等温长输油管道的工艺设计
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作者简介 ：曾涌捷 （１９７７一），男，２００１年毕业于西南石油大
学油气储运专业 ，现从事管道设计方面的研 究工作。
第６期
曾涌捷 等温长输油管道 的工艺设计
一ｊ３．
点 （排 量 为零 ） 的扬程 上 升 不 应过 大 。如 果 已有 的泵特 性 曲线 不符 合 要 求 ，可 向泵 制造 厂 提 出重新 设 计 或修 改 曲线 的要求 。
２一．■ 论文广场
一
２石０油１０与年化第工设备
１３卷
等温长输 油管道 的工艺设计
曾涌捷
（西南油气 田分公司华油集团榆川天然气公司 ， 重庆 合川 ７１ ９０００）
［摘 要］ 等温长输油管道 的工艺设 计主要 包括 ：确定经 济流速 和经济管径 、选择 泵的总扬程 、水力计算求 出全线压头损 失 、确定 泵站 、选择设 备及首末站罐 。用此方法确定 了中部地 区某长输油管道的工艺设 计方案。 ［关键 词］ 等温输 油管道 ；强度计 算；水力计 算；技 术经济分析
表３ 管道 纵断面图数据表
里 程 （ｋｉｎ） 高程 （ｍ） 里 程 （ｋｉｎ） 高 程 （ｍ） 里 程 （ｋｉｎ） 高 程 （ｍ）
与 国 外 发 达 国 家 相 比 ， 我 国输 油 管 道 技 术 还 存 在 一 定 差 距 。除 了管 材 与制 管工 艺 、 电机 、 泵 、 阀 门等 管 件 、 自动 化 控 制 技术 以及 防腐 和 管 道 施 工 技 术 上 存 在 差 距 外 ，管 线 的 工 艺 设计 也 存 在 一定 的差距 。
泵 站 应 有 备 用 输 油 泵 。备 用 泵 台数 按 照 泵 与 原 动 机 的可 靠 性 与 维 修 条件 而 定 。选 泵 时 ，通 常 是 先 从 泵 制 造 厂 提 供 的 泵 型 谱 与特 性 曲线 上 ，挑 选 出与 确 定 的额 定 排 量 及扬 程 相 符 的泵 型 。按 照 所 输 原 油 性 质 对 特 性 曲线加 以换 算 ，应 使 额 定 排 量 与 扬 程 位 于所 选 泵 型 特 性 曲线 的高 效 区 ，泵应 具 有 连 续 平 滑 的特 性 曲线 ， 高效 区较 宽 ；泵 关死
（连 ）、铁 （岭 ）秦 （皇 岛 ）、东 （营 ）黄 （岛 ） 和 鲁 （山东 临 岜）宁 （江 苏仪征 ）五大 干线 为主 的 全 国原 油长输 管道 输送 的原 油 占总 产量 的８９＿３１％， 天 然气 管道输 送 的天然气 占总产量 的６０．９７％；全 国 管道 总里程达 到 １６８００ｋｍ。
（ｍＰａ·ｓ）
０
５
８
ｌ９
０
１９
３
温 度 （℃ ）
３０ ２５ ２０ １５ １Ｏ
油 品运 动粘 度可 按下 式计 算 ： １）ｒ＝１）ｏｅ－ｕ（ｆ＿ｆ０）
（１—３）
ｔｌ ｆ， ］ １ １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
：～
ｎ
— ｔｏ １）ｆ１／Ｉ
（１－４）
１） 一Ｐ
（１—５）
式 中 ：１）ｒ、 １） 温 度 为ｔ、ｔＯ时油 品 的运 动 粘 度 ，ｒｎ２／ｓ； 一 粘 温指 数 ， １／℃ 。
表２ 管道沿线月 平均地温表
月份 Ｉ １ Ｉ ２ ｌ ３ ４ ５ Ｊ ６ Ｉ ７ ８ ９ １０ １１ １２ 地温℃ｌ １６．３ ｌ １５．０ ｌ １５．９ ２Ｏ．３ ２４．９ Ｉ ２７．４ ｌ ２９．８ ３１．１ ３０．８ ２８．３ ２３．５ １８．６
（１．１）
Ｐ２０＝ ０．８６５ｔ／ｍ ＝８６５ｋｇ／ｍ
（１．２）
式 中 ：Ｐ，、Ｐ 。一 温度 为ｔ＊Ｃ时及２０＂Ｃ时的油 品密 度 ，ｋｇ／ｍ ；‘一 温度 系 数 ，‘＝１￣８２５－０．００１３１５ Ｐ２０， ｋｇ／（ｍＬ℃、。
油 品粘度 ， 己知 ：
表 １ 温度粘度表
粘度
１８ １８ １８
现 以我 国 中部 某 管 道 设计 为例 ，对 长 输 油 管 道 工艺 设计进 行 简单 介绍 。
１管线相关参数 的确定
该 管线 任务 输量 为每 年６５０万 吨 ；
温 度 密 度 ：根 据 ２０℃ 时 油 品密 度 按 下 式 换 算 成计 算温 度下 的密 度 ：
Ｐ，＝Ｐ 。一号（ｆ－２０）
２管材管径泵及工作压 力的确定
大 量 经 济 计 算 及 运 行 实 践 总 结 的 长 输 管 道 经 济 流速 的 变 化 范 围 ，一 般 为 １．０～２．０ｍ／ｓ。这 给 设计 计 算 带 来 很 大 方 便 。建 设 时 由于 设 备 、材 料 价 格 、建 设 工 程 费 用 、 燃 料 、动 力 价 格 等 等 的差 异 ，计 算 得 出 的经 济 流 速 范 围 也不 相 同 。对 于 同 一 地 区而 言 ，经 济 流速 的 取值 主要 决 定于 油 品 的 粘 度 和 管 径 。根 据 初 定 经 济 流速 所 对 应 的 内管 ， 其 外 径Ｄ＝５０８ｍｍ，在 其 上 下各 选 一个 标 准 管径 ， 对 应 的外 径可 分别 为Ｄ＝４５７ｍｍ和 Ｄ＝５５９ｍｍ。根 据 被 输 介 质 性 质 、管 道 的 工 作 环境 、施 工 条 件 、市 场 供 应 和 管 道 的 工 艺 设 计条 件 ，选 择 管 材 和 管 子 类 型 ， 目前 新建 大 型管 道 多采 用Ｘ６５、Ｘ７０级钢 。 在 本设 计 中 ，根 据所 选管 材Ｘ６５ （Ｌ４５０）钢 作 为设 计 材料 ，Ｑｓ＝４５０ＭＰａ。
现 代 管 道 运 输起 源 于 １９世 纪 中叶 １８６５年 美 国 宾 夕 法 尼 亚 的 第 一 条 原 油 管道 。我 国 的管 道 网建 设 则始 于上 世纪５０年 代末 新 疆建成 的全长 １４７ｋｍ管 径 １５０ｍｍ的 克 拉 玛依 一 独 山子 输 油 管道 。上 世 纪 ６０年代 后 ，随着 我 国石 油 工业 的快速 发展 ，大庆 、 胜 利等 油 田相继 建成 ，管道 运输 得到 了较大 发展 。 到 １９９４年 底 ， 以 （大 ）庆 铁 （岭 ） 、铁 （岭 ）大
学油气储运专业 ，现从事管道设计方面的研 究工作。
第６期
曾涌捷 等温长输油管道 的工艺设计
一ｊ３．
点 （排 量 为零 ） 的扬程 上 升 不 应过 大 。如 果 已有 的泵特 性 曲线 不符 合 要 求 ，可 向泵 制造 厂 提 出重新 设 计 或修 改 曲线 的要求 。
２一．■ 论文广场
一
２石０油１０与年化第工设备
１３卷
等温长输 油管道 的工艺设计
曾涌捷
（西南油气 田分公司华油集团榆川天然气公司 ， 重庆 合川 ７１ ９０００）
［摘 要］ 等温长输油管道 的工艺设 计主要 包括 ：确定经 济流速 和经济管径 、选择 泵的总扬程 、水力计算求 出全线压头损 失 、确定 泵站 、选择设 备及首末站罐 。用此方法确定 了中部地 区某长输油管道的工艺设 计方案。 ［关键 词］ 等温输 油管道 ；强度计 算；水力计 算；技 术经济分析
表３ 管道 纵断面图数据表
里 程 （ｋｉｎ） 高程 （ｍ） 里 程 （ｋｉｎ） 高 程 （ｍ） 里 程 （ｋｉｎ） 高 程 （ｍ）
与 国 外 发 达 国 家 相 比 ， 我 国输 油 管 道 技 术 还 存 在 一 定 差 距 。除 了管 材 与制 管工 艺 、 电机 、 泵 、 阀 门等 管 件 、 自动 化 控 制 技术 以及 防腐 和 管 道 施 工 技 术 上 存 在 差 距 外 ，管 线 的 工 艺 设计 也 存 在 一定 的差距 。
泵 站 应 有 备 用 输 油 泵 。备 用 泵 台数 按 照 泵 与 原 动 机 的可 靠 性 与 维 修 条件 而 定 。选 泵 时 ，通 常 是 先 从 泵 制 造 厂 提 供 的 泵 型 谱 与特 性 曲线 上 ，挑 选 出与 确 定 的额 定 排 量 及扬 程 相 符 的泵 型 。按 照 所 输 原 油 性 质 对 特 性 曲线加 以换 算 ，应 使 额 定 排 量 与 扬 程 位 于所 选 泵 型 特 性 曲线 的高 效 区 ，泵应 具 有 连 续 平 滑 的特 性 曲线 ， 高效 区较 宽 ；泵 关死
（连 ）、铁 （岭 ）秦 （皇 岛 ）、东 （营 ）黄 （岛 ） 和 鲁 （山东 临 岜）宁 （江 苏仪征 ）五大 干线 为主 的 全 国原 油长输 管道 输送 的原 油 占总 产量 的８９＿３１％， 天 然气 管道输 送 的天然气 占总产量 的６０．９７％；全 国 管道 总里程达 到 １６８００ｋｍ。
（ｍＰａ·ｓ）
０
５
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ｌ９
０
１９
３
温 度 （℃ ）
３０ ２５ ２０ １５ １Ｏ
油 品运 动粘 度可 按下 式计 算 ： １）ｒ＝１）ｏｅ－ｕ（ｆ＿ｆ０）
（１—３）
ｔｌ ｆ， ］ １ １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
：～
ｎ
— ｔｏ １）ｆ１／Ｉ
（１－４）
１） 一Ｐ
（１—５）
式 中 ：１）ｒ、 １） 温 度 为ｔ、ｔＯ时油 品 的运 动 粘 度 ，ｒｎ２／ｓ； 一 粘 温指 数 ， １／℃ 。
表２ 管道沿线月 平均地温表
月份 Ｉ １ Ｉ ２ ｌ ３ ４ ５ Ｊ ６ Ｉ ７ ８ ９ １０ １１ １２ 地温℃ｌ １６．３ ｌ １５．０ ｌ １５．９ ２Ｏ．３ ２４．９ Ｉ ２７．４ ｌ ２９．８ ３１．１ ３０．８ ２８．３ ２３．５ １８．６
（１．１）
Ｐ２０＝ ０．８６５ｔ／ｍ ＝８６５ｋｇ／ｍ
（１．２）
式 中 ：Ｐ，、Ｐ 。一 温度 为ｔ＊Ｃ时及２０＂Ｃ时的油 品密 度 ，ｋｇ／ｍ ；‘一 温度 系 数 ，‘＝１￣８２５－０．００１３１５ Ｐ２０， ｋｇ／（ｍＬ℃、。
油 品粘度 ， 己知 ：
表 １ 温度粘度表
粘度
１８ １８ １８
现 以我 国 中部 某 管 道 设计 为例 ，对 长 输 油 管 道 工艺 设计进 行 简单 介绍 。
１管线相关参数 的确定
该 管线 任务 输量 为每 年６５０万 吨 ；
温 度 密 度 ：根 据 ２０℃ 时 油 品密 度 按 下 式 换 算 成计 算温 度下 的密 度 ：
Ｐ，＝Ｐ 。一号（ｆ－２０）
２管材管径泵及工作压 力的确定
大 量 经 济 计 算 及 运 行 实 践 总 结 的 长 输 管 道 经 济 流速 的 变 化 范 围 ，一 般 为 １．０～２．０ｍ／ｓ。这 给 设计 计 算 带 来 很 大 方 便 。建 设 时 由于 设 备 、材 料 价 格 、建 设 工 程 费 用 、 燃 料 、动 力 价 格 等 等 的差 异 ，计 算 得 出 的经 济 流 速 范 围 也不 相 同 。对 于 同 一 地 区而 言 ，经 济 流速 的 取值 主要 决 定于 油 品 的 粘 度 和 管 径 。根 据 初 定 经 济 流速 所 对 应 的 内管 ， 其 外 径Ｄ＝５０８ｍｍ，在 其 上 下各 选 一个 标 准 管径 ， 对 应 的外 径可 分别 为Ｄ＝４５７ｍｍ和 Ｄ＝５５９ｍｍ。根 据 被 输 介 质 性 质 、管 道 的 工 作 环境 、施 工 条 件 、市 场 供 应 和 管 道 的 工 艺 设 计条 件 ，选 择 管 材 和 管 子 类 型 ， 目前 新建 大 型管 道 多采 用Ｘ６５、Ｘ７０级钢 。 在 本设 计 中 ，根 据所 选管 材Ｘ６５ （Ｌ４５０）钢 作 为设 计 材料 ，Ｑｓ＝４５０ＭＰａ。
现 代 管 道 运 输起 源 于 １９世 纪 中叶 １８６５年 美 国 宾 夕 法 尼 亚 的 第 一 条 原 油 管道 。我 国 的管 道 网建 设 则始 于上 世纪５０年 代末 新 疆建成 的全长 １４７ｋｍ管 径 １５０ｍｍ的 克 拉 玛依 一 独 山子 输 油 管道 。上 世 纪 ６０年代 后 ，随着 我 国石 油 工业 的快速 发展 ，大庆 、 胜 利等 油 田相继 建成 ，管道 运输 得到 了较大 发展 。 到 １９９４年 底 ， 以 （大 ）庆 铁 （岭 ） 、铁 （岭 ）大