《油气管道输送技术课程设计报告书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油气管道输送技术课程设计报告书（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.目 录1 总 则11.1设计依据及原则1设计依据1设计原则11.2总体技术水平11.3确定工艺流程的原则12 工程概况33 工艺计算43.1管径与管材的确定43.1.1 管道内径计算4管材的确定4管道壁厚计算5管道规格的确定63.2 输油管道热力计算6管道总传热系数的确定6原油比热容、平均地温的确定9进出站油温、质量流量的确定9站间距的试算与热站数的确定9站间距与出站温度的重定10加热站的热负荷计算11加热炉的选型与数量的确定113.3热油管道水力计算11油流平均温度的有关计算11油流的体积流量与雷诺数计算12摩阻计算12泵站数的确定与泵的选型124 站场布置144.1泵站数校核144.2泵
2、站的布置144.3加热站的布置154.4判断翻越点165 结 论17参考文献18.1 总 则1.1设计依据及原则设计依据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。设计原则1严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。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
3、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。1.2总体技术水平1采用高压长距离全密闭输送工艺。 2采用原油变频调速工艺。 3输油管线采用先进的SCADA系统,使各站场主生产系统达到有人监护、自动控制的管理水平。既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行,也保证了管道在异常工况时的超前保护,使故障损失降低到最小。 4采用电路传输容量大的光纤通信。给全线实现SCADA数据传输带来可靠的传输通道,给以后实现视频传输、工业控制及多功能信息处理提供了可能。 5在线路截断阀室设置电动紧急切断球阀,在SCADA中心控制室根据检漏分析的结果,确定管道泄漏位置,并可及时关闭相应泄漏段的电动紧
4、急切断球阀。 6站场配套自成系统。 7采用固化时间短、防腐性能优异的环氧粉末作为管道外防腐层。1.3确定工艺流程的原则制定和规划工艺流程要考虑以下原则：1满足输送工艺及各生产环节试运投产,正常输油,停输再启动等的要求。2便于事故处理和维修。泵站的突然停电, 管道穿孔或破裂,加热炉紧急放空和定期检修,阀门的更换等在输油生产中并非罕见,流程的安排要方便这类事故的处理。3采用先进工艺技术及设备,提高输油技术水平。4在满足以上要求的前提下,流程应尽量简单,尽可能少用阀门,管件,力求减少管道及其长度,充分发挥设备性能,节约投资,减少经营费用。2 工程概况某油田初期产量为180万吨/年,五年后原油产量达到
5、260万吨/年,计划将原油输送到380km外的炼油厂,要求设计一条输油管道,采用密闭输送方式。管道最大输送压力8MPa,末站剩余压头70m,局部摩阻以沿程摩阻的1.2%计算。本次课程设计的设计要求为：1确定管道材质与规格；2在一期输量180万吨/年条件下,确定设备的选型与运行方式；3确定热站和泵站的布站位置；4在一期输量条件下180万吨/年,确定是否存在翻越点,若存在翻越点,则给出解决措施；5设计并绘制一期工程首站工艺流程图2#1张。 基本数据有原油的性质参数,沿线高程,沿线地温。具体数据如以下表：表2-1原油性质表 含蜡量,%沥青质,%密度,kg/初馏点,凝固点,粘度,50,mPa.s338
6、75.48854.617030.57.9表2-2里程和高程表 里程,km070146178220287347380高程,m220270120227160280210250表2-3 管道经过地区的地温 月份123456789101112地温3467891518131086其他有关基础数据有：粘温指数0.036,保温层采用黄夹克,厚度35mm。土壤导热系数1.21W/,埋地深度1.8m,年输送天数350天。说明：由于所给的基础资料有限,在计算过程中基础资料未给出的数据可通过查阅相关书籍以及相关的规范获得。3 工艺计算3.1管径与管材的确定3.1.1 管道内径计算在本次设计中我们采用经济流速法来确定
7、管道的管径,根据油气管道输送技术课本可知,输油管道经济流速的变化范围一般为1.02.0 m/s,我国长距离输油管道中原油或成品油的推荐流速如下表2：表3-1我国长距离输油管道中原油或成品油的推荐流速 管径/mm流速/管径/mm流速/管径/mm流速/2191.04261.28201.92731.05301.38202.13251.16301.410202.33771.17201.612202.7经过大量试算,最终取1.1m/s作为管道的经济流速。在确定了经济流速后,要计算管道内径,还需确定管道的输送流量。由于该工程输油分为初、后两期,而后期管道输量有明显的增大。考虑到后期输量变化对该工程的影响较
8、大,在进行初期管道设计计算中选择后期输量260万吨/年,作为管道的设计年输量。则根据设计年输量可得管道的输送流量如下：管道的内径计算如下2： 3-1式中-管道的计算内径,；-体积流量,；-经济流速,；由以上分析与计算可知,。代入公式计算得：3.1.2管材的确定根据输油管道设计与管理在长距离输油管道中常用的管道为直缝高频焊钢管,而在直缝焊钢管中X70最为常用,管道的性能好、且性价比高。故该管道选择直缝高频焊钢管X703。3.1.3管道壁厚计算在对管道内径进行计算后,需对管道的壁厚进行计算,以便选择合适的管道。管道的壁厚可依据薄膜理论按下式进行计算5： 3-2 式中-管道的计算壁厚,；-管道的设计
9、内压力,；-管线外径,； -管道材料的许用应力,。对输油气管道直管段的许用应力应按下式计算： 3-3 式中 -管道材料的许用应力,；-钢管的最低屈服强度,按表3-2取值；-设计系数；-焊缝系数,按表3-2取值；-温度折减系数,当管内介质温度低于120时,取1.0。钢管的最低屈服强度与焊缝系数可由下表查得：表3-2钢管的最低屈服强度与焊缝系数 钢管标准名称钢号或钢级最低屈服强度/焊缝系数备 注输送液体用无缝钢管GB/T8163-1999Q29529516mm为2851.0S为钢管的公称壁厚Q34532516mm为3152024516mm为235石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分:A级钢管
10、GB/T9711.1-1997L1751751.0L210210L245245L290290L320320L360360L390390L415415L450450L485485L555555表3-3设计系数取值表 工作环境管线野外地区居住区,油气田站内部、穿跨越铁路公路小河渠常年枯水面宽20m输油管线0.720.60输气管线0.600.50根据以上两表可查得,直缝高频焊钢管X70的最低屈服强度为482MPa,焊缝系数为1.0,设计系数为0.72。则有材料的许用应力为：钢管的壁厚为：= 求解上述方程可得。3.1.4管道规格的确定根据钢管的计算内径341.3mm,以及钢管的计算壁厚4.03mm,查
11、国产钢管规格表可以选取规格为341.67的标准管道,作为该工程输油所用的钢管。在选择了管道规格后,需要对管道的规格合理性进行校核。根据所选择的管道,内径,则有该内径下的经济流速计算如下：由于计算所得的经济流速1 m/s v 2 m/s符合设计要求,故选择的管道合理。3.2输油管道热力计算3.2.1管道总传热系数的确定由设计任务书可知,该输油管道采用黄夹克作保温层,故管道总传热系数可根据下式确定2： 3-4式中-管道总传热系数,；-管道单位长度的总传热系数,；-管径,。若,D取外径；若,D取算数平均值；若,取内径。而的计算如下： 3-5式中-管道内径,；-第层的外径,；-第层的内径,；-最外层的
12、管外径,；油流至管内壁的放热系数,在紊流情况下比层流时大得多,通常情况下大都大于.因此在紊流情况下,对总传热系数的影响很小,可忽略不 计,而在层留情况下就必须计入。管道最外层至周围介质的放热系数,可由下式近似计算： 3-6式中-土壤导热系数,；-管中心埋深,；-最外层的管外径,。由于管道中油流的流态可由雷诺数的数值反映,在确定了管道的输量和规格后,的大小只与油品的粘度有关,而油品的粘度受温度的影响变化较大,当输送的油温最低时,此时油品的粘度最大,可知此时Re最小。 3-7式中-所输油品的体积流量,；-管道内径,；-所输送油品的运动粘度,。由于已知油品在50的动力粘度为7.9mPa.s,可根据下
13、式计算得到油品在该温度下的运动粘度。 3-8式中-油品的运动粘度,；-油品的动力粘度,；-油品的密度,。又因为已知油品在50的粘度,可由下式计算得到油品在其他温度下的粘度2。 3-9式中-油品在时的运动粘度,；-油品在时的运动粘度,；-粘温指数,1/。 由于已知油品在20时的密度,可根据下式计算得到油品在50时的密度。 3-10式中-温度t及20时油品的密度,；-温度系数,根据以上各式有：由以上计算可知,所以流态为紊流。故在计算总传热系数时可忽略不计。由查阅输油管道设计与管理取钢管的导热系数为48W/,保温层的导热系数为0.04 W/1。又已知土壤的导热系数为1.21W/,保温层厚度为35,管道埋地深度为1.8。则可计算总传热系数如下2：3.2.2原油比热容、平均地温的确定根据油气
