2011版输油管道设计与管理习题

《输油管道设计与管理》习题

一、等温输油管道工艺计算习题

1、某φ355.6×6的长输管道按“密闭输油”方式输送汽油，输量为310万吨/年，年工作日按350天计算。管壁粗糙度e ＝0.1mm ，计算温度为15℃。油品的物性参数：υ15＝0.82×10-6 m 2/s ，ρ20＝746.2 kg/m 3。密度按以下公式换算：

ρt ＝ρ20-ξ(t -20) kg/m 3 ξ＝1.825-0.00l315ρ20 kg/m 3℃ 试做：

(1)判断管内流态.

(2)选择《输油管道工程设计规范》中相应的公式计算水力摩阻系数，如果有一个以上的计算公式，需比较计算结果的相对差值。

2、某φ323.9×6的等温输油管道，全线设有两座泵站，管道全长150km ，管线纵断面数据见下表，计算该管道输量可达多少?

己知：全线为水力光滑区，站内阻力忽略不计，翻越点或终点的动水压力按20m 油柱计算。

油品计算粘度6

6.410ν-=⨯m 2/s 首站进站压力201=S H 米油柱

首站和中间站两台同型号的离心泵并联工作，每台泵的特性方程为：

1.755902165H Q =- 米 （Q ：m 3/s ，H ：m ）

二、加热输送管道工艺计算习题

某长距离输油管道长280km ，采用φ273.1×6钢管，管道中心埋深1.4m ，沿线全年最低月平均

地温2℃，最低月平均气温-10℃。管壁粗糙度e ＝0.1mm 。土壤导热系数0.96W/m ℃，防腐层导热系数0.15 W/m ℃，聚氨脂泡沫导热系数0.05 W/m ℃，防水层导热系数0.17 W/m ℃。

1、计算管道埋地保温与不保温时的总传热系数【埋地不保温管道防腐绝缘层厚度3mm ，保温管道的结构：钢管外为环氧粉末防腐层（由于厚度很小，热阻可忽略不计），防腐层外是聚氨酯泡沫塑料保温层，保温层外是防水层。40mm 厚的保温层，3mm 厚的防水层，忽略管内壁对流换热热阻及钢管热阻】。

2、计算架空保温管道的总传热系数（冬季计算风速5m/s ，管外壁至大气的幅射放热系数可取为αar ＝3.5W/m 2℃）。

3、若输量为200万吨/年，输送ρ20为870kg/m 3的原油，设计出站油温60℃、进站温油35℃，原油品比热2.1kJ/kg ℃，粘温方程 υ＝37.338×10

-6e

-0.041t

m 2/s ，计算上述管道埋地保温时所需的

加热站数和热站间距，并计算加热站数化整后的热站间摩阻（管道按维持进站油温35℃不变运行）。

4、管道埋地保温铺设，计算冬季条件下，站间允许的最小输量（允许最高、最低输油温度分别为65℃和35℃）。

三、热油管道允许停输时间计算习题

某φ323.9×6的架空保温管道，保温材料为聚氨酯泡沫塑料，厚40mm，还有3mm厚的保护层。气温-10℃，风速5m/s，各层的物性参数见下表：

原油物性参数：

导热系数λ＝0.17W/m℃

体积膨胀系数β＝6.4×10-41/℃

24℃原油表观粘度υ＝l17×10-6m2/s

1、计算无结蜡层时原油从25℃冷却至20℃的停输时间。

2、若管内壁平均结蜡厚度为20mm，计算同上温降温度范围的停输时间(计算中将油与管内壁、油与结蜡层内壁温差取为2℃)。

四、顺序输送习题

某成品油管道顺序输送汽油和柴油，已知：管材φ152.4×6，管道长720km，沿线年平均地温12℃，此温度下汽油、柴油的粘度υ汽＝0.82lcs，υ柴＝3.34cs，管道输量为0.02lm3/s。

1、试用不同的混油段公式计算浓度范围99％至1％的混油段长度，比较计算结果。

2、若汽油中允许混入的柴油浓度和柴油中允许的汽油浓度均为0.5％，取管道终点汽油罐与柴油罐容积相同，可选用的油罐规格为200m3与500m3两种，油罐利用系数0.95，终点不设专门的混油罐，计算为了掺和混油应选用的油罐规格。

3、设上述管道终点切换油罐的操作时间需60秒，为保证油品质量，切换作业完成时管道终点混油浓度为K At2，求切换开始时管道终点的混油浓度K At1。

注：扩散系数D T按亚勃隆斯基公式计算。