热油管道工艺设计毕业论文

1、重庆科技学院?管道输送工艺?课程设计学 院： 石油与天然气工程学院 专业班级： 储运 学生姓名： 学 号： 设计地点单位： 石油科技大楼K715 设计题目： 某热油管道工艺设计二期 完成日期： 201 年 1 月2 日 指导教师评语： _本任务书要求:绘制二期工程中站工艺流程图(2#)1张_ _请在百度文库搜索 绘制二期工程中站工艺流程图(2#)1张.vsd_ _ _成绩五级记分制：_ 指导教师签字：_目录1 总论11.1 设计依据11.2 设计原那么12 工程概况22.1 管道设计参数22.2 原油物性32.3 其它参数33工艺计算43.1 采用的输送方式4管道规格4平均温度4油品密度4流量

2、计算5油品粘度5管道内径5管道外径6壁厚6热力计算7雷诺数7总传热系数7原油比热容9加热站布站9水力计算11计算摩阻12选用泵的型号123.4.1 原动机的选型13加热设备选型13站场布置13校核动静压力15判断翻越点15动水压力校核15静水压力校核16最小输量174设计结果18参考文献19 1 总论1.1 设计依据 1国家的相关标准、行业的相关标准、标准； 2相似管道的设计经验； 3设计任务书。 1.2 设计原那么 1严格执行现行国家、行业的有关标准、标准。 2 ) 采用先进、实用、可靠的新工艺、新技术、新设备、新材料，建立新的管理体制，保证工程工程的高水平、高效益，确保管道平安可靠，长期平

3、稳运行。 3节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。站场的布置要与油区内各区块开展紧密结合。 4在保证管线通信可靠的根底上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。提高自控水平，实现主要平安性保护设施远程操作。 5以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。2 工程概况 某油田初期产量油290万吨/年，五年后原油产量到达410万吨/年，方案将原油输送到387km外的炼油厂，需要设计一条输油管道，采用密闭输送方式。设计要求：1确定二期410万吨/年条件下，泵站数及热站数；2二期热站、泵站的位置、翻越点校核；3静水压及动水压校核；4最小输量；5绘制二期工程

4、中间站工艺流程图2#1张。 2.1 管道设计参数表2.1 管道经过地区的地温月 份123456789101112地温3467891518131086表2.2 里程和高程表里程,km070146178220287347387高程，m220270120227160280210250 输送压力7.5 MPa，末站剩余压头70m，局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计，进站温度控制在37，最高输送温度68，最低输送温度35。2.2 原油物性含蜡量，%沥青质，%密度，kg/初馏点，凝固点，粘度，50，.s68 该原油在20时的密度为，50粘度，粘温指数。2.3 其它参数 保温层采用黄夹克，厚度40mm，土壤导热

5、系数1.01 W/()，埋地深度。3工艺计算3.1 采用的输送方式密闭输送也叫“从泵到泵输送，这种输油工艺中，中间输油站不设供暖冲用的旁接油罐，上站来油全部直接进泵。其特点是：整条管道构成一个统一的密闭的水力系统，可充分利用上站余压，节省能量，还可以根本中间站的轻质油蒸发损耗；但对自动化程度和全线集中监控要求较高；存在水击问题，需要全线的水击监测与保护。长距离输油管道的离心泵大都采用“从泵到泵的方式。现代的管线均为密闭输送方式，如我国近些年建成的铁大线、东黄复线等。所以本设计的输送方法为密闭输送方式。管道规格的热油管道年输量为410万吨。G=4.10×106t/a Tpj=13TR+

6、23TZ （3-1）加热站的起点,终点温度 。Tpj=13×68+23×37=47.33 t=20-t-20 （3-2）式中 t 20温度t及20时的油品密度，；温度系数，=1.825-0.00131520=1.825-0.001315×844.81=0.714kg/(m3·)47.33=844.81-0.714×47.33-20=825.30kg/m3 Q=G×8400×3600m3/s （3-3）式中 G年任务质量输量，；Q体积流量，；油品平均温度的密度，此时=47.33；Q=410×109825.30

7、5;8400×3600=0.160m3/s vt=t （3-4）式中 运动粘度； t平均温度，。V47.33=7.5×10-3825.30=9.09×10-6m2/s d=4QV （3-5） 式中 Q体积流量，；V经济流速，。经济流速取值范围是12之间。假设v。d=4×0.1603.14×1.2=0.412mm 外径查标准，根据经济流速算出的管径，选那么377×8和426×8的标准管道。 V=4QD2 （3-6）式中 D管道内径，m；Q体积流量，m3/s；V实际流速，m/s。经济流速的校核： 中选377×8时，V=

8、4QD2=4×0.1603.14×0.3612=1.56m/s中选426×8时，V=4QD2=4×0.1603.14×0.4102=1.21m/s所以选择的两种都符合设计要求。但相比较而言426×8更加符合假定经济流速，应选用426×8规格的钢管。 查标准，选规格为X70的管材，其最小屈服强度为485MPa,故其壁厚：=PDi2-P (3-7)式中 壁厚，m；P设计压力，取倍的最高工作压力；Di管道外径，m； 许用压力，；许用应力：=KS （3-8） 式中 S 最小屈服强度，； K设计系数，根据标准站外管道取； 焊缝系数，根

9、据X70取1=1.1×7.5×0.4262×485×0.72×1-7.5=5.09×10-3m=5.09mm 因为<8，所以满足假设条件。因此确定选择426×8规格的X70钢管。热力计算 Re=4Qdv=4×0.1603.14×0.410×9.09×10-6=54689Re1=57.92ed87=57.92×0.08×10-3÷0.41087=455296由于455296546893000，所以为紊流水力光滑区。因为要选取黄夹克作为保温材料，第一层为

10、低合金钢管，按国标GB/T 1591-1994中，16Mn对应的是Q345，它的热导系数：45.5W/(m·)。第二层保温层的导热系数为W/(m·)。保温材料厚度为3550mm。按要求取厚度40mm。 传热系数：KL=111d+12ilnDidi+12Dw （3-9）总传热系数：KL=K D （3-10)式中 d管内径，m； Di第i层的外径，m； di第i层的内径，m； Dw最外层的管外径，m；D管径，m。假设12，D取外径；假设12，D取算数平均值；假设1<2，D取内径油流至管内壁的放热系数1，在紊流情况下比层流时大得多，通常情况下大都大于100W/(m·

11、;).因此在紊流情况下，1对总传热系数的影响很小，可忽略不计，而在层留情况下就必须计入。管最外层至周围介质的放热系数2：2=2tDwln2htDw+2htDw2-1 （3-11)式中 t土壤导热系数，W/(m·)； ht管中心埋深，m； Dw最外层的管外径，m。 2=2tDwln2htDw+2htDw2-12×1.010.466×ln2×1.7+0.426÷20.466+2×1.7+0.426÷20.4662-1=1.65W/在紊流情况下，1对总传热系数影响很小，可忽略不计。 KL=112×45.5ln426410

12、+12×0.014ln466426+11.64×0.466=0.70W/(m2·) K=KLD=0.703.14×0.426=0.53W/(m2·) 原油和石油产品的比热容通常在2.5KJ/(Kg·)之间15时原油的相对密度为：d415=20-t-201000 （3-12）式中 d41515时原油的相对密度； 温度系数，Kg/(m3·)； 20温度为20时的油品密度，Kg/m3。d415=844.81-0.693×15-201000=0.84828Kg/m3原油的比热容为： c=1d4151.687+3.39

13、15;10-3T （3-13）式中 d41515时原油的相对密度； c比热容，KJ/(Kg·)；T原油温度，。c=1d4151.687+3.39×10-3T=10.84828×1.687+3.39×10-3×47.33=2.01KJ/(Kg·) 质量流量为：G1=Gt （3-14）式中 G1原油质量流量，Kg/s；G原油输量，Kg；t管道全年运行时间，一年工作日为350天。 G1=410×107350×24×3600=135.6Kg/s确定出加热站的出、进口温度，即站间管段的起、终点温度TR和TZ，任务书

14、设计要求进站温度控制在37,出站温度假设为68，可按冬季月平均最低温度及全线的K值估算加热站间距LR：LR=G1CDKlnTR-T0TZ-T0 （3-15）热油管全场387km，加热站数n： n=LLR在进行n的具体计算时，需要进行化整，必要时可适当调节温度。在以上根底上求出每个加热站的热负荷：Q=G1CTR-TZ （3-16）式中 加热炉的效率，%； C原油的比热容，J/(kg.)； G1原油质量流量，kg/s； Q加热站的热负荷，J/s。管道周围的自然温度取冬季最低月平均气温T0=3LR=G1CDKlnTR-T0TZ-T0=135.6×2.01×1033.14×

15、;0.426×0.53ln68-337-3=249.1Kmn=387÷249.1=1.6Q=G1cTR-TZ=135.6×2.01×68-370.8=10562KJ/s由于热站的热负荷过大，为了保证热站不承受过大的负荷，所以取n=2个。那么热站间距为：LR=Ln （3-17）式中 LR加热站数，个； L输油管道总长，m； LR加热站间距，m； LR=3872=193.5Km出站温度为：TR=T0+TZ-T0eKDLGc （3-18）式中 G 原油质量流量，Kg/s； TZ加热站的进站温度，； TR加热站的出站温度，；c比热容，J/(kg.)； L加热站间

16、距，m；K管道总传热系数，W/(m·)；D管道内径，m； T0管道周围的自然温度，。TR=3+37-3e0.53×3.14×0.410×193.5×103135.6×2.01×103=58.2因为68，所以出站温度假设合理。 因为管路流态是在紊流水力光滑区，且加热站起终点流油粘度相差不超过一倍左右，故用平均温度法计算。求温度：Tpj=13×58.2+23×37=44.144.1、50时原油的密度为： 44.1=844.81-0.693×44.1-20=828.11Kg/m350=844.81-0

17、.693×50-20=824.02Kg/m3故平均温度下的运动粘度为：vpj=v0e-ut-t0 （3-19） 式中 vpj温度为平均温度、t0时油品的运动黏度，m2/s； u黏温指数，1/。 vpj=7.5×10-3824.02e-0.03644.1-50=1.13×10-5(m2/s)一个加热站间的摩阻为： hR1=Q2-mvpjmd5-mLR （3-20）总摩阻为： hR=n hR1 （3-21）全线所需总压头为：H= hR+1.2% hR+hm+Z （3-22）式中 hR沿线总摩阻，m； hR1加热站间距的摩阻，m；H全线所需要的总压头，m。Q=G44.1

18、=135.6828.11=0.164m/shR1=0.0246×0.1642-0.25×1.13×10-50.250.4105-0.25×193500=805.7m hR=2×805.7=1611.4mH=1611.4+1.2%×1611.4+70+250-220=1731m选用泵的型号Q=0.164m/s=78m3/h 选用泵型号为DYI85-67×5，其流量为100，扬程为305m,转速为2980r/min，电动机功率为132千瓦，效率为65%。平均温度下的密度为：44.1=844.81-0.693×44.1-

19、20=828.11kg/m3泵所产生的压力为：P=gH （3-23）式中 P泵所能够提供的压力，； 油品的密度，；H泵所提供的扬程，m。P=828.11×9.8×3×305×10-6=7.8MPa 因为输送压力为，流油本身进入泵站前就有一定压力，所以满足输送压力的要求，故所选择的泵符合要求。3.4.1 原动机的选型大流量高扬程DYI85-67×5输油泵，转速为2980r/min，电动机功率为132千瓦，效率为68%。 首站选用换热器，其他加热站选用加热炉，其热负荷为2800kJ/s，效率为80%。站场布置泵站数为： N=HHc-hm （3-24

20、）式中 N泵站数，个；H全线所需的总压头，m； hm泵站站内损失，m(取泵站内压头损失为hm=15m)； Hc泵所提供的扬程，m。得：n=17313×305-15=1.92个 因为要输送的流量不能比系统的小，故向上取整，取n=2个采用平均法布站，其站间距为： LR=Ln （3-25） 式中 LR泵站站间距，m； L管线总长，m。LR=3872=193.5km泵站进口压力控制在4090m范围内。当第一站与首站间距取178km,对应高程为Z=227m，那么其进口压力为： hti=H-1.012iL-Z-hm （3-26）i=Q2-mVmd5-m （3-27）式中 hti泵站进口的剩余压头

21、，m；H泵站所提供的扬程，m；i水力坡降；L两泵站的站间距，m； Z两泵站间的高程差，m； hm泵站内压头损失，m。得：i=0.0246×0.1642-0.25×1.36×10-50.250.4105-0.25=4.36×10-3ht2=915-1.012×4.36×10-3×178000-227-220=123.6m由于其进口剩余压头与70m相差不大，故符合要求。末站与首站的站间距为387km，对应高程为Z=250m，那么剩余压力为：hsh=915+123.6-1.012×4.36×10-3×

22、387-178×103-250-227-15=77.5m 计算得末站剩余压力要求为与设计要求的末站剩余压头70m， 根本满足剩余压头为70m的要求。全线泵站布置完毕。校核动静压力 Hf=iLf+Zf-ZQ>iL+ZZ-ZQ=H 那么有翻越点存在，反之不存在。先假设没有翻越点，那么： H=iL+Z=4.36×10-3×387×103+250-220=1717.32m在70km处，Hf1=iLf+Zf-ZQ=4.36×10-3×70×103+270-220=355.2m 在146km处，Hf2=iLf+Zf-ZQ=4.36

23、×10-3×146×103+120-220=536.56m 在178km处，Hf3=iLf+Zf-ZQ=4.36×10-3×178×103+227-220=783.08m 在220km处，Hf4=iLf+Zf-ZQ=4.36×10-3×220×103+160-220=899.2m 在287km处，Hf5=iLf+Zf-ZQ=4.36×10-3×287×103+280-220=1311.32m 在347km处，Hf6=iLf+Zf-ZQ=4.36×10-3×

24、347×103+120-220=1502.92m以上所得Hf均小于H，故不存在翻越点，泵站布置适宜。 动水压力指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。动水压力的大小不仅取决于地形的起伏变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关。 校核动水压力就是检查管道的剩余压力是否在管道操作压力的允许值范围内。原油及成品油管道的最低动水压力一般为高点压力应高于，最高动水压力在管道强度的允许值范围内。动水压力的校核：Hi=H-ix+Zx-Zl （3-28）P=gH （3-29）式中 Hi高程为i点处的动水压头，m；H泵站输出的压头，m；x泵站距离低点处的距离，m； Zx，Zl低点处、泵站的高程，m

25、；P动水压力，Pa。动水压力为： Hmin=915-4.36×10-3×146×103+120-146=304.44m Pmin=828.11×9.8×304.44×10-6=2.47MPa因为>，所以满足最低动水压高于的要求 Hmax=915-4.36×10-3×70×103+270-220=659.8MPa Pmax=828.11×9.8×659.8×10-6=5.35MPa因为<8，所以满足管道输送的压力要求综上所知：动水压力校核符合要求。 静水压力指油流停

26、止流动后，由于地形高差产生的静夜柱压力。静水压力过高常发生在翻越点以后或某些峡谷地带的管段。 静水压力的校核：P=gH=gZmax （3-30）式中 P静水压力，Pa； Zmax沿线的最大高程差，m。得： P=828.11×9.8×280-120×10-6=1.30MPa<7.5MPa故静水压力校核符合要求。最小输量管道的最小输量：Gmin=KDLclnTRmax-T0TZmin-T0 (3-31)式中 Gmin管道最小输量，kg/s；K总传热系数，W/m·；D管道内径，m；L加热站间距，m；c原油比热容，J/(Kg·)； T0管道周围的

27、自然温度，； TZmin加热站的最低进站温度，； TRmax加热站的最高出站温度，。可得: Gmin=0.53×3.14×0.410×193.5×1032.01×103×ln68-337-3=101.36Kg/s4设计结果管道采用管材为426×8规格的X70钢管；泵站数为2个，每个泵站为3泵串联另备1台同型号的备用泵，泵的型号均为DYI85-67×5，扬程305m，流量为100m3/h，转速为2980r/min，电动机功率为132千瓦，效率为65%。热站数为2个，首站和中间站选用加热炉，其热负荷为2800kJ/s，

28、效率为80%。最小的输出量为Kg/s。为了使设计更加经济适用，把泵站和热战合建，建站地点按照泵站的规划选择，即管输起点建首站，在里程为178km，高程为227m处建设中间站。参考文献1 李征西,徐恩文.油品储运设计手册M.北京：石油工业出版社,1997.2 张其敏，孟江.油气管道输送技术M.北京：中国石化出版社,2021.3 严大凡.输油管道设计与管理M.北京：石油工业出版社,1986.4 姬忠礼，邓志安，赵会军.泵和压缩机M.北京：石油工业出版社,2021.5 GB50253-2003，输油管道工程设计标准S.6 GB50316-2000,工业金属管道设计标准S. ××&

29、#215;× 大 学毕业设计论文页面设置：论文版心大小为155mm×245mm，页边距：上，下，左，右2cm，行间距20磅，装订线位置左，装订线1cm，此处为论文题目，黑体2号字以下各项居中列，黑体小四号年 级: 学 号: 姓 名: 专 业: 指导老师: 填写时间要用中文二零零八年六月院 系 专 业 年 级 姓 名 题 目 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 辩论委员会主任 (签章) 年 月 日 毕 业 设 计 任 务 书班 级 学生姓名 学 号 专 业 发题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日题 目 题目类型：工程设计 技

30、术专题研究 理论研究 软硬件产品开发一、 设计任务及要求 二、 应完成的硬件或软件实验 三、 应交出的设计文件及实物包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等 四、 指导教师提供的设计资料 五、 要求学生搜集的技术资料指出搜集资料的技术领域 六、 设计进度安排第一局部 4 周第二局部 6 周第三局部 2 周 评阅及辩论 1 周 指导教师： 年 月 日系主任审查意见：审 批 人： 年 月 日注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。 ××××大学××××××××学院 20XX

31、年制摘 要正文略关键词：关键词； 关键词； 关键词； 关键词关键词之间分号隔开，并加一个空格Abstract正文略Keywords: keyword; keyword; keyword; keyword目 录摘 要IVAbstractV第1章 绪 论11.1 本论文的背景和意义11.2 本论文的主要方法和研究进展11.3 本论文的主要内容11.4 本论文的结构安排1第2章 各章题序及标题小2号黑体22.1 各节点一级题序及标题小3号黑体22.1.1 各节的二级题序及标题4号黑体22.2 页眉、页脚说明22.3 段落、字体说明22.4 公式、插图和插表说明2结 论5致 谢6参考文献7附 录 1

32、标题8附 录 2 标题9第1章 绪 论1.1 本论文的背景和意义引用文献标示应置于所引内容最末句的右上角，用小五号字体1。当提及的参考文献为文中直接说明时，其序号应该用4号字与正文排齐，如“由文献8，1014可知1.2 本论文的主要方法和研究进展1.3 本论文的主要内容1.4 本论文的结构安排第2章 各章题序及标题小2号黑体2.1 各节点一级题序及标题小3号黑体正文另起一段，数字与标题之间空一格 各节的二级题序及标题4号黑体正文另起一段，数字与标题之间空一格.1 各节的三级题序及标题小4号黑体正文另起一段，数字与标题之间空一格1. 款标题 正文接排。本行缩进2字符，标题与正文空一格(1)项标题 正文接排，本行缩进1字符，标题与正文空一格。(2)项标题 2. 款标题2.2 页眉、页脚说明在版心上边线隔一行加粗线，宽0.8mm约，其上居中打印页眉。页眉内容一律用“西南交通大学本科毕业设计(论文)，字号用小四号黑体。页码置于页眉右端，采用形式为：第M页，具体设置参考模板。 2.3 段落、字体说明每段首行缩进2字符，行距固定值20磅。正文用小4号宋体，西文和数字用小4号Times New Ro