工学]管道输送工艺课程设计报告

工学]管道输送工艺课程设计报告内容摘要：

/( 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 [1]为： 管道输送工艺课程设计 12 ]1)2(2ln [222wtwtwtDhDhD （ 48） 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。 管道总传热系数为： LKK D （ 49） 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 外 径， m。 下面以采油一厂到油流汇合点管段总传热系数计算为例： 采油一厂到油流汇合点管段： 由公式（ 48）得： 2222222l n 12 2 2 ) l n 1 ) ) / ( )tttwWwhhDDDW m C    （（ （ 假设油品流态为紊流区 ： 在紊流情况下， 1 对总传热系数影响很小，可忽略不计。 由公式 （ 47） 得： 12211 1 1ln211 21 9. 1 1 25 4. 1 1l n l n2 3. 14 48 21 2. 9 2 3. 14 0. 04 21 9. 1 2. 8 3. 14 0. 21 91 0 .0 35 )0. 96 / ( )Lii i wKDd d DW m C             （ 由公式（ 49）得： 管道输送工艺课程设计 13 0 . 9 6 1 . 2 / ( )3 . 1 4 0 . 2 1 9 1 0 . 0 3 5 )LKK W m CD   （ 由以上算法可分别得出： 采油二厂到油流汇合点管段： / ( )K W m C 采油三厂到油流汇合点管段： / ( )K W m C 油流汇合点到炼油厂管段： / ( )K W m C 比热容的确定 原油的比热容为： 31541 (1 .6 8 7 3 .3 9 1 0 )cTd    （ 410） 式中 154d —— 15C 时原油的相对密度； c —— 比热容， )/( CkgkJ  ； T —— 原油温度， C。 原油和石油产品的比热容通常在 ~ / ( )kJ kg C之间，本次设计计算取原油比热容为 / ( )kJ kg C。 加热站 布置 热油管道 原油的最高加热温度不应超过其初馏点；对重油，考虑其含水多，其最高加热温度不超过 100℃。 输油生产中，进站温度 ZT 一般控制在所输油品 凝点 以上 3～ 5℃。 本次设计管道允许最高、最低输油温度分别为 60℃和 35℃，并维持进站油温 35ZTC 不变。 由 设计资料，可得管道埋深处平均地温： 0 3 4 4 . 5 5 6 . 5 8 9 1 1 1 0 8 6 . 5 6 . 5 6 . 7 5 ( )12           加热站间距为： 00ln TT TTDKGcLzRR   （ 411） 式中 G —— 原油质量流量， skg/ ； K —— 油流至周围介质的 总传热系数， )/( CmW  ； D —— 管道 外 径， m ； RT —— 加热站的出站温度， C ； 0T —— 管道周围的自然温度， C ； 管道输送工艺课程设计 14 ZT —— 加热站的进站温度， C ； RL —— 加热站间距， m ； c —— 原油的 比热容， /( )J kg C。 加热站数： RLLn （ 412） 式中 n—— 加热站数，个； L—— 输油管道总长， km； RL —— 加热站间距， km。 每个加 热站热负荷：  TGc△Q （ 413） 式中 Q —— 加热站的热负荷， W ； T△ —— 加热站的进 、出 站温度 之差 ， C ；  —— 加热炉 的效率； 热效率取 80%。 G —— 原油质量流量， skg/ ； c —— 比热容， )/( CkgJ  采油一厂到油流汇合点管段： 加热站间距 由公式（ 411）得 ： 731 2 1 1 0 2 . 1 1 0 6 0 6 . 7 5l n 8 7 ( ) 8 1 . 3 6 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 3 . 1 4 0 . 2 1 9 1 0 . 0 3 5 ) 1 . 2 3 5 6 . 7 5RL k m k m          （ 热负荷 由公式（ 413）得 ： 731 2 1 1 0 2 . 1 1 0 ( 6 0 3 5 )Q = 2 6 2 5 . 8 6 8 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 8 0 % KW      同理：可计算出： 采油二厂到油流汇合点管段： 加热站间距： 731 5 6 1 0 2 . 1 1 0 6 0 6 . 7 5l n 8 3 ( ) 8 0 . 7 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 3 . 1 4 0 . 2 7 3 1 0 . 0 3 5 ) 1 . 1 6 3 5 6 . 7 5RL k m k m          （ 热负荷由公式（ 413）得： 731 5 6 1 0 2 . 1 1 0 ( 6 0 3 5 )Q = 3 3 8 5 . 4 1 7 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 8 0 % KW      采油三厂到油流汇合点管段： 管道输送工艺课程设计 15 加热站间距： 731 0 7 1 0 2 . 1 1 0 6 0 6 . 7 5l n 1 2 1 ( ) 5 5 . 8 9 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 3 . 1 4 0 . 2 1 9 1 0 . 0 3 5 ) 1 . 2 3 5 6 . 7 5RL k m k m          （ 热负荷由公式（ 413）得： 731 0 7 1 0 2 . 1 1 0 ( 6 0 3 5 )Q = 2 3 2 2 . 0 4 9 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 8 0 % KW      以上三个管段，加热间距都大于管道实际长度，所以无需在管线上设 置加热站，只在采油一厂、二厂、三厂分别设置一个加热站就能保证原油 顺利输送 到油流汇合处。 油流汇合点到炼油厂的干线管段（ ）： 加热站间距： 733 8 4 1 0 2 . 1 1 0 6 0 6 . 7 5l n 9 7 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 3 . 1 4 0 . 4 0 6 4 0 . 0 3 5 ) 1 . 0 2 3 5 6 . 7 5RL k m        （ 加热站数 ： 3 4 8 .6 4 3 .6 ( )97n  个 取 4个加热站 则加热站间距为 ： 3 4 8 .6 4 8 7 .1 6 ( )4R LL kmn   由公式（ 413）得： 733 8 4 1 0 2 . 1 1 0 ( 6 0 3 5 ) 8 3 3 3 . 3 3 3 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 0 . 8Q K W     出站温度计算 : GCDLKZR eTTTT )( 00  （ 414） 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， /( )J kg C ； L —— 加热站间距， 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。 管道输送工艺课程设计 16 3731 . 0 2 3 . 1 4 0 . 4 4 1 4 8 7 . 1 6 1 0 8 4 0 0 3 6 0 03 8 4 1 0 2 . 1 1 06 . 7 5 ( 3 5 6 . 7 5 ) 7 5 . 7 1RTe            ℃60℃ 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=5 个加热站。 则热站间距为： 3 4 8 .6 4 6 9 .7 3 ( )5R LL kmn   由公式 （ 414） 得： 3731 . 0 2 3 . 1 4 0 . 4 4 1 4 6 9 . 7 3 1 0 8 4 0 0 3 6 0 03 8 4 1 0 2 . 1 1 06 . 7 5 ( 3 5 6 . 7 5 ) 6 4 . 4RTe            ℃60℃ 热负荷依然过大，应选择 6 个加热站，则 热站间距为： 3 4 8 .6 4 5 8 .1 1 ( )6R LL kmn   由公式 （ 414） 得： 3731 . 0 2 3 . 1 4 0 . 4 4 1 4 5 8 . 1 1 1 0 8 4 0 0 3 6 0 03 8 4 1 0 2 . 1 1 06 . 7 5 ( 3 5 6 . 7 5 ) 5 8RTe            ℃60℃ ，满足设计要求。 每个加热站热负荷 为 ： 733 8 4 1 0 2 . 1 1 0 ( 5 8 3 5 ) 7 6 6 6 . 6 6 7 ( )8 4 0 0 3 6 0 0 0 . 8Q K W     因此，油流汇合点到炼油厂的干线管段（ ）应布置六个加热站，站间距为 ，出站温度为 58RT  ℃ ，进站温度为 35ZT  ℃。 水力计算 输油平均温度下的原油运动粘度 输送 油品平均温度 ： ZRpj TTT 3231  （ 415） 式中 pjT —— 油品 平均温度， C ； ZRTT, —— 加热站的起点、终点温度， C。 则由公式 （ 415） 得： 125 8 3 5 4 3 ( )33pjTC     粘度转换： 管道输送工艺课程设计 17 v （ 416） v —— 运动粘度， sm/2 ；  —— 动力粘度， Pa s；  —— 油品密度， 3/mkg。 由公式（ 416）得： 50℃时， 采油一厂原油运动粘度： 3 621 1 . 1 1 0 1 3 . 0 1 5 1 0 / )8 5 2 . 8 1v m s    （ 50℃时， 采油二厂原油运动粘度： 3 621 2 . 1 1 0 1 4 . 1 3 8 1 0 / )8 5 5 . 8 1v m s    （ 50℃时， 采油三厂 原油运动粘度： 3 621 0 . 6 1 0 1 2 . 5 1 7 1 0 / )8 4 6 . 8 1v m s    （ 混油粘度计算： 6 6 611l g l g ( 1 0 0 . 8 9 ) l g l g ( 1 0 0 . 8 9 ) l g l g ( 1 0 0 . 8 9 )22ABv v v     （ 417） 式中 Av ——。