石油大学毕业论文成品油顺序输送管道设计(编辑修改稿)

石油大学毕业论文成品油顺序输送管道设计(编辑修改稿)内容摘要：

超过某一临界值 crP 时，埋地管道将丧失轴向稳定性，管道将产生波浪形弯曲，发生拱出地面而造成破坏事故。 因此，必须对管道的轴向稳定性进行验算。 直管段的失稳临界力： 2cr OP K DEI （ 210） 式中 crP —— 失稳临界力， N ； 0K —— 土壤压缩抗力系数； D—— 管道外径， m ； E—— 管道的弹性模量， 9210 10E Pa ； I—— 管道横截面的惯性矩， 4m。 当 crPP 时，稳定性满足要求。 （ 4）计算任务流量下的水力坡降25mmmhQi Ld ，并判断翻越点，确定管道计算长度。 （ 5）计算全线需要的总压头、确定各方案的泵站数并化整。 根据任务输量，在泵站工作特性曲线上可以得到每个泵站所能提供的扬程为 cH。 管路全线消耗的压力能为 j SZH iL Z H    （ 211） 7 全线 N 个泵站提供的总扬程必然与消耗的总能量平衡，于是有  c m j S ZN H h iL Z H     （ 212） 泵站数 cmHN Hh  （ 213） 式中 cH —— 任务输量下泵站的扬程， m 液柱； mh —— 泵站站内损失， m 液柱； H —— 任务数量下管道所需总压头， m 液柱； SZH —— 末站剩余压力， m 液柱； jL —— 管道计算长度， m ，考虑到局部摩阻取为管道实际长度的 倍。 显然计算出的 N 不一定是正数，只能取之相近的整数作为该方案 需建的泵站数。 （ 6）根据技术经济指标计算各方案的基建投资及输油成本费用。 主要包括基本建设投资指标和输油成本指标两大类。 这些指标都是多年管道建设积累的资料，根据国家有关政策规定编制而成的。 技术经济指标用于工艺方案的经济性比较。 管道基本建设指标包括线路部分、泵站部分和配套工程三部分。 输油成本主要包括大修理、材料、动力、燃料、工资、职工福利、损耗及其他费用。 （ 7）综合比较各方案的经济行指标，并考虑管道的可能发展情况，选出最佳方案； （ 8）按最优方案的参数（管径、泵机组型号及组合、泵站数等），计算求解工作点 参数； （ 9）按水力坡降和工作点的压头在纵断面图上布置泵站，确定泵站的位置； （ 10）根据所求得的最经济管道参数，对顺序输送管道进行工艺计算。 ① 计算一年中每种油品的输送天数 350pp QD  （ 214） ② 计算最优循环次数 0 .5()ZZ P C MB J E GA J E G V OPN （ 215） 式中 ZJ —— 单位有效容积储罐的建设费用； E —— 石油工业规定的投资年回收系数； G —— 单位有效容积储罐的经营费用； A —— 每次循环混油的贬值损失； PCMV —— 一个循环中的混油体积。 ③ 根据最优循环次数确定全线首、末站所需建的最优储罐总容量 8 OP opBV N （ 216） 式中 OPN —— 最优循环次数。 ④ 确定最优循环周期 OPDT N （ 217） 式中 OPN —— 最优循环次数； D—— 输油管每年的工作时间，本设计取 350 天。 ⑤ 循环周期内各种油品的输送时间 PpOPDt N （ 218） 式中 PD —— 每年输送第 p种油品的时间； OPN —— 最优循环次数。 ⑥ 确定混油切割方案以及计算混油亏损。 9 对所给数据进行初步处理 所输油品 20oC 的平均密度  ＝1iiin （ 31）  ＝1iiin＝ 20% 30% 50%     ＝ （ 3t/m ） 根据 20oC 时 油品密度按下式换算成计算温度下的密度 20 ( 20)t t     （ 32） 式中 t 、 20 —— 温度为 otC及 20oC 时的油品密度， 3/kgm ；  —— 温度系数， 201 .8 2 5 0 .0 0 1 3 1 5 ， 3/( )okg m C。 温度 年平均 温度： ；年最高温度： ；年最低温度： 根据公式（ 32）计算出的年平均温度下的油品平均密度： 201 .8 2 5 0 .0 0 1 3 1 5 1. 82 5 0. 00 13 15 84 2. 7  ＝ 20 ( 2 0 )o C t    84 2. 7 0. 71 68 5 (12 .8 20 )   ＝ 3/kgm 线路纵断面图 在直角坐标系中表示管道长度与沿线高程变化的图形成为管道纵断面图。 其横坐标表示管道的实际长度，常用的比例为 1 : 1 0 0 0 0 ~ 1 : 1 0 0 0 0 0。 纵坐标为线路的海拔高程，常用的比例为 1: 500 ~ 1:1000。 实地测量所得的纵断面是作泵站布置和管道施工图的重要依据，必须注意，纵断面图上的起伏情况与管道的实际地形并不相同。 图上的曲折线不是管道的实长，水平线才是实长。 表 31 线路纵断面资料 桩号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 里程（ Km） 0 27 38 61 94 136 165 187 212 高程（ m） 10 续表 31 桩号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 里程（ Km） 234 251 265 287 302 313 345 374 398 高程（ m） 桩号 19 20 21 22 23 24 25 里程（ Km） 426 459 482 511 529 543 580 高程（ m） 根据上面的数据绘制的线路纵断面图 里程高程图00 100 200 300 400 500 600 700里程，k m高程，km图31 线路纵断面图 流量换算 设计任务书中给定的任务输量为每年若干万吨，工艺计算中需用体积流量，故应按计中需用体积流量，故应按计算温度下油品的 密度及年输油时间进行换算。 考虑到管道维修及事故等因素，设计时年输油时间按 350d （ 8400h ）计算。 312. 890 00 00 0 10 00 /35 0 24 60 6084 7. 9 /omvCk g sk g m   ＝ / ms＝ /ms 有关粘度的数据处理 油品运动粘度可按下式计算： 0()0 u t tt e （ 33） 式中 t 、 0 —— 温度为 t 、 0t 时油品的运动粘度， 2/ms； u —— 粘温指数， 1/oC。 由 0()0 u t tt e 得： 001 ln( )tu tt  （ 34） 11 表 3－ 2 所输油品粘度 粘度（ 6210 /ms ） 0 20 夏用柴油 车用汽油 航空煤油 结合表中所给数据，由公式（ 34）可算出： 柴油：001 ln( )tu tt  1 5ln( )0 20  ＝ 汽油：001 ln( )tu tt  1 8ln( )0 20 3 ＝ 煤油：001 ln( )tu tt  1 8ln( )0 20 6 ＝ 所以由公式（ 33）可算出： 0() 6 0 . 0 3 7 5 3 . 703 . 7 1 2 .6 1 0o u t tC ee      柴 ， ＝ 10 ( / )ms 0() 6 0 . 0 3 7 5 1 2 . 8 6 301 2 . 8 1 2 .6 1 0 7 .7 9 1 0 ( / )o u t tC e e m s         柴 ， 0() 6 0 . 0 3 7 5 2 2 . 40 1 2 .6 1 0o u t tC ee      柴 ， ＝ 4 10 ( / )ms 0() 6 0 . 0 3 4 7 3 . 7 6 303 . 7 2 .5 6 1 0 2 .2 5 1 0 ( / )o u t tC e e m s         煤 ， 0() 6 0 . 0 3 4 7 1 2 . 8 6 301 2 . 8 2 .5 6 1 0 1 .6 4 1 0 ( / )o u t tC e e m s         煤 ， 0() 6 0 . 0 3 4 7 2 2 . 40 2 .5 6 1 0o u t tC ee      煤 ， ＝ 8 10 ( / )ms 0() 6 0 . 0 0 8 8 3 . 7 6 303 . 7 0 .9 3 1 0 0 .9 1 0 ( / )o u t tC e e m s         汽 ， 0() 6 0 . 0 0 8 8 1 2 . 8 6 301 2 . 8 0 .9 3 1 0 0 .8 3 1 0 ( / )o u t tC e e m s         汽 ， 0() 6 0 . 0 0 8 8 2 2 . 40 0 .9 3 1 0o u t tC ee      汽 ， ＝ 6 10 ( / )ms 有关混油浓度的参数 （分别将汽油、煤油、柴油编号为 A、 B、 C）： () PBK ＝ ％ () PCK ＝ ％ () 3B PAK ＝ ％ ()B PCK ＝ 1％ ()C PAK ＝ 1％ ()C PBK ＝ 1％ 12 设计计算的基本步骤 初定管径和压力 选择管径 根据油品性质并查阅相关资料，本设计初定油品经济流速为 ，初算时暂时忽略压力对密度的影响 由体积流量 Q=Av= 24d v，可得： 4 4 0 .3 5 1 0 .5 4 6 ( )1 .5Qdmv ＝ ＝ 546mm 根据管径的初算值，来选择一系列可能的管径：（可选  50  52  55  6 660 的管径） 初选各管径下的输送压力 参考前苏联干线输油管道工艺设计规范（ BHTN286）中，不同直径管道的工作压力及经济输量范围。 表 33 不同直径输油管的工作压力和输量 原油管 成品油管 外 径， mm 工作压力 kg/cm2 年输量， 106t 外径， mm 工作压力 kg/cm2 年输量， 106t 530 54～ 65 6～ 8 219 90～ 100 0． 7～ 0． 9 630 52～ 62 10～ 12 273 75～ 85 1． 3～ 1． 6 720 50～ 60 14～ 18 325 67～ 75 1． 8～ 2． 2 820 48～ 53 22～ 26 377 55～ 65 2． 5～ 3． 2 920 46～ 56 32～ 36 426 55～ 65 3． 5～ 4． 8 1020 46～ 56 42～ 50 530 55～ 65 6． 5～ 8． 5 1220 44～ 55 70～ 78 可初步制定如下的压力、管径搭配：  508（ MPa、 MPa）  529（ MPa、 MPa）  559（ MPa、 MPa）  610（ MPa、 MPa）  660（ MPa、 MPa） 13 选择泵机组型号及组合方式 选择工作泵的台数以及组合方式的原则 泵站应有备用输油泵。 备用泵台数按照泵与原动机的可靠性与维修条件而定。 选泵时，通常是先从泵制造厂提供的泵型普与特性曲线上，挑选出与确定的额定排量及扬程相符的泵型。