集输技师培训课件.

1、热热热热热热 烈烈烈烈烈烈 欢欢欢欢欢欢 迎迎迎迎迎迎 未未未未未未 来来来来来来 的的的的的的 技技技技技技 师师师师师师 们们们们们们万万 世世 清清第六章 输油工艺流程图 第一节 油气输送方式一、各种输送方式的特点输油的方式有：公路、铁路、管道、水运1、水运的特点优点：大运量时运费低，与运输距离的变化关系不大缺点：需要有港口，受气候影响大，航道、及国际形势（战争）等影响。2、管道输送优点：输量大；运费低，能耗少；运行可靠，一般埋在地下，受气候影响少，油气损耗少，对环境污染少；投资少，占地面积少；缺点：适用于大量、单向、定点运输，不灵活；一定直径的管道有一定的经济合理的输送范围。二、输油管

2、道的组成及运行方式 1、输油管道的分类（1）、按长度和经营方式分类 企业内部的输油管道。如油田内部的集输管道，炼油厂油库的管道。一般不是独立经营的管道。 长输管道。管径可以很大，运距长，是独立经营的管道。（2）按照所输油品的种类 原油管道 成品油管道2、长输管道的组成输油站 线路3、长输管道的经济性输量越大，管径越大，输送成本也低；当管道输送距离较远时，必须要有足够大的输量才能使输送单价成本达到合理的水平。4、输油管道的发展概况、输油管道的发展概况 最早的一条原油输送管道，是美国于1865年10月在宾夕法尼亚州修建的一条管径50毫米长，9756米从油田输送原油到火车站的管道，从此开始了管道输油

3、工业。但油气管道运输是从1928年电弧焊技术问世，以及无缝钢管的应用而得到发展和初具规模的。管道输送技术的第一次飞跃是在第二次世界大战期间，由于德国潜艇对油轮的袭击，严重威胁了美国的油料供应，美国于1942年初开始仅用一年多的时间就紧急建成了一条全长2018千米，管径分别为600毫米（当时最大的）和500毫米的原油管道，保障了原油的供应。半年之后又投用了一条长2373千米、管径为500毫米的成品油管道。对保证盟国的战争胜利起了重要作用。 第二次世界大战以后，管道运输有了较大的发展。目前世界上比较著名的大型输油管道系统有： （1）前苏联的“友谊”输油管道。它是世界上距离最长、管径最大的原油管道，

4、其北、南线长度分别为4412千米和5500千米，管径为4261220毫米，年输原油量超过1亿吨，管道工作压力49628兆帕。 （2）美国阿拉斯加原油管道。其全长1287千米，管径1220毫米，工作压力823兆帕，设计输油能力1亿吨年。 （3）沙特阿拉伯的东一西原油管道。其管径1220毫米，全长1202千米，工作压力588兆帕，输油能力1.37亿立方米年。（4）美国科洛尼尔成品油管道系统。该管道系统干线管径为7501020毫米，总长4613千米，干线与支线总长8413千米，有10个供油点和281个出油点，主要输送汽油、柴油、燃料油等100多个品级和牌号的油品。全系统的输油能力为14亿吨年。我国是

5、世界上最早使用管子输送流体的国家，秦汉时代已经用竹子连接起来输送卤水及天然气，然而现代输油管道工业起步较晚。 解放后1958年建成了第一条长距离输油管道克拉玛依一独山子输油管道，全长147千米，管径150毫米。60年代后，随着大庆、胜利、华北、中原等油田的开发，兴建了贯穿东北、华北、华东地区的原油管道网。东北地区的大庆一铁岭（复线）、铁岭一大连、铁岭一秦皇岛4条干线管径均为720毫米，总长2181千米，形成了从大庆到秦皇岛和大庆到大连的两大输油动脉，年输油能力4000万吨。到1995年底，我国共有9272千米的干线原油管道，年输送原油量约12亿吨。 1997年，我国还建成了具有国际先进技术水平

6、的、常温输送的库尔勒一鄯善原油管道。 长距离输油管道的发展趋势是:采用高强度、高韧性和可焊性好的钢材，提高管道的工作压力，以减小建设投资和运行成本。现代化的输油管道均采用计算机监控及数据采集系统。 第四章第四章 等温和热油管路等温和热油管路等温输送的定义 低粘、低凝原油常温下一般不加热就可输送。在沿管道输送过程中，原油的温度接近于周围土壤温度，油流与土壤之间很少有热量交换。一、输油泵站的能量供给 输油泵站的输量 = 并联泵机组排量的总和； 工作压力 = 串联泵机组给出压力的总和 能量供给之和 = 全线管道的能量消耗之和。 第一节第一节 原油等温输送工艺计算原油等温输送工艺计算(1)固定转速离心

7、泵的工作特性在恒定转速下，泵的扬程与排量(H-Q)的变化关系称为泵的工作特性。另外，泵的工作特性还应包括功率与排量(N-Q)特性和效率与排量(-Q)特性。对固定转速的离心泵机组，可以由实测的几组扬程、排量数据，用最小二乘法回归得到泵机组的特性方程。式中 H离心泵扬程，m液柱； Q离心泵排量，m3h； a.b常数； m管道流量压降公式(列宾宗公式)中的指数；在水力光滑区内m=0.25，混合摩擦区中m=0.123。m2bQaH对于目前长输管道上常用的离心泵机组，在水力光滑区或混合摩擦区计算中，上式的回归结果与实测特性曲线的误差一般小于2。m2bQaH(2)调速泵的工作特性调节离心泵的转速，可以改变

8、泵的工作特性，从而调节泵的排量和扬程。泵机组的调速措施可分为两类：一类是通过改变原动机的转速实现泵机组调速。如柴油机、燃气轮机都具有调速功能，电动机可以采用变频方法改变转速。另一类是通过安装在原动机与离心泵之间的调速器改变泵的转速。根据离心泵的相似原理，转速变化后的泵特性可用下式描述式中 n调速后泵的转速，rmin； 调速前泵的转速，rmin；a、b对应转速，泵特性方程中的两个常系数； m2m020QnnbnnaH0n (3)叶轮直径变化后的泵特性在一定转速下，采用不同直径的叶轮，可以得到不同的泵特性。根据离心泵的切割定律，叶轮直径变化后的泵特性可用下式表示式中 D0、D变化前后的叶轮直径，m

9、m； a、b对应D0叶轮直径，泵特性方程中的两个常系数；其它符号意义同前。m2m020QDDbDDaH2、泵站的工作特性泵站的工作特性系指泵站的排量与扬程间的相互关系。根据泵机组的组合方式，一般泵站的QH特性也可以用类似于描述泵特性的二次方程来描述式中 泵站扬程，m液柱； Q泵站排量， ； A、B由离心泵特性及组合方式确定的常数。m2cBQAHcHs/m3 (1)多台泵串联的泵站特性根据离心泵串联组合的特点，即通过每台泵的排量相同，均等于泵站排量；泵站扬程等于各泵扬程之和，可写出泵站特性方程。由前述可知，泵站特性方程的常系数分别为每台泵对应系数的代数和，即如果Ns台相同型号的泵串联工作，泵站特

10、性方程的常系数为aNAsbNBs(2)多台泵并联的泵站特性 根据离心泵并联组合的特点，即：每台泵提供的扬程相同，均应等于泵站扬程，泵站的排量为每台泵的排量之和，则Np台相同型号的离心泵并联时，泵站特性方程为 由前述可知，m2pcNQbaHaA m2pN/bB图21 离心泵的串、并联工作图22 泵站的特性曲线二、输油管道的能量消耗1、沿程摩阻的计算沿程摩阻fh的计算。 管道的沿程摩阻损失fh由下式计算 fh=dLg2v2 式中 L管道长度，m； d管道内径，m； v油品的平均流速，m/s； g重力加速度，m/s2; 水力摩阻系数。（2）输油管道的能量消耗水力摩阻系数计算水力摩阻系数与管道中油品的

11、流态、管道内壁的粗糙度和管径等因素有关。理论和实践证明，是雷诺数Re和管壁相对粗糙度的函数，即=f（Re，）。其中dQ4dvRe式中 油品的运动粘度，m2/s； Q油品在管道中的体积流量，m3/s。雷诺数标志着油流中惯性力与粘滞力之比。雷诺数小时，粘滞力起主要作用；雷诺数大时，惯性力损失起主要作用。（2）输油管道的能量消耗相对粗糙度相对粗糙度 相对粗糙度 =de2 式中 ： e管壁的绝对当量粗糙度，m。管壁的绝对粗糙度是指： 管子内壁凸起高度的统计平均值。计算所用的多是绝对粗糙度的当量平均值，其数值与管材、管径、制管方法、使用年限和腐蚀程度等多种因素有关。管壁当量粗糙度的取值如下：无缝钢管，e

12、=0.06mm；螺旋缝钢管，在公称直径为250350mm时，e=0.125mm；公称直径为400mm以上时，e=0.10mm。长输管道我国一般取e=0.10mm（2）输油管道的能量消耗水力摩阻系数的计算水力摩阻系数的计算 流态 Re 的范围 =f(Re,) 层流 Re2000 =Re64 水力光滑区 3000ReRe1=7/87 .59 =Re3164. 025. 0 混合摩擦区 Re1ReRe2 =2)lg274. 1 (1 表1 不同流态的值（2 2）输油管道的能量消耗）输油管道的能量消耗 沿程摩阻的计算沿程摩阻的计算表表 2 2 不不同同流流态态时时的的 A A、m m、值值 流流态态

13、A m s2/m 层层流流 64 1 4.15水水力力光光滑滑区区0.31640.25 0.0246混混合合摩摩擦擦区区10627.0delg127.0 0.123 0.0802A紊紊流流粗粗糙糙区区 0 0.0826LdQhm5mm2f其中 g4A8m2m列宾宗公式：局部摩阻损失的计算计算公式 g2vh2j 或 g2vdLh2dj式中 局部摩阻系数，它是阀件的类型、尺寸、液流的 流态及油品粘度的函数； dL棗管件或阀件的当量长度，m。 dL=d由以上二式可得：（3）管路压力能的计算管道总摩阻损失计算公式计算公式 jfwhhh（3） 管路压力能的计算。 管路压力能消耗由三部分组成，即用于克服地

14、形高差所需的位能、管路的沿程和局部摩阻损失。 )ZZ(hhHQzjf式中 ：（ZZ-ZQ）为管路终点与起点的高程差，常以Z来表示，以米为单位。管道的工作特性管道的工作特性系指管径、管长一定的某管道，输送性质一定的某种油品时，管道压降H随流量Q变化的关系。由管路压力能的计算公式可得下式： 图5-3 管道特性曲线图5-4 串联管道特性曲线图5-5 并联管道特性曲线对于前后管径不同的变径管，其总的管道特性曲线为前后两段管道特性曲线的串联相加，如图54。对于平行管段，其总的管道特性曲线由主、副两管段的特性曲线并联相加，如图55。三、泵站管道系统的工作点泵站提供的能量泵站提供的能量=管道消耗的能量管道消

15、耗的能量 图5-6 三种输油方式(a)“从罐到罐”；(b)“旁接油罐”，(c)“从泵到泵”1、以“旁接油罐”方式工作的输油系统以“旁接油罐”方式工作的输油系统，由于旁接油罐的缓冲作用，使其有如下特点：(1)各泵站的排量在短时间内可能不相等，(2)各泵站的进出口压力在短时间内相互没有直接影响。对管道自动化水平要求不高。2、以“从泵到泵”方式工作的输油系统 图 “从泵到泵”工作管道的工作点特点是：(1）各站的输油量必然相等；(2)各站的进出口压力相互直接影响。解析法求工作点：解析法求工作点：供给的能量供给的能量 (压能）压能） 消耗的能量（压能）消耗的能量（压能）3.等温输送工艺计算参数(1)计算

16、温度计算温度是指计算或查找油品密度、粘度等物理参数所根据的温度。在等温输送中，如果不考虑摩擦升温的影响，一般把管线埋深处的年平均地温作为计算温度，用0t表示 )tttt (121t121t12i21i0式中 it第i个月的平均地温，。等温输送工艺计算参数油流通过L长的管段后摩擦热引起的油流升温油流通过 L 长的管段后摩擦热引起的油流升温t为： aL1)e1 (cEhtalnl式中 nE热功当量，J/mkg10972.101E3n； c油品的比热容，kg/(J） ； a与总传热系数、输量有关的系数，m/1。 此时计算温度可采用油流的加权平均温度。当2tt0时，按下式计算温度pt t127tt0p

17、油品粘度(2)油品粘度油品粘度最好是根据计算温度从实验室测出的粘温关系曲线上查找。如果没有这类曲线，则按下列关系式计算。粘温指数关系式 )tt (u1t1e式中 t，1分别是温度为t、1t时油品的运动粘度，s/m2； u粘温指数，1/。可根据两个已知粘度值1、2求得， 2112lntt1u，其中21ttt。油品密度和输量(3)油品密度一般实验室提供 20时的密度，计算温度下的密度由下式换算 )20t (20t式中 t温度t时的密度，3m/kg； 20温度 20时的密度，3m/kg； 温度修正系数，3m/(kg） 20001315. 0825. 1(4)输量输量一般以a/ t104（万吨/年）为

18、单位，计算时应换算成计算温度下的体积流量Q（) s/m3。1、某管道按从“泵到泵”方式输送柴油，输量为80万吨/年，管径为3777，管壁粗糙度e=0.1mm，沿线年平均地温T0=12，年工作日为350天。试按列宾宗公式计算水力坡降。柴油的物性参数： 312m/kg3 .827s/m1034. 326127/817 .59Re 2、某管道按从“泵到泵”方式输送柴油，输量为50万吨/年，管径为1596，管壁粗糙度e=0.1mm，沿线年平均地温T0=12，年工作日为350天。（1）计算输送柴油时的水力摩阻系数。（2）计算输送柴油时的水力坡降。（3）若管线长为50km，计算输送柴油时的摩阻损失。（4）

19、若改输汽油，试计算其水力摩阻系数、水力坡降、摩阻损失。312m/kg3 .827s/m1034. 326127/817 .59Re 柴油汽油312/2 .746mkg )/(1082. 02612sm lg765665Re2传热学知识及加热管路的工艺计算1、传热学知识1、 传热量公式 tFkQ式中：F传热面积，m2； t热流体与冷流体间的温差，； k传热系数，W/（m2?）k的意义：传热系数表示了温差为 1、面积为 1 m2条件下传热量数值的大小，它是反映传热过程强烈程度的标尺。k越大，表示传热过程越强烈。传热学知识及加热管路的工艺计算 2.热油输送的特点热油输送的特点加热油品的目的在于加热油

20、品的目的在于：保证油流温度高于凝固点，以免冻结，降低油品输送时的粘度，减少流动阻力。热油输送的特点：热油输送的特点：被加热的油品在沿管道输送时，由于油温高于周围介质的温度，所带的热量及其流动过程因摩擦产生的热量不断地散失到周围土壤和大气中。原油温度沿输送方向逐渐降低。所以热油输送过程中，不仅有能量形式的转换（压力能因摩擦转换成热能），还伴随着大量的热能损失。传热学知识及加热管路的工艺计算3.热油管道的工艺计算（1 1）管道的总传热系数）管道的总传热系数热能的散失计算公式 )tt (FkQop式中 Q单位时间内的传热量； F传热面积； pt油温； ot土壤的原始温度； k总传热系数。传热学知识及

21、加热管路的工艺计算管道的总传热系数管道的总传热系数 2ii1111k式中 1油流到管壁的传热系数； i 金属管及保温绝缘防腐层各层的厚度； i金属管及各保温绝缘层各层的传热系数； 2管道保温防腐层外壁到土壤的传热系数。计算公式传热学知识及加热管路的工艺计算油流到管内壁的传热系数22/100T21)D/h2(D/h2lnD2式中 T土壤的传热系数； D管外径； 0h管道埋深。如果2D/h20时，则 )D/h4ln(D/20T2传热学知识及加热管路的工艺计算油流到管内壁的传热系数2对 于埋 深很 浅的 管道 ，必 须估 计土 壤到 空气 界面上 的热 阻， 那么 ： D/)h(4lnD20T2式

22、中 0t/ 0 从土 壤表 面到 空气 的传 热系 数，一 般取 11.617.4W /)Km(2传热学知识及加热管路的工艺计算计算地下管道外部散热系数的关键 正确选取土壤的传热系数，土壤的传热系数与土壤颗粒的大小、密度、孔隙度、含水量、油流方向和速度有关。因而，地下热油管道的总传热系数各处不相等，而且在同一地段，也随季节、气候的变化而变化。一般土壤解冻时期和雨季k值较大。如大庆地区k值取：管径 150 以下的地下管道k值取 3.5 W/管径 200350 的地下管道k值取 2.93.5 W/管径 400 以上的地下管道k值取 2.32.9W/)Km(2)Km(2)Km(2管道的总传热系数k的

23、取值传热学知识及加热管路的工艺计算（2）热油管道的温降规律 加热后的油流沿管道流动过程中，不断把热量散布到周围的介质中去，使得自身的温度逐渐降低，油流的温降可视为两个方面，即径向温降和沿管道轴向温降。径向温降是因为油流与管壁、管壁与土壤等不同导热介质之间存在温差，热量从油流中周围环境散失，径向温降是必然结果。 热油在输送过程中向外散失的热量也包括两部分：一部分是油流本身被加热设备（加热炉等）加热升温后所携带的热量；另一部分则是油流流动过程中因摩擦碰撞产生的热量。传热学知识及加热管路的工艺计算热油管路的轴向温降苏霍夫公式 GcDLKlntttt0221 或 eLc)tt (ttGDK0120 式

24、 中 t1,t2 管 路 起 点 、 终 点 温 度 ， ； t0 管 外 环 境 温 度 （ 埋 地 管 线 取 管 中 心 埋 深 处 地 温 ） ， ； D 管 线 外 径 ， m ; L 管 线 长 度 ， m ; G 原 油 质 量 流 量 ， kg/s; c 原 油 比 热 容 ， J/(kg ); K 管 线 至 周 围 介 质 的 总 传 热 系 数 ， W /(m2 )。传热学知识及加热管路的工艺计算热油管路的轴向温降考 虑 摩 擦 热 时 的 温 降 公 式 ： GcDLKaLbttbttln0221其 中 ：GcDKa b = i/c a 式 中 i 沿 程 水 力 坡

25、降传热学知识及加热管路的工艺计算（3）热油管路的压降平均温度计算公式 21t32t31t 式中 t1，t2管路起、终点的油温，； t棗平均温度，。 工程上常采用分段平均温度法计算热油管路的沿程摩阻压降。 由原油粘温曲线查出某一管段平均温度下的原油粘度，然后再按等温管计算该小段的沿程压降：LdQhm5mm2f 传热学知识及加热管路的工艺计算总压降等于各管段压降之和，即各管段用于地形高差所需的位能、管路的沿程和局部摩阻损失之和，即)ZZ(hhHQZjf式中 H管路总压降，m； hf棗管路的总沿程摩阻，m； hj棗管路的总局部摩阻，m; ZZ，ZQ管路的终、起点高程，m。度粘温指数油品的运动粘度度时

26、温度为式中/1 ,us /m,t , t,e200t)tt (u0t0粘度与温度的关系第二节 输气管的压力分布和平均压力一、 输气管路中的能量损失及能量平衡在管路中，气体的运动与液体的运动有所不同，其差异在于气体和液体的性质不同。对于气体而言，它具有明显的可压缩性，即在流动过程中气体的流速和密度为变量，因而输气管的水力计算较输油管复杂。输气管中的压能损失包括三个方面：1、由于气体的粘滞性、管壁粗糙度等引起的水力摩阻损失，包括局部阻力损失和沿程阻力损失。 2、由于克服地形高差所产生的损失。 3、由于沿线气体流速增加所引起的惯性水头损失。气体的流速是指在工作条件下（压力和温度）下气体的体积流量与管

27、道的流通截面积之比。对于沿线管径一致的输气管，截面积为定值，但由于沿线压力不断下降及地形高差的影响，使气体的密度沿管长不断降低，因此体积流量和流速不断增大。第二节 输气管的压力分布和平均压力根据质量守恒定律，当沿线无气体输入或分出时，通过输气管任意一管子横截面的质量流量始终保持恒定，即常数 FUM式中 M气体的质量流量，s /kg； 气体在工作条件下的密度，3m/kg； U气体在工作条件下的流速，s/m； F管道的的流通截面积，2m。 上式称为气体在管道中流动的连续性方程，方程的适用条件为气体在管内作稳定流动。 所谓稳定流动是指气体在流动过程中，运动参数不随时间变化的流动，反之，称为不稳定流动

28、。真实气体状态方程式通常把气体的压力、温度、密度（或比容）三个参数称为气体的状态参数，它们之间的关系可用真实气体状态方程式来表示： ZRTp式中 p气体的压力，Pa； T气体的绝对温度，k； 气体的密度，1，3m/kg； R气体常数，)kkg/(J； Z真实气体压缩系数。 如果已知输气管沿线某一点的两个状态参数，就可根据上式计算另一个状态参数 输气管沿线的压力分布及平均压力1. 输气管沿线的压力分布设管路沿线某点的压力为p，该点距起点管长为。对于水平输气管 2Z2Q2QPppp式中 Qp起点的压力，Pa； Zp终点的压力，Pa。根据上式可求出输气管沿线任一点的压力。由上式可看出输气管沿线各点的

29、压力沿管长按抛物线分布。输气管的平均压力 2、输气管的平均压力 停输时，输油管中液体的动水压力立即消失。输气管与输油管不同，输气管在刚开始停输时起点的压力仍为Qp，终点压力为Zp，随着停输时间的延长，管内起点压力下降，终点压力上升，全线的压力逐渐达到平衡。通常把输气管停输后管内压力的稳定值称为输气管的平均压力，用符号pjp表示。对于水平输气管)pppp(32pZQ2ZQpj水平输气管的流量基本公式 ZTLd)PP(CQ52Z2Qgs 03848. 0C m2sK0.5/kg 式中 gsQ棗工程标准状态下天然气的体积流量，m3/s;QP棗管路起点压力，Pa; ZP棗管路终点压力，Pa; d管内径

30、，m; L管长，m; 水力摩阻系数； Z天然气压缩因子； T管内气体平均温度，K; 天然气的相对密度。工程标准状态（压力为p0=101325Pa、温度为t0=20）下的体积流量输气管水力计算的实用公式1.雷诺数 其定义式仍为 dQ4dvRegs将=gsgs、ags、/kg205. 1aNm3代入上式，得到 gsgsgsgsadQ534. 1dQ4Re式中 a棗工程标准状态下空气的密度，/kg205. 1aNm3； gs棗工程标准状态下天然气的密度，kg/Nm3; gs棗工程标准状态下天然气的动力粘度，Pas; 其他符号意义同前。输气管水力计算的流态输气管路中，雷诺数常高达106107，为输油管

31、路中雷诺数的 10100 倍。输气干线一般都在粗糙区工作，不满负荷时在混合摩擦区工作。只有配气支线常工作在水力光滑区。 各流态区雷诺数的范围如下： 层流，Re2000; 水力光滑区，4000ReRe2。 2000Reg，使下坡侧所回收的压能不能完全补偿上坡侧举升流体所消耗的能量。故管路沿线地形起伏时，管路的压降除克服沿程摩阻外，还包括上坡段举升流体所消耗的、并在下坡段不能完全回收的静压损失。管路沿线存在起伏时，不仅影响着两相管路的流型，而且原油大量聚积在低洼和上坡管段内，使气体的流通面积减小、流速增大，造成较大的摩擦损失和滑脱损失 倾斜气液两相管路的压降计算两相管路沿线地形起伏所引起的附加压降

32、十分惊人，据文献介绍，美国有一条直径 400m103的两相管路，通过 36 个不大的小丘，按水平管估算的压降Pa107 . 15，投产 10 天后压降稳定在Pa104 .205，约为按水平管估算压降的 12倍，可见沿线起伏对两相管路压降的影响不可忽略。弗莱尼根认为（1）管路下坡段所回收的压能比上坡段举升流体所消耗的压能小得多，可以忽略；（2）上坡段由高差所消耗的压能与两相管路的气相折算速度呈相反关系，速度趋于零时，高程附加压力损失最大；（3）由爬坡所引起的高程附加压力损失与线路爬坡高度之总和成正比，和管路爬坡的倾角关系不大。 倾斜气液两相管路的压降计算1958 年，弗氏建立了两相管路由于高程变

33、化所引起的附加压力损失)Pa(ph的计算式 zgFpleh式中 z管路上坡高度之总和，m； eF管路起伏系数，无因次。 006. 1sge0785. 111F起伏管路的总压降为水平管路压降与起伏附加压降之和。这样，由上节介绍的两相水平管路压降关系式求出压降后利用式 计算管路的附加压力降hp，然后叠加求得起伏两相管路的总压降。油气水三相混输管路的处理 工程上常把油水当作单一的液相。当水以游离水形式存在时，常以油水的质量平均性质作为液相的物性。当油水以乳状液状态存在时，常又乳状液的性质作为液相的物性。经以上简化处理后，就可以应用两相管路计算公式对油气水三相混输管路进行水力计算。 还应指出，原油和天

34、然气是两种互溶的流体，在集输管路的压力和温度条件下，天然气中较重的组分会部分地溶解于原油中，使液相数量增多、密度下降、粘度减小，气相则数量减少、密度下降、粘度减小，即在两相管路的气液界面上不但有能量的传递、还有质的交换。因而油气两相混输管路内，气液两相的输量和物性沿管长而变化，是管路压力和温度的函数，在设计计算中应予以考虑。第二节第二节 确定加热炉热负荷确定加热炉热负荷1、 总热量总Q的确定 保暖油总QQQQ式中：油Q加热原油所需要的热量， 暖Q厂房、值班室采暖所需要的热量； 保Q油气工艺管网保温所需的热量； （1）油Q的确定 )tt (GcQ21油式中 c原油的热容，)kkg/(kJ； G被

35、加热的油量，s /kg； 1t输送原油时的温度，k； 2t来油油温，k。第二节第二节 确定加热炉热负荷确定加热炉热负荷（2）暖Q的确定 附计暖QQQ式中 计Q计算采暖总热量； 附Q由于朝向、门的开启，窗户的渗透产生的附加总热量。 外内计ttFkQii式中 ik围护结构的传热系数，2m/(W） ，可查表取值； iF围护结构的散热面积，2m； 内t室内采暖计算温度，； 外t室外采暖计算温度，。第二节第二节 确定加热炉热负荷确定加热炉热负荷（3）保Q的计算 集油管线伴热输送双管管组的总耗热量可近似按下列公式计算：tcq)tDtD(LK57. 2Qm2211保式中 保Q管组总耗热量，W； L集油管线长

36、度，m； K保温壳内管线向外界的总传热系数，2m/(W） ； 1D伴热管外径，m； 2D集油管外径，m； 1t伴热管平均温度与外界温度之差，； 2t集油管平均温度与外界温度之差，； mq集油管设计油流量（含水原油） ，s/kg； c原油（含水原油）比热容，kg/(J） ； t原油（含水原油）的温升，。第二节第二节 确定加热炉热负荷确定加热炉热负荷2、 外输加热炉的热负荷确定 )tt (GcQ进出输式中 输Q外输油所需的热负荷，h/kJ； c原油的热容，)kkg/(kJ； G输送原油的质量流量，h/kg； 出t外输原油出炉温度，由输油管线的温降计算来决定，； 进t原油进加热炉温度，。3、 脱水加

37、热炉的热负荷确定 油水脱QQQ )tt (BcGQ进出水混水 )tt)(B1 (cGQ进出油混油式中 脱Q脱水需要的总热负荷，h/kJ； 水Q加热水所需要的热负荷，h/kJ； 油Q加热油所需要的热负荷，h/kJ第二节第二节 确定加热炉热负荷确定加热炉热负荷水c水的热容，)kkg/(kJ； 油c油的热容，)kkg/(kJ； B含水百分数，%； 出t 加热炉出口温度，； 进t油水混合物进加热炉温度，。1、 加热炉热负荷确定例如：某站外输原油为 200万吨/年，原油从 40加热到 70，求所需的热量度是多少 KJ/h已知)kkg/(kJ88. 1C油解：已知：)kkg/(kJ88. 1C油 h/kg

38、231500h/ t5 .231a/ t200G万 k34327370t出 K31327340t进第二节第二节 确定加热炉热负荷确定加热炉热负荷求：每小时的输油量。由：)tt (GcQ进出得：h/kJ10088. 1)313343(88. 1231500Q7另：求所需加热炉台数。如选用 418万h/kJ加热炉，需要几台？ 6 . 21018. 410088. 1QQn671 故可取 3 台确定加热炉台数时，从经济合理的角度来考虑，应使所选用的台数能保证在加热炉所承担热负荷最小条件下，能有一台炉检修。同时又能满足最大负荷的要求。 第三节第三节 选择加热炉的类型并确定运行参数选择加热炉的类型并确定

39、运行参数 直热式加热炉 （管式炉）1.直热式加热炉直热式加热炉也叫盘管式加热炉（简称管式炉），又分为立式和卧式两种。（1）管式炉的工作原理在点火前启动输油泵或热油泵，在盘管内形成循环后，再进行点火，点火后燃料在辐射室的炉堂内充分燃烧，高温烟气翻越（上行或下行）挡火墙至对流室；在对流室内，高温烟气又以对流和辐射的方式（同时炉墙砖壁也以辐射的方式）向对流管传热，最后由烟管排出。加热炉2.间热式加热炉 间热式加热炉间热式加热炉是以某种中间介质进行热量传递的，常用的中间介质有水和蒸汽，也有用烟气的，在国外使用的有水浴炉、汽浴炉、烟气加热炉。在我国，习惯用水（包括蒸汽）作中间传热介质，所以常称为水套加热

40、炉（简称水套炉）。 水套加热炉的原理水套加热炉的原理 水套炉在使用前向水套内加水至水套容积的1213处，然后点火，燃料从火嘴喷出，在炉膛内燃烧。在喷嘴压力及烟囱抽风作用下，火焰和烟气沿炉膛及烟道管向烟囱流动。在炉膛内，热量通过辐射传给炉壁和烟道部分，热量又通过对流传给烟管壁。炉壁和烟管壁通过热传导和对流将热量传给水套中的水。原油通过盘管的下部进入，自下而上流经全部原油对流原油通过盘管的下部进入，自下而上流经全部原油对流管，再从上部流出。管，再从上部流出。在此对流过程中，水将热量传给原油 ，达到加热原油的目的。第四节第四节 加热炉热负荷的测定方法加热炉热负荷的测定方法一、 测试前准备工作1.测试

41、前组织好人员，制订测试内容、方法、布置测试点等。2.检查和校验测试时需要用的仪器、仪表。3.检查加热运行工况、燃料供应系统、燃料系统及介质进、出口管线阀门是否正常，检查加热炉人孔、手孔各连接管线法兰是否泄漏，对各种不正常现象应予排除。4.为了更好的熟悉测试内容，操作要求，人员配合等，在要求全面测试时，可在正式测前做花21次预备性试验。二、测试项目1.介质流量。2.介质（原油）含量及天然气量。3.介质入口、出口温度。第四节第四节 加热炉热负荷的测定方法加热炉热负荷的测定方法二、测试项目1.介质流量。2.介质（原油）含量及天然气量。3.介质入口、出口温度。三、测试要求和测试方法1.正式测试应在加热

42、炉燃料调节正常，工况满足生产要求的情况下进行。加热炉达到工况稳定所需最少时间规定如下：对火筒炉、水套炉、合一设备不少于 2小时。 （自冷态点火开始）对管式炉不少于 24小时。 （自冷态点火开始）2.正式测试时在加热炉达到热工况稳定后 1小时进行。3.测试期间安全阀不得起跳，不得吹灰，一般不得排污。4.用玻璃温度计测量介质进口、出口温度。5.介质流量用容积式流量计计量，液体燃烧耗量用容积式流量计计量，气体燃料用气表计量。第四节第四节 加热炉热负荷的测定方法加热炉热负荷的测定方法四、资料整理和计算1.加热炉热负荷计算公式 )TT(GcQ12式中 Q加热炉热负荷，kJ/h； G介质流量，kg/h；

43、c介质比热，kJ(kgK)； 2T介质出炉温度，或 K； 1T介质进炉温度，或 K；2.比热值计算公式 )1039. 368. 1 (1c3式中 介质密度，kg/m3； t平均温度，2TTt21, 或 K；储油罐容量和数量一、 储油罐容量的确定储油罐的容积可按站内油品的平均日处理量和本油田的一些具体规定，用下面公式计算确定。 t1eKGTV式中 V油泵站所需的油罐总容积，m3； K综合系数，它与油井原油含水率、含水上升速度、泵站相对的时间和泵站日处理的不均匀性有关。各油田可根据自己油田的具体情况来确定。 （一般取综合含水 40设计，以适应近期不扩建、改建，故取 K=1.67） G集油站油品的储

44、备天数，它与周转情况等有关，各油田可根据本油田具体情况来确定， （大型转油站T1=2,中小型 T1=0.5） te油罐利用系数， （金属罐 et=0.85,非金属罐 et=0.75） ； 原油重度，t/m3。储油罐容量和数量二、储油罐数量的确定油罐数量按下式确定： 罐VVn 式中 n油罐的数量，座； 罐V油罐的名义容量，m3。选择时，根据集油站承担的任务和处理量的大小，确定建油罐的最少座数。在实际工作中，一般中小型以上的集油站应不少于 2座，小型可选 1座，依此来确定 V罐，并按油罐系列选取。第六节 电脱水器的类型、工作参数及台数的确定一、电脱水原理 1.高压直流电脱水原理 原油是一大类叫做“

45、烃”的有机化合物的混合物， 这类烃类物质的分子都是非极性的。而水分子的极性却很大。原油中的水主要是一种“油包水”型的油水乳状液。欲将水分离出来，首先应破坏油水乳状液的平衡，把包在油膜中间的水珠“拉”出来。当含水原油进入电脱水器中高压直流电场后，水分子将产生较大的变形，其极性增强、分子间力增大，致使包在油膜中的球形水珠变成两端分别带上正负电荷的椭圆形，破坏了油水乳状液的平衡，被电场“拉”出来的水珠间相互间吸引变大的机会和力量增大。当水珠大到一定程度，靠油、水间的密度差，水就从油中沉降分离出来，达到脱水的目的。第六节 电脱水器的类型、工作参数及台数的确定交变电场的特征是正、负极周期性地交替变化着。

46、当含水原油进入交变电场后，水分子的两极不断受到交变电场周期性交替着的正、负极的吸引和排斥，结果使包在油膜中的球形水珠变成菱形，破坏了油水乳状液的平衡，被电场“拉”出来的水珠相遇时容易合并成更大的水珠，并靠油、水密度差使水从原油中沉降分离出来，达到脱水的目的。一般地讲，直流电脱水比交流电脱水效果好些。但直流电场容易使水珠聚集成大水珠，而不易使小水珠表面的油膜破坏掉，因此脱出的水中含油较多。交变电场由于促使水珠振荡变形，尤其大水珠受到的振荡力强，变形也大，因此交流电脱水时，油中含水较多。 2.高压交流电脱水原理第六节 电脱水器的类型、工作参数及台数的确定 二、电脱水器的类型 1.按电方法分 直流电

47、脱水器、交流电脱水器和交直流电复合脱水器 2.按脱水器的型式分 立式脱水器、卧式脱水器 三、工作参数 1. 原油的加热温度主要考虑原油、沥青、胶质的含量以及原油的粘度、密度、挥发性及老化程度等对原油脱水的影响。温度一般控制在7560的范围内。 2.脱水器内的工作压力主要考虑原油的挥发性及工艺条件等因素，原油初馏点挥发性强时，工作压力应稍高。正常运行时，要求控制在MPa3 .025.0的范围内3.加药品种和加药量主要根据原油的乳化程度、乳化液的性质和使用的脱水方法来决定。药剂投加量一般按原油处理量来计算，浓度在 1030L/mg第六节 电脱水器的类型、工作参数及台数的确定4.原油处理量根据脱水器的处理能力和油品性质及原油的含水情况而定，对于油品差、含水高的原油，适当降低处理量。正常运行时，流量的变化的较