输油管道设计与管理课程.doc

输油管道设计与管理课程doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 输油管道设计与管理)课程 管输工艺(输油管道设计与管理 课程 管输工艺 输油管道设计与管理 教学（自学） 教学（自学）基本要求 适用对象： （如：储运本科） 预备知识： 使用教材：输油管道设计与管理，杨筱蘅，石油大学出版社，1996 参考书： 章节 基本要求 掌握长输管道的组成、管道运输的特 点，了解我国和世界输油管道的发展概 况、长输管道的设计阶段及各阶段的内 容和任务。 了解输油管道用泵机组的类型，掌握输 油泵工作特性的表示方法、改变输油泵 特性的方法、串联泵站和并联泵站工作 特性及站特性的计算方法、串联或并联 泵机组数的确定方法。 掌握管道的压降组成、流态化分和流态 判别方法、输油管道中的常见流态、影 响水力摩阻系数的因素，掌握和熟练使 用列宾宗公式计算管道的摩阻、熟记层 流和紊流光滑区的 m 和 值， 掌握干管、 副管和变径管的水力坡降的计算方法 和水力坡降线的画法，掌握管路工作特 性的表示方法和影响管路工作特性的 因素，掌握旁接油罐和密闭输送方式的 特点和优缺点，熟练掌握泵站与管路联 合工作时工作点的求解方法和各站进 出站压力的计算方法。 掌握管道纵断面图的特点和画法，会在 管道纵断面图上画水力坡降线，掌握翻 越点的意义和判别方法以及计算长度 确定方法，掌握泵站数的确定和泵站布 置方法，了解粘度变化对进出站压力的 影响，掌握管道动静水压力的校核方 法。 掌握管道工况变化原因及运行工况分 析方法，会使用能量平衡方程方程分析 各种工况变化，掌握发生中间站停运、 平时作业 必做作业 备注 第一章 第二章 第一节 第二章 第二节 习题 1(1) 习题 1(2) 作业附后 第二章 第三节 习题 1(3) 作业附后 第二章 第五节 泄漏和堵塞工况时全线输量和各站进 出站压力的变化趋势以及工况变化后 水力坡降线的画法，掌握管道调节的分 类及各种调节方法。 掌握热油管道的特点和轴向温降曲线 的特点，掌握总传热系数的意义和确定 方法、以及温度参数的确定方法，能熟 练使用轴向温降公式计算热油管道的 温降，轴向温降公式的用途，了解油流 过泵温升和节流温升的计算方法，掌握 各种油品物性的确定和表示方法。 掌握热油管道摩阻计算的特点和摩阻 计算的方法以及径向温降对摩阻的影 响。 掌握热油管道加热站数和泵站数的确 定方法、热站和泵站的布置及热站和泵 站合并的方法、热油管道设计计算的步 骤。 了解原油析蜡和管壁结蜡的过程；掌握 管壁结蜡的机理、影响管壁结蜡的因 素、原油析蜡和管壁结蜡对轴向温降和 摩阻的影响、当量管径和当量结蜡厚度 的计算方法、防止结蜡和清蜡的措施。 掌握热油管道工作特性的特点、出现不 稳定区的条件、影响热油管道温降的因 素，了解热油管道优化运行方案的确定 方法。 了解热油管道启动投产的程序，掌握热 油管道启动过程的特点、热油管道的启 动方法以及热油管道的预热计算方法， 了解投油时应注意的问题。 了解热油管道停输的原因、停输温降过 程的特点和计算方法、再启动过程的特 点和再启动压力的计算方法、影响再起 动压力的影响因素。 掌握顺序输送的应用范围和顺序输送 工艺的特点。 第三章 第一节 习题 2 作业附后 第三章 第二节 习题 3 作业附后 第三章 第三节 习题 4 作业附后 第四章 第三节 第五章 第一节 第五章 第二节 第五章 第三节 习题 5 作业附后 第六章 第一节 第六章 第二节 掌握顺序输送中混油类型、产生混油的 机理、混油段的形成过程、扩散混油理 论以及混油段中混油浓度的计算方法。 掌握管道终点混油浓度和混油量的计 算方法、影响混油量的因素、管道终点 混油段的切割方法、实现两段切割的充 要条件、减少混油的措施。 第六章 第三节 习题 6 习题 6 作业附后 备注：作业一律用 16 开纸手写（不收打印稿） ，封面写清年级、专业、姓名、学 号，作业要按时完成。直属学员上交函授夜大部；分部（站）学员上交本 地教学站。 管输工艺习题 1某长输管线按“从泵到泵”方式输送柴油，输量为 50 万吨年，管材为1596， 管壁粗糙度 e0.1mm。管线的最高工作压力 64105Pa，沿线年平均地温 t012，最低月 平均地温 t03，年工作日按 350 天计算。 泵站选用 65y-5012 型离心泵， 允许进口压力为 0-40m 油住， 每个泵站的站内损失按 20m 油柱计算。首站进站压力取 20m 油柱。 泵特性：65y-5012 型输水时参数如下： Q(m3/h) 15 25 30 油品的物性参数： 20(kg/m3) 柴油 汽油 821.3 746.2 12(m2/s) 3.3410-6 0.8210-6 3(m2/s) 6.5810-6 H(m) 672 600 552 (%) 43 52 53 N(kw) 63.8 78.5 85.5 密度按以下公式换算： t20-(t-20) kg/m3 1.825-0.00l31520 kg/m3 管线长度及高程： 距离(km) 高程(m) 0 400 50 120 100 470 125 l155 150 1330 162 1300 183 790 235 910 255 610 268 60 按平均地温试作以下计算： (1) 按米勒和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数，并比较计箕结果的相对差值。 (2) 若改输汽油，按列宾宗公式和伊萨也夫公式计算水力摩阻系数， 比较计算结果的相对 差值。 (3) 输送柴油的工艺计算： 用最小二乘法求泵特性方程，比较计算与实测值的相对误差。 确定泵站泵机组的运行方式及台数(不计备用泵)。 按列宾宗公式计算水力坡降，求所需泵站数并化整。 用解析法求工作点。 在管线纵断面图上布置泵站。 根据站址计算全线各站进、出站压力，检查全线动静水压力。 计算冬季地温 3时，输送柴油的工作点及各站的进、出站压力，并与年平均地温时 的进、出站压力比较。 从起点到翻越点，计算平均站间距 Lfn、起点至各站的平均站间距 Ljj，据此定性 分析油品粘度变化时各站进站压力的变化趋势。对比、的计算结果是否符合这个规律， 若不符合，请说明原因。 2管路热力计算 某管路长 286km，采用4268 钢管，埋深 1.4m，沿线冬季月平均地温 2，月平均气 温-10。管壁粗糙度 e0.1mm。 (1) 计算管路保温与不保温的总热阻及总传热系数(埋地不保温管线沥青防腐绝缘层厚度 7mm，埋地保温管线用聚氨脂泡沫塑料，厚 40mm，外面有沥青防水层，厚 7mm，忽略1 及钢管热阻)。 (2) 若管线架空铺设， 试计算不保温及有 40mm 厚的聚氨脂泡沫塑料保温层时， 管线的总 热阻及总传热系数。 冬季计算风速 5m/s，管外壁至大气的幅射放热系数可取为ar3.5W/m2。 (3) 若输量为 500 万吨/年，输送密度为 870kg/m3 的粘油，设计最高输油温度 60，最低 35，计算上述管路埋地无保温及埋地保温时所需的加热站数、站间长度。油品比热 C=2.1kJ/kg。 (4) 管路埋地无保温铺设，计算冬季条件下，间站允许的最小输量。允许最高、最低输油 温度为 70、30。 (5) 若上述管路的输量降至 240 万吨/年，可以在设计及运行中采取什么措施实现正常安 全输油? 有关参数如下： 土壤导热系数(w/m) 0.96 沥青导热系数(w/m) 0.15 聚氨脂泡沫导热系数(w/m) 0.05 3分别按理论公式及平均温度计算法计算某热油管路的站间摩阻。 管线3257，站间距 32km，总传热系数 K1.8w/m2，输量 98kg/s，出站油温 65， 沿线地温 t03。所输油品物性如下： cp852kg/m3，C2.0kJ/kg TR5.310-6m2/s，u0.036(粘温指数) 4热油管路设计方案 已知条件： (1) 管线总传热系数 K2.1w/m2，管线埋深处最低月平均地温 t01，螺纹焊接钢管 3257，工作压力 46105Pa，沥青绝缘层厚度为 7mm。 (2) 管输原油的物性参数如下： 20=840kg/m3 C2.1kJ/kg 粘温方程 ln3.62-0.041t (cs) (3) 任务输量为 300 万吨/年 (4) 沿线里程、高程 距离 km 高程 m 距离 km 高程 m 0 1170 94.5 1475 3.0 1200 104 1760 7.1 1172 118.5 1590 19.8 1220 120.5 1590 30.9 1215 126.5 1525 39.6 1230 134 1532 50.6 1234 138.2 1612 61.2 1305 151.7 1390 71.3 1382 164.5 1320 80.6 1364 (5) 可供选择的加热炉、泵的性能 加热炉 四种加热炉，发热能力分别为 1745、2326、3489、4652kw。当热负荷不小于加热炉容量 的 80%时，炉效R0.78，原油热值 BH4.2104kJ/kg。 输油泵选用 Dyl55-67(5-9)型多级离心泵 泵进口压力范围 0-40m 油柱 电动机效率e0.93 各级泵性能参数见下表 DYl55-67(5-9)型多级离心泵性能 泵型号 DYl55-675 电机 240kw 2950 转/分 DYl55-676 电机 290kw 2950 转/分 DYl55-676 电机 340kw 2950 转/分 流量 Q m3/h 90 155 180 90 155 180 90 155 180 扬程 H m 403 335 303 476 402 356 549 469 409 轴功率 kw 157 197 212 185 238 250 212 276 288 效率 63 72 70 63 72 70 63 72 70 允许汽蚀 余量，m 3.2 5.0 6.6 3.2 5.0 6.6 3.2 5.0 6.6 特性方程 Q(m3/s) H4452.7104Q1.75 H527.53.19104Q1.75 H6103.69104Q1.75 DYl55-678 电机 380kw 2950 转/分 DYl55-679 电机 440kw 2950 转/分 90 155 180 90 155 180 622 536 462 695 603 515 242 316 324 269 355 36l 63 72 70 63 72 70 3.2 5.0 6.6 3.2 5.0 6.6 H6924.18104Q1.75 H774.54.67104Q1.75 (6) 站内压降，对热泵站取 30m 油柱，泵站或加热站取 15m 油柱。 试作下述计算： (1) 按进、 出站油温在 60-25之间， 计算所需加热站数及站间距， 首站进站油温为 25。 (2) 按平均温度法计算站间摩阻，选泵及泵的组合方式。确定所需泵站数(进站油温为 25)。 (3) 在管线纵断面图上布置加热站、泵站，并按泵站、加热站尽量合并的原则，调整站数 或站址。 (4) 选择各站加热炉。 (5) 按任务输量，计算冬季全线月耗电、耗油量。 (6) 若管线投产初期的输量在三、四年内仅为 l00 万吨/年，在设计中应考虑什么问题?(工 艺计算、加热站数、泵站数、主要设备选择、站址选择等方面)。 (7) 若夏季地温为 15，各加热站要求停运一台加热炉进行检修，你的设计能满足要求 吗? (8) 若最后一个泵站停运，该管线可能达到的输量应如何求解 (从两种运行方式考虑， 开式、密闭) ? 5热油管线允许停输时间计算 (1) 3257 的架空保温管线，聚氨酯泡沫塑料保温层厚 40mm，气温-10，风速 5m/s， 计算原油从 25冷却至 20的允许停输时间(无结蜡层)。 (2) 若管内壁平均结蜡厚度为 20mm，计算同上温降温度范围的停输时间(计算中将油与 管内壁、油与结蜡层内壁温差取为 2)。有关数据如下： 钢管 密度(kg/m ) 比热(kJ/kg) 3 保温层 60 0.7 蜡及凝油 840 2.5 7850 0.5 原油物性参数： 导热系数0.17w/m 体积膨胀系数6.410-4 1/ 24原油表观粘度l1710-6m2/s 6某成品油管线顺序输送汽油和柴油，已知：管材1596，管线长 720km，沿线年平 均地温 12，此温度下汽油、柴油的粘度汽0.82lcs，柴3.34cs，油品输量为 0.02lm3/s。 (1) 试用不同的混油段公式，计算浓度范围 99至 1的混油段长度，比较计算结果。 (2) 汽油中允许混入的柴油浓度和柴油中允许的汽油浓度均为 0.5，取管路终点汽油罐 与柴油罐容积相同，可选用的油罐规格为 200m3 与 500m3 两种，油罐利用系数 0.95。终点不 设专门的混油罐，计算为了掺和混油应选择的油罐规格。 (3) 设上述管路终点切换油罐的操作时间需 60 秒，切换作业完成时，为保证油品质量， 管路终点混油浓度为 KAt2，求切换开始时管路终点的混油浓度。 *DT：按亚勃隆斯基公式计算。 1本文由sun_qic贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 输油管道设计与管理)课程 管输工艺(输油管道设计与管理 课程 管输工艺 输油管道设计与管理 教学（自学） 教学（自学）基本要求 适用对象： （如：储运本科） 预备知识： 使用教材：输油管道设计与管理，杨筱蘅，石油大学出版社，1996 参考书： 章节 基本要求 掌握长输管道的组成、管道运输的特 点，了解我国和世界输油管道的发展概 况、长输管道的设计阶段及各阶段的内 容和任务。 了解输油管道用泵机组的类型，掌握输 油泵工作特性的表示方法、改变输油泵 特性的方法、串联泵站和并联泵站工作 特性及站特性的计算方法、串联或并联 泵机组数的确定方法。 掌握管道的压降组成、流态化分和流态 判别方法、输油管道中的常见流态、影 响水力摩阻系数的因素，掌握和熟练使 用列宾宗公式计算管道的摩阻、熟记层 流和紊流光滑区的 m 和 值， 掌握干管、 副管和变径管的水力坡降的计算方法 和水力坡降线的画法，掌握管路工作特 性的表示方法和影响管路工作特性的 因素，掌握旁接油罐和密闭输送方式的 特点和优缺点，熟练掌握泵站与管路联 合工作时工作点的求解方法和各站进 出站压力的计算方法。 掌握管道纵断面图的特点和画法，会在 管道纵断面图上画水力坡降线，掌握翻 越点的意义和判别方法以及计算长度 确定方法，掌握泵站数的确定和泵站布 置方法，了解粘度变化对进出站压力的 影响，掌握管道动静水压力的校核方 法。 掌握管道工况变化原因及运行工况分 析方法，会使用能量平衡方程方程分析 各种工况变化，掌握发生中间站停运、 平时作业 必做作业 备注 第一章 第二章 第一节 第二章 第二节 习题 1(1) 习题 1(2) 作业附后 第二章 第三节 习题 1(3) 作业附后 第二章 第五节 泄漏和堵塞工况时全线输量和各站进 出站压力的变化趋势以及工况变化后 水力坡降线的画法，掌握管道调节的分 类及各种调节方法。 掌握热油管道的特点和轴向温降曲线 的特点，掌握总传热系数的意义和确定 方法、以及温度参数的确定方法，能熟 练使用轴向温降公式计算热油管道的 温降，轴向温降公式的用途，了解油流 过泵温升和节流温升的计算方法，掌握 各种油品物性的确定和表示方法。 掌握热油管道摩阻计算的特点和摩阻 计算的方法以及径向温降对摩阻的影 响。 掌握热油管道加热站数和泵站数的确 定方法、热站和泵站的布置及热站和泵 站合并的方法、热油管道设计计算的步 骤。 了解原油析蜡和管壁结蜡的过程；掌握 管壁结蜡的机理、影响管壁结蜡的因 素、原油析蜡和管壁结蜡对轴向温降和 摩阻的影响、当量管径和当量结蜡厚度 的计算方法、防止结蜡和清蜡的措施。 掌握热油管道工作特性的特点、出现不 稳定区的条件、影响热油管道温降的因 素，了解热油管道优化运行方案的确定 方法。 了解热油管道启动投产的程序，掌握热 油管道启动过程的特点、热油管道的启 动方法以及热油管道的预热计算方法， 了解投油时应注意的问题。 了解热油管道停输的原因、停输温降过 程的特点和计算方法、再启动过程的特 点和再启动压力的计算方法、影响再起 动压力的影响因素。 掌握顺序输送的应用范围和顺序输送 工艺的特点。 第三章 第一节 习题 2 作业附后 第三章 第二节 习题 3 作业附后 第三章 第三节 习题 4 作业附后 第四章 第三节 第五章 第一节 第五章 第二节 第五章 第三节 习题 5 作业附后 第六章 第一节 第六章 第二节 掌握顺序输送中混油类型、产生混油的 机理、混油段的形成过程、扩散混油理 论以及混油段中混油浓度的计算方法。 掌握管道终点混油浓度和混油量的计 算方法、影响混油量的因素、管道终点 混油段的切割方法、实现两段切割的充 要条件、减少混油的措施。 第六章 第三节 习题 6 习题 6 作业附后 备注：作业一律用 16 开纸手写（不收打印稿） ，封面写清年级、专业、姓名、学 号，作业要按时完成。直属学员上交函授夜大部；分部（站）学员上交本 地教学站。 管输工艺习题 1某长输管线按“从泵到泵”方式输送柴油，输量为 50 万吨年，管材为1596， 管壁粗糙度 e0.1mm。管线的最高工作压力 64105Pa，沿线年平均地温 t012，最低月 平均地温 t03，年工作日按 350 天计算。 泵站选用 65y-5012 型离心泵， 允许进口压力为 0-40m 油住， 每个泵站的站内损失按 20m 油柱计算。首站进站压力取 20m 油柱。 泵特性：65y-5012 型输水时参数如下： Q(m3/h) 15 25 30 油品的物性参数： 20(kg/m3) 柴油 汽油 821.3 746.2 12(m2/s) 3.3410-6 0.8210-6 3(m2/s) 6.5810-6 H(m) 672 600 552 (%) 43 52 53 N(kw) 63.8 78.5 85.5 密度按以下公式换算： t20-(t-20) kg/m3 1.825-0.00l31520 kg/m3 管线长度及高程： 距离(km) 高程(m) 0 400 50 120 100 470 125 l155 150 1330 162 1300 183 790 235 910 255 610 268 60 按平均地温试作以下计算： (1) 按米勒和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数，并比较计箕结果的相对差值。 (2) 若改输汽油，按列宾宗公式和伊萨也夫公式计算水力摩阻系数， 比较计算结果的相对 差值。 (3) 输送柴油的工艺计算： 用最小二乘法求泵特性方程，比较计算与实测值的相对误差。 确定泵站泵机组的运行方式及台数(不计备用泵)。 按列宾宗公式计算水力坡降，求所需泵站数并化整。 用解析法求工作点。 在管线纵断面图上布置泵站。 根据站址计算全线各站进、出站压力，检查全线动静水压力。 计算冬季地温 3时，输送柴油的工作点及各站的进、出站压力，并与年平均地温时 的进、出站压力比较。 从起点到翻越点，计算平均站间距 Lfn、起点至各站的平均站间距 Ljj，据此定性 分析油品粘度变化时各站进站压力的变化趋势。对比、的计算结果是否符合这个规律， 若不符合，请说明原因。 2管路热力计算 某管路长 286km，采用4268 钢管，埋深 1.4m，沿线冬季月平均地温 2，月平均气 温-10。管壁粗糙度 e0.1mm。 (1) 计算管路保温与不保温的总热阻及总传热系数(埋地不保温管线沥青防腐绝缘层厚度 7mm，埋地保温管线用聚氨脂泡沫塑料，厚 40mm，外面有沥青防水层，厚 7mm，忽略1 及钢管热阻)。 (2) 若管线架空铺设， 试计算不保温及有 40mm 厚的聚氨脂泡沫塑料保温层时， 管线的总 热阻及总传热系数。 冬季计算风速 5m/s，管外壁至大气的幅射放热系数可取为ar3.5W/m2。 (3) 若输量为 500 万吨/年，输送密度为 870kg/m3 的粘油，设计最高输油温度 60，最低 35，计算上述管路埋地无保温及埋地保温时所需的加热站数、站间长度。油品比热 C=2.1kJ/kg。 (4) 管路埋地无保温铺设，计算冬季条件下，间站允许的最小输量。允许最高、最低输油 温度为 70、30。 (5) 若上述管路的输量降至 240 万吨/年，可以在设计及运行中采取什么措施实现正常安 全输油? 有关参数如下： 土壤导热系数(w/m) 0.96 沥青导热系数(w/m) 0.15 聚氨脂泡沫导热系数(w/m) 0.05 3分别按理论公式及平均温度计算法计算某热油管路的站间摩阻。 管线3257，站间距 32km，总传热系数 K1.8w/m2，输量 98kg/s，出站油温 65， 沿线地温 t03。所输油品物性如下： cp852kg/m3，C2.0kJ/kg TR5.310-6m2/s，u0.036(粘温指数) 4热油管路设计方案 已知条件： (1) 管线总传热系数 K2.1w/m2，管线埋深处最低月平均地温 t01，螺纹焊接钢管 3257，工作压力 46105Pa，沥青绝缘层厚度为 7mm。 (2) 管输原油的物性参数如下： 20=840kg/m3 C2.1kJ/kg 粘温方程 ln3.62-0.041t (cs) (3) 任务输量为 300 万吨/年 (4) 沿线里程、高程 距离 km 高程 m 距离 km 高程 m 0 1170 94.5 1475 3.0 1200 104 1760 7.1 1172 118.5 1590 19.8 1220 120.5 1590 30.9 1215 126.5 1525 39.6 1230 134 1532 50.6 1234 138.2 1612 61.2 1305 151.7 1390 71.3 1382 164.5 1320 80.6 1364 (5) 可供选择的加热炉、泵的性能 加热炉 四种加热炉，发热能力分别为 1745、2326、3489、4652kw。当热负荷不小于加热炉容量 的 80%时，炉效R0.78，原油热值 BH4.2104kJ/kg。 输油泵选用 Dyl55-67(5-9)型多级离心泵 泵进口压力范围 0-40m 油柱 电动机效率e0.93 各级泵性能参数见下表 DYl55-67(5-9)型多级离心泵性能 泵型号 DYl55-675 电机 240kw 2950 转/分 DYl55-676 电机 290kw 2950 转/分 DYl55-676 电机 340kw 2950 转/分 流量 Q m3/h 90 155 180 90 155 180 90 155 180 扬程 H m 403 335 303 476 402 356 549 469 409 轴功率 kw 157 197 212 185 238 250 212 276 288 效率 63 72 70 63 72 70 63 72 70 允许汽蚀 余量，m 3.2 5.0 6.6 3.2 5.0 6.6 3.2 5.0 6.6 特性方程 Q(m3/s) H4452.7104Q1.75 H527.53.19104Q1.75 H6103.69104Q1.75 DYl55-678 电机 380kw 2950 转/分 DYl55-679 电机 440kw 2950 转/分 90 155 180 90 155 180 622 536 462 695 603 515 242 316 324 269 355 36l 63 72 70 63 72