油气储运毕业设计-输油管道初步设计

精品文档 1欢迎下载 西南石油大学 学生毕业设计 论文 学生毕业设计 论文 任 务 书 二 00 八年二月一日 精品文档 2欢迎下载 成人教育学院教学部于 2008 年 2 月 1 日批准指导教师 李传宪 发给 级 专业学生 1 题目 L Y 输油管道初步设计 2 题目设计范畴及主要内容 本管线设计全长 300km 海拔高度在 10 68m 之间 所经地段地势较为平坦 设 计输量 1800 万吨 经过计算 不存在翻越点 本设计全线均采用从 泵到泵 的密 闭输送方式 从而减小了蒸发损耗 并使其各站能充分利用上站的剩余压头 本设计根据规范中推荐的经济流速来确定管径 选为 711 10 0 管材选为 Q295 最低屈服强度为 295MPa 经过热力和水力计算 确定了所需的热站和泵站数 考虑到运行管理的方便 尽量做到了热泵站的合一 热泵站站址的确定综合考虑了沿线的地理情况和环境保 护 职工生活方便情况诸方面的因素 最终确定三个中间站的位置 2 站 3 站和 4 站分别位于离首站 75km 150km 和 225km 处 本设计进行了首站和中间站的工艺流程设计 设计中遵循在满足各种条件的情 况下 工艺流程尽可能的简单 并且输油工艺尽可能地体现可靠的先进技术的原则 本管道采用 先炉后泵 的运行方式 其中首站的工艺流程包括 正输 反输 倒 罐 热油循环 清管球的收发等操作 中间站工艺流程有 正输 反输 压力越站 热力越站 清管球的收发等操作 最后 计算各种费用 进行经济效益分析 包括内部收益率等 确定方案的可 行性 精品文档 3欢迎下载 3 设计方案及研究要求 长输管道设计是对油气储运专业本科毕业生综合素质和能力的一次重要培养与 锻炼 也是对其专业知识学习的一次综合考验 本设计主要内容包括 由经济流速 确定经济管径 确定所使用管材 由最小输量确定其热站数 最大输量确定其泵站 数 并计算各个输量下的运行参数等等 最后还有经济计算 各年的输油费用等等 以及用内部收益率评价其项目可行性 此设计管材采用700 10 0 Q295 钢管 采 用加热密闭式输送流程 先炉后泵的工艺 充分利用设备 全线输油主泵和给油泵 均采用并联方式 加热炉采用直接加热的方法 整个设计以国家规范为基本原则 采取最优工艺方案 根据建设要求和需要 本着热泵合一 立足于高效的原则 以节能降耗为主要目的 全线共设热泵站 2 座 泵站 2 座 管线埋地铺设 管材采用711 10 0 Q295 的直弧电阻焊钢管 全线均 采用从 泵到泵 的密闭输送方式 加热方式为直接加热 设计输量为 18 万吨 年 流程工艺为先炉后泵 充分利用设备 全线既可压力越站 热力越站 也可全越站 输油主泵和给油泵均采用并联方式 在管线设计要求的情况下 充分利用管线的承 压能力 合理充分的利用地形 减少了占地面积 建设经济性的管线 4 安排任务日期 2008 年 2 月 1 日 预计完成任务日期 2008 年 4 月 30 日 学生实际完成全部设计 论文 日期 2008 年 4 月 30 日 指导教师 学生签名 精品文档 4欢迎下载 西南石油大学 学学 生生 毕毕 业业 设设 计 论文 计 论文 开 题 报 告 设计题目 L Y 输油管道初步设计 学生姓名 学生学号 院 系 成人教育学院 专业年级 指导教师 李传宪 2008 年 2 月 1 日 精品文档 5欢迎下载 选题来源 选题来源 长输原油管道初步设计 题目 题目 L Y 输油管道初步设计 选题背景及理由 选题背景及理由 长输管道设计是对油气储运专业本科毕业生综合素质和能力的一次重 要培养与锻炼 也是对其专业知识学习的一次综合考验 本设计主要内容 包括 由经济流速确定经济管径 确定所使用管材 由最小输量确定其热 站数 最大输量确定其泵站数 并计算各个输量下的运行参数等等 最后 还有经济计算 各年的输油费用等等 以及用内部收益率评价其项目可行 性 主要参考文献 主要参考文献 1 GB T 50253 2003 输油管道工程设计规范 2 筱蘅 张国忠 输油管道设计与管理 第一版 山东东营 石油大 学出版社 2005 15 160 3 GB T 500074 2002 石油库设计规范 4 张国忠 长输管道设计中的壁厚选择 油气储运 1993 12 精品文档 6欢迎下载 论文框架 论文框架 第 1 章 前言 第 2 章 工艺设计说明书 2 1 工程概况 2 2 基本参数的选取 2 3 其它参数的选取 2 4 工艺计算说明 2 5 确定加热站数及泵站数 2 6 校核计算说明 2 7 站内工艺流程设计 2 8 主要设备选取 第 3 章 工艺设计计算书 3 1 经济管径 3 2 热力计算及确定热站数 3 3 水力计算及泵站数确定 3 4 不同输量下的布站方案 3 5 各站运行参数 3 6 反输计算 3 7 设备选取 结论 致谢 参考文献 精品文档 7欢迎下载 拟完成论文进度安排 一稿 二稿 三稿 定稿 拟完成论文进度安排 一稿 二稿 三稿 定稿 1 2 月初开始任务书和开题报告的编写 并阐明设计原则和设计任 务 在 2 月末完成热站数和泵站数的确定 指导教师定期对学生进行辅导 2 3 月份开始工艺设计计算书的编写 并确定不同输量下的布站方 案和各站运行参数 期间指导教师进行中期检查 3 4 月中旬完成全部计算 经指导教师检查审批后做最终定稿 指导教师意见 指导教师意见 该学员积极上进 态度认真 虚心好学 编写论文时充分利用各类参 考文献 将自己所学的理论知识与实际工作经验完好结合 语言组织很好 层次清晰 论文内容阐述顺畅明了 计算准确无误 经审核 可以进行答 辩 精品文档 8欢迎下载 西南石油大学毕业设计 论文 西南石油大学毕业设计 论文 L L Y Y 输输油油管管道道初初步步设设计计 学生姓名 李 悦 学 号 专业班级 指导教师 李传宪 2008 年 4 月 30 日 精品文档 I欢迎下载 摘 要 本管线设计全长 300km 海拔高度在 10 68m 之间 所经地段地势较为 平坦 设计输量 1800 万吨 经过计算 不存在翻越点 本设计全线均采用 从 泵到泵 的密闭输送方式 从而减小了蒸发损耗 并使其各站能充分利 用上站的剩余压头 本设计根据规范中推荐的经济流速来确定管径 选为 711 10 0 管 材选为 Q295 最低屈服强度为 295MPa 经过热力和水力计算 确定了所需的热站和泵站数 考虑到运行管理的 方便 尽量做到了热泵站的合一 热泵站站址的确定综合考虑了沿线的地理 情况和环境保护 职工生活方便情况诸方面的因素 最终确定三个中间站的 位置 2 站 3 站和 4 站分别位于离首站 75km 150km 和 225km 处 本设计进行了首站和中间站的工艺流程设计 设计中遵循在满足各种条 件的情况下 工艺流程尽可能的简单 并且输油工艺尽可能地体现可靠的先 进技术的原则 本管道采用 先炉后泵 的运行方式 其中首站的工艺流程 包括 正输 反输 倒罐 热油循环 清管球的收发等操作 中间站工艺流 程有 正输 反输 压力越站 热力越站 清管球的收发等操作 最后 计算各种费用 进行经济效益分析 包括内部收益率等 确定方 案的可行性 关键词 管道 输量 热泵站 工艺流程 精品文档 II欢迎下载 ABSTRACT The length of the pipeline design is 300 kilometers the elevation height is between 10 68meters the section which pipeline passed is smooth Go through the calculate there was no get over point This design used tight line pumping which called from pump to pump so it can reduce consumptive waste Moreover this method can utilize sufficiently remain pressure head In the design economic pipe diameter is firstly determined by economic velocity At lest 711 10 Q295 pipe is used The transportation capacity and the geography conditions are considered of in order to determine the heating station And including the environmental protection the worker s live conditions and so on Finally the heating station id placed to the first station 0Km And direct heating is used In the condition of meeting all the kinds of those factors the technological processes are used as simply as possible and the advanced technologies are used an usually as possibly In each station oil is first heated and then pumped in heating pump station in the design The process of the origin station is forward transportation reverse transportation heat oil cycling and pigging operation etc The technology process of the following station is forward transportation reverse transportation non pumping operation non heating oil cycling and pigging operation etc The last analysis of the projects economic becefics is 精品文档 III欢迎下载 necessary The IRR is included SO the project is possible Keyword tube type transmit output hot pumpstation technical process 精品文档 1欢迎下载 目 录 第 1 章 前 言 1 第 2 章 工艺设计说明 书 2 2 1 工程概 况 2 2 2 基本参数的选 取 3 2 3 其它参数的选 取 5 2 4 工艺计算说 明 7 2 5 确定加热站数及泵站 数 8 2 6 校核计算说 明 11 2 7 站内工艺流程设 计 12 2 8 主要设备选 取 13 第 3 章 工艺设计计算 书 16 精品文档 2欢迎下载 3 1 经济管 径 16 3 2 热力计算及确定热站 数 17 3 3 水力计算及泵站数确 定 21 3 4 不同输量下的布站方案 24 3 5 各站运行参数 27 3 6 反输计 算 28 3 7 设备选 取 29 结 论 32 致 谢 33 参考文 献 34 精品文档 3欢迎下载 第 1 章 前言 长输管道设计是对油气储运专业本科毕业生综合素质和能力的一次 重要培养与锻炼 也是对其专业知识学习的一次综合考验 本设计主要内 容包括 由经济流速确定经济管径 确定所使用管材 由最小输量确定其 热站数 最大输量确定其泵站数 并计算各个输量下的运行参数等等 最 后还有经济计算 各年的输油费用等等 以及用内部收益率评价其项目可 行性 此设计管材采用700 10 0 Q295 钢管 采用加热密闭式输送流 程 先炉后泵的工艺 充分利用设备 全线输油主泵和给油泵均采用并联 方式 加热炉采用直接加热的方法 设计主要内容包括 确定经济管径 站址确定 调整及工况校核 设备选型 反输计算 站内工艺流程设计和 开炉开泵方案 绘制首站及中间热泵法学到的东西 使自己不但系统了学 习了以前的知识 还有了对管输设计更深刻的理解 由于自己水平有限 虽然已尽力 但难免存在疏漏和错误之处 站的工艺流程图 首站的平面 布置图 泵房安装图 管道的纵断面图 此外还进行了一定量的外文翻译 在本次设计中 我本人自己学到了许多平常课堂没有学到的知识 希望老 师多批评 指正 2 第 2 章 工艺设计说明书 2 1 工程概况 2 1 1 线路基本概况 本设计依据东黄管线实际情况 由工建情况 结合人文地理环境等方 面通过综合分析确定线路走向 管线全长 300km 海拔最低处为 10m 最 高处 68m 整条管线位于平原地区 全线最高点距外输首站约 270 公里 管线设计为密闭输送 能够长期连续稳定运行 输送油品手外界环境恶劣 气候的影响小 无噪音 油气损耗少 且对环境污染小 能耗少 运费较 低 2 1 2 输油站主要工程项目 本管线设计年输量为 1800 万吨 年 综合考虑沿线的地理情况 贯 彻节约占地 保护环境和相关法律法规 本着尽量避免将站址布置在海拔 较高地区和远离城市的人口稀少地区 以方便职工生活 并本着 热泵合 一 的原则 兼顾平原地区的均匀布站方针 采用方案如下 设立热泵站 两座 泵站两座 即首站和三座中间站 均匀布站 本次设计中管道采用可减少蒸发损耗 流程简单 固定资产投资少 可全部利用剩余压力便于最优运行的密闭输送方式 并采用 先炉后泵 的工艺方案 选用直接加热式加热炉 鉴于传统的采用加热盘管对罐内油品进行加热的方法存在种种弊端 本次设计将热油循环工艺也包括在内 即部分油品往热油泵和加热炉后进 罐 而且设有专用泵和专用炉 同时该泵和炉还可分别作为给油泵的备用 泵和来油的加热炉 充分体现了一泵两用 一炉两用的方针 2 1 3 管道设计 本设计中选择的管道为外径 711 壁厚 10 0mm 管材为 Q295 的管道 由于输量较大 且沿线地温较高 故从经济上分析 本管道不采用保温层 精品文档 3欢迎下载 2 2 基本参数的选取 2 2 1 设计依据 吐鄯输油管道初步设计 任务书 中国石油大学储运教研室 输油管道工程设计规范 GB 50253 2003 石油库设计规范 GBJ 74 工程管道安装手册 中国石化出版社 输油管道设计与管理 中国石油大学出版社 其它有关法规及技术文件 2 2 2 设计原则 1 设计中贯彻国家有关政策 积极采用新工艺 新技术 新设备 和新材料 做到技术先进 经济合理 安全使用 确保质量 2 保护环境 降低能耗 节约土地 处理好与铁路 公路 空运 水路间的相互关系 在满足管线设计要求的前提下 充分利 用管线的承压能力以减少不必要的损耗 3 积极采用先进技术 合理吸取国内外新的科技成果 管线线 路选择应根据沿线的气象 水文 地形 地质 地震等自然条件和 交通 电力 水利 工矿企业 城市建设等的现状与发展规划 在 施工便利和运行安全的前提下 通过综合分析和技术比较确定 4 采用地下埋设方式 受自然条件的限制时 局部地段可采用 土堤埋设或地上敷设 5 充分利用地形条件 兼顾热力站 泵站的布置 本着 热泵 合一 的原则 尽量减少土地占用 2 2 3 原始数据 1 最大设计输量为 1800 万吨 年 精品文档 4欢迎下载 生产期生产负荷 各年输量与最大输量的比率 见下表 2 1 表 2 1 生产期生产负荷表 年1234567891011121314 生产负 荷 708090100100100100100100100100908070 2 年最低月平均温度 3 3 管道中心埋深 1 5m 4 土壤导热系数 1 4w m 5 沥青防腐层导热系数 0 15w m 6 原油物性 20 的密度 870kg m 3 初馏点 80 反常点 29 凝固点 25 比热 2 1kJ kg 燃油热值 4 18 10 kJ kg 4 7 粘温关系 见表 2 2 表 2 2 油品温度与粘度数据 温度 2932354045505560 粘度 cp 86 7575 9366 4553 2144 6438 7333 5929 13 8 沿程里程 高程 管道全程 320km 数据见表 2 3 表 2 3 管道纵断面数据 里程 km 04070130165190230250270290300 精品文档 5欢迎下载 高程 km 2830102535283642684535 2 2 4 温度参数的选择 1 出站油温 R T 考虑到原油中不可避免的含水 故加热温度不宜高于 100 以防止 发生沸溢 由于本设计采取先炉后泵的方式 则加热温度不应高于初馏点 以免影响泵的吸入 另外 管道采用沥青防腐绝缘层 其输油温度不能超 过沥青的耐热程度 而且 考虑到管道的热变形等因素 加热温度也不宜 太高 综上考虑 初步确定出站温度 T 60 R 2 进站油温 Z T 加热站进站油温的确定主要取决于经济比较 对于凝点较高的含蜡原 油 由于在凝点附近粘温曲线很陡 故其经济进站温度常略高于凝固点 由于含蜡原油的粘温特性及凝点都会随热处理条件不同而不同 故应考虑 最优热处理条件及经济比较来选择进出站温度 综合考虑 借鉴经验数据 初步设计进站温度 T 30 z 2 平均温度 当管路的流态在紊流光滑区时 可按平均温度下的油流粘度来计算站 间摩阻 计算平均温度可采用下式 2 1 ZRpj TTT 3 2 3 1 式中 平均油温 pj T 加热站的出站 进站温度 R T Z T 2 3 其他参数的选择 2 3 1 工作日 年工作天数 350 天 2 3 2 油品密度 精品文档 6欢迎下载 根据 20 时油品的密度按下式换算成计算温度下的密度 2 2 20 20 t t 式中 分别为温度为 和 20 下的密度 20 tt 温度系数 20 001315 0 825 1 2 3 3 粘温方程 根据粘度和温度的原始参数 用最小二乘法回归得到 2 362 0 0153T 2 3 2 3 4 总传热系数 K 管道传热由 1 管壁 沥青防腐层的热传导 2 管外壁周围土壤的传热 2 6 KD 1 11 1 D i 2 1 i i D D 1 w D 2 1 2 7 2 1 D 2h D 2h 2 2 w t w t w t D 式中 Di Di 1 钢管 沥青防腐层的内径和外径 m i 导热系数 w m Dw 管道最外围的直径 m 1 油流至管内壁的放热系数 w m2 2 管壁至土壤放热系数 w m2 t 土壤导热系数 w m ht 管中心埋深 1 5m 2 3 5 摩阻计算 当管路的流态在紊流光滑区时 可按平均温度下的油流粘度来计算站 间摩阻 精品文档 7欢迎下载 管道设计参数 1 热站 泵站间压头损失 15m 2 热泵站内压头损失 30m 3 进站压力范围一般为 20 80m 4 年输送天数为 350 天 5 首站进站压力 50m 2 3 6 最优管径的选择 在规定输量下 若选用较大的管径 可降低输送压力 减少泵站数 从而减少了泵站的建设费用 降低了输油的动力消耗 但同时也增加了管 路的建设费用 根据目前国内加热输油管道的实际经验 热油管道的经济 流速在 1 5 2 0m s 范围内 经过计算 最终选定为外管径 711 壁厚 10 0mm 2 4 工艺计算说明 2 4 1 概述 对于高含蜡及易凝易粘油品的管道输送 如果直接在环境温度下输送 则油品粘度大 阻力大 管道沿途摩阻损失大 导致了管道压降大 动力 费用高 运行不经济 且在冬季极易凝管 发生事故 所以在油品进入管 道前必须采取降凝降粘措施 目前国内外很多采用加入降凝剂或给油品加 热的办法 使油品温度升高 粘度降低 从而达到输送目的 本管线设计 采用加热的办法 降低油品的粘度 减少摩阻损失 从而减少管道压降 节约动力消耗 但也增加了热能消耗以及加热设备的费用 热油管道不同 于等温输送 它存在摩阻损失和热能损失两种能量损失 而且这两种损失 相互影响 摩阻损失的大小决定了油品的粘度 而粘度大小又取决于输送 温度的高低 管子的散热损失往往占能量损失的主导地位 热油沿管路流 动时 温度不断降低 粘度不断增大 水力坡降也不断变化 计算热油管 精品文档 8欢迎下载 道的摩阻时 必须考虑管路沿线的温降情况及油品的粘温特性 因此设计 管路时 必须先进行热力计算 然后进行水力计算 此外 热油管的摩阻 损失应按一个加热站间距来计算 全线摩阻为各站间摩阻和 2 5 确定加热站及泵站数 2 5 1 热力计算 埋地不保温管线的散热传递过程是由三部分组成的 即油流至管壁的 放热 沥青绝缘层的热传导和管外壁至周围土壤的传热 由于本设计中所 输介质的要求不高 而且管径和输量较大 油流到管壁的温降比较小 故 管壁到油流的散热可以忽略不计 而总传热系数主要取决于管外壁至土壤 的放热系数 值在紊流状态下对传热系数值的影响可忽略 2 1 k 计算中周围介质的温度取最冷月土壤的平均温度 以加权平均温度 0 T 作为油品的物性计算温度 由于设计流量较大 据经验 将进站温度取为 T 30 出站温度取为 T 60 在最小输量下求得加热站数 zR 1 流态判断 2 8 dv Q 4 Re 2 9 7 8 1 7 59 Re d e2 式中 Q 流量 m3 s 运动粘度 d 内径 m e 管内壁绝对粗糙度 m 经计算 3000 Remin Remax Re1 所以各流量下流态均处于水力光滑区 2 加热站数确定 由最小输量进行热力计算确定加热站数 加热站间距 LR的确定 精品文档 9欢迎下载 LR 2 10 a 1 bTT bTT Z R 0 0 式中 b a GC DK Ca Gi T0 管道埋深处年最低月平均地温 取 3 G 原油的质量流量 s C 油品比热 kJ kg i 水力坡降 加热站数 NR R l l 经计算 需要设 2 个加热站 2 5 2 水力计算 最大输量下求泵站数 首先反算出站油温 经过计算 确定出站油温 为 40 由粘温关系得出粘度等数据 为以后计算打好基础 为了便于计算和校核 本设计中将局部摩阻归入一个加热站的站内摩 阻 而忽略了站外管道的局部摩阻损失 1 确定出站油温 不能忽略摩擦热的影响 用迭代法计算最大输量下的出站油温 TR TR T0 b TZ T0 b eal 2 11 i 2 12 m mm d Q 5 2 式中 m 由流态确定 水力光滑区 m 0 25 0 0246 Q 体积流量 m3 s 2 管道沿程摩阻 H总 iL Z hj 2 13 式中 Z 起终点高差 m hj 局部压头损失 m 3 判断有无翻越点 经判断 全程无翻越点 精品文档 10欢迎下载 4 泵的选型及泵站数的确定 因为流量较大 沿线地势较平坦 且从经济角度考虑并联效率高 便于 自动控制优化运行 所以选用串联方式泵 选型并根据设计任务书中的已知条件 20 20 19HSB H 322 6 9824 10 5Q1 75 计算管道承压确定站内泵的个数 管道承压 P D K ls 2 H g P 确定站内泵的个数 n c H H 确定泵站数 Np 2 14 1 mc st hHn hhH 总 经计算 需要设 4 个泵站 2 5 3 站址确定 根据地形的实际情况 本着热泵合一的原则 进行站址的调 整 确定站址 除根据工艺设计要求外 还需按照地形 地址 文化 气象 给水 排水 供电和交通运输等条件 并结合施工 生产 环境保护 以及职工生活等方面综合考虑 当热站数和泵 站数合一后 既要考虑满足最大输量下压能的要求 又要考虑最 小输量下的热能要求 应满足 1 进站油温为 33 2 根据进站油温反算出的出站油温应低于管道允许的最高 出站油温 3 进站压力应满足泵的吸入性能 4 出站压力不超过管线承压能力 最终确定站址如下表 2 4 精品文档 11欢迎下载 表 2 4 布站情况表 站号1234 站类型热泵站泵站热泵站泵站 里程 km 075150225 高程 m 2811 2530 735 2 6 校核计算说明 2 6 1 热力 水力校核 由于对站址的综合考虑 使热站 泵站的站址均有所改变 因此必须 进行热力 水力校核 求得站址改变后的进出站温度 压力 以确保管线 的安全运行 2 6 2 进出站温度校核 不同输量下由进站油温反算出站油温 所得油温符合要求 低于初馏 点等 即可 2 6 3 进出站压力校核 不同输量下 利用反算出的出站油温 得出水力坡降 近而得出进出 站压力 出站压力满足摩阻等要求 进站压力在 30 80m 即可 各站进站压力只要满足泵的吸入性能要求 出站压力均不超过最大承 压 出站温度低于最高出站温度 就可以合格 2 6 4 压力越站校核 当输油主泵不可避免地遇到断电 事故或检修时 或由于夏季地温升 高 沿程散热减小 从而导致沿程摩阻减小 为了节约动力费用 可以进 行中间站的压力越站 以充分利用有效的能量 从纵断面图上判定压力越 站最困难的站 并对其的进出站压力进行确定以满足要求 对于压力越站 精品文档 12欢迎下载 而言 其所具有的困难主要是地形起伏的影响及加热站间距的影响 压力 越站的计算目的是计算出压力越站时需要的最小输量 并根据此输量计算 越站时所需压力 并校核其是否超压 2 6 5 热力越站校核 当输油主泵不可避免地遇到断电 事故或检修时 或由于夏季地温升 高 沿程散热减小 2 6 6 动 静水压力校核 1 动水压力校核 动水压力是指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力 即管道纵断面线与 水力坡降线之间的垂直高度 动水压力的变化不仅取决于地形的变化 而 且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关 从纵断面图上可以看出 动 水压力满足输送要求 2 静水压力校核 静水压力是指油流停止流动后 由地形高差产生的静液柱压力 由纵断面 图可知静水压力也满足输送要求 2 6 6 反输运行参数的确定 当油田来油不足时 由于流量小 温降快导致进站油温过低或者由于 停输等原因 甚至出现凝管现象 需进行反输 由于反输是非正常工况 浪费能量 故要求反输量越小越好 本设计取管线可能的最小输量为反输 输量 由具体计算可知 可以满足反输条件 经过一系列的校核 选择的 站址满足要求 2 7 站内工艺流程的设计 输油站的工艺流程是指油品在站内的流动过程 实际上是由站内管道 器件 阀门所组成的 并与其他输油设备相连的输油系统 该系统决定了 油品在站内可能流动的方向 输油站的性质和所能承担的任务 制定和规划工艺流程要考虑以下的要求 精品文档 13欢迎下载 1 满足输送工艺及生产环节的要求 输油站的主要操作包括 来油与计量 正输 反输 越站输送 包括全越站 压力越站 热 力越站 收发清管器 站内循环或倒罐 停输再启动 2 便于事故处理和维修 3 采用先进技术及设备 提高输油水平 4 流程尽量简单 尽可能少用阀门 管件 力求减少管道及其长 度 充分发挥设备性能 节约投资 减少经营费用 输油站工艺流程 1 首站 接受来油 计量 站内循环或倒罐 正输 向来油处反输 加热 收发清管器等操作 2 中间站 正输 反输 越站 收发清管器 3 末站 接受来油 正输 反输 收发清管器 站内循环 外输 倒罐等操作 流程简介 1 来油计量 来油 计量 阀组 2 站内循环及倒罐 罐 阀组 泵 加热炉 阀组 罐 3 正输 首站 上站来油 阀组 给油泵 加热炉 主输泵 下站 4 反输 下站来油 阀组 给油泵 加热炉 主输泵 上站 5 压力越站 精品文档 14欢迎下载 来油 阀组 加热炉 下站 2 8 主要设备的选择 2 8 1 输油泵的选择 选泵原则 1 为便于维修和管理 尽量选取同系列泵 2 尽量满足防爆 防腐或露天安装使用地要求 3 为保证工作稳定 持续性好 满足密闭输送要求 选用大排量的离 心泵 配用效率高的电动机为原动机 1 输油主泵 选泵原则 满足管线输量要求 使泵在各输量下均在高效区工作 充分利用管线承压能力 减少泵站数 降低工程造价 故所选输油主泵为 20 20 19HSB 2 给油泵 选泵原则 大排量 低扬程 高效率 故所选输油主泵为 SJA6 8P 18 3 反输泵 管道在以下两种情况下需要反输 输量不足 需要正反输交替来活动管道以防止凝管 出现事故工况时进行反输 如末站着火 主要考虑资源利用问题所以选用输油主泵充当 经计算满足要求 2 8 2 加热炉的选择 选炉原则 1 应满足加热站的热负荷要求 炉效高 2 为便于检修 各站宜选用两台以上加热炉 加热站的热负荷由下面的公式计算 Q Gc TR TZ 2 15 式中 Q 加热站的热负荷 kw 精品文档 15欢迎下载 G 油品流量 m3 h c 油品比热 kJ kg 提供的加热炉型号如下 800kw 1000kw 1250kw 1600kw 2000kw 2500kw 3150kw 4000kw 5000k w 2 8 3 首末站罐容的选择 2 16 350 mT V 式中 m 年原油输转量 kg V 所需罐容 m 3 储油温度下原油密度 kg m 3 利用系数 立式固定罐 0 85 浮顶罐 0 9 T 原油储备天数 首站 3 天 末站 4 5 天 2 8 4 阀门 根据规范及各种阀门的用途 站内选用的阀门类型如下 1 油罐上的阀门用手动闸阀 2 泵入口用手动闸阀 3 串联泵出口用闸阀 4 出站处设调节阀阀组 5 为防止泵出口管线超压 泵出口管线上设高压泄压阀 6 热泵站设低压泄压阀 7 清管器收发球筒与站间管线连接用球阀 阀门规格的选用 1 阀门的公称直径应与管线的公称直径相同 2 阀门的公称压力应大于阀门安装处的压力 精品文档 16欢迎下载 第 3 章 工艺设计计算书 3 1 经济管径 d 3 1 v Q 4 式中 d 经济管径 m Q 质量流量 kg s v 经济流速 m s 原油密度 kg m 3 G 1800 10 350 24 3600 595 2 kg s 选定 进站油温 T 30 C 出站油温 T 60 C Z R T 60 2 30 40 C pj 3 1 1 825 0 001315 20 4 1 825 0 001315 870 0 681 pj 20 20 pj T 870 0 681 40 20 856 38kg m 3 Q G 595 2 856 381 0 695m s 3 3 1 1 经济流速 含蜡原油经济流速在 1 5m s 2 0 m s 之间 当 v 1 5m s 时 精品文档 17欢迎下载 d 768mm 1 53 14 0 6954 当 v 2 0m s 时 d 665mm 0 23 14 0 6954 选择管径的范围为 665mm 和 768mm 之间 选管 由国产钢管部分规格初步选定钢管 取 D 711mm 10 0mm d 691mm 其中 管道外径 D 管子壁厚 管道内径 d 反算经济流速 v 1 86 m s 2 4 d Q 2 691 0 14 3 695 04 经济流速在 1 5m s 2 0m s 之间 故所选管径符合要求 3 1 2 选管材 由Q295计算最大承压 3 2 K PD 2 式中 K 计算系数 0 72 焊缝系数 1 0 最低屈服强度 212 4MP 得 P 5 9Mpa D K 2 711 0 104 2120 172 0 2 3 2 热力计算与确定热站数 3 2 1 确定计算用各参数 确定粘温关系见表 3 1 表 3 1 温度 C 293235404550 精品文档 18欢迎下载 粘度 cP 86 7575 9366 4553 2144 6438 73 由最小二乘法 lg 2 362 0 01513T 3 2 2 确定流态 属水力光滑区 计算如下 雷诺数 e D Q4 3 3 1008 20 10062 0 711 0 695 0 4 e R d e2 4 10813 2 0 711 1 02 7 8 1 5 59 e R 5 7 8 4 1 10808 6 10813 2 5 59 e R 3000 1ee RR 因此 属水力光滑区 0 0246 m 0 25 水利坡降 m mm d Q i 5 2 m m0036 0 691 0 1034 72 487 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i 精品文档 19欢迎下载 3 2 3 总传热系数的确定 k 3 3 12 11 1 其中 管外壁至大气放热系数 3 4 2 1 2 2 ln 2 Dw ht Dw ht Dw t 紊流时管内放热系数 对 K 影响很小 可忽略 1 土壤导热系数 1 4w m C t 管中心埋深 h 1 5m t 沥青防腐层一般 6mm 9mm 这里取 6mm 即沥青防腐层 厚度 6mm 导热系数 0 15w m C 计算如下 确定总传热系数 1 88 2 k 1 75w m C 15 0 006 0 88 1 1 1 3 2 4 最小输量下确定热站数 站 间 距 L ln 3 5 R DK Gc bTT bTTr Z 其中 Gc DK a w 5 10439 0 210066 416 711 075 1 a b Dk Ggi minmin 精品文档 20欢迎下载 b 3 76 711 0 14 3 75 1 66 4160036 0 8 9 km 7 185 76 3 330 76 3 360 ln 10439 0 1 5 R L 热站数 n 1 6 R L L 取整 n 2 R L L 平均站间距 L 150km R n L 热力布站及校核 初步在 0km 150km 反算出站油温 R aL ZR ebTTbTT 00 6 5176 3 33076 3 3 15000439 0 eTR 迭代 T 51 6 T 30 则根据得 RzZRpj TTT 3 2 3 1 pj T2 3730 3 2 6 51 3 1 kg m 29 85820 2 3768095 0870 pj 3 Q 0 485 m s 3 793 1 2 370153 0 362 2 lg 09 62cp m s 6 3 1034 72 29 858 1009 62 2 m mm d Q i 5 2 0037 0 691 0 1034 72 485 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i Gc DK a w 精品文档 21欢迎下载 5 10435 0 210066 416 711 0 14 3 75 1 a b Dk Ggi 87 3 711 0 14 3 75 1 0037 0 8 966 416 b L ln R DK Gc bTT bTTr Z km 3 149 87 3 330 87 3 3 5 51 ln 10439 0 1 5 R L 2 3 149 300 R L L n R aL ZR ebTTbTT 00 5 5187 3 33087 3 3 15000439 0 eTR 所以出站温度取 51 6 满足要求 综上 最小输量时取加热站为两个 3 3 水力计算与确定泵站数 3 3 1 迭代算出站油温 由于最小输量下加热站数为两个 从经济角度考虑 最大输量下加热 站数也取两个 假设 b 0 R aL ZR ebTTbTT 00 66 453303 1500037 0 eTR pj T22 3530 3 2 66 45 3 1 kg m 64 8592022 3568095 0 870 pj 3 精品文档 22欢迎下载 Q 0 692 m s 3 822 122 350153 0362 2 lg 37 66cp m s 6 3 1021 77 64 859 1037 66 2 m mm d Q i 5 2 007 0 691 0 1021 77 692 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i b Dk Ggi 6 10 711 014 375 1 007 0 8 9 2 595 b R aL ZR ebTTbTT 00 40 6 10330 6 103 15000307 0 eTR 进站油温 T 30 C 出站油温 T 40 C Z R T 40 2 30 33 3 C pj 3 1 kg m 94 86020 3 3368095 0870 pj 3 Q 0 691 m s 3 852 1 3 330153 0 362 2 lg 12 77cp m s 6 3 1060 82 94 860 1012 77 2 m mm d Q i 5 2 精品文档 23欢迎下载 007 0 691 0 1060 82 691 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i 3 3 2 判断翻越点 270km 和 290km 处可能是翻越点 其中 0km 处高程 28m 270km 处高程 68m 290km 处高程 45m 300km 处高程 35m 从起点到终点所需压头为 H 1 01iL 35 28 2128m Z 3 1030001 1 007 0 从起点到 270km 处所需压头为 H 1 01iL 68 28 1948mZ 3 1027001 1 007 0 从起点到 290km 处所需压头为 H 1 01iL 45 28 2067mZ 3 1029001 1 007 0 经过判断 全线没有翻越点 3 3 3 选泵确定泵站数 沿程总摩阻 Hf 1 01iL h 20 35 28 20 2148Z m 3 1030001 1 007 0 h 为站内摩阻 m 泵站数 n 其中 hc 为站内损失 p hcHc Hf 选泵为 20 20 19HSB H 322 6 9824 10 5Q1 75 H 260 8 总共选三台 其中一台备用 n 3 9 p 15 6 521 2148 精品文档 24欢迎下载 取整 n 4 p 3 3 4 确定站址 初步泵址为 0km 75km 150km 225km 校核如下 最小流量时 首站 进站压力 80 出站压力 80 578 30 628 中间站 进站压力 628 0 0037 1 01 150 30 7 28 64 75 3 10 出站压力 64 75 578 30 612 75 末站 进站压力 612 75 0 0037 1 01 150 35 30 7 47 9 3 10 最大流量时 首站 进站压力 80 m 出站压力 80 521 6 30 571 3 2 站 进站压力 871 3 0 007 1 01 75 11 25 28 57 8 3 10 出站压力 57 8 521 6 15 564 4 3 站 进站压力 564 4 0 007 1 01 75 30 7 11 25 34 7 3 10 出战压力 34 7 521 6 111 30 597 3 4 站 进站压力 597 3 0 007 1 01 75 35 30 7 73 25 3 10 出站压力 73 25 521 6 15 589 末站 进站压力 589 0 007 1 01 75 35 35 59 1 3 10 进出站压力经校核均满足要求 3 4 不同输量下的布站方案 3 4 1 最小输量时布站方案最小输量时布站方案 最小输量时 确定热站数为两个 出站温度 T 51 6 进站温度 R T 30 z 精品文档 25欢迎下载 则根据得 ZRpj TTT 3 2 3 1 pj T2 3730 3 2 6 51 3 1 kg m 29 85820 2 3768095 0870 pj 3 Q 0 485 m s 3 793 1 2 370153 0 362 2 lg 09 62cp m s 6 3 1034 72 29 858 1009 62 2 m mm d Q i 5 2 0037 0 691 0 1034 72 485 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i 沿程总摩阻 Hf 1 01iL h 20 35 28 20 1148Z m 3 1030001 1 0037 0 泵的扬程 H 322 6 9824 10 5Q1 75 两台泵串联 泵站的扬程 H 578 泵站数 n 2 p 15578 1148 综上 最小输量时 布站情况为 两个热站 两个泵站 3 4 2 最大输量时布站方案最大输量时布站方案 最大输量时 m mm d Q i 5 2 0067 0 691 0 1013 62 695 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i Gc DK a w 精品文档 26欢迎下载 5 10307 0 2100 2 595 711 0 14 3 75 1 a b Dk Ggi 0 10 711 0 14 375 1 0067 0 8 9 2 595 b L ln R DK Gc bTT bTTr Z km 2 331 0 10330 0 10360 ln 10307 0 1 5 R L 1 2 331 300 R L L n km 2 331 0 10330 0 10360 ln 10307 0 1 5 R L 由于最小输量时加热站数为两个 从经济环保角度考虑 最大数量时 可调整成两个加热站 下面反算设两个加热站时的出站温度 仍取进站温度 T 30 z 现令 b 0 则 R aL ZR ebTTbTT 00 66 453303 15000307 0 eTR 进站油温 T 30 C 出站油温 T 45 66 C Z R T 45 66 2 30 35 2 C pj 3 1 kg m 64 85920 2 3568095 0870 pj 3 Q 0 692 m s 3 822 1 2 350153 0 362 2 lg 37 66cp 精品文档 27欢迎下载 m s 6 3 1021 77 64 859 1037 66 2 m mm d Q i 5 2 0071 0 691 0 1021 77 692 0 0246 0 75 4 25 0 675 1 i b Dk Ggi 6 10 711 0 14 3 75 1 0071 0 8 9 2 595 b R aL ZR ebTTbTT 00 40 6 10330 6 103 15000307 0 eTR 满足要求 前面已计算出最大输量时的泵站数为四个 综上 最大输量时布站情况为两个热站 四个泵站 按照热泵和一的原则可得各站站址如下表 3 2 里程 km 0150300 高程 m 2830 735 布站情况首站热泵站中间站热泵站末站 里程 km 075150225300 高程 m 2811 2 5 30 73535 布站情况首站热 泵站 2 站 泵站 3 站热 泵站 4 站 泵站 末站 精品文档 28欢迎下载 3 5 各站运行参数 3 5 1 输量最大时计算结果如下表 3 3 表 3 3 里程 km 075150225300 高程 m 2811 2530 73535 进站