某热油管道工艺设计计算与分析

某热油管道工艺设计计算与分析内容摘要：

2 )]([2    根据以上计算，根据 SY/T50372020 标准 选取标准管道管径有两种方案：方11 案一为Ф 325 ；方案二为Ф 355。 . 热力计算 （方案一） 由式（ 45）知管道中的实际流速为： )/( 22 smdQV   总传热系数 K的确定 [1] 对于有保温层的管路，不能忽略内外径的差异。 此时一般用单位长度的总传热系数 LK 来代替 wiiiLDdDdK 211ln2111 （ 48） 式中 LK —— 单位长度的总传热系数， )/( 2 CmW  ； 1 —— 油流至管内壁的放热系数， )/( 2 CmW  ； 2 —— 管最外层至周围介质的放热系数， )/( 2 CmW  ； i —— 第 i 层（结蜡层、钢管壁、防腐绝缘层等）导热系数， )/( CmW  d —— 管内径， m ； iD —— 第 i 层的外径， m； id —— 第 i 层的内径， m； wD —— 最外层的管外径， m； D —— 管径， m；若 21   ， D 取外径；若 21  ， D取算数平均值 ；若 21  ， D 取内径。 管道最外层至周围介质的放热系数为： 12 ]1)2(2ln [222wtwtwtDhDhD （ 49） 式中 t —— 土壤导热系数， )/( CmW  ； th —— 管中心埋深， m； wD —— 最外层的管外径， m。 由公式（ 49）得： 1()(ln)122ln2222（wtWtwtDhDhD 在紊流情况下， 1 对总传热系数影响很小，可忽略不计 （经查表得保温层黄夹克导热系数为 ）。 由公式（ 48）得： iii dDln21 1  33 112 wD )]/([ 1 CmwK L  管道总传热系数为 [1]： DKKL  （ 410） 式中 K—— 管道总传热系数， )/( CmW  ； LK —— 单位长度的总传热系数， )/( 2 CmW  ； D —— 管道内径， m。 13 由式（ 410）得： )]/([ CmWDKK L   加热站间距的确定 C15 时原油的密度为： 由式（ 42）得： )/()20( 320 mkgtt  ）（ C15 时原油的相对密度为 (4C 水的密度为 1000 3/mkg )： 8 8 0 0 08 8 31 0 0 015154  d 原油的比热容为 [1]： ) 8 (1 3154 Tdc （ 411） 式中 154d —— 原油 15C 时的相对密度； c —— 比热容， )/( CkgkJ  ； T—— 原油温度， C。 由公式（ 411）得： )]/([)( 1 3 CkgkJc   质量流量为 ( 每年按 350 天计算 ) [1]： 36008400 10 7 Gqm (412) 式中 mq —— 原油质量流量， skg/ ； G —— 年输量， t410 ； 由公式（ 514）得： )/( 0 53 6 0 08 4 0 0 103 2 0 7 skgq m  14 加热站间距为 [1]： 00ln TT TTDKGcLzRR   （ 413） 式中 G —— 原油质量流量， skg/ ； K—— 管道总传热系数， )/( CmW  ； D —— 管道内径， m； RT —— 加热站的出站温度， C ； 0T —— 管道周围的自然温度， C ； ZT —— 加热站的进站温度， C ； RL —— 加热站间距， km。 c —— 原油的 比热容， )/( CkgJ  由公式（ 413）得： )( 3 kmL R   加热站数 [1]： RLLn （ 414） 式中 n—— 加热站数，个； L—— 输油管道总长， km； RL —— 加热站间距， km； 由公式（ 414）得： )( 个n 取 2个加热站 则加热站间距为 )(14 0228 0 kmnLLR  每个加热站 热负荷 [1]： 15  TGc△Q （ 415） 式中 Q—— 加热站的热负荷， J/s； △ T —— 加热站的进 、出 站温度 之差 ， C ；  —— 加热炉 的效率； G —— 原油质量流量， skg/ ； c —— 比热容， )/( CkgJ  由公式（ 415）得： )/(8 8 4 9 7 2 )3670( 3 sJQ  计算出站温度 [1] 计算出站温度令 (b = 0),变为苏霍夫公式为： )/(00 )( GcDLKZR eTTTT  （ 416） 式中 G —— 原油质量流量， skg/ ； ZT —— 加热站的进站温度， C ； RT —— 加热站的出站温度， C。 c —— 比热容， )/( CkgJ  L —— 管道加 热输送的距离 ， m； K—— 管道总传热系数， )/( CmW  ； D —— 管道 外 径， m。 0T —— 管道周围的自然温度， C ； 由公式（ 416）得： )(79)639(6 ) （ 则 热站的热负荷较大，超出最高输送温度 ，故需增加热站数，取 n=3 个加16 热站。 则热站间距为： )( 0 kmnLL R  由公式（ 416）得： )(62)639(6 ) （ 由公式（ 415）得 加热站 热负荷为： )/(6 0 5 4 2 2 )3962( 3 sJQ  水力计算 （方案一） 计算输油平均温度下的原油运动粘度 由公式（ 41）得 输送油品 平均温度为： )(4739326231 CT pj  由公式（ 42）得 C47 时原油的密度为： )/(862)2047(6 6 7 347 mkg 粘度的转换 [3]： v （ 417） v—— 运动粘度， sm/2  —— 动力粘度， Pa s  —— 油品密度 ， 3/mkg 则 该设计油品运动粘度由公式（ 417）得： )/ 263 smv （  某一 温度下的运动粘度为 [1]： )(0 0ttupj e  （ 418） 17 式中 0，t —— 温度为 t、 0t 时油品的运动黏度， sm/2 ； u—— 黏温指数， C/1。 则平均温度下的油品运动粘度 由公式（ 418）得： )/( 26)5047( smepj   流态 判断 雷诺数为： dQ4Re （ 419） 781 )2(de （ 420） )2(11Rede （ 421） 式中 R —— 由光滑区向混合摩擦区过渡的临界雷诺数； 2R —— 由混合摩擦区向粗糙区过渡的临界雷诺数；  —— 黏温指数， C/1 ；  —— 输送温度下原油的运动 粘 度， sm/2 ； Q—— 管路中原油的体积流量， sm/3 ； e—— 管壁的绝对粗糙度， m； (螺旋缝钢管 DN250~DN350： e 取 ) d—— 管内径， m 由公式（ 419）得： 6    由公式（ 420）得： 202447) (7831   由以上计算知 1ReRe3000  ,故 其 管道中油品的流态 是处于 紊流 水力光滑18 区， 所以 前面的假设是正确的。 摩阻 计算 [1] 一个加热站间的摩阻为： RmmpjmR LdQh 521  （ 422） 全线所需总压头为： szRR HZhhH  % （ 423） 式中 Rh —— 沿 程 总摩阻， m； 1Rh —— 加热站间距的摩阻， m； H—— 任务流量下 所需要的总压头， m。 d—— 管内径， m。