输油管道工艺设计文档格式.docx

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地温℃

13

最大运行压力7.0MPa,末站剩余压头60m,局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计,20℃相对密度0.867,50℃粘度9.6mPa.s.

粘温指数0.038.进站温度控制在39℃.土壤导热系数1.2W/〔m﹒℃〕,埋地深度1.6m.最高输送温度70℃,最低输送温度35℃.

1总论

1.1设计依据与原则

1.1.1设计依据

〔1〕国家的相关标准、行业的有关标准、规X；

〔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X.

〔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.

1.2总体技术水平

〔1〕采用高压长距离全密闭输送工艺.

〔2〕采用原油变频调速工艺.

〔3〕输油管线采用先进的SCADA系统,使各站场主生产系统达到有人监护、自动控制的管理水平.既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行,也保证了管道在异常工况时的超前保护,使故障损失降低到最小.

〔4〕采用电路传输容量大的光纤通信.给全线实现SCADA数据传输带来可靠的传输通道,给以后实现视频传输、工业控制与多功能信息处理提供了可能.

〔5〕在线路截断阀室设置电动紧急切断球阀,在SCADA中心控制室根据检漏分析的结果,确定管道泄漏位置,并可与时关闭相应泄漏段的电动紧急切断球阀.

〔6〕站场配套自成系统.

〔7〕采用固化时间短、防腐性能优异的环氧粉末作为管道外防腐层.

2输油工艺

2.1主要工艺参数

2.1.1设计输量

年输量为3000万吨

2.1.2其它有关基础数据

〔1>

保温层<

泡沫塑料>

40mm；

〔2〕管道埋地深1.6m；

〔3〕管道埋深处平均地温：

=

〔4〕原油含水<

0.5%；

〔5〕年输送天数：

350天.

2.2主要工艺技术

输油干线拟采用密闭输油方式.输油管道首站设置出站超高压保护装置,中间站设变频器控制各进干线的压力,确保输油干线长期安全、平稳运行.

3工程概况

表3-1地温资料：

月份

地温

4设计参数

4.1管道设计参数

最大运行压力7.5MPa,末站剩余压头60m,局部摩阻按1.2%,进站温度控制在39,最高输送温度70,最低输送温度35.

4.2原油物性

20相对密度0.867,50粘度9.6mPa.s,粘温指数0.038.

4.3其它参数

保温层采用黄夹克,厚度40mm,土壤导热系数1.2W/<

m.>

.

5工艺计算

5.1输量换算

管道周围的自然温度；

=；

平均温度为：

〔5-1〕

式中——平均温度,

——加热站的起点、终点温度,.

由公式〔5-1〕得：

温度系数为：

〔5-2〕

式中——温度系数,；

——温度为20时的油品密度,.

由公式〔5-2〕得：

46.7时原油的密度为：

〔5-3〕

式中——温度为46.7时的油品密度,；

——温度系数,；

——温度为20时的油品密度,；

T——油品温度,.

由公式〔5-3〕得：

〔〕

体积流量为：

〔5-4〕

式中——体积流量,或；

——年输量,；

T——年输油时间,按350天算.

由公式〔5-4〕得：

5.2管径规格选择

5.2.1选择管径

取经济流速为V=2.0m/s,则管径为：

〔5-5〕

式中D——管道直径,m；

Q——体积流量,；

V——经济流速,.

由公式〔5-5〕得：

5.2.2选择管道壁厚

查规X,选规格为X60的管材,其最小屈服强度为415MPa,故其壁厚为：

〔5-6〕

式中——壁厚,；

P——设计压力〔取工作压力的1.15倍〕MPa;

D——管道外径,；

；

——许用压力,MPa；

K——设计系数,取0.72；

——焊缝系数,取1

——钢管的最低屈服强度,X60钢取413MPa.

由公式〔5-6〕得：

查规X,选为方案一和为方案二的标准管道.

5.3热力计算

5.3.1计算K值

方案一：

的标准管道

管道中的实际流速为：

〔5-7〕

式中d——管道内径,m；

——实际流速,.

选取泡沫塑料作为保温材料,查规X可知,第一层钢管壁的导热系数为,第二层保温层的导热系数为.查阅相关手册可知,保温材料厚度为40mm.而：

〔5-8〕

〔5-9〕

式中——单位长度的总传热系数,；

——油流至管内壁的放热系数,；

——管最外层至周围介质的放热系数,；

——第i层的厚度,m；

——第i层〔结蜡层、钢管壁、防腐绝缘层等〕导热系数,

——管内径,；

——第i层的外径,m；

——第i层的内径,m；

——最外层的管外径,m；

——管径,m；

若,取外径；

若,D取算数平均值；

若,D取内径.

由公式〔5-9〕得：

管道最外层至周围介质的放热系数为：

〔5-10〕

式中——土壤导热系数,；

——管中心埋深,m；

——最外层的管外径,m.

由公式〔5-10〕得：

在紊流情况下,对总传热系数影响很小,可忽略不计.

由公式〔5-8〕得：

管道总传热系数为：

〔5-11〕

式中K——管道总传热系数,；

——单位长度的总传热系数,；

——管道内径,m.

由公式〔5-11〕得：

方案二：

5.3.2计算站间距

时原油的相对密度为：

〔5-12〕

式中——15时原油的相对密度；

由公式〔5-12〕得：

原油的比热容为：

〔5-13〕

——比热容,；

T——原油温度,.

由公式〔5-13〕得：

C

质量流量为：

<

5-14>

式中——原油质量流量,；

t——年输油时间,按350天算.

由公式〔5-14〕得：

加热站间距为：

〔5-15〕

K——管道总传热系数,；

——管道内径,m；

——加热站的出站温度,；

——管道周围的自然温度,；

——加热站的进站温度,；

——加热站间距,

由公式〔5-15〕得：

加热站数：

〔5-16〕

式中n——加热站数,个；

L——输油管道总长,m；

——加热站间距,m；

由公式〔5-16〕得：

热负荷：

〔5-17〕

式中q——加热站的热负荷,kJ/s；

——加热站的效率；

——原油质量流量,；

——加热站的出站温度,.

——比热容,

由公式〔5-17〕得：

由于热站的热负荷较大,故需增加热站数,取n=2个.则热站间距为：

〔5-18〕

式中n——加热站数,个；

由公式〔5-18〕得：

计算出站温度

出站温度为：

〔5-19〕

由公式〔5-19〕得：

由公式〔5-17〕得热负荷为：

的标准管道:

热负荷：

计算出站温度

5.4水力计算

5.4.1计算输油平均温度下的原油运动粘度

由公式〔5-1〕得平均温度为：

由公式〔5-3〕得时原油的密度为：

故平均温度下的运动粘度为：

〔5-20〕

式中——温度为平均温度、时油品的运动黏度,；

u——黏温指数,.

由公式〔5-20〕得：

5.4.2判断流态

雷诺数为：

〔5