某原油管道工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)

某原油管道工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

1 1 1 1ln2 ii i wDK D D D D     22ttww22 h 2 h[ ( ) 1 ]DDtwD  重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 7 式中 Di， Di+1— 钢管、沥青防腐层的内径和外径， m； λ i— 导热系数 ， w/(m C)； Dw— 管道最外围的直径， m； α 1— 油流至管内壁的放热系数， w/（ m2 C)； α 2— 管壁至土壤放热系数， w/（ m2 C)； λ t— 土壤导热系数， w/(m C)； Ht— 管中心埋深，。 摩阻计算 当管路中的原油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。 管道设计参数： (1) 热站、泵站间压头损失 20m； (2) 热泵站内压头损失 40m； (3) 年输送天数为 350 天； (4) 首站进站压力 80m。 最优管径的选择 在一定输量下，如果选用较大的管径，可以降低管道输送压力，减少泵站的数量，从而减少泵站的建设费用，降低输油的动力消耗，但是也增加了管道的建设费用。 根据目前国内加热输油管道的实际例子和经验，热油管道的经济流速在 ～。 经过计算，最终选定为外管径 400mm，壁厚。 摩阻损失 高含蜡及易凝易粘油 品在管道输送的过程中，假如直接在环境温度下进行输送，则油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻损失大，这些都会导致管道压降大，动力耗费高，运行成本高，而且在冬季的时候很容易发生凝管，产生事故，所以在油品进入管道前一定要采取降凝降粘的措施。 目前在国内外大部分都是采用加入降凝剂或者给油品加热的方法，促使油品的温度升高，粘度降低，从而达到输送目的。 这次的管线设计采用加热降粘的办法，降低油品的粘度，减少管道摩阻损失，从而减小管道压降，节约动力消耗，但是同时也增加了热能消耗和加热设备的费用。 热油管道与等温输送不同，在输送中存在摩阻损失和热能损失两种能量损失，而且这两种损失之间相互影响，摩阻损失的大小对油品的粘度有决定性，而粘度大小又取决于输送温度的高低，管道的散热损失往往占去了能量损失的大部分。 热油沿管道线路流动时，温度不断降低，粘度不断增大，水力坡降也随之不断变化。 在对热油管道的摩阻进行计算时，必须要考虑管道沿线的温降情况和油品的粘温特性。 因此在设计管路时，必须先进行热力计算，然后再进行水力计算，此外，热油管的摩阻损失应该按照一个加热站的间距来进行计算。 全线摩阻为各站摩阻的总和。 重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 8 确定加热站及泵站数 热力计算 埋地不保温管道的散热传递过程是由三部分组成的，一是油流至管壁的放热，二是沥青绝缘层的热传导和第三个管外壁至周围土壤的传热，由于在这次设计中所输送的介质的要求不高，并且管径和输量较大，油流到管壁的温降较小，所以管壁到油流的散热忽略不计。 而总传热系数主要取决于管外壁至土壤的放热系数 2 ， 1 值在紊流状态下对传热系数 k 值的影响可忽略。 计算中周围介质的温度 0T 取最冷月土壤的平均温度，以加权平均温度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 Tz =36℃，出站温度取为TR =65℃。 (1) 流态判断 : dvQ4Re 1  2ed 式中 Q— 流量， m3/s ν — 运动粘度 d— 内径， m； e— 管内壁绝对粗糙度， m。 经计算 20xx﹤ 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 加热站间距 L的确定 ln ( )R ZT r T bGcL K D T T b   式中 mingi Gb kD wKDa Gc To— 管道埋深处年最低月平均地温， 取 3℃； G— 原油的质量流量 ， ㎏ /s； 重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 9 C— 油品比热， kJ/（ kg‧ ℃）； i— 水力坡降。 加热站数： R RlN l 经计算，需要设 2个加热站。 水力计算 通过输量求泵站数，首先反算出站油温，经过计算，确定出站油温为 65℃。 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  00RzT T b T T b eal     25mmmQvi d 式中 β、 m— 由流态确定，水力光滑区： m=， β =； Q— 体积流量， m3/s。 (2) 管道沿程摩阻 = jH iL Z h  总 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。 (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 ,选择 DKS450550型输油泵 ,H=550m。 计算管道承压确定站内泵的个数： 管道承压 2 slKP D  重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 10 PH g 确定站内泵的个数 : cHn H 确定泵站数 : +()t slpcmH h hN n H H 总 经计算，需要设 3 个泵站。 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 35℃； (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 ： 表 热泵站站址 里程（ km） 0 335 高程（ m） 布站情况 首站 1热泵站 2泵站 3热泵站 末站 校核计算 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。 进出站温度校核 在规定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。 重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 11 进出站压力校核 在规定输量下，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。 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。 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。 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 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。 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： (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：①来油与计量；②正输；③反输；④越站输送，包括全越站、压力越站、热力越站；⑤收发清管器；⑥站内循环或倒罐。 (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，充分发挥设重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 12 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 — 加热炉 — 给油泵 — 主输泵 — 下站 (4) 反输 下站来油 — 阀组 — 加热炉 — 给油泵 — 主输泵 — 上站 (5) 压力越站 来油 — 阀组 — 加热炉 — 下站 主要设备的选择 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： ① 满足管线输量要求，使泵在各输量下均在高效区工作。 ② 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： DKS450550 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； 重庆科技学院本科生毕业设计 2 工程概况及基本参数 13 (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： ()c R ZQ G T T 式中 Q— 加热站的热负 荷， kw； 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,20xxkw,2500kw,3150kw,4000kw,5000kw。 重庆科技学院本科生毕业设计 3 20钢管工艺设计计算 14 3 20钢管工艺设计计算 经济管径 4Qd v 式中 d。