长输管道设计

1、长输管道工期程设计报告题 目长距离成品油管道工艺方案设计计算第一章任务书、题目长距离成品油管道工艺方案设计计算五、基础数据1、管道基础数据设计输量XX成品油管道是一条连续顺序输送多种成品油的管道，设计输送能力（560+组号*30） X 104t/a ,输送介质包括0跺油、90#汽油、95#汽油三种油品，均按 照每年25批次输送。设计年输送天数350天，采取起点连续进油，各分输点均 匀连续分输下载的方式，设计压力10MPa各站场进站最低压力0.3MPa,最高压力4MPa地温取17摄氏度。站场进、出站压力通过节流阀控制。输送下载量省份名称进出油品量x 104t/a备注万R汽油90#汽油95#柴油0

2、#OR1茂名560+组号 *30126+组号*1072+组号*10362+组号*10进油广西2玉林417430下载分 输3贵港478435下载分 输4黎塘214215下载分输5柳州8115660下载分输6河池294223下载分输贵州8都匀307320下载分输9贵阳75201540下载分输10安顺328420下载分输11晴隆3111下载分输12盘县174211下载分输女南13438530下载分输14昆东92201260下载分输15长坡49+组号*3020+组号*1012+组号*1017+组号*10下载分输沿线地形序站场里程高程号名称(km)(m)1茂名0.0018.752玉林161.0971.5

3、13贵港246.3347.944黎塘310.77105.005柳州457.66105.236河池617.09209.507陆桥687.79481.738下司767.77925.889都匀876.67803.5310贵阳976.061120.6011安顺1070.871349.6112晴隆1183.371401.213盘县1261.522017.22141348.841958.7815秧田冲1492.622044.5016长坡1555.861906.042、油品物性3、品种密度(t/m3)粘度（mm2/15.6 C37.8 C15.6 C37.8 C汽油90#0.73390.71390.5941

4、0.489095#0.75440.71350.59320.4884柴油0#0.84210.82676.0803.4523、经济评价参数电力价格：0.55元/度，燃料油价格：4500元/吨。管道建设期为1年，运行期为20年。管道建设单位长度总投资如下表，其 中40%为自有资金，其余为建设银行贷款，利率按当前利率建设银行利率计算， 流动资金接管内存油价值计算。经营成本按能源消耗（电力及燃料）的2.5倍计 算。单位长度总投资表：管径（mm单位长度总投资（元/公 里）168569685.6219788937.62731048264323125047835513819524061682296457188

5、7041508212672955923245456102666440660285985371133870058134050866914545348510167531240121010120136第二章计算说明书一、设计思路首先根据经济流速或经济输量的范围， 初步选定管径和壁厚，确定管材；计 算任务输量下的水力坡降，判断翻越点，确定管道计算长度；计算全线所需压头， 确定泵站数，布置泵站；计算混油长度；根据技术经济指标计算基建投资及输油 成本等费用；综合比较差额净现值和差额内部收益率等指标， 并考虑管道的可能 发展情况，选出最佳方案。二、设计内容.确定管径、壁厚、管材计算温度取管道埋深处全年平均低

6、温作为计算温度，地温为17C ,计算温度取17Co 按此温度计算油品的粘度和密度。油品密度已知20c时油品的密度，按下式转换成计算温度 17c时的密度。一(1)式中 外 磔一一温度为tC及20c时的油品密度，kg/m3一(2)根据15.6C和37.8C时各油品的密度计算20c时各油品的密度(以90#汽油为例)： 将156c和37.8C时90#汽油的密度分别带入公式(1)并算出相应的 侬，对算得 的两个 团取平均值。计算结果如下：品种鱼(kg/m 3)t-20(C)八 ，3、0(kg/m )p20 平均值(kg/m3)汽油90#(15.6C)733.9-4.4730.0943729.790#(3

7、7.8C)713.917.8729.313995#(15.6C)754.4-4.4750.7136739.895#(37.8C)713.517.8728.9231柴油0#(15.6C)842.1-4.4838.924839.20#(37.8C)826.717.8839.534根据各油品20c时的密度计算17c时的油品密度（以90#汽油为例）：将15.6C （或37.8 C）时90#汽油的密度带入公式（2）可算出相应的 阻，即计算温度下的 油品密度。计算结果如下：品种71，3 0(kg/m )t-20(C)zi ，3、P17(kg/m )汽油90#729.7-3732.395#739.8-374

8、2.4柴油0#839.2-3841.4油品粘度油品运动粘度的计算方法：一（3）式中u、10温度为t、t0时油品的运动粘度，m2 /su粘温指数，1/ C根据及156c和37.8C时各油品的粘度计算粘温指数uo将计算出的粘温指数带入公式（3）计算17c时各油品运动粘度。计算结果如下：油品i37.8(mm2/s)W5.6(mm2/s)u(1/ C)H7(mm2/s)90#汽油0.48900.59410.008770.586895#汽油0.48840.59320.008760.58590跺油3.4526.0800.025505.8667体积流量已知各油品的质量流量和密度，计算油品在设计温度下的体积流

9、量，输送大数按350天计算。以茂名站90#汽油为例，0.07496计算结果如下：名称质量流量质量流量（kg/s）体积流量（m3/s）4(X 10/a)汽油90#汽油95#柴油0#汽油90#汽油95#柴油0#汽油90#汽油95#柴油0#2茂名16611240254.8937.04132.940.074960.049890.157990.28284玉林74302.311.329.920.003160.001780.011790.01673贵港84352.651.3211.570.003610.001780.013760.01915黎塘42151.320.664.960.001810.000890.

10、00590.00860柳州156604.961.9819.840.006770.002670.023580.03302河池42231.320.667.610.001810.000890.009040.01174都匀73202.310.996.610.003160.001340.007860.01236贵阳2015406.614.9613.230.009030.006680.015720.03143安顺84202.651.326.610.003610.001780.007860.01325晴隆1110.330.330.330.000450.000450.000390.00129盘县42111.3

11、20.663.640.001810.000890.004320.00702曲靖85302.651.659.920.003610.002230.011790.01763昆东2012606.613.9719.840.009030.005350.023580.03796长坡60525719.8417.2018.850.027090.023160.022400.07266各段管道的体积流量如下:如玉林-贵港管道的体积流量，则为茂名的体积流量减去玉林分输的体积流量管段管段流量(m3/s)油品汽油90#汽油95#柴油0#2茂名一玉林0.074960.049890.157990.28284玉林一贵港0.07

12、1800.048110.146200.26611贵港一黎塘0.068190.046330.132440.24696黎塘一柳州0.066380.045440.126540.23836柳州一河池0.059610.042770.102960.20534河池一都匀0.057800.041880.093920.19360都匀一贵阳0.054640.040540.086060.18124贵阳一安顺0.045610.033860.070340.14981安顺一晴隆0.042000.032080.062480.13656晴隆一盘县0.041550.031630.062090.13527盘县一曲靖0.03974

13、0.030740.057770.12825曲靖一昆东0.036130.028510.045980.11062比东 k坡0.027100.023160.022400.07266确定管径、壁厚设初始经济流速为 2.0m/s,根据选取管径，根据经济流速范围1.53.2m/s进行变管径设计。以方案一为例，对于茂名-玉林管段，查API标准钢管规格 选取管内径为425.2mm,以这一管内径计算下游各管段内油品流速，发现在河 池一都匀段管道流速降为1.36344m/s,明显小于1.5m/s,故在此管段进行变径。 变径后继续利用经济流速2.0m/s计算管段内油品的流速，重复上述计算，最终 算得该管线需在河池、

14、盘县处进行变径处理。计算结果如下：管段内径(mm)计算流速(m/s)茂名-_林425.200001.991913977玉林-贵港425.200001.874086697贵港-黎塘425.200001.739223831黎塘一柳州425.200001.678658784柳州一河池425.200001.446117174河池一都匀341.400002.114925825都匀一贵阳341.400001.979904752贵阳-安顺341.400001.63656233安顺一晴隆341.400001.491818865晴隆一盘县341.400001.47772686盘县-曲靖285.700002.00

15、0585556曲靖-昆东285.700001.725579695比东k坡285.700001.133451363确定管材已知设计压力为10MPa,根据公式:(5),PD2ETF-其中，F取0.72, E取1, T取1。屈服应力的计算(以方案一茂名一玉林段为例)：计算结果如下:管段内径(mm)外径(mm)屈服应力(MPa)戊名 林 玉林一贵港 贵港一黎塘 黎塘一柳州425.2457199.6柳州一河池河池一都匀341.4355.6347.81都匀一贵阳贵阳一安顺安顺一晴隆晴隆一盘县盘县一曲靖285.7323.9117.76曲靖一昆东比东 k坡根据输油管道设计规范 GB-50253-2003,取L

16、360(X52薄材。2、水力计算及布站2.1计算水力坡降(7)90#汽油和95#汽油粘度差别不大,所以可以用 90号汽油代替95号汽油校 核，以管道内输送0跺油和输送90#汽油分别计算水力坡降，假设输送的都是柴 油进行设计、假设输送的都输90#汽油进行校核，保证泵站运行中既不超压也不 欠压。输送柴油和90#汽油的输量如下表所示：以0#柴油为例，其处于水力光滑区， m=0.25, ?=0.0246,管段管内径(mm)柴油流量m/s汽油流量m/s水力坡降i90#汽油0#柴油戊名 林425.200000.2672542490.3070704970.0050107910.006987691玉林一贵港4

17、25.200000.251140390.2885559520.0044940950.006267143贵港一黎塘425.200000.2326684050.2673319620.0039316850.005482846黎塘一柳州425.200000.2244149650.2578489030.0036908710.005147025柳州一河池425.200000.1925802670.2212713870.0028239620.003938095河池一都匀341.400000.181182660.2081757340.0071996040.010040052都匀一贵阳341.400000.16

18、93920310.1946285060.0063998120.00892472贵阳一安顺341.400000.139915460.1607604370.0045800420.006386999安顺一晴隆341.400000.1273387890.146310060.0038840580.00541643晴隆一盘县341.400000.1261597260.1449553370.0038213410.005328969盘县一曲靖285.700000.119478370.1372785750.0080963420.011290578曲靖 昆东285.700000.1025784690.117860

19、8820.0061998470.008645862比东 k坡285.700000.0664205410.076316050.0028977560.0040410032.2布站沿线压头总损失为，按上式计算沿线压头损失，并标记出有可能出现翻越点 的位置。由表知，有四处管段压能损失较大，可能会出现翻越点。管段i（90#汽油）i（0#柴油） L/km Z/m柴油压能损失H/m汽油压能损失戊名 林0.0050107910.006987691161.0952.761178.407148859.9483964玉林一贵港0.0044940950.00626714385.24-23.57510.64126235

20、9.5066441贵港一黎塘0.0039316850.00548284664.4457.06410.3746252310.4177829黎塘一柳州0.0036908710.005147025146.890.23756.2765167542.3821092柳州一河池0.0028239620.003938095159.43104.27732.1205553554.4942855河池一陆桥0.0071996040.01004005270.7272.23982.0617001781.242005陆桥一卜司0.0071996040.01004005279.98444.151247.1533861019.

21、97433卜司一都匀0.0071996040.010040052108.9-122.35971.0116992661.686879都匀一贵阳0.0063998120.0089247299.39317.071204.097881953.1473123贵阳一安顺0.0045800420.00638699994.81229.01834.5613828663.2438099安顺一晴隆0.0038840580.00541643112.551.59660.9383612488.5465787晴隆一盘县0.0038213410.00532896978.15616.021032.478899914.65780

22、24盘县一曲靖0.0080963420.01129057887.32-58.44927.4533073648.5325528曲靖一昆东0.0061998470.008645862143.7885.721328.822063977.1339414比东 k坡0.0028977560.00404100363.24-138.46117.093018144.79407856根据上表中的柴油压能损失来设置泵站。 根据题目中给出的已知条件，设计 压力是10MPa故出站压力不可以超过 10MPa另外，进站压力不低于 0.3MPa, 不高于4MPa根据公式P = RgH，可以换算出此压力下对应的水头（项，如下表

23、 所示：品种密度（t/m 3）压力限制（MPa）对应油柱高度（m）40.310汽 油90#0.732638739557.11395541.783546621392.78488795#0.751820721542.899728740.717479651357.249322柴 油0#0.841128829485.256540236.394240511213.14135以茂名一玉林段为例: 根据判断翻越点，对每段进行泵站布置。因为设计压力是10MPa,茂名首站出站压力最高是10MPa,即1392m(汽油) 或1213 m (柴油)的水头。使用MATLAB编程：茂名-玉林的里程-高程曲线函数：y1=0

24、.32752x+18.75(0 x161.09) (1)茂名-玉林的水力坡降线函数：y2q=1392-5.01x(0 x161.09) (2)y2c=1213-6.99x(0 x161.09) (3)函数(1)与函数(2)(3)的交点分别是：(149.24km,69.63m) (139.28km,64.36m)所以在茂名站的出站压力不足以提供足够的能头，茂名 -玉林站之间必须布 置一个泵站，将该泵站设于茂名-玉林段中点处，命名为1号站。根据水力坡降 函数及纵断面线，可在茂名站设置四台泵(三用一备)。同理可得各泵站的布置如下表：名称里程(km)高程(m)选泵情况单泵扬程(m)所用泉台数茂名018

25、.753用1备2503180.545.112用1备3002玉林161.0971.512用1备2502贵港246.3347.942用1备2002黎塘310.77105.003用1备2503柳州457.66105.233用1备3003河池617.09209.503用1备3003陆桥687.79481.732用1备25022727.78703.813用1备2503卜司767.77925.883用1备3003都匀876.67803.532用1备30023926.37962.072用1备3002贵阳976.061120.603用1备3003安顺1070.871349.613用1备2503晴隆1183.3

26、71401.203用1备3003盘县1261.522017.223用1备3003曲靖1348.841958.782用1备300241420.732001.643用1备2503秧田冲/昆东1492.622044.50一00长坡1555.861906.04一一一使用lps软件进行模拟运行，使用90#汽油对管道进行进出站压力校核，模 拟结果如下：1EM 20C300WrDfl1 呼 1,11M H2MI I JOO14附甲I55创法力&皿也势曲R - AEjlfifl： FE旨in：* 1由 IK 2QQW M W iJWI I.1M3EW90#汽油结果显示，各出站压力均不超过10MPa进站压力均不

27、低于0.3MPa,不高于 4MPa进出站压力都满足要求，故该布站方案也是适用于各泵站具体参数如下图所示:站名也站是力炉Pa出站压力fMPa）压癖(HPd)进站出炭K出站温度温降5）埴温中）kQ：加a, cd4 7417 OD17 DC17 CB1:Xo.aj5 50s17 CD1700agmoo：,4O2：*咻1.S6543.9317.0D1工加SQOl7-flO一 403;用寻i304 513.J517.0D17.000.001Z4:IMft J71.7j170 口17 00MOD1700九加纪则IT营弟17 CD17 0QMO17.工40,河也1.757.2B17.OD17.0Cq.od1

28、7.OD乙铀7;QR&二6.7517.0017-00a-ooIZOD工州8:21.3Q6 124-3017.0017.000.001X00七相丸下同1.9J7.i*3017.00OM7.00疗心：.4010:都士0.906. Wi/.qo17.QQg.oo17105、祀11:32,03改罪Rq: C=11.75(dL0.5Re-0.1(8)ReReij :C=11.75(dL)0.5 Re-0.1 ,由此计算出每种混油的混有长度，如下表所示;管径d里程L混油C_0+95混油 C_90+95管段mmmmm戊名一HE林425.20000161090831.5599976744.5572464玉林一

29、贵港425.2000085240608.5960218544.9210874贵港一黎塘425.2000064440533.1244182477.3457718黎塘一柳州425.20000146890807.7672275723.2538174柳州一河池425.20000159430854.183211764.8134848河池一陆桥341.4000070700501.5735816449.0959713陆桥一卜司341.4000079980533.4769342477.6614054卜卜一都匀341.40000108900622.4993276557.3697467都匀一贵阳341.40000

30、99390598.6339958536.0013478贵阳一安顺341.4000094810595.9204361533.5716969安顺一晴隆341.40000112500655.1777082586.6291209晴隆一盘县341.4000078150546.5872983489.4000853盘县-曲靖285.7000087320521.9805262467.36782曲靖-昆东285.70000143780679.7807901608.6580821比东k坡285.7000063240470.1850238420.991471第三章经济计算一、建设投资在确定了三个方案之后，需要先对三

31、个方案进行初步的经济比选， 以进行下 一步的计算。建设投资主要包括管道建设投资和泵站、分输站建设投资。.单位长度管道总投资表：管径（mm）单位长度总投资（元/公里）168569685.6219788937.627310482643231250478355138195240616822964571887041508212672955923245456102666440660285985371133870058134050866914545348510167531240121010120136根据单位长度管道总投资，可选出所选管径对应的单位长度总投资（元/公里），根据公式：投资=单位长度总投资*里

32、程，具体计算结果如下表：管径/mm里程/km投资/元457.00000161.09457.00000246.33457.00000310.77457.00000457.66457.00000617.091164474131355.00000687.79355.00000767.77355.00000876.67355.00000976.06355.000001070.87355.000001183.37355.000001261.52890571327.4323.000001348.84323.000001492.62323.000001555.86368065694.5总管线投资242311

33、1153.泵站和分输站建设投资查阅资料可知，一般输泵站建设成本为8000万，分输站成本为4000万，总共有 20个站，但是最后两站一个是分输站，一个是终点站，所以总共有 18个泵站, 1个分输站。成本力杀一个数成本泵站80000000181440000000分输站40000000140000000总建设费用一3903111153.建设总投资建设总投资=管道建设投资+泵站和分输站建设投资+工程建设其他费用+基本预备费用工程建设其他费用=（管道建设投资+泵站和分输站建设投资）*15%基本预备费用=（工程建设其他费用+管道建设投资+泵站和分输立设投资）*13% 具体计算如下表所示：项目金额/万元建设

34、项目总投资5072092943固定资产投资3903111153工程建设其他费用585466672.9预备费583515117.3二、成本费用.流动资金S流动资金 =V 管道总容积油价；油价取6元/L,计算结果如下表所示:管径mm管面积/ m2管道容积/m3425.200000.1419960987624.36714341.400000.09154126558991.93712285.700000.06410772318869.46732总容积165485.7716流动资金992914629.5.自有资金在建设期产生的建设费用，有40%!自由资金，有60%!建设银行贷款。S自有资金=$建设成本0

35、.4；建设费用为5072092943元，自有资金为 2028837177元；.年动力费用年动力费用要考虑泵的用电费，计算公式如下：( 2-723 x 1L?均式中Sp全线泵机组所消耗的电力费用，元/年H第i泵站的扬程，med电力价格，元/kmG年输量，吨/年n 泵站数每个泵站每年的电力费用如下表所示：茂名1018402018147216玉林6379989贵港4728580.267黎塘8551581.5柳州8806182河池8284999.8陆桥4602777.66726904166.5卜司8284999.8都匀5163897.235163987.2贵阳6397960.8安顺4852386晴隆5

36、768947.8盘县5463427.2曲靖3127093.243908866.5秧田冲/昆东0长坡0总费用114720988.44.经营成本根据任务书中的条件，经营成本为年动力费用的2.5倍经营成本现值/元经营成本为年动力费用的2.5倍，再对该值进行贴现力某一年动力费用/元114720988.4经营成本/元286802471.1.利息根据中国建设银行五年以上贷款的利息为 5.97%计算，需要考虑建设期建设投资的贷款和运营期流动资金的贷款，年流动资金中仍有 60励银行贷款，但每年年 初借，第二年年初换，借款期为一年。用 EXCEL中白PM隹式算出运行期内20 年每年还贷金额，再对可用等额支付现值

37、公式进行计算。计算结果如下表所示：还贷值计算利率按建行贷款利率5.97%计算建设费用5072092943自由资金2028837177银行贷款3043255766 -264,679,093.46年还贷额264679093.6根据PMT公式算出的每年还款额，可计算出每年年末固定资产投资借款利息；年末固定资产投资借款利息=年末固定资产投资借款余额*5.97%年末固定资产投资借款余额=上一年年末固定资产投资借款余额 +上一年年末固定资产投资借款利息-年还款额年末固定资产年末固定资产计算期年还款额贷款年利率%，投资借款余额/ 元投资借款利息/元15.973043255766181682369.22264

38、679093.55.972960259042176727464.83264679093.55.972872307413171476752.64264679093.55.972779105072165912572.85264679093.55.972680338552160016211.56264679093.55.972575675670153767837.57264679093.55.972464764414147146435.58264679093.55.972347231756140129735.89264679093.55.972222682398132694139.210264679

39、093.55.972090697444124814637.411264679093.55.971950832988116464729.412264679093.55.971802618624107616331.813264679093.55.97164555586298239684.9614264679093.55.97147911645388303252.2715264679093.55.97130274061277773614.5516264679093.55.97111583513366615357.4617264679093.55.97917771397.354790952.42182

40、64679093.55.97707883256.342260630.419264679093.55.97485464793.228982248.1620264679093.55.97249767947.914911146.4921264679093.55.970.总成本费用总成本=年末固定资产投资借款利息+外购动力费+经营成本费十年流动资金十年末流动资金借款利息十算期年末固定资产投 资借款利息外购动力费用经营成本年流动资金年末流动资金借 款利息总成本1002181682369.2114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816353974623176

41、727464.8114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816304425574171476752.6114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816251918455165912572.8114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816196276656160016211.5114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816137313047153767837.5114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816074829308147146435.5114720988.4286802471.1992914629.559277003.3816008615289140129735.8114720988.4286802471.1992914629.559277003.38159384482810132694139.2114720988.4286802471.1992914629.5592