长输管道工艺课程设计

1、长输管道工艺课程设计第第8 8组组一.问题分析任务A：西部原油常温输送管道设计n管线长度：1950kmn设计输量：2000104 t/a（0.761m3/s） 玉门分输：200104 t/a （0.685m3/s）n设计压力：8.0MPan最低允许进站压力：0.2MPa，首站进站压力：0.2MPan地温： 冬季平均地温3 对应原油粘度128mPas 夏季平均地温22 对应原油粘度22mPas二.总体设计思路 本组总体采用冬季初算，夏季校核调整的思路。本组总体采用冬季初算，夏季校核调整的思路。确定方案 选取X70钢材，根据经济流速法确定三种管径 编程计算各管径水力摩阻，进而确定泵站比选 根据钢管

2、单价和泵站价格进行经济性比选，费用最低者为最优方案调整 根据比选产生的最优方案，进行夏季进出站压力和动静水头的校核三.前期准备1.泵特性曲线拟合泵特性曲线拟合 小泵：小泵： H=147.75-0.000077Q2-m 大泵：大泵： H=325.31-0.000078Q2-m 设计输量下，分输前两台小泵并联可以提供约设计输量下，分输前两台小泵并联可以提供约126m的扬程，的扬程，一台大泵可以提供约一台大泵可以提供约252m的扬程。分输后，两台小泵并联可以的扬程。分输后，两台小泵并联可以提供约提供约130m的扬程，一台大泵可以提供约的扬程，一台大泵可以提供约265m的扬程。的扬程。2.绘制纵断面图

3、绘制纵断面图四.确定备选方案经济流速选取范围：1.5-2.0m/sn确定管道内径n确定管道壁厚n确定三种管径备选方案4dv2Q FET2pD 方案编号外径(mm)内径(mm)流速(m/s)18137931.5427627421.7437116932.01其中：选取其中：选取X70型钢，许用应型钢，许用应力约力约493MPa；F为地区等级，为地区等级，取取0.72五.确定泵站组合方式 （1）按照冬季地温3计算 原油动力粘度为128mPas，运动粘度为 （2）选取泵组合方式 设计压力为8MPa，换算成油柱高度为939.36m，根据拟合出的泵特性曲线方程，确定冬季“三大一小”的泵组合方式，即两台小泵

4、并联后与三台大泵串联。43107.41.886810128六.确定水力坡降注：注：0.00505是冬季经济流速为1.5 m/s分输前水利坡降0.00693是冬季经济流速为1.75 m/s分输前水利坡降0.00972是冬季经济流速为2.0 m/s分输前水利坡降0.00420是冬季济流速为1.5 m/s分输后水利坡降0.00577是冬季经济流速为1.75 m/s分输后水利坡降0.00809是冬季经济流速为2.0 m/s分输后水利坡降注：注：0.00314是夏季经济流速为1.5 m/s分输前水利坡降0.00431是夏季经济流速为1.75 m/s分输前水利坡降0.00605是夏季经济流速为2.0 m/

5、s分输前水利坡降0.00261是夏季经济流速为1.5 m/s分输后水利坡降0.00359是夏季经济流速为1.75 m/s分输后水利坡降0.00503是夏季经济流速为2.0 m/s分输后水利坡降七.确定每个泵站出站的扬程由公式 Hd1首站出站压头，m；Hs1首站进站压头，m；Hc泵站扬程，m；hm站内摩阻（30m）得泵站出站所给出的扬程。mcsdhHHH11泵站扬程Hc-站内摩阻30m分输前分输后三大一小854.7831m895.0505m八.确定泵站数并布置泵站 进站压力范围为0.2MPa-0.8MPa，换算成油柱高度为23.48-93.96m。因为冬天水力坡降线斜率较大，故以满足冬季最低进站

6、压力要求，进行初步布站。当某点剩余压力进入压力范围时，则应在此设立泵站。并且出站水头应小于939.36m。 以此类方法初步布站。若终站压力较大，可使用减压阀或减压站。 注注：泵站的设立可能在所给数据两点之间。 初步布站初步布站结果如下页。里程泵站里程冬季运行减压1290全开2381全开3475全开 4568全开5638全开6681全开7734全开8792全开9923全开 10993三台大泵 111058全开121192全开131314全开141381全开151418全开 161580全开171657全开181695两台大泵1760减压站减压400m191814全开 20（末站）1950 711

7、mm管径泵站布置表711mm管径泵站布置图系列1：高程线 系列2：水力坡降线762mm管径泵站布置表里程泵站里程冬季运行减压1290全开2419全开3542全开 4645全开5697全开6772全开7938全开81023全开91194全开 101352全开 111409全开121596三台大泵131662全开141699两台大泵1760减压站减压100m15(末站)1960762管径泵站布置图系列1：高程线 系列2：水力坡降线里程泵站里程冬季运行减压1290全开2486全开3638全开 4692全开5782全开6988全开71189全开81369三台大泵91419三台大泵 101661全开 减

8、压站1786减压站减压180m11(末站)1950813mm管径泵站布置表813管径水力坡降图系列1：高程线 系列2：水力坡降线九.根据经济性比选最优方案当三种比选方案都依次进行完上述过程后，初步计算每种方案的总成本，最低者为最优方案，计算公式如下：式中： M每种方案总成本，单位：元； L管道总长度，1950km； m不同规格钢材单位长度的质量，kg/m； N泵站数，个； c1X70钢材单价，取6000元/吨； c2泵站单价，取6000万元/个。管道外径管重（kg/m)管材总价格泵站数泵站单价经济总成本0.711163.31910610000.00206000000031106100000.7

9、62187.912198547000.00156000000030985470000.813196.772302209000.00116000000029622090002c1cmNLM 十.翻越点的确定05001000150020002500300005001000150020002500高高程程，水水力力坡坡降降（m）里程（里程（Km）813管径翻越点确定管径翻越点确定高程夏季水力坡降冬季水力坡降高程夏季水力坡降冬季水力坡降结论：分输前不存在翻越点，分输后存在翻越点，为（结论：分输前不存在翻越点，分输后存在翻越点，为（1704,2700） 十一.校核、调整 原因：原因：夏季原油粘度减小，水

10、力摩阻随之大幅减小，如果夏季再按冬季的方式输油，进出站压力将会超压进出站压力将会超压。解决方法解决方法 改变泵的组合方式改变泵的组合方式（首选首选） 本设计冬季采用“三大一小”的泵组合方式，使得夏季可以适当关停部分泵减小扬程，以保证进出站不超压。变换站址变换站址 当改变泵的组合方式无法满足要求时，可以利用线性插值的方法适当变换站址以满足压力要求，变换之后还要再计算冬季的情况，只有冬、夏季都满足时方案才可行。设阀调节设阀调节 即节流调节。在一些站内设置进口调节阀和出口调节阀，这些阀在并非全年都开着，只在夏季等容易超压的一两个月内保持开启状态即可。此种调节方式不经济。变频调节变频调节 变频调节的原

11、理是改变频率使得泵转速得到调节，进而调节泵的特性。根据所查资料，目前变频调节有两种方法：一种是手动调整，就是通过变频器外接手操器来调整频率。另一种就是通过PLC，根据设定参数自动调节。 813mm管径夏季各种数据管径夏季各种数据地名地名里程里程高程高程进站水头进站水头出站水头出站水头设阀情况设阀情况开泵情况开泵情况管道起点（管道起点（0km）29080023.76515.65减压阀减压阀两大一小两大一小98站站48165041.462670.132减压阀减压阀三大三大128.5zhan63875057.056785.726三大三大尾亚尾亚692132039.254767.924三大三大157站

12、站782173063.804539.584两大两大198站站988155046.376811.685三大三大清水镇清水镇1189158041.297671.237进、出站减压进、出站减压阀阀两大一小两大一小二十里堡二十里堡1369168069.397834.706三大三大老军寨老军寨1419228095.306460.146一大一小一大一小唐家场子唐家场子1661204025.45920.5陈家河减压站陈家河减压站17861880732142减压站减压站终点（末站）终点（末站）1950153925.768920.211最经济管径夏季夏季泵站数据最经济管径冬季冬季泵站数据813mm813mm管径

13、冬季各种数据管径冬季各种数据地名地名里程里程高程高程进站水头进站水头出站水头出站水头设阀情况设阀情况开泵情况开泵情况管道起点（）管道起点（）29029080080023.4923.49878.2731878.2731无无全开全开9898站站48148165065063.7263.72918.5031918.5031无无全开全开128.5zhan128.5zhan63863875075025.653125.6531880.4362880.4362无无全开全开尾亚尾亚6926921320132037.736237.7362892.5193892.5193无无全开全开157157站站7827821730173028.019328.0193882.8024882.8024无无全开全开198198站站9889881550155022.502422.5024916.9454916.9454无无全开全开清水镇清水镇118911891580158042.745442.7454937.1884937.1884无无全开全开二十里堡二十里堡136913691680168081.188481.1884846.4974846.4974无无全开全开老军寨老军