計算輸送柴油的水力摩阻系數(shù)4,有：4=0.3164Re-0.25=0.3164 x 51556-0.25 =0.0210所求得的兩個人值的相對差值為：(0.0210-0.0207)/0.0210 x100%=1.43%結(jié)果表明米勒公式和伯拉休斯公式計算的水力摩阻系數(shù)很接近。當層流邊 層厚度能夠蓋住管內(nèi)壁全部粗糙凸起時，4僅與Re有關(guān)，稱為水力光滑區(qū)。我 國現(xiàn)有加熱輸送含蠟原油的長輸管道

25、的流態(tài)大多為水力光滑區(qū)，一般在 Re50000范圍內(nèi)，多用該伯拉休斯公式。但近年來美國和日本的大直徑原油管 道設(shè)計中采用的是米勒公式。2、若改輸汽油，按列賓宗公式和伊薩也夫公式計算水力摩阻系數(shù)。設(shè)在12C下，汽油的密度為p 12，有：。汽=1.825 0.001315p20=1.825-0.001315 x 746=0.8440kg/(m3.C)p p G (t 20)1220 汽=746-0.8440 x (12-20)=752.7520kg/m3汽油的體積流量為Q，有：0=G / p 12=50 x107/ (752.752035024)=0.0220m3/s在12C下，汽油的運動粘度為S

26、 =0.82x 10-6m2/s，管內(nèi)徑d=147mm，根據(jù)124 x 0. 0220雷諾公式可求得雷諾數(shù)4 x 0. 02204QRe= =232499如 兀 x 147 x 10-3 x 0. 82 x 10-6 12665 765lg Re2= 665 一 765哄665 765lg Re2= 665 一 765哄-147v / =2100410(2 x 0.1)147 )由于Re1 Re 25 30泵的特性方程：11（ 1 ）= G7H（ 2 ）= 6CH（ 3 ）= 5EII = 23. 0313 - . 4433393 Q（2 m）計算與實測值的相對誤差，計算得相對誤差見表3-4。

27、表3-4相對誤差H計算值H實測值相對誤差672.34446720.000513599.11436000.001476552.54165520.000981由表3-4中數(shù)據(jù)可知，計算與實測值的相對誤差小于2%。，說明回歸結(jié)果很 好，符合誤差要求。(2)確定泵站泵機組的運行方式及臺數(shù)。sa、ls 曰G50 X 104 X 103長輸管線的輸量Q= = =71.8928m3/h350 x 24 xp 12 350 x 24 x 827. 9528管線的最高工作壓力p=64x 105Pa=650 m水柱max每臺65Y-50 x 12型離心泵的流量15m3/h30m3/h，揚程為552m672m水柱，

28、即(54.165.9)x 105Pa。-m-m=723.031-0.0650.75幺N /k p 式中Np為泵機組的運行功率。按列兵綜公式計算水力坡降，求所需泵站數(shù)并化整。根據(jù)列賓宗公式計算沿程水力坡降公式知：i = P根據(jù)列賓宗公式計算沿程水力坡降公式知：i = PQ 2 - mU md 5 - m，其中片遂4 m 兀 2 - mg由于油流處于水力光滑區(qū)，則A=0.3164，m=0.25，Q=0.0200m3/s， u =3.36x 10-6m2/s，刁=147mm，代入公式得：8=8 x 0.3164=0.02464s2/m40.25 x 3. 142-0.25 x 9 . 810. 02

29、002-0.25廣=0.0246 xL0. 02002-0.25廣=0.0246 xL47X 10 - 3, - 0-2547把管線沿線的局部摩阻（按1%計算）考慮進去后，管道水力坡降為:41.017=（100%+1%） x 0.0101=0.01022管路全線消耗的壓力能為：H=iL+Z=0.0102x268x 103+（60-300）=2498.96 （m 油柱）在管道縱斷面上繪制如圖3-1所示的水力坡降線H=（2493.6+300）-0.01022 x 103L圖3-1水力坡降線由圖3-1可以看出，線路上存在翻越點。再平移水力坡降線，到翻越點在235km處，所以管路全線實際消耗的壓力 能

30、為：Hf=iLf+Zf-ZQ=0.0102x235x 103+910-300=3011.7 （m 油柱）管線輸量為Q=71.8928m3/h，代入泵站的特性方程，得：Hc=723.031-0.065x 71.89281.75=607.7 （m 油柱）由題意知，首站的進站壓力AHs1=20m油柱，每個泵站站內(nèi)損失=20m油 柱，末站剩余壓力取Hsz=20m油柱，則所需泵站數(shù)計算為：=5.125 個=H + AH - AH = 3007 + 20 - 20=5.125 個一H - h607. 7 - 20（4）用解析法求工作點。已知 m=0.25，n=5，Z = 2f = 9101 300= 61

31、0m，一- =_.=卜5 *,a=723.031m,B=0.065m3m-5，一- =_.=卜5 *,a=723.031m,B=0.065m3m-5/hm-2，hc=20m 油柱，式計算得：m油柱，而f由下考慮管道沿線的局部摩阻（按1%計算）并進行單位換算得:把以上參數(shù)代入公式計算工作點流量Q：=2966.84m40.01把工作點流量帶入泵站方程得各泵站揚程Hc：此= 7230311 0,065x71.2812】,75 = 609-3 6 79 （mil）（5）在管線縱斷面圖上布置泵站。泵站布置如圖3-2所示。OOOOODOO ooooo D o5 o OOOOODOO ooooo D o5

32、o 5 o 5 D 53 3 2 211Exuo3圖3-2泵站布置圖根據(jù)站直計算全線各站進、出站壓力，檢查全線動靜水壓力。 根據(jù)站址計算全線各站進出站壓力見表2-12。站址距離，km065100站址距離，km065100115.5進站壓力，m油柱2034.3728.7438.41出站壓力，m油柱609.37623.74618.48627.78表3-5各站進出站壓力34.48623.85成品油管道的最低動水壓力一般應(yīng)高于0.2MPa，即:139由上表可知各段均符合要求。管道縱斷面的最大地形高程差為，則其產(chǎn)生的靜水壓力為，大于管線的最高 工作壓力，所以為了避免停輸后產(chǎn)生的超壓情況，需要采取增加壁厚

33、以提高管線工作壓力或 設(shè)置自控閥以減少靜水壓力等手段來防止安全事故發(fā)生。計算冬季地溫3C時，輸送柴油的工作點及各站的進、出站壓力，并與 平均地溫時的進、出站壓力比較。3C時柴油運動粘度為u =6.58x 10-6m2/s，則雷諾數(shù)Re為：Re=義=迫=4 x。.02=26340vndv 3. 14 x 147 x 10-3 x 6. 58 x 10-6由于3000ReRe1，所以油流處于水力光滑區(qū)。題意可知：m=0.25，n=5, &=Zf-ZQ=910-300=610m，L.=Lf=235 x 103m，A=723.031m，8=0.065 (m3m-5/hm-2)，h =20m 油柱，XH

34、 】=20m 油柱，而 f 由下 式計算得：S）.58 x 10）25f = 0. 0246 xd5-m =11.2392（m 3f = 0. 0246 xd5-m47 x 10 -C-0-25考慮管道沿線的局部摩阻（按1%計算）并進行單位換算得:f= 1. 01 x 11.24 =6.7846x 10-6 （m3/s）-i.753600 2-0.25把以上參數(shù)代入公式計算工作點流量Q：Jo柯+1仇11幻僦詢十a(chǎn)1（5 x 723. 031 + 20 610 5 x 20 ）2-025 床 0,OQ = =65.8698m3/h15 x 0. 065 + 6. 79 x 10-6 x 235

35、x 103）把工作點流量代入泵站特性方程，得各泵站揚程H：Hc=AB Q2-m=723.031-0.065x65.871.75=624.04（ m 油柱）首站進、出站壓力為：AHs1 =20 （m 油柱）Hd1 =AHs1 +Hc -hc= 20+624.04-20=624.04（ m 油柱）第二個泵站的進、出站壓力為：AHs2 =AHd1 fQ2-mL -AZ =624.04-6.79 x 10-6x65.872-0.25x65 x 103-（225-300）S =26.86 （m 油柱）AHd2 =AHs2 +Hc -h = 26.86+624.04-20=630.9（ m 油柱）第三個泵

36、站進、出站壓為：第四個泵站進、出站壓為:第五個泵站進、出站壓為:從起點到翻越點，計算站間距Lf / n,起點至各站的平均站間距L. / j, 據(jù)此定性分析油品粘度變化時各站壓力的變化趨勢，對比、的計算結(jié)果是否 符合這個規(guī)律，若不符合，請說明原因。計算各站平均站間距E:虹 235E= = 5=47km起點至各站的平均站間距分別為E1、E2、E3、E4，則：3虹 hiE1= 1 =65km，E2= 2 =50km，E3=38.5km，E4=34.75km其中L1、L2、L3、L4分別為起點到1站、2站、3站、4站的距離。由首站c+1站入口列能量平衡方程：由全線能量平衡方程得:隨著油品粘度增高分式的

37、值增大所以一、二站進站壓力減小后站增加。四、熱油管路設(shè)計(一)基本參數(shù)1、管線總傳熱系數(shù)K=2.15W/m2. C,管線埋深處最低月平均地溫t0=1?,螺 紋焊接鋼管0325x7,工作壓力46x105Pa,瀝青絕緣層厚度為7mm。2、管輸原油的物性參數(shù)如下:p20=860kg/m3,C=2.1kJ/kg.?,粘溫方程 lno=3.62-0.041t(cs)(厘沱)。3、任務(wù)輸量G=300萬噸/年。4、沿線的里程、高程：表4-1沿線里程、高程距離(km)03.07.119.830.939.650.661.271.380.6高程(m)11701200117212201215123012341305

38、13821364距離(km)94.5104118.5120.5126.5134138.2151.7164.5高程(m0159 0152515321612139013205、可供選擇的加熱爐、泵的性能(1)加熱爐四種加熱爐，發(fā)熱能力分別為1745、2326、3489、4652kW。當熱負荷不小于加熱爐容量的80%時，爐效率為r=0.78；原油熱值BH=4.2X104kJ/kg。(2)輸油泵選用Dy155-67X(5-9)型多級離心泵泵進口壓力范圍0-40m油柱；電動機效率ne=0.93;表4-2 Dy155-67X(5-9)型多級離心泵性能型號流量(m3/h)揚程H(m

39、)軸功率kW效率%允許汽蝕余量m特性方程0m3/s)Dy155-67X590403157633.2電機240KW155335197725.0H=445-2.7X104.Q1.752950轉(zhuǎn)/分180303212706.6Dy155-67X690476185633.2電機240KW155402238725.0H=527.5-3.19X104.Q1.752950轉(zhuǎn)/分180356250706.6Dy155-67X790549212633.2電機240KW155469276725.0H=610-3.69X 104.0.752950轉(zhuǎn)/分180409288706.6Dy155-67X890622242

40、633.2電機240KW155536316725.0H=692-4.18X 104.0.752950轉(zhuǎn)/分180462324706.6Dy155-67X990695269633.2電機240KW155603355725.0H=774.5-4.67X 104.0.752950轉(zhuǎn)/分180515361706.66、站內(nèi)壓降：對熱泵站取30m油柱，泵站或加熱站取15m油柱。（二）計算（設(shè)計）內(nèi)容及步驟根據(jù)基本參數(shù)，作以下計算和設(shè)計：1、按進出站油溫在60-25C之間，計算所需加熱站數(shù)及站間距，首站進站 油溫為25C。計算加熱站間距l(xiāng)R。（1）質(zhì)量流量為：300 X 104 X IO3/kg350X2

41、4X0粘溫方程為：Inv = 3j62 I平均溫度為：缶=(上 + 27) = -(60 + 2 X 25) = 36.6667(0 33III得：IIIve0 = W&I眼曲=3.1B99 x 1G16則:=S60 I (1.825 I 0.0D1313 X 860)X(36.6667 I 20)= 84S.1316inG2呢3inM = = 99.4316 = 0-1169P,如&48GB 50523-2003輸油管道工程設(shè)計規(guī)范中推薦螺旋焊縫鋼管的絕對當 量粗糙度e的設(shè)計取值為DN250DN350,e=0.125mm。經(jīng)計算知， 3000處處=2.06乂105,該管道的流態(tài)處于水力光滑區(qū)

42、，因此，m=0.25,作0.02462、加熱站數(shù)及站間距的計算。出站溫度下的水利坡降，60：進站溫度下的水利坡降命:=-。酣 + i2E) = r =。0 7 6印 2 60252(0.0062 + 0.0Q&9)K-jtJ) 2.15 x 3.14 x 0.311Isfl- = z,=:耳二1.0078 X 10Gc 99.2063 X 2,1 X 103加熱站間距為:加熱站數(shù)n為：L5n = = 1&4 . 88 = L 65圓整后取加熱站數(shù)n=2，則實際加熱站間距:L 5 = - = 164.- = B2.25kmR n 23、校核進出站油溫。反算Tr：(1)按平均溫度法計算站間摩阻，選

43、泵及泵的組合方式，確定所需泵站數(shù)(進站油溫為25C)。正確判斷翻越點和確定工作點。站間摩阻按照平均油溫法計算：則全線摩阻水利坡降判斷翻越點：由里程和高程可以看出，只有104km和138.2km處才有可能存在翻越點。由此可知里程為138.2處是翻越點。選擇泵的型號及組合方式：B4m3 18Gm3頊5洛一h 一，且管道的工作壓力為46x105Pa，故可選擇3臺 泵并聯(lián)工作。故選擇DY155-67X7型離心泵，電機功率340kW，轉(zhuǎn)數(shù)2950r/m， 流量 155m3/h。確定所需泵站數(shù)：根據(jù)所選離心泵的特性方程，得：心1(】69亍 -Hc = 61013.69 X 1師爐/75 = 6101 3.69 X 10 X J .75 = 483.8929m全線壓頭：已知泵站或加熱站內(nèi)壓降為15m油柱，則所需泵站數(shù)為：向上圓整取n=4(2)在管線縱斷面圖上布置加熱站、泵站；并按泵站、加熱站盡量合并的原 則，調(diào)整站數(shù)或站址。圖4-1熱站、泵站布置圖等距布置熱站，容易確定熱站站址分別為：(0,1170)、(82.25,1377.176)。按照平均溫度法布置泵站，：站間平均溫度：1 1句=(上 十 27) = -(51.4373 + 2 x25)= 3 3.812(0粘