等温输送输油管道工艺设计毕业论文

目 录摘 要 .11 绪 论 .22 设计参数 .32.1 设计依据 .32.2 设计基本参数 .42.3 设计要求 .43 管道基础数据 .54 管径、壁厚计算 .74.1 经济流速 .74.2 初定管径 .84.3 计算壁厚 .85 泵型选择及泵站组合方式 .96 水力计算 .116.1 雷诺数 .116.3 水力坡降和全线所需总压头 .126.4 确定泵站数 .137 校核压力 .157.1 冬季低温时泵站进出站压力的校核 .157.2 夏季高温时泵站进出站压力的校核 .167.3 电机输出功率 .168 结论 .17参考文献 .18西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页1 总 则输油管道的工艺计算是为了妥善解决沿线管内流体的能量消耗与输油站能量供应之间的矛盾，以达到安全经济地完成输送任务的目的。在管道设计过程中，通过工艺计算确定管径、选泵、确定泵数及其布站位置的最优方案，并为管道采用的控制盒保护措施提供设计参数；在管道运行过程中，根据输送条件的变化，通过工艺设计合理确定各站的压力等运行参数，从而确定最优运行方案。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页2 设计参数2.1 设计依据1贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。GB/T500074-2002石油库设计规范GB/T50253-2003输油管道工程设计规范GB/T50253-94输油管道工程技术规范2贯彻“安全、可靠 ”的指导思想，紧密结合上、下游工程，做出最经济的设计。3根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。4充分考虑环境保护，三废治理。2.2 设计基本参数拟建一条长 650 公里，年输量为 560 万吨的轻质油管线，最大输送压力 8Mpa。（1）管路埋深 1.5 米处的月平均地温：表 2-1 月平均温度月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12地温 7.0 5 6.4 10.8 15.5 18.0 19.9 21.8 20.5 18.5 13.0 9.0（2）油品密度 20=870.5kg/m3（3）油品的粘温特性：表 2-2 油品在不同温度下的黏度温度（） 5 10 15 20 25粘度（10 -6米 2/秒） 28.2 24.6 19.8 10.5 8.0（4）可选用的离心泵型号规格：按照最新的泵机组样本进行选择(网上搜索或图书馆查阅相关手册)。（5）首站进口压头取 H1=45m，站内摩阻取 15m。（6）线路高程：表 2-3 沿线高程桩号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11里程（km） 0 19 124 190 290 335 438 484 554 635 650高程（m） 517 608 745 586 407 490 500 435 333 415 410西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页2.3 设计要求该长输管线输送油品为轻质油品。本设计的的主要内容为：1合理选择泵型号和泵站的组合方式，并查有关资料作所选型号的泵在输此油品时特性数据的换算；2选取合适的管径，计算壁厚并取整，计算管道的承压能力和对应的允许最大出站压头；3取管道的当量绝对粗糙度 e=0.03mm，计算所需的泵站数；4将计算的泵站数取大化整，然后提出三项经济可行的措施使输量保持不变，并对每种措施作相应的计算；5将计算的泵站数取小化整，分别计算所需副管的长度（管径与主管相同） 、大一个等级的变径管长度、大两个等级的变径管长度，并进行管材耗量的比较；6校核:夏季高温时和冬季低温时各站的进、出站压力 ,并调整站址；7设副管敷设在首站出口位置，求第一站间动水压头 Hx 的表达式，并检查全线动水压头和静水压头；8求管道系统的最大和最小输量及相应的电机的总输出功率。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页3 管道基础数据3.1 计算年平均地温及夏季最高温度和冬季最低温度 1年平均地温To=（7.0+5.0+6.4+10.8+15.5+18+19.9+21.8+20.5+18.5+13.0+9.0）/12=13.82冬季最低温度cT5min3夏季最高温度8.21ax3.2计算年平均温度下的密度及最高与最低温度下的密度（3.1）)20(20tt 式中 、 温度为 t及 20时油品密度， ；t20 3/mKg温度系数， =1.825-0.001315 ， 。20)(CO已知油品密度： 320/5.87mkg求得：1年平均温度下的密度=870.5-（1.825-0.001315*870.5）*（13.8-20）=874.7t 3/mKg2冬季最低温度下的密度3min /2.87)05(013.825.(70kgT 3夏季最高温度下的密度3ax /5.69).)(.( mT3.3 计算年平均温度下的流量及最高与最低温度下的流量1年平均温度下的流量shmQ/21.0/.76243507.816332冬季最低温度下的流量sT /./.9. 33min3夏季最高温度下的密度西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页smhQT /213.0/7.624350.869137max 3.4 计算年平均温度下的黏度及最高与最低温度下的黏度（3.2）65.4)ln(.x1年品均温度下的黏度=-10.3* （13.8）+46.65* =19.6ln6106sm/22冬季最低温度下的黏度=-10.3* （ 5）+46.65* =30.2minl66/23夏季最高温度下的黏度=-10.3* （21.8）+46.65* =15.3axl 6106sm/2西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页4 管径、壁厚计算4.1 经济流速根据大量经济计算机运行实践可知，输油管道经济流速的变化范围一般为1.0 2.0m/s。在设备、材料、动力价格等经济参数一定的情况下，经济流速大小取决于管径和油品的黏度。一般管径大，经济流速提高；油品黏度越大，经济流速降低。我过目前对 DN300 700 的含蜡原油管道，设计时一般取经济流速为 1.5 2.0m/s，成 品油管道经济流速在 2.0m/s 左右。4.2 初定管径设计年输量 G=5.6Mt/a，额定流量 Q 额 =1.1Q=0.2332m3/s。由油气管道输送技术书中表 24 初定管径和工作压力，管径 529mm 左右，可选管径根据管道规格，选出与 D 相近的三种管径 457mm，508mm，559mm，从节约管材和经济效益来看，初定管径 D=508mm。工作压力 5.3 至 6.1MPa，初选工作压力为6MPa。4.3 计算壁厚输油管道的壁厚按下式计算（4.1）2PD式中 许用应力， , Mpa；sK最低屈服强度，选用 X70 钢，则 =485MPas sK般站外输油管道系数：K=0.72焊缝系数,0.1（1） =457mm1D（2） =508mm2（3） =559mm3D查附录一得=457mm =5.6mm =445.8mm =62.34 kg/m111d1m西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页=508mm =6.0mm =496.0mm =73.81 kg/m2D22d2m=559mm =7.0mm =545.0mm =94.69 kg/m333 3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。（4.2）2PD得Ma8.46.571PPD20.2a57.39.63均小于许用应力： 2.60.120SK西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页5 泵型选择及泵站组合方式5.1 泵型选择 按任务输量和初定工作压力选泵，确定工作泵的台数以及组合情况。根据流量 Q=0.212 =762.2 ，和初定的工作压力 6MPa=612.2m 水柱，确sm/3h/3定选 DZ250x340x4 型输油泵 1 台作一个泵站。该泵性能参数如下图：图 5-1 DZ250x340x4型输油泵查得各项性能为： mHct5089.kwN1PS75.2 泵站扬程、确定设计压力流量 Q=762.2 查图有扬程为 550m 水柱。