输油管道设计与管理复习题.pdf

中国石油大学 华东 现代远程教育课程教学 自学 基本要求 输油管道设计与管理习题输油管道设计与管理习题 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 159 6 管壁粗 糙度 e 0 1mm 管线的最高工作压力 64 105Pa 沿线年平均地温 t0 12 最低月平均地温 t0 3 年工作日按 350 天计算 泵站选用 65y 50 12 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 50 12 型输水时参数如下 Q m3 h H m N kw 15 672 43 63 8 25 600 52 78 5 30 552 53 85 5 油品的物性参数 20 kg m3 12 m2 s 3 m2 s 柴油 821 3 3 34 10 6 6 58 10 6 汽油 746 2 0 82 10 6 密度按以下公式换算 t 20 t 20 kg m3 1 825 0 00l315 20 kg m3 管线长度及高程 距离 km 0 50 100125150162183235255 268 高程 m 400 120 470l15513301300790910610 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确定泵站泵机组的运行方式及台数 不计备用泵不计备用泵 按列宾宗公式计算水力坡降 求所需泵站数并化整 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 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 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 Lf n 起点至各站的平均站间距 Lj j 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 426 8 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 e 0 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 1 中国石油大学 华东 现代远程教育课程教学 自学 基本要求 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 ar 3 5W m2 3 若输量为若输量为 500 万吨万吨 年 输送密度为年 输送密度为 870kg m3的粘油 设计最高输油温度的粘油 设计最高输油温度 60 最低 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 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 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若上述管路的输量降至 240 万吨万吨 年 可以在设计及运行中采取什么措施实现正常安全输 油 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 325 7 站间距 32km 总传热系数 K 1 8w m2 输量 98kg s 出站油温 65 沿线 地温 t0 3 所输油品物性如下 cp 852kg m3 C 2 0kJ kg TR 5 3 10 6m2 s u 0 036 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 K 2 1w m2 管线埋深处最低月平均地温 t0 1 螺纹焊接钢管 325 7 工作压力 46 105Pa 沥青绝缘层厚度为 7mm 2 管输原油的物性参数如下 20 840kg m3 C 2 1kJ kg 粘温方程 ln 3 62 0 041t cs 3 任务输量为 300 万吨 年 4 沿线里程 高程 距离 km 0 3 0 7 1 19 830 939 650 661 271 3 80 6 高程 m 1170 1200 1172122012151230123413051382 1364 距离 km 94 5 104 118 5120 5126 5134138 2151 7164 5 高程 m 1475 1760 1590159015251532161213901320 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 R 0 78 原油热值 BH 4 2 104kJ 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 e 0 93 各级泵性能参数见下表 2 中国石油大学 华东 现代远程教育课程教学 自学 基本要求 泵型号 流量 Q m3 h 扬程 H m 轴功率 kw 效率 允许汽蚀 余量 m 特性方程 Q m3 s DYl55 67 5 电机 240kw 2950 转 分 90 155 180 403 335 303 157 197 212 63 72 70 3 2 5 0 6 6 H 445 2 7 104Q1 75 DYl55 67 6 电机 290kw 2950 转 分 90 155 180 476 402 356 185 238 250 63 72 70 3 2 5 0 6 6 H 527 5 3 19 104Q1 75 DYl55 67 6 电机 340kw 2950 转 分 90 155 180 549 469 409 212 276 288 63 72 70 3 2 5 0 6 6 H 610 3 69 104Q1 75 DYl55 67 8 电机 380kw 2950 转 分 90 155 180 622 536 462 242 316 324 63 72 70 3 2 5 0 6 6 H 692 4 18 104Q1 75 DYl55 67 9 电机 440kw 2950 转 分 90 155 180 695 603 515 269 355 36l 63 72 70 3 2 5 0 6 6 H 774 5 4 67 104Q1 75 DYl55 67 5 9 型多级离心泵性能 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 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 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 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 1 325 7 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 3 中国石油大学 华东 现代远程教育课程教学 自学 基本要求 钢管 保温层 蜡及凝油 密度 kg m3 7850 60 840 比热 kJ kg 0 5 0 7 2 5 原油物性参数 导热系数 0 17w m 体积膨胀系数 6 4 10 4 1 24 原油表观粘度 l17 10 6m2 s 6 某成品油管线顺序输送汽油和柴油 已知 管材 159 6 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 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与与 500m3两种 油罐利用系数两种 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