某热油管道工艺设计.docx

目 录 总 则 1 设计依据及原则 1 设计依据 1 设计原则 1 工程概况 2 工艺计算 3 输量换算 3 管径规格选择 3 选择管径和壁厚 3 管道外径 4 热力计算 4 计算 K 值 4 计算热站间距 5 加热站的布置计算 7 加热站数的确定 7 计算出站温度与热负荷 7 加热炉的选型 8 水力计算 8 计算输油平均温度下的原油运动粘度 8 判断流态 9 计算摩阻 9 泵站布置计算 10 泵站数的确定 10 泵及原动机的选型 10 泵站布置 11 管道参数校核 12 计算可能出现的翻越点 12 动水压力校核 12 静水压力校核 13 最小输量 14 设计结果 15 参考文献 16 PAGE PAGE 10 1 总 则 设计依据及原则 设计依据 国家的相关标准、行业的有关标准、规范； 相似管道的设计经验； 设计任务书。 设计原则 严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。 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。 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。 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。 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。 工程概况 某油田计划铺设一条 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（里程和高程见表）。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，20℃相对密度 0.896，50℃粘度 10.5mPa.s。粘温指数 0.039。进站温度控制在 39℃。土壤导热系数 1.32W/（m﹒℃），埋地深度 1.5m。最高输送温度 67℃，最低输送温度 36℃。 本次课程设计的设计要求为：（1）采用的输送方式；（2）管道规格；（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）判断翻越点，校核动静水压；（7）计算最小输量； （8）首站工艺流程图。 地温及高程数据如下： 月 份地温 月 份 地温 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5 7 8 9 11 9 7 5 3 表 2-2 高程数据 里程（km） 0.0 60.0 120.0 150.0 220.0 高程 (m) 355 405 400 470 465 其它相关数据有：保温层采用硬质聚氨泡沫，厚度 45mm；年输送天数 350 天。 工艺计算 输量换算 G ?107 Q ? ? 20 ?8400? 3600 （3-1） 式中 Q——体积流量，m3/s 或 m3/h； G——年输量，kg； ? 20——油品在 20℃时的相对密度，kg/ m3 当年输量为 360 万吨时： 360 ?107 Q ? 896 ? 3600 ? 8400 ? 0.133 m3/s 管径规格选择 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] 4Q? 4Q ? v  （3-2） 式中 D——管道直径，m； Q ——体积流量，m3/s； v——经济流速，m3/s。由公式（3-2）得： 4 ? 4 ? 0.133 3.14 ?1.8 ? ? pd 2?F? ? 0.307m C  （3-3） P--管线设计的工作压力，Mpa D--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] s F--设计系数（查表 2）[2] 钢管材质优质碳素钢碳素钢低合金钢 钢管材质 优质碳素钢 碳素钢 低合金钢 APIS-SL 10 20 A3F 16Mn X52 X60 X65 X70 ? ，Mpa s 205 245 235 353 358 413 448 482 表 2 设计系数取值表 管线 工作环境 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 0.72 0.60 输气管线 0.60 0.50 C--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=0.5～1.0mm ? ? 8.0 ? 307 ? 0 ? 4.83mm 2 ? 353? 0.72 ?1 管道外径 d--管道内径，mm； ? --管道壁厚，mm