热油管道的工艺计算

合集下载

3.1热油管道的温降计算详解

第三章加热输油管道
目前我国所产原油大多为易凝和高粘原油。这两种原油的凝点高，常温下的粘度大，有些油品还含有较高的石蜡、胶质等，俗称“三高”油品——高凝点、高含蜡、高粘度。含蜡原油的特点是含蜡量高、凝固点高、低温下粘度高、高温下粘度低。如大庆原油，凝固点为28~32℃，50℃运动粘度约为20~25×10-6m2/s，胜利含蜡原油的凝固点为23~32℃， 50℃运动粘度约为80~90×10-6m2/s。稠油的特点是凝固点低，通常低于0℃，但粘度很大，如孤岛原油凝固点为-2.3~4.9℃，50℃运动粘度约为2000×106m2/s。除此之外，还有粘度超过20000×10-6m2/s，甚至于高达1000000×10-6m2/s的超稠油。
7
设有一条热油管道，管道计算外径为 D ，周围介质温度为 T0 , 总传热系数为 K , 输量为 G ，油品的比热为C ，出站油温为TR，输至距离 L时的温度TL 。在距加热站为L处取一微元段dL，设此处断面油温为T，油流经过dL段的温度变化为dT，故在L+dL断面上油温为T+dT，稳定传热时，dL段上的热平衡方程为： KπD (T-T0)dL=－GCdT
2018/10/11
输油管道设计与管理
2
易凝高粘原油的输送方式
常温输送采用物理、化学等方法（加降凝减阻剂、热处理、稀释、与表面活性物质水溶液混输、液环输送、热分解等）使油品性质改变，降粘、降凝，以实现不加热输送。加热输送即将油品加热后输入管路，提高油品温度以降低其粘度，减少摩阻损失，借消耗热能来节约动能。可以分为加热站加热和伴随加热（蒸汽伴热、电伴热，主要用于油田内部集输管道和短管道），加热输送是目前最常用的方法。
2018/10/11

第三部分油品加热及热力管道计算

Q－单位时间内加热油品所需要的总热量， W； Q1－用于油品升温的热量，J； Q1 Gct yz t ys
Q2－融化凝固油品所需要的总热量，J； N Q2 G 100 Q3－加热过程中单位时间内向周围介质散失的热量，W； Q3 Fi K (t y t j ) N－凝结的石蜡在油品中的含量；

（2）若油品加热只为保温，则 Q Fi K (t y t j )
三、油罐总传热系数 K 1、地上不保温立式油罐 K bi Fbi K ding Fding K di Fdi K Fbi Fding Fdi 油罐装满系数取 0.95 ，Fbi 取罐壁总面积的 95% ， Fding 取罐顶面积加 5％罐壁面积。 1 ）罐壁传热系数 K bi K bi 1 1
由于蒸汽流速大，粘度小，压力降用阻力平方区的公式计算
2 QH dP H 5 H gdx d QH－汽、水混合物的体积流量；
H－汽、水混合物的密度；
d－加热管内径 8H H－常数， H 2 。 g
n n n QH Qn (1 )Qn Qn 1 z z z
d－加热器管子的外径， m；
2－从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，W / m 2 ℃。
（ 1 ）1的计算由于蒸汽运动速度快，粘度小，流动处于紊流状态，按紊流强制对流的放热公式计算：
1d Nu 0.0266Re 0.806 P r
可查表。如果有相变，可按下表计算
y
15 15℃油品密度， y－
t－油品的定性温度，℃ 。
参数选取：定性温度：油品平均温度和加热器外壁温度算术平均值。管外温度先假设，然后核算是否正确。定性尺寸：管线内部放热取内径，外部放热取外径。 4、单位时间内加热油品需要的总热量 1 Q （Q1 Q2 ) Q3

(整理)管道总传热系数计算

1管道总传热系数管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。

在热油管道稳态运行方案的工艺计算中，温降和压降的计算至关重要，而管道总传热系数是影响温降计算的关键因素，同时它也通过温降影响压降的计算结果。

1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量，它表示油流至周围介质散热的强弱。

当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式：1112ln 111ln 22i i ne n w i L L D D D KD D D D a a l l -+轾骣犏琪桫犏=+++犏犏犏臌å （1-1）式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)；e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；n D ——管道内直径，m ；w D ——管道最外层直径，m ；1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)；2α——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m 2·℃)；i λ——第i 层相应的导热系数，W/(m·℃)；i D ，1i D +——管道第i 层的内外直径，m ，其中1,2,3...i n =；L D ——结蜡后的管内径，m 。

为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。

（1）内部放热系数1α的确定放热强度决定于原油的物理性质及流动状态，可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示[47]。

在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr <时：1 3.65y d Nu a l== （1-2）在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr >时： 0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr a l 骣琪==鬃琪桫（1-3）在激烈的紊流状态（Re>104），Pr<2500时： 0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y b d l a 骣琪=鬃琪桫（1-4）在过渡区(2000<Re<104)（1-5）式中：u N ——放热准数，无因次；——流体物理性质准数，无因次；——自然对流准数，无因次；——雷诺数；0(Re )f K f =——系数；d ——管道内径，m ；g ——重力加速度，g ＝9.81m/s 2；υ——定性温度下的流体运动粘度，m 2/s ；C ——定性温度下的流体比热容，J/(kg·K)； v q ——流体体积流量，m 3/s ；ρ——定性温度下的流体密度，kg/m 3；β——定性温度下的流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算：（1-6）f λ——定性温度下的流体导热系数，原油的导热系数f λ约在0.1～0.16W/(m ·K)间，随温度变化的关系可用下式表示：（1-7）15f ρ——l5℃时的原油密度，kg/m 3；f t ——油(液)的平均温度，℃；b t ——管内壁平均温度，℃；204d ——20℃时原油的相对密度。

输油管道工艺设计

输油管道工艺设计管道输送工艺设计目录1 总论............................................................................. 错误!未定义书签。

1.1 设计依据及原则................................................ 错误!未定义书签。

1.1.1 设计依据 .................................................. 错误!未定义书签。

1.1.2 设计原则 .................................................. 错误!未定义书签。

1.2 总体技术水平.................................................... 错误!未定义书签。

2 输油工艺..................................................................... 错误!未定义书签。

2.1 主要工艺参数.................................................... 错误!未定义书签。

2.1.1 设计输量 .................................................. 错误!未定义书签。

2.1.2 其它有关基础数据 .................................. 错误!未定义书签。

2.2 主要工艺技术.................................................... 错误!未定义书签。

3 工程概况..................................................................... 错误!未定义书签。

热油输送管道的温降计算

热油输送管路的温降计算热油在埋地管路输送过程中因无法做到完全绝热，它会沿管线向四周传热，下面仅以纵向温降进行研究计算。

1·设热油输送管道，管外径为D ，周围介质温度为T 0，总传热系数为K ，输量为G ，油品的比热为C ，出站油温为T Q ，油流流到距加热站出口X 米处时，温度降为T ℃。

注：（1）在稳定工况下：温度不随时间而变化，输量不随时间而变化；（2）油流至周围介质的总传热系数K 沿线为常数；（3）沿线地温和油品的比热C 为常数；（4）油品沿管轴线温度不变。

2·在距输油站为X 处取一微元段dx ，设X 处断面油温为T ，油流经过dx 段的温度变化为dt ，由能量方程推导温降公式，稳定流动的能量方程；dx dQ g dx dv v dxdP P h dx dT T h T p -=++⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂θsin 忽略高差和速度变化的影响，则： dx dQ dx dPP h dx dT T h Tp -=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 另外由热力学知识可知：h p T P T T h P h ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂因此：dx dQ dxdPP T T h dx dT T h h p p -=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 由于： P p C T h =⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ i hD P T =⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 则：dQ dp D C dT C i P P -=-故在L+dL 断面上油温为T+dT ，稳定传热时，dL 上的热平衡方程为：单位时间内管线向周围介质的散热量 = 油流温降放出的热量dQ 表示单位质量液体在单位管长上的热量损失，由传热学关系可知： ()dx MT T D K dQ 0-=π因此： ()dT C dp D C dx MT T D K P i P -=-0π令 PMC DK a π=，则：()()dxdpD T T a dx T T d i=-+-00 非齐次线性微分方程的通解为：dx e dxdp D e Ce T T axi ax ax ---⎰+=-0由于: 0=x 时，Q T T =，所以：()dx e dxdp e D e T T T T axax i ax Q ---⎰+-+=00 在热油液流中不考虑节流效应，则得到苏霍夫公式：()ax Q e T T T T --+=00单位质量下取：PGC DK a π=适用于流速低、温降大、摩阻热影响较小的情况下。

3.2热油管道的压降计算详解

2018/10/11Biblioteka 输油管道设计与管理1
二、计算热油管道摩阻方法
热油管道摩阻计算有三种方法：
(1) 平均温度计算法
(2) 分段计算法 (3) 基于粘温关系的方法
1、站间平均油温计算法输送含蜡原油的管路多在紊流光滑区工作，此时摩阻与粘度的0.25次方成正比，当加热站间起终点温度下的粘度相差不超过一倍时，取起终点平均温度下的粘度，用等温输油管的摩阻计算方法计算一个加热站间的摩阻，误差不会太大。具体步骤是：
一、确定加热站数及其热负荷
确定了加热站的进、出口温度，即加热站的起、终点温度TR 和 TZ 后，可按最低月平均地温，及全线的近似K值估算加热站间距 LR 。 GC TR T0 b L ln R KD TZ T0 b
加热站站数 nR 按下式计算并化整
2018/10/11
输油管道设计与管理
2
①计算加热站间油流的平均温度 Tpj ，Tpj 1 (TR 2TZ )
3
②由粘温特性求出温度为Tpj时的油流粘度υpj。
③一个加热站间的摩阻为： Q 2 m m pj hR LR 5 m D1 2、分段平均温度计算法
当站间起终点粘度变化较大时，用站间平均温度法计算摩阻损失误差较大。此时可将站间分成若干小段，分段计算管路的摩阻。其方法是：
Q 2 m m dhR dl 5 m D1
由微元段的热平衡方程可得到：
①
Gc dT dl KD T T0 b
2018/10/11
②
6
输油管道设计与管理
粘温关系取粘温指数方程：
T e u( T T ) T e u( T
R R R
R T0 b

工学第四章油品加热与热力管道计算

第四章油品加热与热力管道计算
§4.2油品加热起始温度和终了温度
1、加热是为了输送油品终了温度。 2、高于凝固点5℃～10℃。 3、燃料油杂质水份分离，使油品温度达到1c㎡/s的温度。 4、燃料油作为锅炉燃料时，加热温度依喷嘴对油品的粘
度要求而定。 5、润滑油沉降脱水脱杂质时，终了温度80 ～85℃，不
超过95 ℃，因为重油含水达到100 ℃时起泡，防突沸现象。
第四章油品加热与热力管道计算
§4.2油品加热起始温度和终了温度
二、油库中的油品一般不会冷却到凝固状态，所以只研究冷却过程。
在单位时间d内，油品冷却了dt度，散失的热量为dQ dQ=-Gcdt y
则散失到大气中的热量为dQ dQ=KF(t y -t j )d
bi 罐壁的导热系数，w m.C;
罐壁的厚度，m; bi
罐壁至周围介质的外部放热系数，w
a m 2bi
2 .C;
罐壁至周围介质的辐射放热系数，w
a m 3bi
2 .C;
第四章油品加热与热力管道计算
§4.3油罐加热器的结构和计算
a 1bi
y
h
(Gr.Pr)n
a 2bi c
qi
式中： G ? —油品质量，Kg C——油品的比热容，J/Kg.C K ——总传热系数，w/m2.C F ——容器的总面积，m 2 t y ——油品的温度， C t j ——周围介质温度， C
——时间，s
第四章油品加热与热力管道计算
§4.2油品加热起始温度和终了温度
假设条件： ①油品温度均匀一致 ②无蜡析出 ③K=c（常数） ④热容c=常数
Nu ad 努谢尔特准则。反应对流换热的强度
Re Vd 雷诺方程。反应粘滞性流体强制运动的流态

输油管道工艺技术

也是一种近似。这是因为：
流速不太高时，摩擦升
温尤很其小对，于且南对北油走流向的的加管线，
1、来油温度≠地温。热但是我均们匀可的以。将其分段，按
照分段等温来考虑。
2、摩擦热加热油流。
3、沿线地温不等于常数。
在工程实际中，一般总把那些不建设专门的加热设施的
管道统称为等温输油管道。它不考虑热损失，只考虑泵所提供的能量（压头）与消耗在摩阻和高差上的能量（压头）相匹配（相平衡）。
2、若泵型号不同，如何求泵站的工作特性？
3.串、并联泵机组数的确定
选择泵机组数的原则主要有四条： ①满足输量要求； ②充分利用管路的承压能力； ③泵在高效区工作； ④泵的台数符合规范要求（不超过四台）。
⑴ 并联泵机组数的确定
n Q q
其中 : Q为设计输送能力， q为单泵的额定排量。
显然 n不一定是整数，只能取与之相近的整数，这就是泵机
第二节输油管道的压能损失
一、管路的压降计算
根据流体力学理论，输油管道的总压降可表示为：
H hL h z j zQ
其中：hL为沿程摩阻 hξ为局部摩阻 (zj-zQ) 为计算高程差
二、水力摩阻系数的计算
计算长输管道的摩阻损失主要是计算沿程摩阻损失 hL 。
达西公式：
hL
L D
V2 2g
流态层流
水力光滑区紊流混合摩擦区
粗糙区
划分范围 Re<2000
59.7
3000<Re<Re1= 8/7
59.7
8/7 <Re<Re2
665 765lg Re>Re2=
λ ＝f(Re,ε)
λ =64/Re

加热原油管路计算

根据设计输量 Q = 941.04m 3 / h 选择泵型号：ZIM530/06 由 H = a − bQ 2 计算性能曲线 H = 350.285 − 0.000099Q1.75 代入 Q 得扬程 H = 334.46m
8 × 10 h = = 922m 8 8 5 .4 4 × 9 .8
对于 φ = 508mm ，选择两台泵串联，另配一台备用确定泵站数目及泵站间距首站进口压头： ∆H 1 = 30 m
表5 列宾宗公式参数表
流态层流过渡区紊流水力光 4 滑区混合摩擦区
λ
64 0.16 0.316
m
β ， s2 m
4.15 0.0124
hr ， m
4.15
1 0.25
Qv L d4
Q1.75v 0.25 L d 4.75
0.0124
0.25
0.0246
0.0246
Q1.75v 0.25 L d 4.75 Q1.877 v 0.123 L d 4.877
3000 < Re < Re 1
4Q 4 × 0.2614 = = 24131.9 π dυ 3.14 × 0.441× 31.29 ×10−6 Re = 25102.6
判断流动时处于水利光滑区，粗糙度对流体摩阻没有影响，仅与雷诺数有关。依据以上方法判断管径为 508mm 与 559mm 两种情况，结果与第一种情况相同。 2.3.5 沿程摩阻计算
2.2.1.5 反算出站温度
根据苏霍夫公式 TR = (Tz − T0 )eal + T0 由 VB 编程可得到结果管径 457mm 时：
TR1 = 43.8 ℃ TR 2 = 49.1 ℃， TR 3 = 49.1 ℃ 管径 508mm 时： TR1 = 44.9 ℃ TR 2 = 47.2 ℃， TR 3 = 51.0 ℃ 管径 559mm 时： TR1 = 44.3 ℃ TR 2 = 48.7 ℃， TR 3 = 53.0 ℃ 加热站布置情况列表:

热油管道输送工艺方案设计

管道的实际壁厚要按计算壁厚向上调整至相近
的公称壁厚。
—
—
Ｑ — — 平均温度下的原油流量，ｍ／。ｓ２５加热站、泵站的确定和布置．热油管道工艺设计过程是首先进行热力计算，
３）列出不同工艺参数（径、输送压力）组管合的可供对比的方案。４）利用计算公式或采用工艺计算软件，对每
管径及壁厚三个要素来描述；泵站部分可以用进出
加热站进站油温主要取决于经济比较，对凝点
站压力及泵站数等要素来描述；热站部分可以用进较高的含蜡原油，由于在凝点附近时黏温曲线很
出站原油温度及热站数等要素来描述。在管道的线陡，故其经济进站温度常略高于凝点。
— —
摩阻系数；输油管道的内直径，ｍ；
—
材料的最低屈服强度，ＭａＰ；焊缝系数，直缝电阻焊管取１。．０
Ｌ—— 管道长度，ｍ；
— —
Ｋ —— 设计系数，站外取０７；．２
— —
—
原油在管道内的平均流速，ｍ／；ｓ重力加速度，９８；．１／ｍｓ
２输送工艺的计算
２１热力计算所需的物性参数．
至少应分别按其最低及最高的月平均温度来计算。
２３热油管道的热力计算．
管道考虑摩阻损失的热效应，温降按下式

管道总传热系数计算

1管道总传热系数管道总传热系数就是热油管道设计与运行管理中得重要参数。

在热油管道稳态运行方案得工艺计算中，温降与压降得计算至关重要，而管道总传热系数就是影响温降计算得关键因素，同时它也通过温降影响压降得计算结果。

1、1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递得热量，它表示油流至周围介质散热得强弱。

当考虑结蜡层得热阻对管道散热得影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式： 1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D a a l l -+轾骣犏琪桫犏=+++犏犏犏臌å （1-1）式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)；e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径得平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；n D ——管道内直径，m ；w D ——管道最外层直径，m ；1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)；2α——管外壁与周围介质得放热系数，W/(m 2·℃)；i λ——第i 层相应得导热系数，W/(m·℃)；i D ，1i D +——管道第i 层得内外直径，m ，其中1,2,3...i n =；L D ——结蜡后得管内径，m 。

为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径得导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境得放热系数2α。

（1）内部放热系数1α得确定放热强度决定于原油得物理性质及流动状态，可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 与流体物理性质准数r P 间得数学关系式来表示[47]。

在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr <g 时：1 3.65y d Nu a l== （1-2）在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr >g 时： 0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr a l 骣琪==鬃琪桫（1-3）在激烈得紊流状态（Re>104），Pr<2500时： 0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y b d l a 骣琪=鬃琪桫（1-4）在过渡区(2000<Re<104)（1-5）式中：u N ——放热准数，无因次；——流体物理性质准数，无因次； ——自然对流准数，无因次；——雷诺数；0(Re )f K f =——系数；d ——管道内径，m ；g ——重力加速度，g ＝9、81m/s 2；υ——定性温度下得流体运动粘度，m 2/s ；C ——定性温度下得流体比热容，J/(kg·K)； v q ——流体体积流量，m 3/s ；ρ——定性温度下得流体密度，kg/m 3；β——定性温度下得流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算：（1-6）f λ——定性温度下得流体导热系数，原油得导热系数f λ约在0、1～0、16 W/(m ·K)间，随温度变化得关系可用下式表示：（1-7）15f ρ——l5℃时得原油密度，kg/m 3；f t ——油(液)得平均温度，℃；b t ——管内壁平均温度，℃；204d ——20℃时原油得相对密度。

管道总传热系数算

管道总传热系数算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1管道总传热系数管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。

当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式：1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⎝⎭=+++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦∑ （1-1）式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)；e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；n D ——管道内直径，m ；w D ——管道最外层直径，m ；1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)；2α——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m 2·℃)；i λ——第i 层相应的导热系数，W/(m·℃)；i D ，1i D +——管道第i 层的内外直径，m ，其中1,2,3...i n =；L D ——结蜡后的管内径，m 。

为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。

在层流状态（Re<2000），当500Pr <⋅Gr 时：1 3.65y d Nu αλ== （1-2）在层流状态（Re<2000），当500Pr >⋅Gr 时： 0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr αλ⎛⎫==⋅⋅ ⎪⎝⎭ （1-3）在激烈的紊流状态（Re>104），Pr<2500时：0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y b d λα⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭ （1-4）在过渡区(2000<Re<104)25.043.001)Pr Pr (Pr b ff f d K ⋅λα＝（1-5）式中：u N ——放热准数，无因次；λρυC =Pr ——流体物理性质准数，无因次； ()υβw f t t g d Gr -=3——自然对流准数，无因次； υπρd q vd v 4Re ==——雷诺数； )(Re 0f f K =——系数；d ——管道内径，m ；g ——重力加速度，g ＝9.81m/s 2；υ——定性温度下的流体运动粘度，m 2/s ；C ——定性温度下的流体比热容，J/(kg·K)； v q ——流体体积流量，m 3/s ；ρ——定性温度下的流体密度，kg/m 3；β——定性温度下的流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算： t d d -+-=2042045965634023101β （1-6）f λ——定性温度下的流体导热系数，原油的导热系数f λ约在0.1～0.16 W/(m ·K)间，随温度变化的关系可用下式表示：153/)1054.01(137.0f t f t ρλ-⨯-= （1-7）15f ρ——l5℃时的原油密度，kg/m 3；f t ——油(液)的平均温度，℃；b t ——管内壁平均温度，℃；204d ——20℃时原油的相对密度。

热油输送管道的工艺计算

第三章热油输送管道的工艺计算(Hot-oil Pipelines)随着世界能源需求的增长，易凝和高粘原油的产量不断地增加。

目前我国所产原油大多为这两种原油。

生产含蜡原油（waxy crude）（即易凝原油）的油田主要有：大庆油田、胜利油田、中原油田、华北油田、河南油田、长庆油田、克拉玛依油田。

生产稠油（thick oil ,heavey oil）的油田有：辽河油田、胜利的单家寺油田和孤岛油田等。

含蜡原油的特点是含蜡量高、凝固点高、低温下粘度高、高温下粘度低。

如大庆原油，凝固点为28～32℃，6，胜利原油凝固点为23～32℃，50℃运动粘度约为50℃运动粘度约为20~25×s102m/6。

稠油的特点是凝固点很低，通常低于0℃，但粘度很大，如孤岛原油凝80～90×sm/1026。

固点为－2.3～4.9℃，50℃运动粘度约为490×s102m/凝固点（Freezing point）：是指在规定条件下（热力和剪切条件）所测得的油样不流动的最高温度。

我国常把它作为评价原油流动性的指标之一。

西方国家常用的是倾点（Pour point）,它与凝固点有所不同。

倾点是指在规定条件下测得的油样刚开始流动的最低温度。

由于测量方法的不同，因而两者在数值上亦有差别。

对于同一种原油，倾点一般比凝固点低2～3℃。

原油的高含蜡、高凝固点和高粘度给储运工作带来以下几个方面的问题：1.由于原油的凝固点比较高，一般在环境温度下就失去流动性或流动性很差，因而不能直接常温输送。

2.在环境温度下，含蜡原油既使能够流动其表观粘度（Apparent Viscosity）也很高。

对于稠油，虽然在环境温度下并不凝固，但其粘度很大。

因此无论是高含蜡原油还是稠油，常温输送时摩阻损失都很大，是很不经济的。

3.高凝高粘原油给储运系统的运行管理也带来了某些特殊问题，主要有：①储罐和管道系统的结蜡问题②管道停输后的再启动问题。

对于易凝高粘问题，不能直接采用前面讲到的等温输送方法，必须在输入管道前采用降凝降粘措施。

加热原油管道停输热力计算

加热原油管道停输热力计算
随着能源需求的增加，原油管道作为一种重要的输油方式，承载
着越来越多的原油运输任务。

但同时，原油管道在运输过程中也面临
着热量损失、管道老化等问题，从而影响管道的输油效率和安全。

为
保障原油管道的安全运输，需要对管道停输时的加热问题进行热力计
算和分析。

原油管道的主要构成部分包括输油管道和加热设备。

输油管道通
常是由钢管和绝热层组成，而加热设备则一般包括热交换器、燃气加
热炉、电阻式加热器等。

加热系统不仅可以增加管道的输油率，还可
以保护管道的安全运行，防止管道结冰、产生水锈等问题。

针对管道停输时的加热问题，需要对加热设备的功率、加热时间、加热介质等因素进行计算和分析。

其中，功率是指加热设备每单位时
间所需要消耗的能量，其计算公式为：
功率=（管道最低使用温度-室温）×管道导热系数×管道外径
×π×管道长度÷传热面系数
其中，管道最低使用温度是指管道运行过程中需要满足的最低温度，一般需要根据具体的管道材质、运行状态以及环境温度等因素进行综合考虑。

管道导热系数是指管道材质的热传导能力，可以根据管道的材质和温度计算得到。

管道外径、长度以及传热面系数也是影响功率计算的重要因素，需要在实际运行中进行结合计算。

在计算功率的同时，还需要考虑加热介质的选择和温度控制等问题。

一般来说，加热介质可以选择蒸汽、高温液体等，其中蒸汽的使用比较广泛，因为其在传热效率和加热速度方面都有一定优势。

而温度控制则需要根据管道的实际情况进行合理设计，确保加热温度不会过高或者过低，从而保证管道的安全运行。

管道总传热系数计算

1管道总传热系数管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。

为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。

在层流状态（Re<2000），当500Pr <⋅Gr 时：1 3.65y d Nu αλ== （1-2）在层流状态（Re<2000），当500Pr >⋅Gr 时： 0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr αλ⎛⎫==⋅⋅ ⎪⎝⎭ （1-3）在激烈的紊流状态（Re>104），Pr<2500时：0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y b d λα⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭ （1-4）在过渡区(2000<Re<104)25.043.001)Pr Pr (Pr b ff f d K ⋅λα＝（1-5）式中：u N ——放热准数，无因次；λρυC =Pr ——流体物理性质准数，无因次； ()υβw f t t g d Gr -=3——自然对流准数，无因次； υπρd q vd v 4Re ==——雷诺数； )(Re 0f f K =——系数；d ——管道内径，m ；g ——重力加速度，g ＝9.81m/s 2；υ——定性温度下的流体运动粘度，m 2/s ；C ——定性温度下的流体比热容，J/(kg·K)； v q ——流体体积流量，m 3/s ；ρ——定性温度下的流体密度，kg/m 3；β——定性温度下的流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算：t d d -+-=2042045965634023101β （1-6）f λ——定性温度下的流体导热系数，原油的导热系数f λ约在0.1～0.16W/(m ·K)间，随温度变化的关系可用下式表示：153/)1054.01(137.0f t f t ρλ-⨯-= （1-7）15f ρ——l5℃时的原油密度，kg/m 3；f t ——油(液)的平均温度，℃；b t ——管内壁平均温度，℃；204d ——20℃时原油的相对密度。

原油输送管道工艺计算校核计算方法

原油输送管道工艺计算及校核计算方法的研究【摘要】本文介绍了原油输送管道在设计过程中工艺计算的具体方法，以及校核计算的具体步骤。

【关键词】原油管道工艺计算校核计算柴塘管线工程全长437km，年设计最大输量为600万吨，最小输量为354万吨。

管线沿程地形起伏较大，最大高差为422m，经校核全线无翻越点；在较大输量时可热力越站，较小输量时可压力越站。

1 最优管径的选择在设计输量下，若选用较大的管径，可以降低输送时的压头损失，减少泵站数，从而减少泵站的建设费用，降低了输油的动力消耗，但同时也增加了管路的建设费用[1]。

本设计中根据国内热油输送管道的实际经验，热油管道的经济流速在1.5-2.0m/s范围内，在此基础上选择1.8m/s的流速进行初步的管径计算，然后对附近管径系列进行计算，分别算出不同系列的费用现值，根据费用现值的大小选择出最优管径。

最终选定了外径φ457，壁厚6.4mm的管径。

2 工艺计算说明2.1 概述对于易凝、高粘、高含蜡油品的管道输送，如果直接在环境温度下输送，则油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻损失大，导致了管道压降大，动力费用高，运行不经济，且在冬季极易凝管，发生事故。

所以为了安全输送，在油品进入管道前必须采用降凝降粘措施。

目前，国内外很多采用加入降凝剂或给油品加热的方法，使油品的粘度降低。

本设计采用加热的方法，提高油品温度以降低其粘度，减少摩阻损失，降低管输压力，使输油总能耗小于不加热输送，并使管内最低油温维持在凝点以上，确保安全输送。

2.2 确定加热站及泵站2.2.1？热力计算埋地不保温管道的散热传递过程由三部分组成的，即油流至管壁的放热，沥青防腐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，流态为紊流，故油流到管内壁的对流换热和管壁自身的热传导可以忽略不计。

而总的传热系数主要取决于管外壁至土壤的放热系数。

计算中周围介质的温度取最冷月土壤的平均温度，以首、末站平均温度作为油品的物性计算温度。

同沟敷设热油管道总传热系数计算方法

第２卷第４３期
２１００年１２月
石油
ＪＯＵＲＮＡＩ
化工
高
等
学
校学
报ＶｏＪ．２３ NhomakorabeaＮｏ．４
ＯＦＰＥＴＲ（ＣＨＥＭ）ＣＡＩ
ＵＮ１ＥＲＳ１ｌＶＴＥＳ
Ｄｅ．２ＯｃＯｌ
文章编号：０６９Ｘ（０Ｏ０ —０７ —０１０ —３６２１）４０６４
同沟敷设热油管道总传热系数计算方法
吴琦陈保东，田娜饶心。宴永飞，，，
（．宁石油化工大学石油天然气工程学院，宁抚顺１３０；１辽辽１０１
２中国石油集团西部管道有限责任公司科技服务中心，疆乌鲁木齐８０１．新３０２）
摘
要：根据长输埋地热油管道的导热情况对同沟敷设管道传热过程进行简化假设，过引入导热形状因子通
并利用牛顿迭代法编制计算机程序，计算同沟敷设管道总传热系数过程中可以考虑土壤物性、行敷设管道间距在并以及分别考虑原油管道和成品油管道的埋深与油温。根据鸟鲁木齐至鄯善同沟敷设管道沿线不同的土质地貌划分单元段，用分段法对该管道沿线总传热系数进行计算，此得出更为切合实际的沿线温降。并以鸟鲁木齐至鄯善采据

管道总传热系数计算

1管道总传热系数管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。

1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K值管道总传热系数K指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量，它表示油流至周围介质散热的强弱。

当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式：（1-1）式中：——总传热系数，W/(m2·℃)；——计算直径，m；（对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；——管道内直径，m；——管道最外层直径，m； ——油流与管内壁放热系数，W/(m2·℃)； ——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m2·℃)； ——第层相应的导热系数，W/(m·℃)；，——管道第层的内外直径，m，其中；——结蜡后的管内径，m。

为计算总传热系数，需分别计算内部放热系数、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数。

（1）内部放热系数的确定放热强度决定于原油的物理性质及流动状态，可用与放热准数、自然对流准数和流体物理性质准数间的数学关系式来表示[47]。

在层流状态（Re<2000），当时：（1-2）在层流状态（Re<2000），当时：（1-3）在激烈的紊流状态（Re>104），Pr<2500时：（1-4）在过渡区(2000<Re<104)（1-5）式中：——放热准数，无因次；——流体物理性质准数，无因次；——自然对流准数，无因次；——雷诺数；——系数；——管道内径，m；——重力加速度，＝9.81m/s2；——定性温度下的流体运动粘度，m2/s；——定性温度下的流体比热容，J/(kg·K)；——流体体积流量，m3/s；——定性温度下的流体密度，kg/m3；——定性温度下的流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算：（1-6）——定性温度下的流体导热系数，原油的导热系数约在0.1～0.16 W/(m·K)间，随温度变化的关系可用下式表示：（1-7）——l5℃时的原油密度，kg/m3；——油(液)的平均温度，℃；——管内壁平均温度，℃；——20℃时原油的相对密度。

第三章热油输送管道的工艺计算

kp
高凝原油
Re
kp
1000
3
第三章热油输送管道的工艺计算
3.2 热油管道的热力计算
热力计算的任务
3.2.1 热力计算基本公式（1）轴向温降公式的推导
K D ( T T 0 ) dx GcdT gGidx
令： a K D ， b
Gc
gi ca

gGi K D
Nu
y

1 D1 y
e
;
Pr y
2000
0 . 33
yc y y y
;
Gr y
D 1 g y ( T y T bi )
3

2
2 y
1）在层流时，R
Nu
y
，且 Gr
0 . 43
Pr 5 10
0 . 25
时
0 . 17 R ey
Pr y
Pr y 0 .1 Gr y Pr bi
Q min K Dl
R
c ln
T R max T 0 T z min T 0
K
Q c
Dl
ln
TR T0 T z T0
R
6
第三章热油输送管道的工艺计算
5）确定站间距和加热站数
lR 1 a ln TR T0 TZ T0
N
R

L lR
6）计算加热站热负荷和燃料消耗
17
第三章热油输送管道的工艺计算
2)土壤的导温系数
a / c
土壤的密度、比热容与土壤种类以及含水量有关，故导温系数也是土壤种类、含水量的函数。（3）钢管、保温层、沥青绝缘层的导热系数（4）空气的密度、导热系数、粘度 3.2.3 热油管道的总传热系数（P62）管道总传热系数K系指油流与周围介质温差为l℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量。它表示油流至周围介质散热的强弱，在计算热油管道沿程温降时， K值是关键参数。

管道总传热系数计算

1管道总传热系数管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。

当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式：1112ln 111ln22i i ne nwiLL DD D KD DDD aall -+éùæöêúç÷èøêú=+++êúêúêúëûå（1-1）式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)；e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；n D ——管道内直径，m ；w D ——管道最外层直径，m ；1 ——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)；2 ——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m 2·℃)； i ——第i 层相应的导热系数，W/(m·℃)；i D ，1i D +——管道第i 层的内外直径，m ，其中1,2,3...in =；L D ——结蜡后的管内径，m 。

为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1 、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2 。

（1）内部放热系数1 的确定放热强度决定于原油的物理性质及流动状态，可用1 与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示[47]。

热油管道的工艺计算

3.1热油管道的温降计算详解

第三部分 油品加热及热力管道计算

(整理)管道总传热系数计算

输油管道工艺设计

热油输送管道的温降计算

3.2热油管道的压降计算详解

工学第四章油品加热与热力管道计算

输油管道工艺技术

加热原油管路计算

热油管道输送工艺方案设计

管道总传热系数计算

管道总传热系数算

热油输送管道的工艺计算

加热原油管道停输热力计算

管道总传热系数计算

原油输送管道工艺计算校核计算方法

同沟敷设热油管道总传热系数计算方法

管道总传热系数计算

第三章 热油输送管道的工艺计算

管道总传热系数计算

第三部分油品加热及热力管道计算

第三章热油输送管道的工艺计算