某热油管道工艺设计课程设计22页docWord文档下载推荐.docx
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初馏点,℃
凝固点,℃
粘度,50℃,mPa.s
36.87
5.78
8548.6
76
30.5
8.9
里程和高程见表2:
表2里程和高程表
里程,km
70
146
178
220
287
347
410
480
高程,m
210
270
208
237
170
280
215
250
236
地温资料见表3。
表3管道经过地区的地温
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
地温℃
15
18
13
输送压力7.5MPa,最高输送压力9MPa,末站剩余压头70m,局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计,20℃相对密度0.8546,50℃粘度8.9mPa.s。
粘温指数0.036。
进站温度控制在38℃。
保温层采用黄夹克,厚度35mm。
土壤导热系数1.1W/(m﹒℃),埋地深度1.5m。
最高输送温度68℃,最低输送温度36℃。
进度
要求
17周:
周一上午:
9:
00-12:
00:
发任务书,讲解任务书内容和设计要求,然后学生查找相关设计手册,查资料,开始做课程设计;
下午:
14:
00-5:
00答疑,指导;
周二~周四上午:
个别指导;
00集中答疑、指导;
周五上午9:
个别辅导;
00检查本周设计内容,对未完成要求任务的提出警告。
18周:
周一~周三上午:
周四上午:
学生交设计初稿,进行检查,对存在的问题要求学生改进;
00集中答疑、指导,修改设计报告及流程图;
周五上午:
个别指导,修改修改设计报告及流程图;
00交设计报告及流程图。
参考资料
《输油管道设计与管理》,杨筱蘅主编,石油大学出版社;
《油气管道输送技术》,张其敏主编,中国石化出版社;
《泵与压缩机》,钱锡俊主编,石油大学出版社;
《油气储运概论》,张劲军主编,石油大学出版社;
《油气管道工程概论》,中国管道公司主编,中国石油工业出版社;
《油气地面工程设计手册》第四册,石油工业出版社;
《石油专用管》,石油工业出版社等。
其它
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不能有错别字。
说明
本题目有两名学生完成;
一名学生完成一期工程的设计内容,即任务书中的
(1)~(5)部分;
另一名学生完成二期工程的设计内容,即任务书中的(6)~(10)部分。
系主任:
指导教师:
年月日
《管道输送工艺》
课程设计报告
学院:
专业班级:
学生姓名:
学号:
设计地点(单位)__________
设计题目:
__________某热油管道工艺设计二期_______
完成日期:
2011年12月29日
指导教师评语:
____________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
成绩(五级记分制):
________________
指导教师(签字):
________________
1总论
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。
1.2设计原则[1]
(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。
2工程概况
(1)确定二期(350万吨/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(2#)1张。
2.1管道设计参数
表2.1管道经过地区的地温
月份
地温
表2.2里程和高程表
里程(km)
0.0
80
173
292
353
430
520
高程(m)
输送压力7.5MPa,最高输送压力9MPa,末站剩余压头70m,局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计,进站温度控制在38℃,最高输送温度68℃,最低输送温度36℃。
2.2原油物性
表2.3某原油性质
密度,
初馏点,
凝固点,
粘度,50
,mPa.s
854.6
20℃相对密度0.8546,50℃粘度8.9mPa.s,粘温指数0.036。
2.3其它参数
保温层采用黄夹克,厚度35mm,土壤导热系数1.1W/(m·
),埋地深度1.5m。
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。
现代的管线均为密闭输送方式,如我国近些年建成的铁大线、东黄复线等。
所以本设计的输送方法为密闭输送方式。
3.2管道规格
已知的热油管道年输量为350万吨。
3.2.1平均温度
(3-1)
——加热站的起点,终点温度,
℃。
3.2.2油品密度
(3-2)
式中
——温度t℃及20℃时的油品密度,
;
——温度系数,
。
3.2.3流量计算[2]
(3-3)
式中G——年任务质量输量,
Q——体积流量,
——油品平均温度的密度,
3.2.4油品粘度
(3-4)
——运动粘度;
——平均温度,℃。
3.2.5管道内径
(3-5)
式中Q——体积流量,
——经济流速,
经济流速取值范围是1~2之间。
假设
=1.6m/s。
3.2.6壁厚
查规范,选规格为X70的管材,其最小屈服强度为485MPa,故其壁厚:
(3-6)
式中t——壁厚,m;
P——设计压力,(取1.1倍的最高工作压力)MPa;
Di——管道外径,m;
[σ]——许用压力,MPa;
许用应力:
(3-7)
式中σs——最小屈服强度,MPa;
K——设计系数,根据规范站外管道取0.72;
φ——焊缝系数,根据X70取1
3.2.7管道外径
查规范,没有管壁为4.7mm的,所以选8mm的φ325×
8和φ377×
8的标准管道。
(3-8)
式中D——管道内径,m;
Q——体积流量,m3/s;
V——实际流速,m/s。
经济流速的校核:
当选φ325×
8时,
当选φ377×
8时,
所以φ325×
8符合设计要求。
故选用φ325×
8规格的钢管。
3.2.8验证经济流速[3]
根据选择管道,内径
经济流速满足在1~2之间,所以,选择的管道
符合。
3.3热力计算
3.3.1雷诺系数
由于
,所以成紊流状态。
管道中的实际流速为:
选取黄夹克作为保温材料,第一层低合金钢管,国标GB/T1591-1994中,16Mn对应的是Q345,它的热导系数:
第二层保温层的导热系数为
保温材料厚度为35~50mm。
假设取厚度为35mm。
3.3.2总传热系数
传热系数
(3-9)
总传热系数
式中d——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;
,D取算数平均值;
,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
:
(3-10)
——土壤导热系数,
——管中心埋深,m;
——最外层的管外径,m。
在紊流情况下,α1对总传热系数影响很小,可忽略不计。
3.3.3原油比热容[4]
原油和石油产品的比热容通常在1.6~2.5KJ/(Kg.℃)之间.
时原油的相对密度为:
(3-11)
——15
时原油的相对密度;
——温度为20
时的油品密度,
原油的比热容为:
(3-12)
——比热容,
T——原油温度,
3.3.4加热站布站
质量流量为:
(3-13)
式中
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