长输管道课程设计计算书

长输管道课程设计计算书

基础参数

1、设计输量鄯善——兰州原油干线为：G=2000×104t/a；,换算成SI单位

质量流量：

376

.

661

86400

350

10

10

20003

4

=

⨯

⨯

⨯

=

G

kg/s

2、以最高加热油温50℃和最低进站油温为进出站的油温（10+3）℃，求平均温度t（平均）

=1/3*50+2/3*（10+3）(进)。T=25.3℃

3、根据公式ε=1.825-0.001315*ρ20℃；ρtpj=ρ20℃-ε*（t pj-20）。

ε=1.825-0.001315*856.9=0.698 ；ρtpj=856.9-0.698*(25.3-20)=853.2kg/m³\

4、求体积流量Q20=G/ρtpj℃：Q20=G/ρ=661.376/853.2=0.775m³/s

5、含蜡原油取1.5~2m/s的经济流速利用，选择管内径。以1.5、1.75、2m/s。计算内径，然后系列化，依据《输油管道设计与管理》课本附录，选择3个较大的接近的

管径。d1=0.811m d2=0.751m d3=0.702m

取API标准管D1=864mm D2=813mm D3=762mm

6、确定粘度。

动力粘度μ=()

s mPa .35.193.2524625

.1=⨯-

运动粘度υ=s m /10268.22.853)1035.19(25

3

--⨯=÷⨯

7,确定壁厚

根据《输油管道工程设计规范》，输油管道直管段钢管管壁厚按下式计算：

=

2PD

K σϕδ

式中： σ——计算的屈服应力，MPa ；

P ——工作压力，MPa ； D ——管道外径，mm ；

K ——强度设计系数，此处取K =0.72；

ϕ——焊缝系数，此处取ϕ=1.0；

δ——管道厚度，mm 。

管道系统设计压力为8MPa 时，管道选用X70、API 标准钢管，屈服强度483MPa ，

壁厚计算结果如下表1-14：

壁厚计算表1

壁厚计算表2

壁厚计算表3

以Φ813×11.1为例，详细说明计算步骤以及布站方案， 其他两种管径的计算结果以及布站方案只见对比表格

判断流态：雷诺数的计算公式如下：

4=

Q

Re dv π =66.5501710268.21021.11-813775.045

-3-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯）（π 根据规范DN>450mm 的管道e 取0.1mm 。管壁相对当量粗糙度为：

==

d

e

2ε2*0.1/(813-11.1*2) =2.529*10^-4 查得公式：

87

59.5Re ε

1=

代入计算得：Re 1= 768096.898

2000

=0.0246

总传热系数K ，埋深h t =1.8m ；土壤导热系数λt =1.4W/（m *℃）, 由于(h t /D w )>2,则由

公式w

t

w t

D h D 4ln

22λα=

; 得到2α=1.57 W/（m 2 *℃）；即使传热系数K=1.57 W/（m 2 *℃）

水力工艺计算

1，翻越点判断

水力坡降i =75

.425

.075.1d Q νβ∙ i= 0.00331

由管线纵断面图可知(1702km ，2800m)处可能存在翻越点。 取局部摩阻占沿程摩阻的约1%，全线总压头损失公式：

t z Q mi H iL Z Z h ∑=+(-)+(2-2)

式中：H ——全线压头损失，m ；t iL ——沿程摩阻，m ；

Z Q Z Z (-)——管道起点与终点的高程差，m ；mi h ∑——局部摩阻，m 。

由公式(2-2)计算得：

全线总压头损失：H=1.01×0.00331×1600×103+1539-800=6087.96m

到(1702km，2800m)处压头损失:

H f=1.01×0.00331×(1702-290)×103+（2800-800）= 6720.46m。

由H f > H，知在(1702km，2800m)处存在翻越点。

2，确定泵站数:

采用任务书中给的第一台泵作为输油泵。

以Q1.75为横坐标，H为纵坐标,泵的特性曲线结果为H=326.5-0.00008Q1.75，在Q 为2790m3/h时，泵扬程为240.82m。管道允许的最大出站压力为8MPa，最多只允许3台泵串联运行，同时需要一台泵备用。

站数n=6720.46/(240.82*3)=9.3，圆整N=10

3，站间距以及分输情况

站的数量n=11 平均站间距为L间=1600/10=160km

分输点为（978,1520）即管线长度为978-290=688处，第6站分输，输量为

1800×104t/a。设分输站一座

热力工艺计算

确定热站数

比热容c t =1891.8J/（kg*℃）；t 0取冬季埋深处平均地温2℃。取T Z =15℃， 按平均布站反算出站温度，起点油温计算公式：

R 0Z 0aL

T T b T T b =(+)+(--)e

系数a =

GC

D K W ；a=3.2×10-6

； 摩擦生热b =

ca

gi

；b=5.81℃； 热泵站出站温度T R =30℃。

重新计算第一部分中的基础参数，计算结果如下表：

工艺参数表

利用计算法：H 进=H 出-iL 间+P Q -P Z ，进行布站。

首站热泵站（290，800），进站水头24m ，出站水头746m.出站温度30℃。 第二站为泵站 (518，664)，进站水头47.8m ，出站水头770.26m 。

第三站为热泵站（653,904），进站温度14.7℃，出站温度30℃.进站水头30.63m ，出站水头为768.09m 。

第四站为泵站（715,1454），进站水头为26.64m ，出站水头为731.64m. 第五站为泵站（797,1900），进站水头为26.05m,出站水头为731.05m.

第六站为热站（978,1520）以及分输站，进站温度15.7℃，出站温度35℃ ,进站水头459.45m ，出站水头444.45m 。

四、 由于在第五站分输后油品的流量降低了10%、分输站后需管线重新布置。

重新计算各参数：