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输油管道课程设计
输油管道设计与管理
第三次作业
在热油管路输送过程中,在其他条件不变的情况下,随着输量的增加,沿程摩阻也随之增加吗?为什么?
答:会增加。由下面图表数据证明。
输量(kg/m) 1250 2500 3600 5000 7000 10000 12000 Hm (m液柱) 40 45 50 55 60 80 100
在热油管路的设计过程中,为什么要先进行热力计算,后进行水力计算?I
答:先计算热力计算,只有知道了热油管道的温降情况,才可以查表得出相应的粘温关系,进而计算摩阻损失。
3.拟建一条长690公里,年输量为600万吨的高粘原油管线。已知原始资料
(1)油品性质:
凝固点29℃,初馏点75℃,比重δ204=0.8575,粘温特性:
温度℃ 60 55 50 45 40 动力粘度(厘泊) 13.6 15.8 18.8 22.6 30.2 运动粘度(厘沱) 16.4 19.0 22.5 26.9 35.8 37℃以上为牛顿流体。
管路埋深1.5米处的月平均地温,
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 地温℃ 6.3 5 5.9 10.3 14.9 17.4 19.8 21.1 20.8 18.3 13.5 8.6 全线线路高程。
桩号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 里程km 0 19 124 190 290 335 438 484 554 635 690 高程m 517 608 745 596 407 513 536 35 33 17 17
(2)管径选用D508,管材选用L360螺旋焊缝钢管,导热系数取λg=48W/(m.k)。
(3)采用沥青玻璃布作防腐绝缘层,厚度为6mm,导热系数取λf=0.15W/(m.k);采用聚氨酯泡沫塑料作保温层,厚度为40mm,导热系数取λb=0.045W/(m.k)。
(4)选用DZ250x340x4型输油泵,首站入口压头取ΔH1=40m,热站摩阻取hR=10m,泵站摩阻取hP=20m,热泵站摩阻取hRP=25m,允许最小进口压头取[ΔH]min=20m。
(5)终点站油罐高度hg=6m。
(6)管路埋深1.5m处,年平均地温13.5℃,夏季最高地温21.1℃,冬季最低地温5℃,土壤导热系数取λt=1.5W/(m.k)。
求:
(1)合理选取热站的进出口温度,计算所需的热站数。
(2)用平均温度法,按所选的热站进出口温度计算所需的泵站数。
(3)将计算所需的泵站数化小,热站数化大提出布站方案,并确定加热站的进出口温度和热负荷。
(4)校核夏季和冬季时泵站和加热站的进出站压力;
(5)求夏季和冬季时的允许最小输量。
热油管道的设计计算
初定加热站进出站温度。计算站间平均温度。
加热站出站温度为69℃,进站温度为42℃。
℃
2.计算加热站间平均温度下的密度以及体积流量
根据20℃时油品密度按下式换算成计算温度下的密度。
式中 、——温度为t℃及20℃时油品密度,;
——温度系数,=1.825-0.001315,
已知油品密度:ρ20 =857.5kg/m3
求得:
温度系数:=1.825-0.001315×857.5=0.697
站间平均温度下油品的密度:
=857.5-0.697×(51-20)= 835.9
3.计算年平均地温下油品的粘度。
根据油品粘温特性表求出粘温特性方程
求得平均站间温度下油品的粘度4.计算加热站间平均温度下的比热容
=2.0044kJ/(kg?℃)
5.求壁厚,并进行强度校核,求出管道的内径。
输油管道的壁厚按下式计算
——许用应力,, Mpa;
——最低屈服强度,MPa;
K——一般站外输油管道系数:K=0.72
——焊缝系数,
对于D508管径求壁厚:
D=508mm
=5.9mm
查GB9711.1 =6.4mm
求内径 d=495.2mm
校核各管径的壁厚在设计压力下是否满足要求,求输油管所受最大应力得: =146.4Mpa
均小于许用应力:=161.3Mpa
4.初定流速,计算雷诺数,判断流态
管道流速1.2m/s
Re——雷诺数;
Q——流量,;
D——管道内径,m;
——油品 运动粘度,;
绝对粗糙度e取0.03mm,第一临界雷诺数=59.5/=1579444。
由3000Re判断流态在水力光滑区,同理对于二、三种管径判断流态都在水力光滑区。
5.初定总传热系数K.
=0.742w/(m2?℃)
5.初定加热站间距,站数。
加热站数
取 n=4
实际站间距为172.5km.,
计算进站温度=43.8℃
平均油温
℃
加热站间平均温度下油品的密度
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