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1、 重庆科技学院油气管道输送技术课程设计报告 学 院: 石油与天然气工程学院 专业班级: 油气储运10-3班 学生姓名: 学 号: 设计地点（单位） 石油与天然气工程学院 设计题目: 某热油管道工艺设计 完成日期： 2013 年 12 月 27 日指导教师评语: 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字） : 摘 要 本设计根据课程设计任务书的设计要求并根据管道输送工艺课程设计任务书， 输油管道工程设计规范，石油库设计规范，工程管道安装手册，输油管道设计与管理，油气地面工程设计手册，石油专用管等相关设计手册及规范进行设计。分别对输油管线所采用输送方式，管道规格及选材，热泵站的位置，加热设备的选型，泵
2、机组的选型及泵站、热站的布置位置，校核动静水压，计算最小输量，反输工艺参数确定进行设计并进行校验。关键词：热油 管道 工艺设计 目 录 摘要I1 绪论12 工艺设计说明书12.1 工程概况22.1.1 线路基本概况22.1.2 输油站主要工程项目22.1.3 管道设计22.2 基本参数的选取22.2.1 设计依据22.2.2 设计原则22.2.3 原始数据32.2.4 温度参数的选择42.3 其他参数的选择42.3.1 工作日52.3.2 油品密度52.3.3 粘温方程52.3.4 总传热系数K52.3.5 摩阻计算52.3.6 最优管径的选择52.4 工艺计算说明62.4.1 概述62.5
3、确定加热站及泵站数62.5.1 热力计算62.5.2 水力计算72.5.3 站址确定82.6 校核计算说明92.6.1 热力、水力校核92.6.2 进出站温度校核92.6.3 进出站压力校核92.6.4 压力越站校核92.6.5 热力越站校核92.6.6 动、静水压力校核92.6.7 反输运行参数的确定102.7 站内工艺流程的设计102.8 主要设备的选择112.8.1 输油泵的选择112.8.2 加热炉的选择112.8.3 首末站罐容的选择122.8.4 阀门123 工艺设计计算书133.1 经济管径133.1.1 经济流速133.1.2 确定管道承压143.2 热力计算与确定热站数143
4、.2.1 确定计算用各参数143.2.2 确定流态143.2.4 最小输量下确定热站数163.3 水力计算与确定泵站数183.3.1 迭代算出站油温183.3.2 判断翻越点193.3.3 选泵确定泵站数193.3.4 确定站址203.4 不同输量下的布站方案213.4.1 最小输量时布站方案213.4.2 最大输量时布站方案213.5 各站运行参数233.6 反输计算243.6.1 反输量的确定243.6.2 反输泵的选择243.7 设备选取253.7.1 输油站储罐总容量253.7.2 输油主泵的选择253.7.3 给油泵选择253.7.4 加热炉选取253.7.5 电动机选择264 结
5、论27参考文献281 绪 论 长输管道设计是对油气储运专业本科综合素质和能力的一次重要培养与锻炼，也是对其专业知识学习的一次综合考验。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，并计算各个输量下的运行参数，校核动静水压等等。此设计管材采用X70钢管；采用加热密闭式输送流程，先炉后泵的工艺，充分利用设备，全线输油主泵和给油泵均采用并联方式，加热炉采用直接加热的方法。设计主要内容包括：确定经济管径、站址确定、调整及工况校核、设备选型、反输计算、站内工艺流程设计和开炉开泵方案；在此次课程设计中使自己不但系统了学习了以前的知识，还有了对管输
6、设计更深刻的理解。 2 工艺设计说明书2.1 工程概况2.1.1 线路基本概况本设计依据某油田实际情况，由工建情况，结合人文地理环境等方面通过综合分析确定线路走向。管线全长350km，管线经过区域地势起伏较大。管线设计为密闭输送，能够长期连续稳定运行，输送油品手外界环境恶劣气候的影响小，无噪音，油气损耗少，且对环境污染小，能耗少，运费较低。2.1.2 输油站主要工程项目 本管线设计年输量为1500万吨年，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，兼顾地区的布站方针，采用方
7、案如下：设立热泵站四座，即首站和三座中间站，均匀布站。本次设计中管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，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。2.1.3 管道设计 本设计中选择的管道为外径660，壁厚10.0mm，管材为X70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。2.2 基本参数的选取
8、 2.2.1 设计依据 管道输送工艺课程设计任务书 中国石油大学储运教研室 输油管道工程设计规范 GB 502532003 石油库设计规范 GBJ 74 工程管道安装手册 中国石化出版社 输油管道设计与管理 中国石油大学出版社 其它有关法规及技术文件 2.2.2 设计原则 (1) 设计中贯彻国家有关政策，积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量； (2) 保护环境，降低能耗，节约土地；处理好与铁路、公路、空运、水路间的相互关系，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； (3) 积极采用先进技术、合理吸取国内外新的科技成果。
9、管线线路选择应根据沿线的气象、水文、地形、地质、地震等自然条件和交通、电力、水利、工矿企业、城市建设等的现状与发展规划，在施工便利和运行安全的前提下，通过综合分析和技术比较确定； (4) 采用地下埋设方式。受自然条件的限制时，局部地段可采用土堤埋设或地上敷设。 (5) 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。 2.2.3 原始数据(1) 最大设计输量为1500万吨/年；生产期生产负荷（各年输量与最大输量的比率）见下表2-1：年 1234567891011121314生产负荷（%）608090100100100100100100100100908060
10、 表2-1 生产期生产负荷表(2) 年最低月平均温度3C；(3) 管道中心埋深1.8m；(4) 土壤导热系数1.8w/(mC)；(5) 沥青防腐层导热系数0.18w/（mC)；(6) 原油物性20的密度880kg/m；初馏点80；反常点20；凝固点22；比热2.1kJ/(kgC)；燃油热值4.110kJ/kg。(7) 粘温关系: 3543 lg=2.86924-0.026477137T 4365 lg=2.594060-0.02004657T (8)行压力9.0MPa，热站和泵站压力损失分别为10m，热泵站为30m，进站压头为80m，末站剩余压头60m。 (9) 沿程里程、高程（管道全程350
11、km）数据见表2-2： 表2-2 管道纵断面数据里程（km）046.0107.9153.0203.0232.9297.7350.0高程（m）3050804020585058 2.2.4 温度参数的选择 (1) 出站油温 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，以免影响泵的吸入。另外，管道采用沥青防腐绝缘层，其输油温度不能超过沥青的耐热程度。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。 (2) 进站油温 加热站进站油温的确定主要取决于经济比较。对于凝点较高的含蜡原油，由于在凝点附近粘温曲线很陡，故其经济进站温度常略高于凝固点。由于含蜡原油的粘温特性及凝点都会随热处理条件不同而不同，故应考虑最优热处理条件及经济比较来选择进出站温度。综合考虑，借鉴经验数据，初步设计进站温度T=35。 (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) 式中:平均油温，； 、加热站的出站、进站温度，。2.3 其他参数的选择 2.3.1 工作日 年工作天数350天。 2.3.2 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：
