道輸送工藝課程設(shè)計(jì)某熱油管道工藝設(shè)計(jì)

1、 重慶科技學(xué)院油氣管道輸送技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 學(xué) 院: 石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí): 油氣儲(chǔ)運(yùn)10-3班 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位） 石油與天然氣工程學(xué)院 設(shè)計(jì)題目: 某熱油管道工藝設(shè)計(jì) 完成日期： 2013 年 12 月 27 日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ): 成績(jī)（五級(jí)記分制）: 指導(dǎo)教師（簽字） : 摘 要 本設(shè)計(jì)根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的設(shè)計(jì)要求并根據(jù)管道輸送工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書， 輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范，石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范，工程管道安裝手冊(cè)，輸油管道設(shè)計(jì)與管理，油氣地面工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，石油專用管等相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)及規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。分別對(duì)輸油管線所采用輸送方式，管道規(guī)格及選材，熱泵站的位置，加熱設(shè)備的選型，泵

2、機(jī)組的選型及泵站、熱站的布置位置，校核動(dòng)靜水壓，計(jì)算最小輸量，反輸工藝參數(shù)確定進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行校驗(yàn)。關(guān)鍵詞：熱油 管道 工藝設(shè)計(jì) 目 錄 摘要i1 緒論12 工藝設(shè)計(jì)說明書12.1 工程概況22.1.1 線路基本概況22.1.2 輸油站主要工程項(xiàng)目22.1.3 管道設(shè)計(jì)22.2 基本參數(shù)的選取22.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)22.2.2 設(shè)計(jì)原則22.2.3 原始數(shù)據(jù)32.2.4 溫度參數(shù)的選擇42.3 其他參數(shù)的選擇42.3.1 工作日52.3.2 油品密度52.3.3 粘溫方程52.3.4 總傳熱系數(shù)k52.3.5 摩阻計(jì)算52.3.6 最優(yōu)管徑的選擇52.4 工藝計(jì)算說明62.4.1 概述62.5

3、確定加熱站及泵站數(shù)62.5.1 熱力計(jì)算62.5.2 水力計(jì)算72.5.3 站址確定82.6 校核計(jì)算說明92.6.1 熱力、水力校核92.6.2 進(jìn)出站溫度校核92.6.3 進(jìn)出站壓力校核92.6.4 壓力越站校核92.6.5 熱力越站校核92.6.6 動(dòng)、靜水壓力校核92.6.7 反輸運(yùn)行參數(shù)的確定102.7 站內(nèi)工藝流程的設(shè)計(jì)102.8 主要設(shè)備的選擇112.8.1 輸油泵的選擇112.8.2 加熱爐的選擇112.8.3 首末站罐容的選擇122.8.4 閥門123 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算書133.1 經(jīng)濟(jì)管徑133.1.1 經(jīng)濟(jì)流速133.1.2 確定管道承壓143.2 熱力計(jì)算與確定熱站數(shù)143

4、.2.1 確定計(jì)算用各參數(shù)143.2.2 確定流態(tài)143.2.4 最小輸量下確定熱站數(shù)163.3 水力計(jì)算與確定泵站數(shù)183.3.1 迭代算出站油溫183.3.2 判斷翻越點(diǎn)193.3.3 選泵確定泵站數(shù)193.3.4 確定站址203.4 不同輸量下的布站方案213.4.1 最小輸量時(shí)布站方案213.4.2 最大輸量時(shí)布站方案213.5 各站運(yùn)行參數(shù)233.6 反輸計(jì)算243.6.1 反輸量的確定243.6.2 反輸泵的選擇243.7 設(shè)備選取253.7.1 輸油站儲(chǔ)罐總?cè)萘?53.7.2 輸油主泵的選擇253.7.3 給油泵選擇253.7.4 加熱爐選取253.7.5 電動(dòng)機(jī)選擇264 結(jié)

5、論27參考文獻(xiàn)281 緒 論 長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)是對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)本科綜合素質(zhì)和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對(duì)其專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的一次綜合考驗(yàn)。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)，并計(jì)算各個(gè)輸量下的運(yùn)行參數(shù)，校核動(dòng)靜水壓等等。此設(shè)計(jì)管材采用x70鋼管；采用加熱密閉式輸送流程，先爐后泵的工藝，充分利用設(shè)備，全線輸油主泵和給油泵均采用并聯(lián)方式，加熱爐采用直接加熱的方法。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：確定經(jīng)濟(jì)管徑、站址確定、調(diào)整及工況校核、設(shè)備選型、反輸計(jì)算、站內(nèi)工藝流程設(shè)計(jì)和開爐開泵方案；在此次課程設(shè)計(jì)中使自己不但系統(tǒng)了學(xué)習(xí)了以前的知識(shí)，還有了對(duì)管輸

6、設(shè)計(jì)更深刻的理解。 2 工藝設(shè)計(jì)說明書2.1 工程概況2.1.1 線路基本概況本設(shè)計(jì)依據(jù)某油田實(shí)際情況，由工建情況，結(jié)合人文地理環(huán)境等方面通過綜合分析確定線路走向。管線全長(zhǎng)350km，管線經(jīng)過區(qū)域地勢(shì)起伏較大。管線設(shè)計(jì)為密閉輸送，能夠長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，輸送油品手外界環(huán)境惡劣氣候的影響小，無(wú)噪音，油氣損耗少，且對(duì)環(huán)境污染小，能耗少，運(yùn)費(fèi)較低。2.1.2 輸油站主要工程項(xiàng)目 本管線設(shè)計(jì)年輸量為1500萬(wàn)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，兼顧地區(qū)的布站方針，采用方

7、案如下：設(shè)立熱泵站四座，即首站和三座中間站，均勻布站。本次設(shè)計(jì)中管道采用可減少蒸發(fā)損耗，流程簡(jiǎn)單，固定資產(chǎn)投資少，可全部利用剩余壓力便于最優(yōu)運(yùn)行的密閉輸送方式，并采用“先爐后泵”的工藝方案。選用直接加熱式加熱爐。鑒于傳統(tǒng)的采用加熱盤管對(duì)罐內(nèi)油品進(jìn)行加熱的方法存在種種弊端，本次設(shè)計(jì)將熱油循環(huán)工藝也包括在內(nèi)，而且設(shè)有專用泵和專用爐，同時(shí)該泵和爐還可分別作為給油泵的備用泵和來油的加熱爐，充分體現(xiàn)了一泵兩用，一爐兩用的方針。2.1.3 管道設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中選擇的管道為外徑660，壁厚10.0mm，管材為x70的管道。由于輸量較大，且沿線地溫較高，故從經(jīng)濟(jì)上分析，本管道不采用保溫層。2.2 基本參數(shù)的選取

8、 2.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 管道輸送工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 中國(guó)石油大學(xué)儲(chǔ)運(yùn)教研室 輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范 gb 502532003 石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范 gbj 74 工程管道安裝手冊(cè) 中國(guó)石化出版社 輸油管道設(shè)計(jì)與管理 中國(guó)石油大學(xué)出版社 其它有關(guān)法規(guī)及技術(shù)文件 2.2.2 設(shè)計(jì)原則 (1) 設(shè)計(jì)中貫徹國(guó)家有關(guān)政策，積極采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備和新材料，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全使用、確保質(zhì)量； (2) 保護(hù)環(huán)境，降低能耗，節(jié)約土地；處理好與鐵路、公路、空運(yùn)、水路間的相互關(guān)系，在滿足管線設(shè)計(jì)要求的前提下，充分利用管線的承壓能力以減少不必要的損耗； (3) 積極采用先進(jìn)技術(shù)、合理吸取國(guó)內(nèi)外新的科技成果。

9、管線線路選擇應(yīng)根據(jù)沿線的氣象、水文、地形、地質(zhì)、地震等自然條件和交通、電力、水利、工礦企業(yè)、城市建設(shè)等的現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃，在施工便利和運(yùn)行安全的前提下，通過綜合分析和技術(shù)比較確定； (4) 采用地下埋設(shè)方式。受自然條件的限制時(shí)，局部地段可采用土堤埋設(shè)或地上敷設(shè)。 (5) 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。 2.2.3 原始數(shù)據(jù)(1) 最大設(shè)計(jì)輸量為1500萬(wàn)噸/年；生產(chǎn)期生產(chǎn)負(fù)荷（各年輸量與最大輸量的比率）見下表2-1：年 1234567891011121314生產(chǎn)負(fù)荷（%）608090100100100100100100100100908060

10、 表2-1 生產(chǎn)期生產(chǎn)負(fù)荷表(2) 年最低月平均溫度3c；(3) 管道中心埋深1.8m；(4) 土壤導(dǎo)熱系數(shù)1.8w/(mc)；(5) 瀝青防腐層導(dǎo)熱系數(shù)0.18w/（mc)；(6) 原油物性20的密度880kg/m；初餾點(diǎn)80；反常點(diǎn)20；凝固點(diǎn)22；比熱2.1kj/(kgc)；燃油熱值4.110kj/kg。(7) 粘溫關(guān)系: 3543 lg=2.86924-0.026477137t 4365 lg=2.594060-0.02004657t (8)行壓力9.0mpa，熱站和泵站壓力損失分別為10m，熱泵站為30m，進(jìn)站壓頭為80m，末站剩余壓頭60m。 (9) 沿程里程、高程（管道全程350

11、km）數(shù)據(jù)見表2-2： 表2-2 管道縱斷面數(shù)據(jù)里程（km）046.0107.9153.0203.0232.9297.7350.0高程（m）3050804020585058 2.2.4 溫度參數(shù)的選擇 (1) 出站油溫 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。由于本設(shè)計(jì)采取先爐后泵的方式，則加熱溫度不應(yīng)高于初餾點(diǎn)，以免影響泵的吸入。另外，管道采用瀝青防腐絕緣層，其輸油溫度不能超過瀝青的耐熱程度。而且，考慮到管道的熱變形等因素，加熱溫度也不宜太高。綜上考慮，初步確定出站溫度t=60。 (2) 進(jìn)站油溫 加熱站進(jìn)站油溫的確定主要取決于經(jīng)濟(jì)比較。對(duì)于凝點(diǎn)較高的含蠟原油，

12、由于在凝點(diǎn)附近粘溫曲線很陡，故其經(jīng)濟(jì)進(jìn)站溫度常略高于凝固點(diǎn)。由于含蠟原油的粘溫特性及凝點(diǎn)都會(huì)隨熱處理?xiàng)l件不同而不同，故應(yīng)考慮最優(yōu)熱處理?xiàng)l件及經(jīng)濟(jì)比較來選擇進(jìn)出站溫度。綜合考慮，借鑒經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步設(shè)計(jì)進(jìn)站溫度t=35。 (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。計(jì)算平均溫度可采用下式： (2-1) 式中:平均油溫，； 、加熱站的出站、進(jìn)站溫度，。2.3 其他參數(shù)的選擇 2.3.1 工作日 年工作天數(shù)350天。 2.3.2 油品密度 根據(jù)20時(shí)油品的密度按下式換算成計(jì)算溫度下的密度： (2-2) 式中:分別為溫度為 和20 下的密度； 溫度系數(shù)，； 2.

13、3.3 粘溫方程 =2.362-0.0153t (2-3) 2.3.4 總傳熱系數(shù)k管道傳熱由：(1) 管壁、瀝青防腐層的熱傳導(dǎo) (2) 管外壁周圍土壤的傳熱 (2-4) (2-5) 式中:i導(dǎo)熱系數(shù)，w/(mc)； t土壤導(dǎo)熱系數(shù)，w/(mc)； 1油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)，w/（m2c)； 2管壁至土壤放熱系數(shù)，w/（m2c)； ht管中心埋深，1.8m； dw管道最外圍的直徑，m； dw管道最外圍的直徑，m。 2.3.5 摩阻計(jì)算 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。 管道設(shè)計(jì)參數(shù)： (1) 熱站、泵站間壓頭損失10m； (2) 熱泵站內(nèi)壓頭損失30m； (

14、3) 年輸送天數(shù)為350天； (4) 首站進(jìn)站壓力80m。 2.3.6 最優(yōu)管徑的選擇 在規(guī)定輸量下，若選用較大的管徑，可降低輸送壓力，減少泵站數(shù)，從而減少了泵站的建設(shè)費(fèi)用，降低了輸油的動(dòng)力消耗，但同時(shí)也增加了管路的建設(shè)費(fèi)用。根據(jù)目前國(guó)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1.52.0m/s范圍內(nèi)。經(jīng)過計(jì)算，最終選定為外管徑26英寸，壁厚10.0mm。2.4 工藝計(jì)算說明 2.4.1 概述 對(duì)于高含蠟及易凝易粘油品的管道輸送，如果直接在環(huán)境溫度下輸送，則油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻損失大，導(dǎo)致了管道壓降大，動(dòng)力費(fèi)用高，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，且在冬季極易凝管，發(fā)生事故，所以在油品進(jìn)入管道前必須

15、采取降凝降粘措施。目前國(guó)內(nèi)外很多采用加入降凝劑或給油品加熱的辦法，使油品溫度升高，粘度降低，從而達(dá)到輸送目的。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，從而減少管道壓降，節(jié)約動(dòng)力消耗，但也增加了熱能消耗以及加熱設(shè)備的費(fèi)用。熱油管道不同于等溫輸送，它存在摩阻損失和熱能損失兩種能量損失，而且這兩種損失相互影響，摩阻損失的大小決定了油品的粘度，而粘度大小又取決于輸送溫度的高低，管子的散熱損失往往占能量損失的主導(dǎo)地位。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。計(jì)算熱油管道的摩阻時(shí)，必須考慮管路沿線的溫降情況及油品的粘溫特性。因此設(shè)計(jì)管路時(shí)，必須先進(jìn)行熱力計(jì)算，然后

16、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。全線摩阻為各站間摩阻和。2.5 確定加熱站及泵站數(shù) 2.5.1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)。而總傳熱系數(shù)主要取決于管外壁至土壤的放熱系數(shù)，值在紊流狀態(tài)下對(duì)傳熱系數(shù)值的影響可忽略。計(jì)算中周圍介質(zhì)的溫度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。由于設(shè)計(jì)流量較大，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將進(jìn)站溫度取為t=30，出站溫度取為t=60。在最小輸

17、量下求得加熱站數(shù)。 (1) 流態(tài)判斷 : (2-6) (2-7) (2-8) 式中:運(yùn)動(dòng)粘度； q流量，m3/s； d內(nèi)徑，m； e管內(nèi)壁絕對(duì)粗糙度，m。 經(jīng)計(jì)算3000reminremaxre1，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 由最小輸量進(jìn)行熱力計(jì)算確定加熱站數(shù) 加熱站間距l(xiāng)r的確定 lr= (2-9) 式中:=, b=， t0管道埋深處年最低月平均地溫， 取3； g原油的質(zhì)量流量，/s； c油品比熱，kj/（kg）； i水力坡降。 加熱站數(shù) nr= 經(jīng)計(jì)算，需要設(shè)4個(gè)加熱站。 2.5.2 水力計(jì)算 最大輸量下求泵站數(shù)，首先反算出站油溫，經(jīng)過計(jì)算，確定出站油溫為40。

18、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)。為了便于計(jì)算和校核，本設(shè)計(jì)中將局部摩阻歸入一個(gè)加熱站的站內(nèi)摩阻，而忽略了站外管道的局部摩阻損失。 (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+(tz-t0-b)eal (2-10) i= (2-11)式中: 、m由流態(tài)確定，水力光滑區(qū)：m=0.25，=0.0246； q體積流量，m3/s。 (2) 管道沿程摩阻h總=il+z+hj (2-12) 式中:z起終點(diǎn)高差，m； hj局部壓頭損失，m (3) 判斷有無(wú)翻越點(diǎn)經(jīng)判斷，全程無(wú)翻越點(diǎn)。 (4) 泵的選型及泵站數(shù)的確定 因?yàn)榱髁枯^大，沿線地勢(shì)較平

19、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，所以選用串聯(lián)方式泵。 選型并根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的已知條件， 202019hsb h=322-6.982410-5q1.75 計(jì)算管道承壓確定站內(nèi)泵的個(gè)數(shù)： 管道承壓 p= 確定站內(nèi)泵的個(gè)數(shù): n 確定泵站書: np= (2-13) 經(jīng)計(jì)算，需要設(shè)4個(gè)泵站 2.5.3 站址確定根據(jù)地形的實(shí)際情況，本著熱泵合一的原則，進(jìn)行站址的調(diào)整。確定站址，除根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求外，還需按照地形、地址、文化、氣象、給水、排水、供電和交通運(yùn)輸?shù)葪l件，并結(jié)合施工、生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)，以及職工生活等方面綜合考慮，當(dāng)熱站數(shù)和泵站數(shù)合一后，既要考慮滿足最大輸量下壓能的要求，又要

20、考慮最小輸量下的熱能要求，應(yīng)滿足： (1)進(jìn)站油溫為35； (2)根據(jù)進(jìn)站油溫反算出的出站油溫應(yīng)低于管道允許的最高出站油溫； (3)進(jìn)站壓力應(yīng)滿足泵的吸入性能； (4)出站壓力不超過管線承壓能力。 最終確定站址如下表2-4：表2-4 布站情況表站號(hào)12345站類型熱泵站熱泵站熱泵站熱泵站末站里程（km）087.5175262.5350.0高程(m)3077.234.554582.6 校核計(jì)算說明 2.6.1 熱力、水力校核 由于對(duì)站址的綜合考慮，使熱站、泵站的站址均有所改變，因此必須進(jìn)行熱力、水力校核。求得站址改變后的進(jìn)出站溫度、壓力，以確保管線的安全運(yùn)行。 2.6.2 進(jìn)出站溫度校核 不同輸

21、量下由進(jìn)站油溫反算出站油溫，所得油溫符合要求（低于初餾點(diǎn)等）即可。 2.6.3 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，近而得出進(jìn)出站壓力，出站壓力滿足摩阻等要求。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。 2.6.4 壓力越站校核 當(dāng)輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時(shí)，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小，從而導(dǎo)致沿程摩阻減小，為了節(jié)約動(dòng)力費(fèi)用，可以進(jìn)行中間站的壓力越站，以充分利用有效的能量。從縱斷面圖上判定壓力越站最困難的站，并對(duì)其的進(jìn)出站壓力進(jìn)行確定以滿足要求，對(duì)于壓力越站而言，其所具有的困難主要是地形

22、起伏的影響及加熱站間距的影響。壓力越站的計(jì)算目的是計(jì)算出壓力越站時(shí)需要的最小輸量，并根據(jù)此輸量計(jì)算越站時(shí)所需壓力，并校核其是否超壓。 2.6.5 熱力越站校核 當(dāng)輸油主泵不可避免地遇到斷電、事故或檢修時(shí)，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小 2.6.6 動(dòng)、靜水壓力校核 (1) 動(dòng)水壓力校核動(dòng)水壓力是指油流沿管道流動(dòng)過程中各點(diǎn)的剩余壓力，即管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直高度，動(dòng)水壓力的變化不僅取決于地形的變化，而且與管道的水力坡降和泵站的運(yùn)行情況有關(guān)，從縱斷面圖上可以看出，動(dòng)水壓力滿足輸送要求。 (2) 靜水壓力校核靜水壓力是指油流停止流動(dòng)后，由地形高差產(chǎn)生的靜液柱壓力，由縱斷面圖可知靜水壓力

23、也滿足輸送要求。 2.6.7 反輸運(yùn)行參數(shù)的確定 當(dāng)油田來油不足時(shí)，由于流量小，溫降快導(dǎo)致進(jìn)站油溫過低或者由于停輸?shù)仍?，甚至出現(xiàn)凝管現(xiàn)象，需進(jìn)行反輸。由于反輸是非正常工況，浪費(fèi)能量，故要求反輸量越小越好。本設(shè)計(jì)取管線可能的最小輸量為反輸輸量。由具體計(jì)算可知，可以滿足反輸條件。經(jīng)過一系列的校核，選擇的站址滿足要求。2.7 站內(nèi)工藝流程的設(shè)計(jì) 輸油站的工藝流程是指油品在站內(nèi)的流動(dòng)過程，實(shí)際上是由站內(nèi)管道、器件、閥門所組成的，并與其他輸油設(shè)備相連的輸油系統(tǒng)。該系統(tǒng)決定了油品在站內(nèi)可能流動(dòng)的方向、輸油站的性質(zhì)和所能承擔(dān)的任務(wù)。制定和規(guī)劃工藝流程要考慮以下的要求： (1) 滿足輸送工藝及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求

24、。輸油站的主要操作包括：來油與計(jì)量；正輸；反輸；越站輸送，包括全越站、壓力越站、熱力越站；收發(fā)清管器；站內(nèi)循環(huán)或倒罐；停輸再啟動(dòng)。 (2) 便于事故處理和維修。 (3) 采用先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備，提高輸油水平。 (4) 流程盡量簡(jiǎn)單，盡可能少用閥門、管件，力求減少管道及其長(zhǎng)度，充分發(fā)揮設(shè)備性能，節(jié)約投資，減少經(jīng)營(yíng)費(fèi)用輸油站工藝流程： (1) 首站接受來油、計(jì)量、站內(nèi)循環(huán)或倒罐，正輸、向來油處反輸、加熱、收發(fā)清管器等操作。 (2) 中間站正輸、反輸，越站，收發(fā)清管器。 (3)末站接受來油，正輸、反輸，收發(fā)清管器，站內(nèi)循環(huán)，外輸，倒罐等操作。 流程簡(jiǎn)介： (1) 來油計(jì)量 來油計(jì)量閥組 (2) 站內(nèi)循環(huán)

25、及倒罐 罐閥組泵加熱爐閥組罐 (3) 正輸（首站） 上站來油閥組給油泵加熱爐主輸泵下站 (4) 反輸 下站來油閥組給油泵加熱爐主輸泵上站 (5) 壓力越站 來油閥組加熱爐下站2.8 主要設(shè)備的選擇 2.8.1 輸油泵的選擇 選泵原則： (1) 為便于維修和管理，盡量選取同系列泵； (2) 盡量滿足防爆、防腐或露天安裝使用地要求； (3) 為保證工作穩(wěn)定，持續(xù)性好，滿足密閉輸送要求，選用大排量的離心泵，配用效率高的電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)。 (1) 輸油主泵選泵原則： 滿足管線輸量要求，使泵在各輸量下均在高效區(qū)工作。 充分利用管線承壓能力，減少泵站數(shù)，降低工程造價(jià)。故所選輸油主泵為：202019hsb 額

26、定流量為2850m/h (2) 給油泵 選泵原則：大排量、低揚(yáng)程、高效率故所選輸油主泵為：202019hsb (3) 反輸泵：管道在以下兩種情況下需要反輸： 輸量不足，需要正反輸交替來活動(dòng)管道以防止凝管。 出現(xiàn)事故工況時(shí)進(jìn)行反輸，如末站著火。 主要考慮資源利用問題所以選用輸油主泵充當(dāng)。經(jīng)計(jì)算滿足要求。 2.8.2 加熱爐的選擇選爐原則：(1) 應(yīng)滿足加熱站的熱負(fù)荷要求，爐效高； (2) 為便于檢修，各站宜選用兩臺(tái)以上加熱爐。 加熱站的熱負(fù)荷由下面的公式計(jì)算： q=gc(tr-tz) （2-16） 式中:q加熱站的熱負(fù)荷，kw； g油品流量，m3/h； c油品比熱，kj/kg。 提供的加熱爐型號(hào)

27、如下： 800kw,1000kw,1250kw,1600kw,2000kw,2500kw,3150kw,4000kw,5000kw 2.8.3 首末站罐容的選擇 （2-17） 式中:m年原油輸轉(zhuǎn)量，kg； v所需罐容，m； -儲(chǔ)油溫度下原油密度，kg/m； 利用系數(shù),浮頂罐 0.9； t原油儲(chǔ)備天數(shù)，首站3天，末站5天。 2.8.4 閥門 根據(jù)規(guī)范及各種閥門的用途，站內(nèi)選用的閥門類型如下： (1) 油罐上的閥門用手動(dòng)閘閥 (2) 泵入口用手動(dòng)閘閥 (3)串聯(lián)泵出口用閘閥 (4) 出站處設(shè)調(diào)節(jié)閥閥組 (5) 為防止泵出口管線超壓，泵出口管線上設(shè)高壓泄壓閥 (6) 熱泵站設(shè)低壓泄壓閥 (7) 清管

28、器收發(fā)球筒與站間管線連接用球閥 閥門規(guī)格的選用: (1) 閥門的公稱直徑應(yīng)與管線的公稱直徑相同 (2) 閥門的公稱壓力應(yīng)大于閥門安裝處的壓力。 3 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算書 3.1 經(jīng)濟(jì)管徑 (3-1) 式中：d-經(jīng)濟(jì)管徑（m） q-質(zhì)量流量（kg/s） v-經(jīng)濟(jì)流速（m/s） -原油密度（kg/m） 選定: 進(jìn)站油溫t=35c 出站油溫t=60c t=（60+235）=42.67c = 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m q=g/=496.03/864.56=0.570m/s 3.1.1 經(jīng)濟(jì)流速 含蠟原油經(jīng)濟(jì)流速在1.5m/s2.0 m/s之間 當(dāng)v=1.5m/s時(shí)： d=

29、694mm 當(dāng)v=2.0m/s時(shí)： d=603mm 選擇管徑的范圍為603mm和694mm之間。 選管：由國(guó)產(chǎn)鋼管部分規(guī)格初步選定鋼管，取d=660mm =10.0mm d=640mm 式中： 管道外徑； 管子壁厚； 管道內(nèi)徑。 反算經(jīng)濟(jì)流速 v=1.77m/s 經(jīng)濟(jì)流速在1.5m/s2.0m/s之間，故所選管徑符合要求3.1.2 確定管道承壓 管道材料選定為x70鋼 (3-2)其中： =k所以p=2=20.006176.4/0.219=9.666mpa=1140米油柱，此為管道最大承壓3.2 熱力計(jì)算與確定熱站數(shù) 3.2.1 確定計(jì)算用各參數(shù)粘溫關(guān)系: 3543 lg=2.86924-0.0

30、26477137t 4365 lg=2.594060-0.02004657t 3.2.2 確定流態(tài) 屬水力光滑區(qū) 計(jì)算如下： 雷諾數(shù)： 3543 時(shí): 4365 時(shí): 因此，屬水力光滑區(qū)，=0.0246，m=0.25水利坡降：m/m 3.2.3 總傳熱系數(shù)的確定 (3-3) 其中，管外壁至大氣放熱系數(shù)： (3-4) 紊流時(shí)管內(nèi)放熱系數(shù)對(duì)k影響很小，可忽略。 土壤導(dǎo)熱系數(shù)： =1.8w/(mc) 管中心埋深 ： h=1.8m 瀝青防腐層一般6mm9mm, 這里取6mm 即瀝青防腐層：厚度=6mm,導(dǎo)熱系數(shù)=0.18w/mc 計(jì)算如下： 確定總傳熱系數(shù)：=1.88 k=1.75w/mc 3.2.4

31、 最小輸量下確定熱站數(shù) 站間距： (3-5) 式中： 熱站數(shù): 平均站間距: 熱力布站及校核 初步在0km,87.5km,175km,262.5km 反算出站油溫：t=55.8 t=35 則根據(jù)得： 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m 該溫度下流量:q=0.345 m/s 因?yàn)? 則: 圓整取n=4 根據(jù)上述過程,迭代一次,得到出站溫度t=52.4,兩次相差小于1 ,所以出站溫度取52.4.滿足要求。綜上，最小輸量時(shí)取加熱站為四個(gè)。3.3 水力計(jì)算與確定泵站數(shù) 3.3.1 迭代算出站油溫 由于最小輸量下加熱站數(shù)為四個(gè)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，最大輸量下加熱站數(shù)也取四個(gè)。假設(shè)

32、b=0 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m q=0.570m/s 進(jìn)站油溫t=35 出站油溫t=42 3.3.2 判斷翻越點(diǎn) 根據(jù)翻越點(diǎn)定義判斷107.9km,和232.9km處可能是翻越點(diǎn)。其中0km處高程30m 107.9km處高程80m 232.9km處高程58m從起點(diǎn)到終點(diǎn)所需壓頭為: 從起點(diǎn)到107.68km處所需壓頭為: 從起點(diǎn)到232.9km處所需壓頭為: 經(jīng)過判斷，全線沒有翻越點(diǎn)。 3.3.3 選泵確定泵站數(shù)沿程總摩阻： h為站內(nèi)摩阻 泵站數(shù)： ,其中，hc為站內(nèi)損失選泵為：202019hsb h=322-6.982410-5q1.75一臺(tái)泵揚(yáng)程h=2

33、77.64m 根據(jù)泵特性曲線和管路特性曲線做出圖3-1： 圖 3-1 根據(jù)圖3-1可知:三臺(tái)泵串聯(lián)揚(yáng)程h=732.36m 所以: 總共選4臺(tái) 其中1臺(tái)備用 取整 n=4 3.3.4 確定站址 初步泵址為0km,87.5km,175km,262.5km 校核如下： 最小流量時(shí):1臺(tái)泵的揚(yáng)程h=303m,2臺(tái)泵h=534m,3臺(tái)泵h=801m 首站 進(jìn)站壓力 80m 出站壓力:80+801-30=851m 3#中間站 進(jìn)站壓力:851-0.00291.017501000-(90-30)-30=249.5m 出站壓力:249.5+534-30=753.5(2個(gè)泵運(yùn)行) 末站 進(jìn)站壓力:755.5-0

34、.00291.011751000-(90-30)-30=212m 最大流量時(shí):1臺(tái)泵的揚(yáng)程h=277.64m,2臺(tái)泵h=488.24m,3臺(tái)泵h=732.36m 首站 進(jìn)站壓力:80 m 出站壓力:80+732.36-30=782.36m 2#站 進(jìn)站壓力:782.36-0.0071.0187.51000-(77.25-30)=200.5m 出站壓力:200.5+488.24-30=658.86m (2泵運(yùn)行) 3#站 進(jìn)站壓力:658.86-0.0071.0187.51000(34.5-77.25)=81.26 出戰(zhàn)壓力:81.26+732.36-30=783.62m 4#站 進(jìn)站壓力:78

35、3.62-0.0071.0187.51000-(28.63-34.5)=168.62m 出站壓力:168.62+488.24-30=656.62m(2泵運(yùn)行) 末站 進(jìn)站壓力:656.62-0.0071.0187.51000(47.5-34.5)=60m 進(jìn)出站壓力經(jīng)校核均滿足要求。3.4 不同輸量下的布站方案 3.4.1 最小輸量時(shí)布站方案 最小輸量時(shí)，確定熱站數(shù)為四個(gè)。出站溫度tr=52.4進(jìn)站溫度tz=35則根據(jù) 得： 880-0.681(42.67-20)=864.56kg/m q=0.350 m/s 沿程總摩阻：泵的揚(yáng)程h=322-6.982410-5q1.75三臺(tái)泵串聯(lián)，泵站的揚(yáng)程

36、h=801泵站數(shù): 綜上，最小輸量時(shí)，布站情況為：四個(gè)熱站，兩個(gè)泵站。3.4.2 最大輸量時(shí)布站方案 最大輸量時(shí)： 由于最小輸量時(shí)加熱站數(shù)為四個(gè)，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保角度考慮，最大數(shù)量時(shí)可調(diào)整成四個(gè)加熱站。下面反算設(shè)兩個(gè)加熱站時(shí)的出站溫度。仍取進(jìn)站溫度t=35。假設(shè) b=0 q=0.570 m/s 滿足要求。前面已計(jì)算出最大輸量時(shí)的泵站數(shù)為四個(gè)。綜上，最終布站情況為四個(gè)熱站，四個(gè)泵站。 按照熱泵和一的原則可得各站站址如下表3-2： 表 3-2里程（km）087.5175262.5350高程（m）3077.234.55458布站情況首站1#熱泵站2#熱泵站3#中間站熱泵站4#熱泵站末站3.5 各站運(yùn)行參數(shù)

37、 3.5.1 輸量最大時(shí)參數(shù) 計(jì)算結(jié)果如下表3-3：四泵站二熱站 表 3-3里程（km）087.5175262.5350高程（m）3077.234.55458進(jìn)站溫度（）35/35/35出站溫度（）42/42/35進(jìn)站壓力（m）80202.2685.26174.6224.2泵站揚(yáng)程（m）732.36488.24732.36488.240出站壓力（m）782.36660.86787.62662.6260 3.5.2 60%輸量時(shí)參數(shù) 計(jì)算見表3-6 四熱站兩泵站 表 3-6里程（km）087.5175262.5350高程（m）3077.234.55458進(jìn)站溫度（）3535353535出站溫度（

38、）52.452.452.452.435進(jìn)站壓力（m）80/251.5/214泵站揚(yáng)程（m）801/534/0出站壓力（m）851/755.5/603.6 反輸計(jì)算 3.6.1 反輸量的確定 反輸量取生產(chǎn)期的最小年輸量， 即， 3.6.2 反輸泵的選擇 選202019hsb h=322-6.982410-5q1.75 三臺(tái)串聯(lián)，一臺(tái)備用。 根據(jù)以前反算出站油溫得出q=0.345m/s 計(jì)算，一臺(tái)泵揚(yáng)程h=267m 3.6.3 反輸運(yùn)行參數(shù) 反輸運(yùn)行參數(shù)見表3-7 表 3-7里程（km）087.5175262.5350高程（m）3077.234.55458進(jìn)站溫度（）3535353535出站溫度（）52.452.452.452.435進(jìn)站壓力（m）80/251.5/60泵站揚(yáng)程（m）801/