油管道工艺设计.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date油管道工艺设计油管道工艺设计目 录1 总 则11.1 设计依据及原则11.1.1 设计依据11.1.2 设计原则12 工程概况23 工艺计算33.1 输量换算33.2 管径规格选择33.2.1 选择管径和壁厚33.2.2管道外径43.3 热力计算43.3.1 计算K值43.3.2 计算热站间距53.4加热站的布置计算73.4.1加热站数的确定73.4.2 计算出站温度
2、与热负荷73.4.3加热炉的选型83.5 水力计算83.5.1 计算输油平均温度下的原油运动粘度83.5.2 判断流态93.5.3 计算摩阻93.6 泵站布置计算103.6.1泵站数的确定103.6.2 泵及原动机的选型103.6.3 泵站布置114 管道参数校核124.1 计算可能出现的翻越点124.2 动水压力校核124.3 静水压力校核135 最小输量146 设计结果15参考文献16-1 总 则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。
3、(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。2 工程概况某油田计划铺设一条439公里、年输量为180万吨的热油管道,管线经过区域地势起伏较大(里程和高程见表)。设计要求:1)采用的输送方式;2)管道规格
4、;3)加热炉类型及功率;4) 泵机组的型号,包括泵运行的方式、原动机的种类和型号;5)泵站、热站位置;6)校核动静水压;7)计算最小输量地温资料:月份123456789101112地温3456789119864高程数据如下:里程(km )0.040.080.0130.0180.0220高程(m )220280220200215235最大运行压力7.0MPa,末站剩余压头80m,局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计,20相对密度0.858,50粘度7.34mPa.s。粘温指数0.039。进站温度控制在38。土壤导热系数1.0W/(m),埋地深度1.8m。最高输送温度60,最低输送温度34。 3 工艺计
5、算3.1 输量换算 (3-1)式中Q体积流量,m3/s或m3/h;G年输量,kg;油品在20时的相对密度,kg/ m3当年输量为180万吨时: m3/s3.2 管径规格选择3.2.1 选择管径和壁厚根据设计要求,取经济流速为v=1.8m/s,则1 (3-2)式中 D管道直径,m;体积流量,m3/s;v经济流速,m3/s。由公式(3-2)得: (3-3)P-管线设计的工作压力,MpaD-管线内径,mm-焊缝系数:无缝钢管=1 直缝管和螺旋焊缝钢管=1螺旋埋弧焊钢管=0.9-刚性屈服极限,Mpa(查表4-1)2 F-设计系数(查表2)2表1屈服极限取值表钢管材质优质碳素钢碳素钢A3F低合金钢16M
6、nAPIS-SL1020X52X60X65X70,Mpa205245235353358413448482表2设计系数取值表工作环境管线野外地区居住区,油气田站内部、穿跨越铁路公路小河渠(常年枯水面宽20m)输油管线0.720.60输气管线0.600.50C-腐蚀余量,根据所输介质腐蚀性大小取值,当所输油、气中不含腐蚀性物质时C=0,当所输油、气中含腐蚀性物质时C=0.51.0mm 3.2.2管道外径 (3-4)d-管道内径,mm;-管道壁厚,mm。根据资料,选择公称直径为250,外径为273mm,壁厚为6mm。3.3 热力计算3.3.1 计算K值传热系数3 (3-6) 总传热系数 (3-7)d
7、-管内径,m;-第i层的外径,m;-第i层的内径,m;-最外层的管外径,m;D-管径,m。若,D取外径;若,D取算数平均值;若,D取内径油流至管内壁的放热系数,在紊流情况下比层流时大得多,通常情况下大都大于.因此在紊流情况下,对总传热系数的影响很小,可忽略不计,而在层留情况下就必须计入。管最外层至周围介质的放热系数-土壤导热系数,;-管中心埋深,m;-最外层的管外径,m。 查规范可知,第一层钢管壁的导热系数为45.5W/(m),第二层保温层的导热系数为0.04W/(m)。W/(m) W/(m)3.3.2 计算热站间距管道埋深处平均地温:20时原油的相对密度为: (3-8)原油的比热容为: (3
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