道输送工艺课程设计(2)

重庆科技学院管道输送工艺课程设计 工艺设计说明书

2 工艺设计说明书

2.1 工程概况

2.1.1 线路基本概况

本设计依据某油田实际情况，由工建情况，结合人文地理环境等方面通过综合分析确定线路走向。管线全长350km，管线经过区域地势起伏较大。管线设计为密闭输送，能够长期连续稳定运行，输送油品手外界环境恶劣气候的影响小，无噪音，油气损耗少，且对环境污染小，能耗少，运费较低。

2.1.2 输油站主要工程项目

本管线设计年输量为1500万吨／年，综合考虑沿线的地理情况，贯彻节约占地、保护环境和相关法律法规，本着尽量避免将站址布置在海拔较高地区和远离城市的人口稀少地区，以方便职工生活，并本着“热泵合一”的原则，兼顾地区的布站方针，采用方案如下：设立热泵站四座，即首站和三座中间站，均匀布站。

本次设计中管道采用可减少蒸发损耗，流程简单，固定资产投资少，可全部利用剩余压力便于最优运行的密闭输送方式，并采用“先炉后泵”的工艺方案。选用直接加热式加热炉。

鉴于传统的采用加热盘管对罐内油品进行加热的方法存在种种弊端，本次设计将热油循环工艺也包括在内，而且设有专用泵和专用炉，同时该泵和炉还可分别作为给油泵的备用泵和来油的加热炉，充分体现了一泵两用，一炉两用的方针。

2.1.3 管道设计

本设计中选择的管道为外径φ660，壁厚10.0mm，管材为X70的管道。由于输量

较大，且沿线地温较高，故从经济上分析，本管道不采用保温层。

2.2 基本参数的选取

2.2.1 设计依据

《管道输送工艺课程设计》任务书 中国石油大学储运教研室

《输油管道工程设计规范》 GB 50253—2003 《石油库设计规范》 GBJ 74 《工程管道安装手册》 中国石化出版社 《输油管道设计与管理》 中国石油大学出版社 其它有关法规及技术文件

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2.2.2 设计原则

(1) 设计中贯彻国家有关政策，积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量；

(2) 保护环境，降低能耗，节约土地；处理好与铁路、公路、空运、水路间的相互关系，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； (3) 积极采用先进技术、合理吸取国内外新的科技成果。管线线路选择应根据沿线的气象、水文、地形、地质、地震等自然条件和交通、电力、水利、工矿企业、城市建设等的现状与发展规划，在施工便利和运行安全的前提下，通过综合分析和技术比较确定；

(4) 采用地下埋设方式。受自然条件的限制时，局部地段可采用土堤埋设或地上敷设。

(5) 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。 2.2.3 原始数据

(1) 最大设计输量为1500万吨/年；

生产期生产负荷（各年输量与最大输量的比率）见下表2-1：

年 1 生产负荷（%） 表2-1 生产期生产负荷表

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 60 80 90 100 100 100 100 100 100 100 100 90 80 60 (2) 年最低月平均温度3?C； (3) 管道中心埋深1.8m； (4) 土壤导热系数1.8w/(m?C)；

(5) 沥青防腐层导热系数0.18w/（m?C)； (6) 原油物性

①20℃的密度880kg/m3； ②初馏点80℃； ③反常点20℃； ④凝固点22℃； ⑤比热2.1kJ/(kg?C)； ⑥燃油热值4.1×104kJ/kg。

(7) 粘温关系: 35～43℃ lgμ=2.86924-0.026477137T

43～65℃ lgμ=2.594060-0.02004657T

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(8)行压力9.0MPa，热站和泵站压力损失分别为10m，热泵站为30m，进站压头为80m，末站剩余压头60m。

(9) 沿程里程、高程（管道全程350km）数据见表2-2：

表2-2 管道纵断面数据

里程（km） 高程（m） 30 50 80 40 20 58 50 58 0 46.0 107.9 153.0 203.0 232.9 297.7 350.0

2.2.4 温度参数的选择 (1) 出站油温TR

考虑到原油中不可避免的含水，故加热温度不宜高于100℃，以防止发生沸溢。由于本设计采取先炉后泵的方式，则加热温度不应高于初馏点，以免影响泵的吸入。另外，管道采用沥青防腐绝缘层，其输油温度不能超过沥青的耐热程度。而且，考虑到管道的热变形等因素，加热温度也不宜太高。 综上考虑，初步确定出站温度TR=60℃。 (2) 进站油温TZ

加热站进站油温的确定主要取决于经济比较。对于凝点较高的含蜡原油，由于在凝点附近粘温曲线很陡，故其经济进站温度常略高于凝固点。由于含蜡原油的粘温特性及凝点都会随热处理条件不同而不同，故应考虑最优热处理条件及经济比较来选择进出站温度。

综合考虑，借鉴经验数据，初步设计进站温度Tz=35℃。 (3) 平均温度

当管路的流态在紊流光滑区时，可按平均温度下的油流粘度来计算站间摩阻。计算平均温度可采用下式：

12 Tpj?TR?TZ (2-1)

33 式中:Tpj—平均油温，℃；

TR、TZ—加热站的出站、进站温度，℃。

2.3 其他参数的选择

2.3.1 工作日 年工作天数350天。

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2.3.2 油品密度

根据20℃时油品的密度按下式换算成计算温度下的密度：

(2-2)

?t??20??（t?20） 式中:?t,?20—分别为温度为t ℃和20 ℃下的密度； ζ—温度系数，??1.825?0.001315?20； 2.3.3 粘温方程

㏒μ=2.362-0.0153T

(2-3)

2.3.4 总传热系数K

管道传热由：

(1) 管壁、沥青防腐层的热传导 (2) 管外壁周围土壤的传热

111D(i?1)1???ln? (2-4) KD?D2?D?D 11ii2w ?2?2?t2h2hDw[t?(t)2?1 ]DwDw (2-5)

式中:λi—导热系数，w/(m?C)； λt—土壤导热系数，w/(m?C)；

α1—油流至管内壁的放热系数，w/（m2?C)； α2—管壁至土壤放热系数，w/（m?C)； ht—管中心埋深，1.8m； Dw—管道最外围的直径，m； Dw—管道最外围的直径，m。 2.3.5 摩阻计算

当管路的流态在紊流光滑区时，可按平均温度下的油流粘度来计算站间摩阻。 管道设计参数：

(1) 热站、泵站间压头损失10m； (2) 热泵站内压头损失30m； (3) 年输送天数为350天； (4) 首站进站压力80m。 2.3.6 最优管径的选择

在规定输量下，若选用较大的管径，可降低输送压力，减少泵站数，从而减少了泵站的建设费用，降低了输油的动力消耗，但同时也增加了管路的建设费用。根据目

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前国内加热输油管道的实际经验，热油管道的经济流速在1.5～2.0m/s范围内。经过

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