输油管道的初步设计.docx
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输油管道的初步设计.docx
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输油管道的初步设计
输油管道的初步设计
前言···················································································································1
第1章工艺设计说明书·················································································2
1.工程概况及设计原则·········································································2
2.设计原始数据·····················································································2
3.基本设计参数的选取·········································································5
第2章工艺设计计算书················································································8
1.经济管径的确定················································································8
2.热力计算····························································································10
3.水力计算····························································································12
4.反输计算····························································································18
5.主要设备选型····················································································20
第3章工艺流程设计············································································22
1.工艺流程设计····················································································22
2.阴极保护计算····················································································22
3.方案的经济性分析············································································23
第4章结论····································································································31
参考文献·········································································································32
前言
毕业设计是本科学习的最后一个环节,也是较为重要的一个环节。
它要求将所学到的专业知识综合运用,以达到融会贯通。
本次设计是进行输油管道的初步设计。
主要内容包括:
由经济流速确定经济管径,然后由最小输量确定加热站数以及由最大输量确定泵站数,结合沿线特征进行加热站和泵站的布置,最后进行经济性计算,确定项目的内部收益率以及净现值等。
本次设计在安家容老师的指导下完成。
由于本人水平有限,缺乏现场知识,所以难免存在疏漏和错误之处,希望老师批评、指正。
第一章工艺说明书
1.工程概况及设计原则
1.1工程概况
输油管道全长400km,设计输油能力为280万t/a。
全线地形起伏不大,无翻越点。
管道选取L290螺旋缝埋弧焊钢管,其最大允许承压为6.96Mpa。
管道进行埋地铺设,其中心埋深为1.6m。
全线采用“从泵到泵”的密闭输送方式和先炉后泵的工艺流程,共设四座热泵站(含末站)。
首站和中间站设出站调节阀,自动调节各站的出站压力,并实施水击超前保护,末站设减压装置。
为防止管线因腐蚀而发生破坏,各站设阴极保护站一座。
1.2设计原则
本设计在满足安全生产及输量要求的前提下,力求满足以下原则:
(1)在遵守国家设计相关规范的前提下,选择最优工艺运行方案。
(2)在保证安全可靠的基础上,尽量采用新技术、新工艺,以节能降耗,提高经济效益。
(3)输油站的工艺流程与所采用的输油方式相适应,且便于事故的处理与抢修。
(4)注意保护环境,少占耕地,节约投资。
(5)总体设计时,统筹兼顾,远近结合,以近期为主。
2.设计原始数据
2.1管道的设计输量
(1)最大设计输量:
280万t/a最小设计输量:
190万t/a
(2)运行期各年生产负荷(各年输量与最大输量的比率)如下表:
年份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
生产负荷(%)
70
80
90
100
100
100
100
100
100
100
100
90
80
70
(3)管道的设计压力为6.4Mpa
2.2沿线地形及管道特征
(1)管道总长400km
(2)沿线里程、高程
里程(km)
0
40
80
120
160
200
240
高程(m)
2000
2195
2058
2005
2015
2025
2115
里程(km)
280
320
360
400
高程(m)
1998
1990
1978
1953
(3)管道中心埋深:
1.6m管中心埋深处年最低月平均低温:
2℃
管中心埋深处夏季月平均低温:
20℃土壤导热系数0.555w/m.℃
保温层厚度:
35mm保温层导热系数0.035w/m.℃
2.3原油性质
(1)密度:
=846kg/m
含蜡量:
14.5%胶质、沥青质含量:
7.71%
初馏点:
70℃比热:
2.1kJ/kg℃燃油热值:
4.18
kJ/kg凝点:
27℃
(2)在不同测量温度下的流变性:
测温(℃)
流变方程
牛顿流体温度范围内的粘温方程
27
29
31
33
35
40
45
50
55
60
注:
表中
的单位为Pa,
的单位为1/s,
的单位为mPa.s。
2.4设备选型
(1)常用加热炉的型号:
814kw、1745kw、2326kw、3489kw、4625kw、5815kw
(2)有关输油泵特性(参阅相关泵特性资料)
2.5经济评价参数
(1)线路工程投资指标(万元/km)
管径
Φ273.1
Φ323.9
Φ355
Φ457
Φ559
不保温管
60.4
77.4
85.6
106
140
保温层修正系数:
1.10
(2)输油站工程投资指标A(万元/座)(设计输量240~260万吨/年)
外输首站
末站
中间热泵站
中间泵站
中间热站
2000
900
1300
900
700
输油站工程投资指标A(万元/座)(设计输量300~350万吨/年)
外输首站
末站
中间热泵站
中间泵站
中间热站
2500
1000
1600
1100
800
(3)原油价格:
2000元/吨电价0.50元/度运价024元/(吨.千米)
(4)流动资金按管道存油的价值计算,流动资金的30%为自有资金,70%为工商银行贷款,年利率为10.98%。
(5)输油站人员编制
首、末站各40人,中间热泵站25人,中间热站或泵站15人;职工工资按每人1500元/月计算,福利费按投资总额的14%计算。
(6)固定资产原值按总固定资产投资的85%计算,管道折旧年限(生产期)取1年,综合折旧率取7.14%,残值为0,修理费按折旧的30%计算。
(7)输油成本中的其他费用按工资总额与福利费之和的2倍计算。
(8)输油损耗按最大输量的0.35%计算。
(9)营业税率取3%,城市建设维护税按营业税的7%计算,教育附加税按营业税的3%计算。
(10)行业基准收益率为12%。
3.基本设计参数的选取
3.1温度参数
确定加热站的进、出站温度时,需要考虑三个方面的因素。
首先是油品的粘温特性和其他物理性质,其次是管道的停输时间、热胀、和温度应力等安全因素,第三是经济比较,使总的能耗费用最低。
3.1.1出站油温TR
考虑到原油和重油中难免含水,故其加热温度一般不超过100℃。
由于站内设有“先炉后泵”流程,则其加热温度不应高于输送原油的初馏点,以免影响泵的吸入。
另外,当温度高于凝点30~40℃以上时,粘度随温度的变化较小。
更由于热含蜡原油管道常运行在水力光滑区,摩阻与粘度的0.25次方成正比,提高油温对摩阻的影响较小,而热损失却显著增大,故加热温度不宜过高。
管道采用聚氨酯泡沫防腐保温层(其适用范围为-60~120℃),油温高低不会对其性质产生明显的影响。
结合以上因素,确定出站温度为TR=60℃。
3.1.2进站油温TZ
加热站的进站油温主要取决于经济比较,对于凝点较高的含蜡原油,由于在凝点附近粘温曲线很陡,故其经济进站温度常略高于凝点3~5℃。
由输送原油的粘温特性知,温度低于35℃时,粘度随温度变化很大,适当提高出站油温会使摩阻大大降低,故综合考虑,确定进站油温为TZ=36℃。
3.1.3周围介质温度T0的确定
对于埋地管线,取管道埋深处的年最低月的平均低温作为设计地温,即取T0=2℃。
3.1.4根据输油管道工程设计规范规定,我国长输管道平均温度计算采用加权平均温度:
Tpj=
TR+
TZ。
本设计中Tpj=
TR+
TZ=
×60+
×36=44℃。
3.2原油密度
任一温度下的密度由20℃时的油品密度确定:
式中
:
分别为温度为
℃和
℃下的油品密度,kg/m
:
温度系数,
。
3.3计算输量
以设计任务书给出的最大输量作为工艺计算时的依据,任务书给的是年设计输量(
t/a)计算时,必须将其换算成计算温度下的体积流量Q(m
/h或m
/s)。
考虑到管道维修及事故等因素,经过多年的实践证明,一年给出15d的富裕量,故计算时输油时间应按350d(8400h)计算,即:
或
m
/s
式中G:
年任务质量流量,
t/a
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- 输油管道 初步设计