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1、分类号 单位代码 11395 密 级 学 号 0606230135 学生毕业设计（论文）题 目M-N原油输送管道初步设计作 者李 博院 (系)化学与化学工程学院专 业油气储运工程指导教师范晓勇答辩日期2010年 05 月 22 日榆 林 学 院毕业设计（论文）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标
2、明。本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年 月 日摘 要 本文对年输入量500万吨的原油输送管道进行初步的设计。利用给予的原始数据，在充分收集输油管道工艺设计资料的基础上，以L360钢管作为设计管材，采用密闭加热输送流程，先炉后泵的工艺进行原油管道的初步工艺设计。全文主要分为工艺说明、工艺计算两大部分。其中又以工艺计算为核心内容。工艺计算主要包括：确定经济管径、确定站址、工况校核及调整、设备选型、反输计算、站内工艺流程设计。通过计算得到：经济管径为377mm，全线加热站、泵站 ，经过校核，全线不存在翻越点，动静水压均满足要求。本文也进行了中间站的工
3、艺流程设计，中间站工艺流程有：正输、反输、压力越站、热力越站、清管球的收发等操作。由计算分析证明该管线的运行可收到良好的效益并有一定的抗风险能力。关键词：热输管道；工艺计算；加热站ABSTRACTIn this paper, we preliminary design a crude oil pipeline with the input capacity of 500 million tons. We use the original data and on the basis of the full collection of pipelines process design data,
4、the crude oil pipeline uses L360 steel pipe and conveys the closed heating process, the first furnace technology of the pump after the initial process of crude oil pipeline design.The article consists of the two most parts as process description and process to calculate. The process to calculate is
5、calculated as the core technology. The process calculation includes: determine the economic diameter; determine the station site; check and adjust the working conditions; equipment selection; Anti-lose calculations; Website Design Process. By calculation: the economic diameter of 377mm, full line of
6、 heating station, pumping station, after checking the whole line does not exist climbing point, static pressure requirements are met.The article also does the process design for the intermediate station. The intermediate stops processes includes: being lost, anti-lose, the more points the pressure,
7、heat the more stations, pigging operations such as sending and receiving the ball. From the calculation show that the pipeline can be received well in the run and have a certain ability to resist risk.Keywords：Thermal Pipeline; Process Calculation; Heating stationsI目 录目 录摘 要IABSTRACTII1 前言22 管道工艺计算3
8、2.1 国内常用输油工艺32.2 加热输送的特点32.3 热油管道沿程温降的计算42.4 热油管道的摩阻计算62.5 加热站、泵站的确定和布置73 基础数据确定103.1 设计准则103.2 设计原始数据104 设备的选择和工艺流程的设计124.1 主要设备的选择124.2 站内工艺流程的设计145 工艺计算165.1 线路用管165.2 管径的选择175.3 站址确定及热力、水力校核195.4 反输计算22结论24I主要符号表1 前言换对油气储运专业本科毕业生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。此设计管材采用L360钢管；采用加热密闭式输送流程，先炉后泵的
9、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；绘制首站及中间热泵站的工艺流程图、首站的平面布置图、泵房安装图、管道的纵断面图。此外还进行了一定量的外文翻译。在本次设计中，自己学到了许多平常课堂无法学到的东西，使自己不但系统地整理了以前的所学的知识，而且对管输设计有了更深刻的理解和掌握，为以后的工作打下夯实的基础。由于自己水平有限，难免存在疏漏和错误之处，希望老师和同学们多批评、指正。2 管道工艺计算2.1 国内常用输油工艺原油加热输送：国内主要的输油
10、方式为加热输送，通过加热来改变其流变性，降低原油粘度。加热输送是各种高粘高凝原油行之有效的输送方式，有成熟的工艺技术，但它的缺点是能耗大，工艺流程复杂，输送温度高。据统计，由于热原油沿途热损失所消耗的能量相当可观，为维持原油输到终点的温度，全线需烧掉管输原油的131。热处理降凝输送：当原油中石蜡和沥青质较高时，在合适的比例下，将原油加热到70100，以每小时1020的速度将原油冷却，改变原油中石蜡的结晶状态，降低原油的凝固点，达到热处理后常温输送的目的。通过对原油进行热处理降凝试验，对降凝效果明显的原油实行热处理输送工艺，已实现热处理输送的有马惠宁管道等。原油加降凝剂输送：含蜡原油采用加降凝剂
11、处理旨在改善原油低温流动特性的物理方法，它通过在原油中加入化学剂并控制石蜡的结晶习性来降低原油的粘度和凝点，达到降低管道临界输量，减少沿线加热站数，大幅度降低工程投资和燃料油消耗的目的。长庆油田已实现加剂输送的管道有靖咸输油管道和靖惠输油管道。2.2 加热输送的特点原油的加热输送具有如下特点：在热油沿管道向前输送的过程中，由于其油温高于管道周围的环境温度，在径向温降的推动下，油流所携带的热量将不断地往管外散失，因而油流在前进过程中不断地降温，即引起轴向温降。轴向温降的存在，使油流的粘度在前进过程中不断上升，单位管长的摩阻逐渐增大。当油温降低到接近凝点时，单位管长的摩阻将急剧升高；故在设计热油管
12、道时必须考虑需将油流加热到多高温度输入管道。当温降降低到什么范围时，要重新加热油流（在管道沿途隔多远需要建一个中间加热站中间加热站间间距的长短，决定于加热站进出站温度的高低和沿线的散热情况）2。热油输送不同于等温输送的的特点在于输送过程中存在着两方面的能量损失(摩阻损失和散热损失)。因此也必须从两方面给油流供应能量，由加热站供应热能，由泵站供应压力能。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。这两种能量损失的多少又是互相影响的，其中散热损失往往是起决定作用的因素。因为摩擦损失的大小决定于油品的粘度，而粘度的大小则决定于输送温度的高低。如多建中间加热站，提高加热站的进出站温度，使油
13、品在较高的温度下输送，散热损失将因之增大，而摩阻损失则可减小。故对于某一输送任务，存在着能耗最小的最优输送条件，也就是热油输送管工艺计算所要确定的目标。为此，首先要确定沿线的温降。2.3 热油管道沿程温降的计算 油流在加热站加热到一定的温度后进入管道。沿管道流动中不断向周围介质散热，使油流温度降低，散热量及沿线油温的分布受很多因素的影响。工程上将管道正常运行情况近似为热力、水力稳定工况，在此前提下进行轴向温降计算。2.3.1轴向温降计算式 根据能量平衡式可以得到沿程温降求解公式， （2.1），l-计算段的长度，m；G-油品的质量流量，kgs； -分别为各微元计算管段起点和终点的油流温度；c-计
14、算管段平均温度下的原油比热容D-管道外直径，m；g-重力加速度，ms2；K-计算管段的管道总传热系数，与管道埋深有关；to-管道埋深位置周围土壤的自然温度；f-油流水力坡降。2.3.2温度参数的确定 对加热站进、出站温度的确定需要考虑三个方面的因素。首先是油品的粘温特性和其它物理性质；其次是管道的停输时间，热胀和温度应力等安全因素；第三是经济比较，使总的能耗费用最低。(1)加热站出站油温的选择 考虑到原油和重油都难免含水，故其加热温度一般不超过lOO度如原油为加热后进泵，其加热温度不应高于初馏点，以免影响泵的吸入。另外，在确定加热温度时，还需要考虑由于运行和安装温度的温差，而使管道遭受的温度应力是否在强度温度范围内，以及防腐层和保温层的耐热能力是否适应。(2)加热站进站油温的选择 加热站进站油温主要取决于经济比较，对凝点较高的含蜡原油，由于在凝点附近时粘温曲线很陡，故其经济进站温度常略高于凝点。当进站油温接近凝点时，必须考虑管道可能停输后的温降情况及其再启动措施，要规定适当的安全停输时间。(3)周围介质温度的确定对于架空管道，就是周围大气的温度。对于埋地管道，则取管道埋深处的土壤自然温度。是随地区、季
