某热油管道输送工艺

1、重庆科技学院管道输送工艺课程设计报告 院（系）: 石油与天然气工程学院 专业班级: 油气储运10-2班 学生姓名: 学 号: 2010440 设计地点（单位） K713 设计题目: 某热油管道工艺设计（二期） 完成日期： 2013年 12月 25日 指导教师评语: _ _ _ _ _ 成绩（五级记分制）: _ _ 指导教师（签字）: 重庆科技学院本科生设计 目录 目 录1 总论11.1 概述11.1.1 设计内容11.1.2 设计依据11.1.3 设计原则12 工程概况23 工艺计算 43.1 热站数计算43.2 水力计算53.2.1 平均温度53.2.2油品粘度53.2.3判断流态63.2.

2、4计算摩阻63.3 泵站布置计算73.3.1输量换算73.3.2泵站布置73.4 校核动静水压93.4.1动水压力的校核：93.4.2静水压力校核93.5 最小输量94 设计结果11参考文献12重庆科技学院本科生设计 1 总论 1 总论 1.1 概述1.1.1 设计内容按照设计要求进行某热油管道工艺设计。本设计主要就二期（700万吨/年）条件下，泵站数和热站数，以及它们的布置，还有静水压和动水压的校核，最小输量。 1.1.2 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。1.1.3 设计原则 （1）严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。

3、 （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。 13重庆科技学院本科生设计 2 工程概况 2 工程概况某油田初期产量油400万吨，五年后原油产量达到700万吨/年，计划将原油输送到520Km外的炼

4、油厂，需要设计一条输油管道，输送压力8MPa。采用密闭输送方式。1.目前设计情况管道管材为X70，规格为5297。导热系数K=1.94，比热容C=2100J（kg）。一期热站数4个，热站间距130km，热负荷为6994kJ，每个热站包含1个加热炉，型号为GW7000；泵站数为1个，3台泵并联，其中1台备用。输油泵型号为DQ280-100B8，流量为300m3/h，扬程为800m，效率77%，转速为2980r/min，功率2000W。2.设计内容及要求为：（1） 确定二期（700万吨/年）条件下，泵站数及热站数；（2）二期热站、泵站的布置；（3）静水压以及动水压校核；（4）最小输量；（5）绘制二

5、期工程中间站、热泵站工艺流程图一张（2#）。3.相关设计参数如下：表2-1 某原油性质含蜡量，%沥青质，%密度，kg/m3初馏点，凝固点，粘度，50，mPa.s37.875.98537732.58.6 表2-2 里程和高程表里程，km080173236292353430480520高程，m450520470427490380410445415图2-1 管道走向纵断面图表2-3 管道经过区域地温月 份123456789101112地温45689111213121086最大运行压力8.0MPa，末站剩余压头80m，局部摩阻为沿程摩阻的1.1%，20相对密度为0.85,50粘度为8.6mPas。粘温

6、指数0.034.进站温度控制在38。保温层采用黄夹克，35mm。土壤导热系数1.1W/(m),埋地深度1.8m。最高输送温度67，最低输送温度35。重庆科技学院本科生设计 3 工艺计算 3 工艺计算3.1 热站数计算 (3-1)式中，G质量流量，kg/s；Q年输量,m3/s；T时间，取350天,S。当年输量为700万吨时，由公式（3-1），得： 假设出站温度为50，进站温度为38， （3-2）式中， -原油质量流量，；-加热站的进站温度，；-加热站的出站温度，；-比热容，；-加热站间距，m；K-管道总传热系数，；-管道内径，m；-管道周围的自然温度，；所以由式（3-2），得：热油管全长520k

7、m，则加热站数, 取4个。所以，热站间距为：管道埋深处平均地温：出站温度为： （3-3）式中， G原油质量流量，kg/s；C比热容，kJ/(kg) ；L加热站间距，m；K管道总传热系数，W /(m)；D管道内径，m；由式3-33，得TR=50，与假设相符。每个加热站的热负荷为 （3-4）式中，q 加热站的热负荷，kJ/s；加热站的效率,此处取0.88。由式（3-4），得：q=6.629106J/S。加热站的热负荷与一期热负荷接近，所以，二期加热站仍采用一期加热炉，型号为GW7000，每个热站两个加热炉。3.2 水力计算 3.2.1 平均温度 (3-5)式中，-加热站的起点，终点温度，。由式3-

8、10，得Tpj为42。 3.2.2油品粘度 （3-6）式中，t、20温度为t及20时油品的密度，kg/m3；温度系数，=1.825-0.001315t ，kg/(m3.)。代入，得50为798.3kg/m3。运动粘度 （3-7）式中，-温度为平均温度、时油品的运动黏度，；-粘温指数，1/。由式（3-11 ），得： 3.2.3判断流态假设油品处于水力光滑区，雷诺数为 （3-8） （3-9）式中，u黏温指数，1/,；v输送温度下原油的运动黏度，m2/s；Q管路中原油的体积流量，m3/s；e管壁的绝对粗糙度，m。由公式（3-16），得：Re=46300由公式（3-17），得：Re1=925860因为

9、3000Re925860，所以其是处于水力光滑区，故前面的假设是正确的。 3.2.4计算摩阻一个加热站间的摩阻为： （3-10）总摩阻为： （3-11）全线所需总压头为： （3-12）式中 ， 沿线总摩阻，m；剩余压头，m；加热站之间的高程差，m；H全线所需要的总压头，m。由公式（3-10）、（3-11）得：hR=458.2m由公式（3-12）得：H=1952.8m3.3 泵站布置计算 3.3.1输量换算 （3-13）式中，Q体积流量，m3/s或m3/h；G年输量，kg；油品在平均温度时的相对密度，kg/ m3。当年输量为700万吨时，由公式（3-13），得： =975.6m3/h 3.3.2

10、泵站布置泵站选用泵型号为D300-1508型输油泵，其额定流量为360，扬程为1125m,配带电动机转速为2985r/min，功率为1192kW，效率为78%。每个泵站选用4台，3台泵并联，其中1台为备用泵。则泵产生的压力故所选泵类型及数量合格。泵站数为： （3-14）式中，n泵站数，个；H全线所需的总压头，m；泵所提供的扬程，m。由公式（3-14）得：n=2.034向下取整，取n=2个；为了保证任务输量不变，可对泵站中的泵机组采取减小级数等措施。采用平均法布站，其站间距为： （3-15）式中， 泵站站间距，km ； L管线总长，km。由公式（3-15），得：LR=260km取泵站内压头损失为

11、，泵站进口压力控制在3080m范围内。当采用平均法布站时：（1） 当首站与第二站站间距取260km时，对应高程为Z=454m时，其进口压力为： （3-16） （3-17）式中，泵站进口的剩余压头，m；H泵站所提供的扬程，m；i水力坡降；L两泵站的站间距，m；两泵站间的高程差，m；泵站内压头损失，m。由公式（3-16）、（3-17），得：由于泵站进口压力控制在3080m范围内，不符合要求，故要缩小布站距离。（2）取首站与第二站的站间距为210km，对应高程为Z=445m时，进口压力为：符合要求，故第二站布置在距离首站210km处。（3）末站进口压力为： 80m与任务书要求末站剩余压头80m相符，

12、故所选泵符合要求。3.4 校核动静水压 3.4.1动水压力的校核： （3-18） 最大动水压力为： （3-19）式中， Hi高程为i点处的动水压头，m；H泵站输出的压头，m；X泵站与低点处的距离，m；ZX，Z1低点处、泵站的高程，m；P动水压力，Pa。由公式（3-18）、（3-19），得： 故动水压力校核符合要求。 3.4.2静水压力校核静水压力的校核： （3-20） 式中， P 静水压力，Pa；沿线的最大高程差，m。由公式（3-20），得： 故静水压力校核符合要求。3.5 最小输量管道的最小输量： （3-21） 式中，管道最小输量，kg/s；K总传热系数，；D管道外径，m；L加热站间距，m；

13、C原油比热容，； 管道周围的自然温度，；加热站的最低进站温度，；加热站的最高出站温度，。由公式（3-21），得： 重庆科技学院本科生设计 4 设计结果 4 设计结果表4-1 管道设计结果管材最小屈服强度（MPa）外 径（mm）壁 厚（mm）X70直缝钢管4825297表4-2 热站设计结果热站数站间距（km）进站温度（）出站温度（）热负荷（kJ/s）效率41303850662988%表4-3 加热炉型号加热炉型号加热炉数量GW70002表4-4 泵站布置结果首站末站里程（km）0210高程（m）450454表4-5 泵设计结果型号台数(台)流量(m3/h)扬程（m）转速(转/分)效率(%)功率（KW）D300-1508436011252985782950重庆科技学院本科生