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_专业班级: _ 油气储运11-01班 _ 学生姓名:学号: _ 设计地点（单位）:_ K802_ _ 设计题目:某热油管道工艺设计（二期）完成日期： 2015 年 1 月 4 日指导教师评语: ______________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ _______ _目录1 总论 (1)1.1 设计依据及原则 (1)1.1.1设计依据 (1)1.1.2 设计原则 (1)1.2 总体技术水平 (1)2 工程概况 (2)3 工艺计算 (4)3.1 采用的输送方式 (4)3.2加热站的数量与布置 (4)3.2.1加热站的数量 (4)3.2.2加热站的平均温度 (6)3.2.3计算摩阻 (6)3.3选用泵的型号 (9)3.4校核动静压力 (11)3.4.1判断翻越点 (11)3.4.2动水压力校核 (12)3.4.3静水压力校核 (13)3.5最小输量 (13)4设计结果 (14)参考文献 (15)1 总论1.1 设计依据及原则1.1.1设计依据①国家的相关标准、行业的有关标准、规范；②相似管道的设计经验；③设计任务书。
1.1.2 设计原则①严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。
②采用先进、实用、可靠的新工艺、新技术、新设备、新材料，建立新的管理体制，保证工程项目的高水平、高效益，确保管道安全可靠，长期平稳运行。
③节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。
站场的布置要与油区内各区块发展紧密结合。
④在保证管线通信可靠的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。
提高自控水平，实现主要安全性保护设施远程操作。
⑤以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。
1.2 总体技术水平采用高压长距离全密闭输送工艺，整体工艺达到国内较为先进的工艺设计水平。
2 工程概况某油田初期产量油420万吨，五年后原油产量达到560万吨，计划将原油输送到620km 外的炼油厂，需要设计一条输油管道，采用密闭输送方式。
设计要求：（1）确定二期（560万吨/年）条件下，泵站数及热站数； （2）二期热站、泵站的位置、翻越点校核； （3）静水压及动水压校核； （4）最小输量；（5）绘制二期工程中间站工艺流程图1张。
目前设计状况：管道管材为X70，规格为7426⨯φ。
总传热系数1.572(W m ·0)C ，比热2000/(C kg =·0)C 。
一期热站数6个，热站间距103.33km ，热负荷为6994kJ ，每个热站包含1个加热炉，型号为4000/2.5/GL Y YQ Q II ---。
油品性质见表2.1。
表2.1某原油性质里程和高程见表2.2。
表2.2里程和高程表管道走向纵断面图，见图1.1。
图1.1 管道走向纵断面图地表资料见表2.3。
表2.3管道经过地区温度输送压力7.5kPa，末站剩余压头80m，局部摩阻为沿程摩阻的1.1%计，20 0C 相对密度0.851，50 0C粘度5.7mPa·s。
粘温指数0.035。
进站温度控制在39 0C。
保温层采用黄夹克，厚度42 mm。
土壤导热系数1.21W/（m·0C），埋地深度1.8 m。
最高输送温度68 0C，最低输送温度34 0C。
3 工艺计算3.1 采用的输送方式密闭输送也叫“从泵到泵”输送，这种输油工艺中，中间输油站不设供暖冲用的旁接油罐，上站来油全部直接进泵。
其特点是：整条管道构成一个统一的密闭的水力系统，可充分利用上站余压，节省能量，还可以基本中间站的轻质油蒸发损耗；但对自动化程度和全线集中监控要求较高；存在水击问题，需要全线的水击监测与保护。
长距离输油管道的离心泵大都采用“从泵到泵”的方式。
3.2加热站的数量与布置3.2.1加热站的数量以设计任务书给定的最大数量作为工艺计算的依据，考虑到管道维修及事故等因素，计算时年输油量应按350天（8400 h ）。
油品的质量流量QG t= （3.1） 式中 G ——质量流量，kg s ；Q ——年输量，3m ；t ——年输油时间，取350天（8400 h ），s 。
当年输量为560万吨时，756010185.19()350243600G kg s ⨯==⨯⨯ 管道周围的自然温度001(2345689109753) 5.92()12T C =+++++++++++=进站温度390C ，假设出站温度680C 。
00ln R R Z T T GcL DK T T π-=- （3.2）式中 R L ——加热站间距，m ；c ——比热容，J /(kg ·0C )；G ——质量流量，kg s ； D ——管道外径，m ；K ——管道总传热系数，W /（m ·0C ）；R T ——加热站的出站温度，0C ； Z T ——加热站的进站温度，0C ；0T ——管道周围的自然温度，0C 。
则3185.192000110()3.1442610 1.57R L km -⨯==⨯⨯⨯ 应布热站数560 5.10()110R L km n L km===个 热站数向下取整，取值5。
此时，加热站间距6201125R L km L km n === 出站温度00()e K DLGcR Z T T T T π=+- （3.3）式中 R T ——加热站的出站温度，0C ；0T ——管道周围的自然温度，0C ； Z T ——加热站的进站温度，0C；K ——管道总传热系数，W /（m ·0C ）；D ——管道外径，m ；L ——管道加热输送的距离，m ；G ——质量流量，kg s ；c ——比热容，J /(kg ·0C )。
331.573.1442610112100185.1920005.92(39 5.92)e68.00()R T C -⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+-=与假设相符。
所以出站温度068R T C =。
每个加热站的热负荷Gc TQ η∆= （3.4）式中 Q ——加热站的热负荷，J s ；G ——质量流量，kg s ；c ——比热容，J /(kg ·0C )；T ∆——加热站进出站原油温度之差，0C ；η——加热站的效率，80%～85%，此处取85%。
185.192000(6839)12636.941()85%Q KJ s ⨯⨯-==由于加热站的热负荷过大，为了保证加热站不承受过大的负荷，所以加热站数修正为6n =（个）。
此时的加热站的间距为6201036R L kmL km n === 则出站温度331.573.1442610103100185.1920005.92(39 5.92)e65.24()R T C -⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+-=3.2.2加热站的平均温度如果在加热站间起终点温度下的油流黏度相差不超过一倍左右，且管路的流态是在紊流光滑区，则可按起终点平均温度下的油流黏度来计算一个加热站间摩阻。
加热站口间油流的平均温度采用平均温度计算法算取。
1233pj R Z T T T =+ （3.5）式中 pj T ——加热站口间油流的平均温度；R T ——加热站的出站温度，0C ；Z T ——加热站的进站温度，0C 。
01265.243947.75()33pj T C =⨯+⨯=3.2.3计算摩阻在进行水力计算时，油品的密度采用管道埋深处土壤年平均温度下的密度。
根据200C 时油品的密度换算成计算温度下的密度。
油品密度20(t 20)t ρρξ=-- （3.6） 式中 t ρ——温度为t 时油品的密度，3kg m ；20ρ——温度为t 及200C 时油品的密度，3kg m ；ξ——温度系数，201.8250.001315ξρ=-，kg /(3m ·0C )。
350853(1.8250.001315853)(5020)831.90()kg m ρ=--⨯-=tt tv μρ=（3.7） 式中 t μ——温度为t 时油品的动力粘度，Pa ·s ；t 当温度是500C 时，355002513.910 1.6710()831.90/v m s μρ--⨯===⨯油品运动粘度0(t t )0u t v v e --=式中 t v ——温度为t 时油品的运动粘度，2m s ；0v ——温度为0t 时油品的运动粘度，2m s ；u ——黏温指数，此处取0.0036，01C 。
当温度是 50 0C 时50(t t )50.0036(47.7550)55021.6710 1.6910()/pj u pj v v m s ee ------==⨯=⨯当温度是47.750C ，3853(1.8250.001315853)(47.7520)833.48()pj kg m ρ=--⨯-= 管路中原油的体积流量GQ ρ=（3.8）式中 Q ——管路中原油的体积流量，3m ；G ——质量流量，kg s ；ρ——油品在平均温度下的相对密度，3kg m 。
3185.190.222()833.48pj G Q m ρ===根据选择管道，内径(42627)=0.412d mm m =-⨯管内油品流速22440.2221.72()3.140.412Q v m s d π⨯===⨯ 经济流速满足在12m s m s ～之间，所以，选择的管道7426⨯φ符合。
判断流态，假设油品处于水力光滑区，雷诺数为4Re Qdv π= （3.9）式中 Q ——管路中原油的体积流量，3m ；d ——管内径，m ；5340.222Re 41200.003.14(42627 1.6910)10--⨯==⨯-⨯⨯⨯⨯18757.9Re 2()e d=（3.10） 式中 e ——管壁的绝对粗糙度，直缝钢管取55.410m -⨯，则1857357.9Re 51239.982 5.410[](42627)10--==⨯⨯-⨯⨯251.5 1.531111Re 80180.7722 5.410()[](42627)10e d --===⨯⨯-⨯⨯ 因为13000Re Re <<，为水力光滑区。