重庆科技学院《管道输送工艺》课程设计报告学院:石油与天然气工程学院专业班级:油气储运专业08学生姓名:马达学号: 2008254745 设计地点（单位）重庆科技学院K栋设计题目：某热油管道工艺设计完成日期： 2010 年 12 月 30 日指导教师评语:___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ______________成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:摘要我国原油大部分都属于高粘高凝固点原油，在原油管道输送过程中一般都采取加热输送，目的是为了使管道中的原油具有流动性同时减少原油输送过程中的摩阻损失。
热油管道输送工艺中同样要求满足供需压力平衡，在起伏路段设计管道输油关键因素是泵机组的选择和布置，要在满足热油管道输送压力平衡的条件下尽量使管道输送能力增大。
热油管道工艺设计中要根据具体输送原油的性质、年输量等参数确定加热参数，结合生产实际，由经济流速确定经济管径，设计压力确定所使用管材，加热参数确定热站数。
然后计算管道水力情况，按照“热泵合一”原则布置泵站位置，选取泵站型号，并校合各泵进出站压力和沿线的压力分布是否满足要求，并按照实际情况调整泵机组组成。
最后计算最小输量，确保热油管道运行过程中流量满足最小流量要求，避免管道低输量运行。
关键词：原油加热输送泵站压力平衡输量目录摘要 (I)1 设计目的及意义 (I)2设计规范 (2)3 设计数据依据 (3)3.1原始数据 (3)3.2 地形地温高程数据 (3)4管道规格选型 (4)4.1 根据年输量确定管道内径 (4)4.2根据最高运行压力确定管道壁厚 (4)4.3 选取管道规格 (5)5 加热输送方式设计 (7)5.1 加热参数设计 (7)5.1.1进站和出站温度确定 (7)5.1.2 加热站间平均温度和原油比热容、密度 (7)5.1.3 加热站数确定 (8)5.2 加热炉选型和布置 (9)6 泵站设计 (10)6.1热油管道内流态判定 (10)6.2 管道水力计算 (10)6.3 计算是否存在翻越点 (12)6.4 泵站数和扬程确定 (12)7 泵机组的选型和位置布置 (13)7.1 根据泵的流量选取离心泵型号 (13)7.2根据转速选取原动机型号 (13)7.3 布置泵站 (13)7.3.1第一座泵站 (13)7.3.2第二座泵站 (14)7.4 离心泵压力校核 (15)8 热油管道输送动静水压力校 (16)8.1 动水压力校核 (16)8.2 静水压力校核 (17)9 该热油管道的最小输量 (18)9.1计算公式 (18)9.2 最小输量计算 (18)10 结论 (19)参考文献 (20)1 设计目的及意义设计目的:该设计的目的在于解决热油管道输送过程中管道规格的选取及泵机组的选取，计算是否存在翻越点，使原油在起伏路段能够连续输送。
同时为了满足管道承压能力和原油输量，校核管道内动静水压力。
泵机组确定后要使各个泵站之间的管路满足水力要求，要求泵站布置的位置能够及时提供给流体压力，及能保证输送要求，还能保护泵机组，防止汽蚀现象发生。
设计意义：设计该热油管道输送工艺能够对课堂学到的知识进行整合，使分散的各类设计知识整合起来运用到实际工程中，锻炼对实际工艺设计的能力，更好的掌握课本上的知识，学以致用。
2设计规范本设计主要根据国家技术监督局和中华人民共和国建设部联合发布的《输油管道工程技术规范》GB50253-94，并参照其他有关设计规范进行的。
设计中应符合以下几条设计原则：（1）输油管道工程设计计算输油量时，年工作天数应按350d计算。
（2）以国家设计规范为主要和基本原则，通过技术比较选择最优化最经济的工艺方案。
（3）充分利用地形条件，兼顾热力站、泵站的布置，本着“热泵合一”的原则，尽量减少土地占用。
（4）设计中以节能降耗为目的，在满足管线设计要求的前提下，充分利用管线的承压能力以减少不必要的损耗。
（5）输油管道系统输送工艺设计应包括水力和热力计算，并进行稳态和瞬态水力分析，提出输油管道在密闭输送中瞬变流动过程的控制方法。
（6）输油管道所采用的钢管、管道附件的材质选择，应根据设计压力、温度和所输液体的物理化学性质等因素，经技术经济比较后确定。
采用的钢管和钢材应具有良好的韧性和可焊性。
（7）应按设计委托书或设计合同规定的输量(年输量、月输量、日输量)作为设计输量。
设计最小输量应符合经济及安全输送条件。
（8）注意生态平衡，三废治理和环境保护。
3 设计数据依据3.1原始数据设计输量为360 万吨/ 年，年最低月平均温度2℃，管道中心埋深1.5m，土壤导热系数1.32w/(m·℃)，原油性质：20℃相对密度0.896，50℃粘度10.5mPa.s，最大运行压力8.0MPa，末站剩余压头40m，局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计，粘温指数0.039，站温度控制在39℃，最高输送温度67℃，最低输送温度36℃。
原油管道的最低动水压应高于0.2MPa，最高动水压应在管道强度的允许范围内。
3.2 地形地温高程数据该油田计划铺设一条220公里、年输量为360万吨的热油管道，管线经过区域地势起伏较大。
地温资料：表3—1 地温数据月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12地2 3 4 5 7 8 9 11 9 7 5 3温℃高程数据如下：表3—2 沿线高程数据里程（km ）0.0 60.0 120.0 150.0 220.0高程（m ）355 405 400 470 4654管道规格选型4.1 根据年输量确定管道内径年输量360万吨，一年按350天计算。
体积流量：36008400106.477⨯⨯⨯=ρG Q=360084009.874103607⨯⨯⨯=0.1361m ³/s 取原油经济流速：v=1.6m/s 输油管道内径： d =πv Q4 =14.36.11361.04⨯⨯=0.329m=329mm4.2根据最高运行压力确定管道壁厚按照我国《输油管道工程设计规范》（GB50253-2003）中规定，输油管道直管段壁厚设计公式为：][2σδpD=其中 δ—壁厚，m][σ—输油管道的许用应力，MPa p —设计压力，MPa D —外径，m取 p =8MPa ，][σ=s K φσ，K=0.72，φ=1.0，s σ=295MPa ，D =d +2δ 得 输油管道壁厚：δ=ppd2][2-σ=822950.172.02329.08⨯-⨯⨯⨯⨯=0.006438m =6.438mm4.3 选取管道规格由上述计算得出，输油管道外径D =329+6.438=335.438mm ，壁厚δ=6.438mm ， 采用无缝碳钢管，材料为合金钢Q345，根据国际无缝钢管规格表4—1，可以选取输油管道规格为φ377⨯7表4—1国标无缝钢管规格表直径 厚度 管重/米 直径厚度 管重/米 159 415.29 820 10199.75 5 18.99 12 239.1 6 22.64 14 278.26 219 4 21.21 920 8 179.92 526.39 9202.19 6 31.52 10 224.41 7 36.6 12 268.7 8 41.63 14 312.79 2735 33.04 10208 199.65 639.51 9 224.38 7 45.9210249.07 8 52.28 12 298.29 325539.46 14 347.31 647.216396.147 54.89 18 444.778 62.541220 10 298.399 70.13 12 357.4710 77.68 14 416.363776 54.89 16 475.057 63.87142012 416.668 72.8 14 485.419 81.67 16 553.9610 90.5162012 475.844266 62.14 14 554.467 72.33 16 632.878 82.46 18 711.19 92.55182012 535.02 10 102.59 14 623.54806 70.13 16 711.797 81.65 18 799.878 93.12 20 887.769 104.53202014 692.55 10 115.9 16 790.75297 90.11 18 888.658 102.78 20 986.49 115.41 22 1083.9510 127.99 2220 16 869.615 加热输送方式设计5.1 加热参数设计5.1.1进站和出站温度确定进站温度给出Z T =39℃，埋深处最低月平均低温0T =2℃考虑到原油中不可避免的含水，加热温度不宜高于100℃，以防止发生沸溢。
由于本设计采取先炉后泵的方式，加热温度不应高于初馏点80℃，以免影响泵的吸入。
管道采用沥青防腐绝缘层，原油的输油温度不能超过沥青的耐热温度。
考虑到管道热变形因素，加热温度不宜过高。
该地区各月的平均低温都比较低，按照最低月平均温度设计出站温度R T =65℃5.1.2 加热站间平均温度和原油比热容、密度加热站间油流的平均温度：Z R Pj T T T 3231+==47.6℃ 原油比热容： c=)1039.3687.1(13154T d -⨯+其中154d =20ρ-ξ（t-20=896-（1.825-0.001315⨯896）*（15-20） =899.2kg/m ³=0.899t/m ³ T =47.6℃ 得=c )6.471039.3687.1(899.013⨯⨯+- =1.97kJ/(kg ℃)热油在平均温度下的密度：6.47ρ=896-（1.825-0.001315⨯896）*（47.6-20）=874.9kg/m ³5.1.3 加热站数确定加热站间间距： 0ln T T T T DK GcL Z R R --=π其中 R L —加热站间距，mG —原油质量流量，kg/sD —管道外径，mR T —出站温度，℃Z T —进站温度，℃K —传热系数，W/（m ﹒℃）c —原油比热容，J/(kg ℃)取 =G 119kg/s ，D =377mm ，R T =65℃ ，Z T =39℃，0T =2℃，K =1.32W/（m ﹒℃），=c 1.97310⨯J/(kg ℃)得加热站间间距： 0ln T T TT DK GcL Z R R --=π =32.1377.014.31097.11193⨯⨯⨯⨯239265ln --=111.9km加热站数：R L L n /==220/111.9=1.96取n=2重算'R L ：'R L =220/2 =110km5.2 加热炉选型和布置由上述计算得出需要设计两座加热站，加热站型号根据设计压力和加热温度要求，选择经济合理的加热炉。