某热油管道工艺设计

1 总论

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。

1.2 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。站场的布置要与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。

2 工程概况

某油田初期产量油180万吨/年，五年后原油产量达到350万吨/年，计划将原油输送到480km外的炼油厂，需要设计一条输油管道，采用密闭输送方式。设计要求：

（1）确定管道材质及规格；

（2）一期数量（180万吨/年）条件下，设备选型，确定运行方式；

（3）布置热站和泵站

（4）一期条件下（180万吨/年）条件下，考虑翻越点，若存在翻越点给出解决措施；（5）绘制一期工程首站工艺流程图（2#）1张。

2.1设计原始参数

表2.1 管道经过地区的地温

表2.2 里程和高程表

输送压力7.5 MPa，最高输送压力9Mpa，末站剩余压头70m，局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计，进站温度控制在38℃，最高输送温度68℃，最低输送温度36℃，20℃相对密度0.8546，50℃粘度8.9mPa.s。

2.2 原油物性

粘温指数0.036

2.3 其它参数

保温层采用黄夹克，厚度35mm，土壤导热系数1.1)

W，埋地深度1.5m。

m

/(℃

3工艺计算

3.1设计基础数据

1. 年输量为180万吨

1.计算管道埋深处的年平均地温

)...(2

1

0120201t t t t ocp +++=

式中 ,,0201t t …，012t ，分别为1~12各月份的平均地温，℃。

917.8)6810131815987643(12

1

=+++++++++++=ocp t ℃

年输送天数：350天

3.2管道规格

3.2.1计算体积流量

36008400107

⨯⨯⨯=

ρG Q 式中 G ——年任务质量输量，t/a 104

；

Q ——体积流量，s /m 3；

ρ——油品平均温度的密度，3kg/m ；

一期输量（180万吨）

/s

m 0697.0360084006.8541018037

=⨯⨯⨯=Q

二期输量（350万吨）

/s

m 135.0360084006.8541035037

=⨯⨯⨯=Q

3.2.2平均温度

Z R pj T T T 3

2

31+=

式中 Z R T T ,——加热站的起点，终点温度，℃。

℃47363

2

68313231=+=+=Z R pj T T T

3.2.3油品密度

)20(20--=t t ξρρ

式中 20,ρρt ——温度t ℃及20℃时的油品密度，3/m Kg ； ξ——温度系数。

)/(,001315.0825.1320℃⋅-=m Kg ρξ。

)℃kg/(m 7012.06.854001315.0825.13⋅=⨯-=ξ 347kg/m 668.835)2047(7012.06.854=-⨯-=ρ3

50/564.833)2050(7012.06.854m Kg =-⨯-=ρ

3.2.4油品黏度

)

(00t t u t e v v --⋅=

式中 0,ννt ——温度为0t t 、时油品的运动黏度，s m /2

；

λ——黏温指数，1/℃。

5)5047(036.03

-471019.16

.833109.8--⨯-⨯=⨯⨯=e νs m /2

3.2.5管道内径

πν

Q

d 4=

式中 Q ——体积流量，s m /3

；

ν——经济流速，s m /。

经济流速取值范围是1～2之间。假设ν=1.6m/s 。

mm m Q d 8.3273278.06

.114.3135.044==⨯⨯==πν

3.2.6壁厚

C

F pd

s +=

φ

σδ2

式中 p ——管线设计的工作压力，Mpa ；

d ——管线内径，mm ；

φ——焊缝系数，无缝钢管1=φ；

s σ——刚性屈服极限，Map ，取值根据表1.3；

F ——设计系数，取值根据表1.4，

C ——腐蚀余量，根据所输介质腐蚀性大小取值，当所输油、气中不含腐蚀性物

质时0=C ，当所输油、气中含腐蚀性物质时0.1~5.0=C

表3.1

mm

52.30172.048528

.3275.7=+⨯⨯⨯⨯=

δ

3.2.7管道外径

δ2+=d D

式中 d ——管道内径，mm ；

δ——管道壁厚，mm 。

mm D 8.33452.328.327=⨯+=

根据上表

选择公称直径为350，外径为377mm ，壁厚为9.0mm 。

3.2.8验证经济流速

根据选择管道，内径mm d 8.3169284.334=⨯-=

s m Q d /71.13168

.014.3135.044==⨯==νν

πν 经济流速满足在1～2之间，所以，选择的管道9377⨯φ符合。

3.3热力计算

3.3.1原油的密度与相对密度

某温度T 时原油的相对密度：

)20(2044--=T d d T ξ

式中 T

d 4——原油在某温度下的相对密度；

20

4

d ——原油在20℃时的相对密度； ξ——温度系数。

20

43310315.110825.1d --⨯-⨯=ξ

33310701.08546.010315.110825.1---⨯=⨯⨯-⨯=ξ 836.0)2047(10701.08546.0)20(3204474=-⨯⨯-=--=-T d d ξ

3.3.2比热容

原油的比热容为：

)1039.3687.1(1

315

4

T d C -⨯+=

式中 15

4d ——15C 时原油的相对密度；

C ——比热容，)/(C kg kJ ⋅；