1、0酒 泉 职 业 技 术 学 院毕业设计（论 文）2013 级 石油化工生产技术 专业题 目： ZL 输油管路毕业设计 毕业时间： 2016 年 06 月 学生姓名： 黄丽萍 指导教师： 王 钰 班 级： 石油化工生产技术（3）班 2015 年 4 月 20 日1酒泉职业技术学院 2013 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表姓名 黄丽萍 班级 石油化工生产技术（3）班 专业 石油化工生产技术指导教师第一次指导意见重点必须突出，计算要明了，在画图时要紧扣论文内容，对于其中的数据图、解析图要符合原文，参考文献也要符合论文内容，在数据图、解析图标注格式要注重标注。2015 年 4 月 6 日指导教师
2、第二次指导意见论文大小标题，字体不符合规范，格式不正确，要将其按标准论文格式规定的字体格式设置；计算过程的数字规范也要与原文符合，在一些重点字的设置中要按标准论文格式设置，并且对符号的运用要准确。2015 年 4 月 20 日指导教师第三次指导意见重点突出，计算简要明了，其中的数据图、解析图和参考文献符合论文内容，数据图、解析图标注格式已符合要求。2015 年 5 月 3 日指导教师评语及评分成绩： 签字（盖章） 年 月 日答辩小组评价意见及评分成绩： 签字（盖章） 年 月 日教学系毕业实践环节指导小组意见 签字（盖章） 年 月 日学院毕业实践环节指导委员会审核意见 签字（盖章） 年 月 日1
3、ZL 输油管路毕业设计摘 要:本管线设计最大设计年输量为 2000 万吨。管道全长 220km，所经地段地势较为平坦，高程在 2888m 之间。经过计算，不存在翻越点。全线均采用“从泵到泵”的密闭输送方式以及先炉后泵流程。本设计根据经济流速来确定管径，选为 81310.3，管材选择无缝钢管，钢号 Q345，最低屈服强度为 325MPa。经过热力和水力计算，确定了所需的热站和泵站数，考虑到运行管理的方便，热泵站的合一。本设计中遵循在满足各种条件的情况下，工艺流程尽可能的简单，并且输油工艺本着应用先进技术的原则，进行了首站和中间站的工艺流程设计。最后绘制五张图：管道纵断面图，中间热泵站工艺流程图，
4、首站平面布置图，泵房安装图，首站工艺流程图。关键词: 管道，输量，热泵站，工艺流程2前言作为石油化工生产技术专业的毕业生，我们进行了输油管道的初步设计，使我对以前所学专业知识进行了一次综合回顾及应用，尤其是对管输工艺的初步设计有了更深的了解和认识。长距离输油管道设计是根据设计任务书的要求，结合实际条件所做的工程具体实施方案。其主要目的是根据设计任务书规定的输送油品的性质，输量及线路情况，由工艺计算来确定管道的总体方案的主要参数：管径，泵站数，热站数，及其位置等。本设计主要内容包括：由经济流速确定经济管径，确定所使用管材，由最小输量确定其热站数，最大输量确定其泵站数，并校合各进出站压力和沿线的压
5、力分布是否满足要求，并为管道采用的控制和保护措施提供设计参数，提出调整，控制运行参数的措施。在管道的运行过程中要根据输送条件的变化，进行热力，水力计算。合理确定各站的温度，压力等运行参数。计算各个输量下的运行参数等等。经过这次毕业设计，我系统了专业课知识，学到了很多东西，但水平和时间有限，难免有疏漏和错误之处，希望老师批评指正。3一、工艺设计说明书（一）工程概况1.线路基本概况本设计依据设计任务书的要求，结合实际条见作出工程的实际具体实施方案。管线最大年输量为 2000 万吨。全长 220km，沿线地势平缓，海拔最低处为 28m，最高处 88m，距外输首站约 80 公里，首末站高差为 60 m
6、，管线位于平原地区。管线外有沥青防腐层，以减轻腐蚀损耗。管线设计为密闭输送，能够长期连续稳定运行。并采用先炉后泵的流程。占地少，密闭安全，且对环境污染小，能耗少，受外界环境恶劣气候的影响小。便于管理，易于实现远程集中监控，自动化程度很高，劳动生产率高。油气损耗少，运费较低。2.输油站主要工程项目本管线设计年输量为 2000 万吨年，综合考虑沿线的地理情况，贯彻节约占地、保护环境和相关法律法规，本着尽量避免将站址布置在海拔较高地区和远离城市的人口稀少地区，以方便职工生活，并本着“热泵合一”的原则，兼顾平原地区的均匀布站方针，采用方案如下：设立热泵站两座，即首站和一座中间站，均匀布站。本次设计中管
7、道采用可减少蒸发损耗，流程简单，固定资产投资少，可全部利用剩余压力便于最优运行的密闭输送方式，并采用“先炉后泵”的工艺方案。选用直接加热式加热炉。鉴于传统的采用加热盘管对罐内油品进行加热的方法存在种种弊端，本次设计将热油循环工艺也包括在内，即部分油品往热油泵和加热炉后进罐，而且设有专用泵和专用炉，同时该泵和炉还可分别作为给油泵的备用泵和来油的加热炉，充分体现了一泵两用，一炉两用的方针。3.管道设计本设计中选择的管道为外径 813，壁厚 10.3mm，管材为 L325 的管道。由于输量较大，且沿线地温较高，故从经济上分析，本管道不采用保温层。全线设沥青4防腐层从而减少腐蚀损失。并设机械清蜡设备，
8、保证全线输油管道的畅通无阻。（二）基本参数的选取1.设计依据本设计主要根据国家技术监督局和中华人民共和国建设部联合发布的输油管道工程技术规范GB50253-94，并参照其他有关设计规范进行的。设计中应以下四条设计原则：（1）以国家设计规范为主要和基本原则，通过技术比较选择最优化最经济的工艺方案。（2）充分利用地形条件，兼顾热力站、泵站的布置，本着“热泵合一”的原则，尽量减少土地占用。（3）设计中以节能降耗为目的，在满足管线设计要求的前提下，充分利用管线的承压能力以减少不必要的损耗。（4）注意生态平衡，三废治理和环境保护。2.原始数据（1）最大设计输量为 2000 万吨/年；生产期生产负荷（各年
9、输量与最大输量的比率）见下表 2-1表 2-1 生产期生产负荷表年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14生产负荷（%）70 80 90 100 100 100 100 100 100 100 100 90 80 70（2）年最低月平均温度 2；（3）管道中心埋深 1.55m；（4）土壤导热系数 1.45w/(m)；（5）沥青防腐层导热系数 0.15w/（m)；（6）原油性质20的密度 860kg/m ；35初馏点 81；反常点 28；凝固点 25；比热 2.1kJ/(kg)；燃油热值 4.1810 kJ/kg。4（7）粘温关系 见表 2-2表 2-2 油品温度与粘度
10、数据温度（） 28 30 35 40 45 50 55 60粘度（cp） 124.5 111 83.2 69 60 53 48 42.5（8）沿程里程、高程（管道全程 220km）见表 2-3表 2-3 管道纵断面数据里程（km） 0 45 80 110 150 170 190 210 220高程（km） 28 60 90 35 25 28 46 52 883. 温度参数的选择（1）出站油温 RT考虑到原油中不可避免的含水，故加热温度不宜高于 100，以防止发生沸溢。由于本设计采取先炉后泵的方式，则加热温度不应高于初馏点 81，以免影响泵的吸入。而且管道采用沥青防腐绝缘层，故原油的输油温度不能
11、超过沥青的耐热温度。而且，考虑到管道的热变形等因素，加热温度也不宜太高。综上考虑，初步确定出站温度 T =60。R（2）进站油温 ZT加热站进站油温的确定主要考虑经济比较。对于像本设计这样凝点较高的含蜡原油，由于在凝点附近粘温曲线很陡，故经济进站温度常取高于凝固点 2-3。又因为原油的反常点为 28，而反常点以上可认为是牛顿流体。考虑最优热处由理条件及经济比较来选择进出站温度。借鉴经验数据综合考虑，初步设计进站温度 T =30。z6（3）平均温度当管路的流态在紊流光滑区时，可按平均温度下的油流粘度来计算站间摩阻。计算平均温度可采用下式：（2-1）ZRpjT321式中： 平均油温，；pjT、 加
12、热站的出站、进站温度，。RZ（三）参数的选择1.管道设计参数（1）热站、泵站间压头损失 15m；（2）热泵站内压头损失 30m；（3）进站压力范围一般为 2080m；（4）年输送天数为 350 天；（5）首站进站压力 50m。2.油品密度根据 20时油品的密度按下式换算成计算温度下的密度：（2-2）（ 2020tt式中： 分别为温度为 和 20 下的密度；,t t温度系数， ；20135.8.3.粘温方程根据粘度和温度的原始参数，用最小二乘法回归：（2-3）BtAlg式中： 原油的动力粘度，P Santlg22)(lgttB4. 总传热系数 K7管道散热的传递过程由三部分组成：（1）油流至管壁
13、的放热（2）管壁、沥青防腐层的热传导（3）管外壁周围土壤的传热总传热系数的计算公式为：= + + （2-4）KD11i2iD)1(w2式中 Di，D i+1钢管、沥青防腐层的内径和外径，m；i导热系数，w/（m） ；Dw管道最外围的直径，m；1油流至管内壁的放热系数，w/（m 2） ；2管壁至土壤放热系数，w/（m 2） ；t土壤导热系数，w/（m） ；ht管中心埋深， m。5.最优管径的选择在规定输量下，若选用较大的管径，可降低输送压力，减少泵站数，从而减少了泵站的建设费用，降低了输油的动力消耗，但同时也增加了管路的建设费用。根据目前国内加热输油管道的实际经验，热油管道的经济流速在 1.02
14、.0m/s 范围内。经过计算，最终选定为外管径 813，壁厚 10.3mm。（四）工艺计算说明对于高含蜡及易凝易粘油品的管道输送，当其凝点高于管道周围环境的温度，或在环境温度下油流粘度很高时，不能直接在环境温度下等温输送。油流过高的粘度使管道阻力变大，管道沿途摩阻损失变大，导致了管道压降剧增，动力费用高，在工程上难以实现或运行不经济，且在冬季极易凝管，发生事故，所以在油品进入管道前必须采取降凝降粘措施。目前国内外很多采用加入降凝剂或给油品加热输送的办法。加热输送时，油品8温度升高，粘度降低，减少从而达到输送目的。本管线设计采用加热的办法，降低油品的粘度，减少摩阻损失，降低管输压力，节约动力消耗
15、，或使关内最低油温维持在凝点以上，保证安全输送。但也增加了热能消耗以及加热设备的费用。热油管道不同于等温输送的特点是它存在摩阻损失和热能损失两种能量损失，在设计和管理工作中，要正确处理这两种能量的供求平衡关系；这两种能量损失多少又是互相影响的，其中散热损失起了确定性作用。摩阻损失的大小决定了油品的粘度，而粘度大小又取决于输送温度的高低，管子的散热损失往往占能量损失的主导地位。热油沿管路流动时，温度不断降低，粘度不断增大，水力坡降也不断变化。计算热油管道的摩阻时，必须考虑管路沿线的温降情况及油品的粘温特性。因此设计管路时，必须先进行热力计算，然后进行水力计算，此外，热油管的摩阻损失应按一个加热站
16、间距来计算。（五）确定加热站及泵站数1.热力计算埋地不保温管线的散热传递过程是由三部分组成的，即油流至管壁的放热，沥青绝缘层的热传导和管外壁至周围土壤的传热，由于本设计中所输介质的要求不高，而且管径和输量较大，油流到管壁的温降比较小，故管壁到油流的散热可以忽略不计。而总传热系数主要取决于管外壁至土壤的放热系数 ， 值在紊流状态下对21传热系数 值的影响可忽略。k计算中周围介质的温度 取最冷月土壤的平均温度，以加权平均温度作为油品0T的物性计算温度。由于设计流量较大，据经验，将进站温度取为 T =30，出站温z度取为 T =60。在最小输量下求得加热站数。R（1）流态判断（2-6）dvQ4e（2-7） 781.59= de2式中 Q体积流量，m 3/s；，
