毕业设计（论文）-金嘉湖成品油管道末站工艺设计.doc

全套图纸加扣 3012250582 学号： 常 州 大 学毕业设计（2014届）题 目 金嘉湖成品油管道工艺设计（末站） 学 生 学 院 石油工程学院 专业班级 储运102 校内指导教师 专业技术职务 教授 校外指导老师 专业技术职务 二一四年六月全套图纸加扣 3012250582金嘉湖成品油管道末站工艺设计摘 要：本设计完成了陈山-湖州的成品油管道末站工艺设计。该管线长度160千米，总输量为650万吨/年。管线输送成品油，采用密闭顺序输送工艺，设计压力为6MPa。根据经济流速，确定3种管径方案，在此基础上进行管线布站初步设计。通过经济比较，得出最优管径方案为5088.0，全线根据水力坡降图和扬程图确定布置1个泵站，每座泵站选2台泵串联工作（一台泵备），末站布置12个油罐（包括8个2万方柴油罐和4个3万方汽油罐）。经过校核，该方案能够满足输送要求。本设计完成了水力坡降图、首站平面布置图、工艺流程图、泵房安装图和消防系统流程图等图纸的绘制工作。关键词：水力计算，泵站布置，末站工艺，密闭顺序输送1Terminal Station Process Design Of Jin jiahu PipelineAbstract：This design finished product oil pipeline Chen Shan - Huzhou terminal station design.This line length is 160 km，with a total throughput of 6.5 million tons/year. Fear oil conveying，line of the sealed transport order process，design pressure for 6MPa. According to the economic velocity，identify 3 of the pipe diameter scheme based on that line cloth stand preliminary design. Through the economic comparison， the optimum diameter that the scheme for the 5088.0，the whole line of one pump station layout，each of the pumping station to pick 2 pump series work (a pump prepare)，at the station layout 12 oil tank (Including eight 20000 party gasoline tank and four 30000 party diesel tank). After checking，this scheme can meet conveying requirements. This design completed the hydraulic rail slope figure，first floor plan， process flow diagram，pump room the installation drawing and fire control system of the flow chart drawing work.Key words： Terminal station，Pumping station arrangement，Hydraulic calculation，Enclosed order transportation1目 录1 绪论11.1 引言11.2 工程概况21.3 设计方案的比较和选择21.4 设计的主要依据和基本原则31.4.1 设计的主要依据31.4.2 设计的基本原则31.4.3 设计的计算原则51.5 主要设备选择51.5.1 输油泵串、并联形式的选择51.5.2 对电动机的要求51.5.3 输油阀选用的原则62 水力计算部分72.1 毕业设计计算依据及参考72.2 基本参数计算82.2.1 粘度确定82.2.2 密度计算92.3 选取管径与摩阻计算92.3.1 粗选管径92.3.2 摩阻计算102.4 选泵及确定泵站数132.4.1 管线设计压力132.4.2 确定泵型号132.4.3 确定泵站数142.5 工程费用计算152.5.1 管材费用152.5.2 泵站费162.5.3 电力费162.5.4 人工费用172.5.5 年当量费用172.6 泵站布置与调整182.6.1 水力坡降182.6.2 泵站布置182.6.3 泵站调整183 混油量及最佳循环次数计算203.1 混油量计算203.1.1 临界雷诺数203.1.2 混油雷诺数203.1.3 混油长度2113.1.4 混油量213.2 最佳循环次数计算223.2.1 确定与循环周期有关的B值223.2.2 每次循环的油品贬值损失223.2.3 确定最优循环次数234 罐容选择计算244.1 储罐选择原则244.2 末站罐容计算244.3 油罐区计算设计244.3.1 汽油油罐区布置254.3.2 柴油油罐区布置265 管道校核265.1 确定许用应力265.2 壁厚校核275.3 强度校核275.4 刚度校核285.5 泵站布置以及位置校核285.5.1 运动粘度计算285.5.2 摩阻计算285.5.3 水力坡降295.5.4 进站压头校核30参 考 文 献32致 谢3311 绪论1.1 引言为五大运输方式之一的管道运输，在世界已有100多年的历史，至今发达国家的原油管输量占其总输量的80%，成品油长距离运输基本也实现了管道化。迄今为止，全世界油气管道干线长度已超过200104km，其中输油干线约占30%。美国是世界最大的油气消费国，已建油气管线长度占世界第一位，占世界石油管道总长度的60%1。面对发展机遇与挑战,中国石油、中国石化均在加速构建油气储运网络,加快油气管道建设,成品油管道作为其中重要的组成部分,也正在快速发展。国内有数十条成品油管道正在规划和建设中,将逐渐形成覆盖全国的成品油管网长输成品油管道通常具有距离长、输量大、输送油品种类多、输送工艺复杂等特点,它的建设往往涉及政治、经济、社会、技术、生态环境等。因此,合理制定茂名-南宁成品油长输管道的工艺设计方案,对当地长输管道的建设和运行具有重要意义2。在金嘉湖成品油管道工艺设计之前，要了解我国长输管道的发展，不能不提起目前国内距离最长、站场最多、输送量最大、技术含量最高、工艺最复杂、施工难度最大的西南成品油管道。金嘉湖成品油管道以金嘉湖为起点，经过陈山湖州终点湖州，全长160km，设计能力为年输油650万吨。管线所穿越的线路综合设计施工难度极大，做好线路工程设计是控制工程投资、方便施工和保证管道安全的关键。从目前的实际情况看，汽油、柴油、航空煤油等不同成品油通过该管道，不仅减少了转运环节和运销成本，有利于保证市场供应，而且还可减少蒸发损耗，也不污染环境3。依托该项目，中国石化在西南三省区可形成产、供、销一条龙的战略格局，进一步提高了在西南地区的市场占有率和竞争能力，对抢占大西南油品市场，拉动地方区域经济发展将发挥重要作用。进入21世纪以来，国际和国内油气管道事业正以迅猛的速度发展。成品油管道是管道输送中的后起之秀，是在原油管道的基础上发展起来的。在20世纪30年代，成品油管道只输送单一的汽油品种，发展不快。随着科技进步，尤其是管道运输解决了多种油品顺序输送的技术难题之后，成品油管道显示了在技术经济方面的优越性，在世界范围内快速发展。随着管道运输技术的日臻成熟，成品油管道规模不断扩大4-6。20世纪80年代初，全世界成品油管道总长度达到18万千米，1996年超过24万千米；据统计，到2005年6月全世界成品油管道已超过27万千米，其中美国1453万千米。成品油管道主要分布在北美和欧洲，其中一半以上分布在美国。成品油管道已经或正在替代成品油的铁路和公路运输，成为成品油运输的主力。20世纪90年代后期, 随着成品油管道的建设,中国成品油管道输送研究有了新进展, 先后进行了成品油顺序输送水力计算、批量跟踪等方面的研究及运行管理软件的开发, 但与国外相比还有很大差距。中国成品油管道除格-拉管道采用“旁接油罐”顺序输送工艺外, 均采用密闭顺序输送工艺。顺序输送主要有两种输送方式: 一种是紊流输送; 一种是隔离输送。经过多年的发展与努力，我国的管道工业逐步缩短与世界发达国家技术水平的差距。在管道工程的前期设计阶段的工艺设计计算机化和长输管道的各种运行工况的预先模拟，不仅大大提高了设计的技术水平、设计质量和设计的效率，而且对管道工艺系统的今后运行管理也提出了具有指导性的意见和建议，从而使得设计、建造、运行和管理之间的关系出现了质的飞跃7。长输管道运行管理的技术水平在近二十年里也有了大幅度的发展，如从国外引进的管道抢修与检测技术在为管道运行管理带来了极大的便利的同时，也使管道的运营管理者获得了巨大的经济效益和社会效益。从而更进一步地强化了长输管道在石油天然气行业运输中不可替代的霸主地位。成品油管道向大型、高压、网络方向发展。由于成品油管道不断提高多种油品顺序输送技术，因而扩大了油源，增加了输送量，促使管道向大型化方向发展。美国科洛尼尔管道干支线总长达到8008千米、最大管径有1016毫米、连接众多油源和消费中心的成品管道网络7。随着成品油管道的发展，管道输送压力也在不断提高，最早压力为4兆帕，70年代为6-8兆帕80年代为8-10兆帕，90年代为10-12兆帕。管道输送压力的提高，使管材费和施工费用降低，建设投资和运营费节约。高新技术应用于成品油管道，提高其现代化水平。成品油管道运输是由多学科、多门类技术综合起来的，是高新技术应用的重要领域。人工合成超强型管材，混油界面跟踪监控，遥感和远程控制系统，智能型清管，多通道超声波计量.信息化技术等开发和利用，将进一步提高管道现代化水平，大大提高管道运输效率、运输质量、安全可靠性和经济性。1.2 工程概况金嘉湖成品油管线的建设规模为年输量650万吨，年操作天数为350 天。线路全长160千米，管径选用DN508。根据36次的循环次数，为保证输油畅通，末站内共有储罐12座，包括内浮顶罐4座，拱顶罐8座。陈山湖州成品油管线的建设要根据具体情况进行分析，在满足运行要求的大前提下，还要综合考虑环境效益、社会效益和经济效益，以最优化方案进行施工设计。1.3 设计方案的比较和选择金嘉湖成品油长输管道选择顺序输送，需要考虑最优循环次数，应从建造、经营油罐区的费用和混油的贬值损失两方面综合考虑8。在金嘉湖成品油顺序输送管线中,顺序输送的循环次数越少，每一种油品的一次输送量就越大，在管道内形成的混油段和混油损失也随之减少，但另一方面，油品的生产和消费通常是均衡进行的，各种油品每天都在生产和消费，顺序输送管道对每一种油品来讲是间歇输送。循环次数越少，就需要在管道的起、终点以及沿线的分油点和进油点建造较大容量的储罐区来平衡生产、消费和输送之间的不平衡，油罐区的建造和经营费用就要增加。我们要研究出输油管道的技术经济可行性，对工程的各项经济条件、技术要求做出详尽论证。要确定输油管道是否符合经济性原则主要取决于工艺方案的选择、管道管径的选择、主要设备的选择。在本设计方案的计算中，使用年当量费用作为长输管道经济性的一种衡量指标。即：S=（J/T）+Y 万元/年 其中：S年当量费用，万元/年； J管道基建费用，万元/年；T抵偿期，年；Y管道年经营费用，万元/年。本设计中T值取20，很明显当年当量费用最低时的方案是最经济的，但是并不一定最适合，要同时考虑管线今后发展趋势，以及其他的设备、材料的供应情况、其它综合条件评定方案。金嘉湖成品油输油管道末站工艺在设计时，对管径、壁厚、工作压力、泵型号、泵站数等进行计算选择，选取最合适的方案。在设计运行中，考虑管材、泵站、电力、人力费用，及优化成品油管道设计减少混油量，来提高经济效益。为节约费用并减少混油所造成的损失，进行全管线密闭输送，较少节流损失，控制混油量，避免间歇运输9。方案中需要通过减少顺序输送的循环次数来减少混油段的产生，提高油品的单次输送量，要对输送管道进行详尽的水力计算，考虑输送油品的粘度和密度。1.4 设计的主要依据和基本原则1.4.1 设计的主要依据输油管道工程设计规范 GB 502532003工程管道安装手册 中国石化出版社工业泵推荐产品样本 化学工业出版社输油管道设计与管理 中国石油大学出版社储运油料学 中国石油大学出版社管线钢管规范 API_SPEC_5L-2007油罐区防火堤设计规范 SY/T 0075-2002原油和天然气工程设计防火规范 GB50183-2004以及其他一些相关工艺和技术规范。1.4.2 设计的基本原则(1) 集中布置油罐。当地形条件符合要求时，油罐的布置应比卸油地点低，应比灌油地点高，但当油罐区地面标高高于工业企业、邻近居民点、铁路线时，必须使用加固防火堤等安全防护措施。(2)计算输油管道工程计算输油量时，按350天计算年工作天数。(3)应按设计委托书或者设计合同的规定输量作为整体设计输量。最小设计输量必须符合经济及安全输送条件。(4)输油管道设计应该采用密闭输送工艺。(5)管道输油多种油品，应该采用顺序输送工艺。如果采用专管专用输送工艺，必须进行技术经济论证。(6)输油管道系统输送工艺最优方案应依据设计内压力、管道管型及钢种等级、管径、壁厚、输送方式、输油站数、顺序输送油品批次等，以多个组合方案进行比较选择，总而确定最佳输油工艺方案。(7)管输原油质量应符合国家现行标准出矿原油技术条件(SY 7513的规定；管输液态液化石油气的质量应符合现行国家标准油气田液化石油气(GB 9052.1)或液化石油气(GB 11174)的规定；管输其他成品油质量应符合国家现行产品标准。(8)输油管道系统输送工艺总流程图应标注首站、中间站、末站的输油量，进出站压力及油温等主要工艺参数。并注明线路截断阀、大型穿跨越、各站间距及里程、高程(注明是否有翻越点)。(9)输油管道系统输送工艺设计应包括水力计算，并进行稳态和瞬态水力分析，提出输油管道在密闭输送中瞬变流动过程的控制方法。(10)利用相对成熟的技术，在稳妥可靠的基础上采用先进技术。(11)合理利用投资，在保证油品顺序输送的前提下，尽量简化各泵站组成。(12)为节约资金，尽量采用国内仪表以及设备。自控系统和关键测试仪器的重要性首先表现在，没有控制系统和关键测试仪器的国产化，就不能自主、完整地掌握和发展重大装备的核心技术。测量和自动化控制技术是现代工业的核心技术之一，自控系统和关键测试仪器是重大装备的重要组成部分。能源、重化工等产业是工业经济的支柱产业，大型电力、石化、冶金企业的重大装备是多种技术和众多设备的集成。自控系统及测试设备监测和控制整个工艺流程及产品质量，保障重大装备的安全可靠运行和实施高效优化，是整个装备的神经中枢、运行中心和安全屏障。(13)使用“从泵到泵”的密闭输送系统，中间泵站不设油品储罐。(14)减少污染，保护环境。建筑工程中的环境污染主要有噪音污染、泥浆污染、灰尘固体悬浮物污染、基坑开挖时对周围环境的危害、光污染和固体废弃物产生的污染。其中噪音是建筑施工中居民反应最强烈和常见的问题。据统计,在环境噪声源中,建筑施工噪声占5%,施工时打桩机的噪声瞬间值超过90分贝,混凝土浇捣时的噪声达到80分贝,可见施工噪音是一个非常值得关注的问题；而泥浆污染、灰尘固体悬浮物污染、基坑开挖时对周围环境的危害、固体废弃物产生的污染是比较传统的污染；而光污染是近年来才提出的问题，施工中电弧焊或闪光对接焊工作时发出的弧光也是重要的污染。强烈的反光和电弧会刺伤眼睛,引起视觉紊乱,甚至引起交通事故。同时这些也是施工现场引起火灾的重要来源。(15) 认真落实公司HSE方针，遵守国家、地方和上级的有关法律法规，保护环境不受破坏，为员工创造良好的生活、工作环境，最大限度地减少不安全行为，使HSE管理水平不断提高，安全地完成施工任务。重大伤亡事故为零，重大事故率为零，轻伤事故率平均每年不超过3。控制、预防环境污染，对废气、废水、固体废弃物、噪声、扬尘进行有组织控制，确保达标排放，保护生态环境。提高员工健康水平，职业病发病率每年不超过0.3。按照质量、环境和职业安全健康管理体系标准及规范的要求，持续改进综合管理体系。1.4.3 设计的计算原则长输管道系统的设计是确保工程安全的第一步，也是十分重要的一步，设计质量的好坏对工程质量有直接的影响，因此必须对设计的各个阶段进行严格的要求： (1) 准确计算系统的各项工艺参数：在进行水力等工艺计算以确定摩阻损失和温降损失时，需严格按照相应标准规范的要求选用相应的公式，并谨慎选取计算中涉及到的系数； (2) 准确计算管道强度：管道强度设计计算时，要确定强度设计系数，搜集所需型号钢管的完整数据，准确计算管道强度并进行刚度、强度和稳定性校核；(3) 合理选择管材和动力设备：应综合考虑任务输量的要求、国内现阶段钢管制造水平、 基础建设投资等因素；(4) 经济合理的布置泵站和：依据水力计算得到的数据并结合管道沿线的纵断面图等基础资料初步确定泵站的位置，最终根据进站剩余压头和进站温度进行相应的调整，并尽可能合并设置以节省投资和方便管理；(5) 合理布置工艺流程：长输管道安全运行与系统总流程、各站场工艺流程及系统设备布置有着非常密切的关系，工艺流程设置合理、设备布置恰当并且能够满足输送条件的要求时，系统就能平稳运行，安全可靠性就高。1.5 主要设备选择1.5.1 输油泵串、并联形式的选择金嘉湖成品油管道泵站扬程主要用于克服管道沿程摩阻，输送地区地势较为平缓，输油主泵应按串联方式连接；串联泵具有不存在超载问题、运行效率高、调节方便、单泵扬程低、流程简单、排量大、调解方案多、高效区覆盖区较宽、可以实现全管线密闭输油、提高管线的自动化水平等特点。根据本工程管道所处的地理位置和各站对流量和扬程的要求，输油泵选择串联方式。1.5.2 对电动机的要求要求配备防爆电机，具有全天候稳定可靠的高效运行，电机润滑系统为自润滑。1.5.3 输油阀选用的原则(1)通过清管器的阀门我们应选用全通径阀门，即平板闸阀、直通型球阀，不通过清管器的阀门我们可选择截止阀、楔式闸阀等。(2)输油主泵进出口选用球阀。(3)给油泵进、出口阀门选用平板闸阀。(4)目前，全通径阀门常采用球阀和平板阀两种类型。球阀与平板阀相比，结构较复杂，体积和宽度较大，体重，但高度较低。两种阀门都具有全启时压力损失小，可通过清管器和适于制成高压大口径规格等优点，球阀以其开关速度快，密封条件好著称。因此，设计中在重要控制点选用球阀作为切断阀，对于其它部位选用平板闸阀作为切断阀。(5)重要控制点部位的阀门选用进口产品，其余选用国产产品。(6)重要控制点部位阀门所配电动执行机构选用进口产品，其余选用国产产品。(7)干线的电动紧急截断阀和电动执行机构全套引进。(8)泵前止回阀选用进口产品。(9)调节阀和高压泄压阀选用进口产品。2 水力计算部分2.1 毕业设计计算依据及参考(1)任务输量：设计输量为650万吨/年 (2)年操作天数：350 天(3)计算地温（）：冬季3.0；夏季25。(4)管道长度：陈山首站-湖州末站全长160 千米(5)油品物性参数：表1 油品物性参数粘度（厘沱）密度 (t/m3)200-2020汽油0.610.750.950.74柴油5.908.5018.00.84(6) 地形表2 地形高程/m8121015里程/km0561081602.2 基本参数计算2.2.1 粘度确定 根据柴油在不同温度下的不同粘度，可以绘制柴油粘温曲线，如下图：图1 柴油粘温曲线图根据柴油的粘温曲线，我们可以还原公式：当取冬季柴油埋深处平均地温为3时，将其代入方程：即3时柴油粘度值为7.760厘沱。同理，根据汽油在不同温度下的不同粘度，可以绘制汽油粘温曲线，如下图：图2 汽油粘温曲线图根据汽油的粘温曲线，我们可以还原公式：当取冬季柴油埋深处平均地温为4时，将其代入方程：即3时汽油粘度值为0.7252厘沱。2.2.2 密度计算已知柴油20时的密度汽油20时的密度其他温度下密度公式为=柴油 = 1.825-0.001315840 = 0.7204汽油 = 1.825-0.001315740 = 0.8519则3时柴油密度为=840-0.7204(3-20)=852.2525时柴油密度为=840-0.7204(25-20)=837.8928则3时汽油密度为=740-0.8519(3-20)=754.4825时汽油密度为=740-0.8519(25-20)=735.74052.3 选取管径与摩阻计算2.3.1 粗选管径设年运行天数为350天，年总输量=650万吨 hygg对于长输管道而言，成品油的经济流速在12 m/s之间，可取经济流速为v=2.0 m/s，则 根据我国的管线钢管规范，可以选择钢管管径：初选管径为：d1=406.4mm d2=457mm d3=508mm 由于本设计管线均为长输管线，沿途地形较为复杂，故选择螺旋焊缝钢管X60。其中X60表3 钢管型号管型内径（mm）壁厚（mm）管重（kg/m）螺旋焊缝钢管X60最大承压值(MPa)392.47.068.549.224418.088.28.414928.098.029.38注：最大承压值（Mpa）（抗拉强度管壁厚）/管内径 2.3.2 摩阻计算据我国输油管道工程设计规范 GB50253-2003中水力摩阻的计算：首先需要计算雷诺数Re，从而判断成品油流态： 式中：输油平均温度下的体积流量(); 输油平均温度下的运动粘度(); d 输油管道的内直径（m）。(1)当d取392.4mm，时：由输油管道工程设计规范GB50253-2003中雷诺数的划分范围知：根据雷诺数Re范围分为层流区、紊流水力光滑区、紊流混合摩擦区和粗糙区。 式中：由光滑区向混合区过渡的临界雷诺数； e 管内壁绝对（当量）粗糙度： 直缝钢管 e取0.0054mm; 无缝钢管 e取0.06mm; 螺旋缝钢管 DN250DN350： e取0.125mm; DN400 以上： e取0.10 mm.(注：本设计为长输油管线，选用的螺旋缝钢管管径在DN250DN350以上，故e取0.125mm)= 属于紊流水力光滑区。 根据阿尔特舒利卡利聪公式得：(2) 当d取441mm，时：由输油管道工程设计规范GB50253-2003中雷诺数的划分范围知：根据范围分为层流区，紊流水力光滑区、紊流混合摩擦区和粗糙区。而 式中：由光滑区向混合区过渡的临界雷诺数； e 管内壁绝对（当量）粗糙度； 直缝钢管 e取0.0054mm； 无缝钢管 e取0.06mm； 螺旋缝钢管 DN250DN350： e取0.125mm； DN400 以上： e取0.10 mm。(注：本设计为长输油管线，选用的螺旋缝钢管管径在DN400以上，故e取0.10mm)=属于紊流水力光滑区。 根据阿尔特舒利卡利聪公式： (3) 当d取492mm，时：由输油管道工程设计规范GB50253-2003中雷诺数的划分范围知：根据Re范围分为层流区，紊流水力光滑区、紊流混合摩擦区和粗糙区。而 式中：由光滑区向混合区过度的临界雷诺数； e 管内壁绝对（当量）粗糙度： 直缝钢管 e取0.0054mm; 无缝钢管 e取0.06mm; 螺旋缝钢管 DN250DN350： e取0.125mm; DN400 以上： e取0.10 mm.(注：因本设计为长输油管线，所以选用螺旋缝钢管，而管径在DN250DN350以上，故e取0.125mm)属于紊流水力光滑区。 根据阿尔特舒利卡利聪公式： 2.4 选泵及确定泵站数2.4.1 管线设计压力本次设计为常温条件输送，不需要确定进站温度，首先确定泵站的设计压力。泵站(及管道)的设计压力需根据管道的设计输量和设计输量对应的合理壁厚、管径、管材强度、输油泵的性能、输油站数量、阀门及管件的耐压等级等因素综合确定，本管线设计压力定为6MPa。由于粗选的三条管线中强度最低的一条管线的最大承压能力为12.9MPa，符合管道承压范围。管线设计压力：6MP2.4.2 确定泵型号设计压力为6MPa，则相当于的柴油柱高度为：又由以上情况结合泵性能曲线图，初选泵：DYI850-1255型泵，配功率为1800kw的YB630S1-2型电动机。已知参数：表4 DYI850-1255型泵参数型号流量Qm3/h扬程Hm转速nr/min功率kw配带电动机型号DY850-1255600650YB630S1-2850625298018001270400由已知参数可以绘制 ：图3 DYI850-1255型泵性能曲线由泵性能曲线图可还原公式： 当Q=907.92m3/h时：由于是长输管线大扬程，所以采用泵串联的形式。2.4.3 确定泵站数根据任务输量，在泵站工作特性曲线上得到每个泵站所能提供的扬程为HC。管路全线消耗的压力能为： 全线N个泵站提供的总扬程必然与消耗的总能平衡，于是有 泵站数： 式中：任务输量下的摩阻损失，m 液柱首末站的高程差，m 液柱首站进口压头(本设计取15m)，m液柱任务流量下泵站提供的扬程，m 液柱泵站站内损失(本设计取15m)，m 液柱注：其中首末站高程差的绝对值，m液柱=15-8=7m(1)对于管径的管线：则泵站数为：取3个泵站(2)对于管径的管线： 则泵站数为：取2个泵站(3)对于管径的管线： 则泵站数为：取1个泵站2.5 工程费用计算长输管线投资费用，指的是一次性投资费用和运行费用两大方面。一次性投资费用包括泵站建设费用以及仪器设备、管线投资费用等，运行费用包括泵机运行费用及管道管理费用等。2.5.1 管材费用(1)对于的管道，查管线钢管规范可知：管重 f=68.51 kg /m s=0.70万元/吨 f =68.51160000=10961.600吨M = sf =0.7010961.600=7673.12万元(2)对于的管道，查管线钢管规范可知：管重 f=88.2 kg /m s=0.70万元/吨 f =88.2160000=14112.0吨M = sf =0.7010961.600=9878.400万元(3)对于的管道，查管线钢管规范可知：管重 f=98.02 kg /m s=0.70万元/吨 f = 98.02160000=15683.2吨M = sf =0.7015683.2 =10978.240万元2.5.2 泵站费 根据当前建设泵站所需平均费用，现设建设一个泵站需7000万元。(1)对于： 3个泵站+1个末站 B=47000=28000万元(2)对于： 2个泵站+1个末站 B=37000=21000万元(3)对于： 1个泵站+1个末站 B=27000=14000万元2.5.3 电力费DY850-1255 P：1800kw设电费价格为每度 0.5 元。(1)对于：p=1800243500.501.13=2494.8万元(2)对于：p=1800243500.501.12=1663.2万元(3)对于：p=1800243500.501.11=831.6万元2.5.4 人工费用(1)对于：假设铺设1000米需1万元。而全长160000米，则：R=1160=160万元(2)对于：现假设铺设 1000米需2万元。而全长160000米，则：R=2160=320万元(3)对于：假设铺设1000米需4万元。而全长160000米，则：R=4160=640万元2.5.5 年当量费用 管材使用年限约为20年。(1)对于：4286.456万元(2)对于：3223.12万元 (3)对于：2112.512万元表6 管径方案比选表 项目名称方案一方案二方案三设计输量104 t/a650管线长度 km160管材耗量 吨7673.129878.40010978.240年电力费用 万元2494.81663.2831.6泵站数 个321人工费用 万元160320640年当量费用 万元4286.4563223.122112.512综合以上情况，通过经济性对比，可知：方案三最经济，且通过管径大小，管道承压能力等多方面分析，可知方案三所选取的管径最适中，最符合要求。故采用选择管道型号为的管道进行计算。2.6 泵站布置与调整2.6.1 水力坡降 式中：水力坡降； 管道总摩阻损失，m； L 管道总长度，m2.6.2 泵站布置 式中：L平均每站间的距离，m（除第五站到末的实际距离）； L 全线总长，m； N 泵站数，个。 2.6.3 泵站调整无需调整表8 泵站布置序号站名里程km高程m管径壁厚mm泵型号泵扬程m泵个数1首站08DYI850-1255566.712末站16015第 33 页 共 33 页3 混油量及最佳循环次数计算3.1 混油量计算3.1.1 临界雷诺数式中：e自然对数的底，e=2.718 d管段内径，m由于输油管道设计与管理中给出不同管径下雷诺数：表9 不同管径下临界雷诺数值d/mmd/mm5018500250400001002200030046000150290005007200020034000当 d=508mm 时Rej Re，而 d=508mm300mm，又知临界雷诺数 Rej随管内径 d 的增大而增大，所以无需对Rej进行修正。根据表中数据可绘曲线图并由曲线图得出公式：3.1.2 混油雷诺数根据汽油和柴油在冬季时的运动粘度求混油的计算运动粘度，进而求出混油的雷诺数。（由设计题目知，冬季平均温度为4）(1)汽油粘度：即汽油的雷诺数为Re=872075.16(2)柴油粘度：即柴油的雷诺数为 Re=82454.88(3)混油运动粘度经验公式：解得：v=2.36厘沱汽油与柴油的混油雷诺数：解得：Re=267978.353.1.3 混油长度 () ()式中：C混油长度，m ； Re雷诺数；其余符号意义同前。则顺序输送汽油柴油时产生的混油长度Re=267978.35，Rej=69480.13.1.4 混油量计算公式为： 式中： V0混流量，m3其余符号意义同前。顺序输送汽油柴油时产生的混油体积在我国的管道顺序输送试验和运行中发现，油品交替时，粘度小的油品顶替粘度大的油品所形成的混油长度大于次序相反时的混油长度，且两者比值在1.041.36之间，随流速和输送距离的变化而不同。则本设计取 1.3。则顺序输送柴油汽油时产生的混油体积分析：根据GB502532003输油管道工程设计规范中有关国内外资料和生产实践表明，紊流输送混油量一般为管道总容量的0.5%1%，在本计算结果中，通过使用最大一段混油体积来进行验证时发现混油量与管道总容量的比值为0.499%5%，由计算得出混油量偏小，可能会对后面的最佳循环次数的计算造成影响。3.2 最佳循环次数计算 3.2.1 确定与循环周期有关的B值顺序输送管道最优循环次数的确定应从建造、运营油罐区的费用和混油的贬值损失两方面综合考虑。由于本计算方案本身存在一定不足，误差是不可避免的。 由于本条输油管线暂不涉及中间注入站和分输站，即不考虑中间注油量和分输量，此时 B 值公式为： 式中： qiH 炼油厂向首站输送第i种油品的单位时间供油量 qik 末站向用户供应第i种油品的单位时间供油量 Di 每年输送第i种油品的时间 D 输油管每年的工作时间分析：在本输油管道中，由于是密闭顺序输送，油品的输送全部按照一定次序依次进行，即在输送某一种油品的某种牌号时，不可能在同时输送同种油品的不同牌号甚至不同油品的某种牌号。又知汽油年输量为283万吨，柴油年输量367万吨。3.2.2 每次循环的油品贬值损失A=ab式中：a每种油品降档价格，元/吨 b混油量，吨汽油降为柴油时，b=400元/吨 3.2.3 确定最优循环次数 式中： Jz单位有效容积储罐的建设费用拱顶罐 ： 浮顶罐： 石油工业规定的投资年回收系数 （）G单位有效容积储罐的经营费用（ ） A每次循环混油的贬值损失 在循环周期内终点接受的混油体积 在循环周期内能销售或纯净油品调和的混油量（本设计取 0 ）=35.7取Nop=36次油品储存天数t=T/Nop=25天4 罐容选择计算4.1 储罐选择原则(1)每个牌号的油品应该设置两个及两个以上的储罐，这样可以方便操作工操作。(2)应该使单个罐容尽量大，总而尽量减小占地面积，节省投资。(3)汽油采用浮顶罐储存，因为可以减少油品蒸发损耗。4.2 末站罐容计算 式中:V每批次,每种油品或每种牌号油品所需的储罐容积, m每种油品或每种牌号油品的年输送量,储存温度下每种油品或每种牌号油品的密度, 油罐装量系数.容积小于10000立方的固定顶罐(含浮顶罐)宜取0.85;容积等于或大于10000立方的固定顶罐(含浮顶罐)宜取0.9 N循环次数(1)汽油罐容选择设计 采用30000内浮顶罐的4个，罐容为：300004 = 120000m(2)柴油罐容选择设计 采用20000拱顶罐的8个，罐容为：200008= 160000m表10 罐容选择油品名称年供应量/万吨罐型Vs /m3罐数大小等级汽油283内浮顶罐115158.83000042800001柴油367拱顶罐132908.92000084.3 油罐区计算设计根据HG21502.11992 钢制立式圆筒形內浮顶储罐系列和HG21502.21992 钢制立式圆筒形固定顶储罐系列查的下表：表11 油库油罐结构一览表罐型 公称容积m3计算容积m3储罐内径D mm管壁高度 mm高度 mm拱顶高度 mm内浮顶罐30000313004400022000478826788拱顶罐200002350042000170004546215464.3.1 汽油油罐区布置(1)罐间距：L2=0.4D=0.444=17.6m，取18m(2)罐到防火堤的距离：L1=11m(3)罐区宽：a=5D+4L1+2L2 =312.4m取313m(4)罐区长：b=2D+L1+2L2=127.6m 取128m(5)罐区面积：s=ab=313128=40064(6)防火堤、隔堤高度计算： 防火堤因为浮顶罐计算容积:Vmax=31300 m3将有关数据代入上式得: 所以防火堤计算高度:h=0.63m 1m h2m 防火堤实际高度h取1m 。防火堤的宽度取为0.5m。隔堤由于汽油罐区内有4个30000 m3 内浮顶罐，按照规范应设隔堤，隔堤堤高为： =0.8m隔堤设置方式为：纵向（b）每两个罐设置一个隔堤。此罐区内设置的隔堤数量为1个。4.3.2 柴油油罐区布置(1)罐间距：L2=0.4D=16.8m，取17m(2)罐到防火堤的距离：L1=m(3)罐区宽：a=6D+5L1+2L2=354m(4)罐区长：b=2D+L1+2L2=118m(5)罐区面积：s=ab=354118=41772(6)防火堤、隔堤高度计算： 防火堤因为浮顶罐计算容积:Vmax=31300 m3将有关数据代入上式得: 所以防火堤计算高度:h=0.57m 1m h2m 防火堤实际高度h取1m 。防火堤的宽度取为0.5m。隔堤由于汽油罐区内有8个20000 m3 拱顶罐，按照规范应设隔堤，隔堤堤高为： =0.8m隔堤设置方式为：纵向（b）每两个罐设置一个隔堤。此罐区内设置的隔堤数量为3个。5 管道校核在管道沿线各泵站中，当夏季输送汽油时最大出站压力P=6MPa5.1 确定许用应力根据长输油管道设计规范，管道的许用应力：式中：许用应力（Mpa）； 设计参数，输油站外一般地段取0.72 钢管的最低屈服强度，查相关资料知：x60钢, 取415MPa 焊缝系数。=5.2 壁厚校核 根据输油管道工程设计规范GB50253-2003，按强度确定壁厚： 式中：直管段钢管计算壁厚（mm）； P 设计内压力（Mpa）；