油气管道输送技术课程设计

目录

1 总则 (1)

1.1设计依据及原则 (1)

1.1.1设计依据 (1)

1.1.2设计原则 (1)

1.2总体技术水平 (1)

1.3确定工艺流程的原则 (1)

2 工程概况 (3)

3 工艺计算 (4)

3.1管径及管材的确定 (4)

3.1.1 管道内径计算 (4)

3.1.2管材的确定 (4)

3.1.3管道壁厚计算 (5)

3.1.4管道规格的确定 (6)

3.2 输油管道热力计算 (6)

3.2.1管道总传热系数的确定 (6)

3.2.2原油比热容、平均地温的确定 (9)

3.2.3进出站油温、质量流量的确定 (9)

3.2.4站间距的试算及热站数的确定 (9)

L及出站温度的重定 (10)

3.2.5站间距

R

3.2.6加热站的热负荷计算 (11)

3.2.7加热炉的选型及数量的确定 (11)

3.3热油管道水力计算 (11)

3.3.1油流平均温度的有关计算 (11)

3.3.2油流的体积流量及雷诺数计算 (11)

3.3.3摩阻计算 (12)

3.3.4泵站数的确定及泵的选型 (12)

4 站场布置 (13)

4.1泵站数校核 (13)

4.2泵站的布置 (14)

4.3加热站的布置 (15)

4.4判断翻越点 (15)

5 结论 (17)

参考文献 (18)

1 总则

1.1设计依据及原则

1.1.1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。

1.1.2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。站场的布置要及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）确定管道材质及规格；（2）在一期输量（180万吨/年）条件下，确定设备的选型及运行方式；（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2-2里程和高程表

表2-3 管道经过地区的地温

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/(m.℃)，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管径及管材的确定

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 1.0～2.0 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]：

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：

77

31026010==0.1006(/)84003600854.6350243600G Q m s ρ⨯⨯=

⨯⨯⨯⨯⨯ 管道的内径计算如下[2]：

（3-1） 式中 d --管道的计算内径，m ；

Q --体积流量，s m /3

；

v --经济流速，s m /；

由以上分析及计算可知0.1006Q =3/m s ，v 1.1/m s =。代入公式计算得：

0.3413()d m =

=

3.1.2管材的确定

根据《输油管道设计及管理》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X70[3]。