輸油管道的初步設(shè)計.doc
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。 輸油管道的初步設(shè)計 前言···················································································································1 第1章 工藝設(shè)計說明書·················································································2 1. 工程概況及設(shè)計原則·········································································2 2. 設(shè)計原始數(shù)據(jù)·····················································································2 3. 基本設(shè)計參數(shù)的選取·········································································5 第2章 工藝設(shè)計計算書················································································8 1. 經(jīng)濟管徑的確定················································································8 2. 熱力計算····························································································10 3. 水力計算····························································································12 4. 反輸計算····························································································18 5. 主要設(shè)備選型····················································································20 第3章 工藝流程設(shè)計············································································22 1. 工藝流程設(shè)計····················································································22 2. 陰極保護計算····················································································22 3. 方案的經(jīng)濟性分析············································································23 第4章 結(jié)論····································································································31 參考文獻·········································································································32 -可編輯修改- 。 前 言 畢業(yè)設(shè)計是本科學(xué)習(xí)的最后一個環(huán)節(jié),也是較為重要的一個環(huán)節(jié)。它要求將所學(xué)到的專業(yè)知識綜合運用,以達到融會貫通。本次設(shè)計是進行輸油管道的初步設(shè)計。主要內(nèi)容包括:由經(jīng)濟流速確定經(jīng)濟管徑,然后由最小輸量確定加熱站數(shù)以及由最大輸量確定泵站數(shù),結(jié)合沿線特征進行加熱站和泵站的布置,最后進行經(jīng)濟性計算,確定項目的內(nèi)部收益率以及凈現(xiàn)值等。 本次設(shè)計在安家容老師的指導(dǎo)下完成。由于本人水平有限,缺乏現(xiàn)場知識,所以難免存在疏漏和錯誤之處,希望老師批評、指正。 第一章 工藝說明書 1. 工程概況及設(shè)計原則 1.1 工程概況 輸油管道全長400km,設(shè)計輸油能力為280萬t/a。全線地形起伏不大,無翻越點。管道選取L290螺旋縫埋弧焊鋼管,其最大允許承壓為6.96Mpa。管道進行埋地鋪設(shè),其中心埋深為1.6m。 全線采用“從泵到泵”的密閉輸送方式和先爐后泵的工藝流程,共設(shè)四座熱泵站(含末站)。首站和中間站設(shè)出站調(diào)節(jié)閥,自動調(diào)節(jié)各站的出站壓力,并實施水擊超前保護,末站設(shè)減壓裝置。為防止管線因腐蝕而發(fā)生破壞,各站設(shè)陰極保護站一座。 1.2 設(shè)計原則 本設(shè)計在滿足安全生產(chǎn)及輸量要求的前提下,力求滿足以下原則: (1)在遵守國家設(shè)計相關(guān)規(guī)范的前提下,選擇最優(yōu)工藝運行方案。 (2)在保證安全可靠的基礎(chǔ)上,盡量采用新技術(shù)、新工藝,以節(jié)能降耗,提高經(jīng)濟效益。 (3)輸油站的工藝流程與所采用的輸油方式相適應(yīng),且便于事故的處理與搶修。 (4)注意保護環(huán)境,少占耕地,節(jié)約投資。 (5)總體設(shè)計時,統(tǒng)籌兼顧,遠近結(jié)合,以近期為主。 2. 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 2.1 管道的設(shè)計輸量 (1)最大設(shè)計輸量:280萬t/a 最小設(shè)計輸量:190萬t/a (2)運行期各年生產(chǎn)負荷(各年輸量與最大輸量的比率)如下表: 年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 生產(chǎn)負荷(%) 70 80 90 100 100 100 100 100 100 100 100 90 80 70 (3)管道的設(shè)計壓力為6.4Mpa 2.2 沿線地形及管道特征 (1)管道總長400km (2)沿線里程、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 管中心埋深處年最低月平均低溫:2℃ 管中心埋深處夏季月平均低溫:20℃ 土壤導(dǎo)熱系數(shù)0.555w/m .℃ 保溫層厚度:35mm 保溫層導(dǎo)熱系數(shù)0.035w/m .℃ 2.3 原油性質(zhì) (1)密度:=846kg/ m 含蠟量:14.5% 膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量:7.71% 初餾點:70℃ 比熱:2.1kJ/kg℃ 燃油熱值:4.18kJ/kg 凝點:27℃ (2)在不同測量溫度下的流變性: 測溫(℃) 流變方程 牛頓流體溫度范圍內(nèi)的粘溫方程 27 29 31 33 35 40 45 50 55 60 注:表中的單位為Pa, 的單位為1/s,的單位為mPa.s。 2.4 設(shè)備選型 (1)常用加熱爐的型號: 814kw、1745 kw、2326 kw、3489 kw、4625 kw、5815 kw (2)有關(guān)輸油泵特性(參閱相關(guān)泵特性資料) 2.5經(jīng)濟評價參數(shù) (1)線路工程投資指標(萬元/km) 管徑 Φ273.1 Φ323.9 Φ355 Φ457 Φ559 不保溫管 60.4 77.4 85.6 106 140 保溫層修正系數(shù):1.10 (2)輸油站工程投資指標A(萬元/座)(設(shè)計輸量240~260萬噸/年) 外輸首站 末站 中間熱泵站 中間泵站 中間熱站 2000 900 1300 900 700 輸油站工程投資指標A(萬元/座)(設(shè)計輸量300~350萬噸/年) 外輸首站 末站 中間熱泵站 中間泵站 中間熱站 2500 1000 1600 1100 800 (3)原油價格:2000元/噸 電價0.50元/度 運價024元/(噸.千米) (4)流動資金按管道存油的價值計算,流動資金的30%為自有資金,70%為工商銀行貸款,年利率為10.98%。 (5)輸油站人員編制 首、末站各40人,中間熱泵站25人,中間熱站或泵站15人;職工工資按每人1500元/月計算,福利費按投資總額的14%計算。 (6)固定資產(chǎn)原值按總固定資產(chǎn)投資的85%計算,管道折舊年限(生產(chǎn)期)取1年,綜合折舊率取7.14%,殘值為0,修理費按折舊的30%計算。 (7)輸油成本中的其他費用按工資總額與福利費之和的2倍計算。 (8)輸油損耗按最大輸量的0.35%計算。 (9)營業(yè)稅率取3%,城市建設(shè)維護稅按營業(yè)稅的7%計算,教育附加稅按營業(yè)稅的3%計算。 (10)行業(yè)基準收益率為12%。 3. 基本設(shè)計參數(shù)的選取 3.1溫度參數(shù) 確定加熱站的進、出站溫度時,需要考慮三個方面的因素。首先是油品的粘溫特性和其他物理性質(zhì),其次是管道的停輸時間、熱脹、和溫度應(yīng)力等安全因素,第三是經(jīng)濟比較,使總的能耗費用最低。 3.1.1 出站油溫TR 考慮到原油和重油中難免含水,故其加熱溫度一般不超過100 ℃。由于站內(nèi)設(shè)有“先爐后泵”流程,則其加熱溫度不應(yīng)高于輸送原油的初餾點,以免影響泵的吸入。另外,當溫度高于凝點30~40 ℃以上時,粘度隨溫度的變化較小。更由于熱含蠟原油管道常運行在水力光滑區(qū),摩阻與粘度的0.25次方成正比,提高油溫對摩阻的影響較小,而熱損失卻顯著增大,故加熱溫度不宜過高。管道采用聚氨酯泡沫防腐保溫層(其適用范圍為-60~120℃),油溫高低不會對其性質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響。結(jié)合以上因素,確定出站溫度為TR=60℃。 3.1.2 進站油溫TZ 加熱站的進站油溫主要取決于經(jīng)濟比較,對于凝點較高的含蠟原油,由于在凝點附近粘溫曲線很陡,故其經(jīng)濟進站溫度常略高于凝點3~5℃。 由輸送原油的粘溫特性知,溫度低于35℃時,粘度隨溫度變化很大,適當提高出站油溫會使摩阻大大降低,故綜合考慮,確定進站油溫為TZ=36℃。 3.1.3 周圍介質(zhì)溫度T0的確定 對于埋地管線,取管道埋深處的年最低月的平均低溫作為設(shè)計地溫,即取T0=2℃。 3.1.4 根據(jù)輸油管道工程設(shè)計規(guī)范規(guī)定,我國長輸管道平均溫度計算采用加權(quán)平均溫度:Tpj=TR+TZ 。 本設(shè)計中 Tpj=TR+TZ =×60+×36=44℃ 。 3.2 原油密度 任一溫度下的密度由20℃時的油品密度確定: 式中 :分別為溫度為℃和℃下的油品密度,kg/m :溫度系數(shù),。 3.3 計算輸量 以設(shè)計任務(wù)書給出的最大輸量作為工藝計算時的依據(jù),任務(wù)書給的是年設(shè)計輸量(t/a)計算時,必須將其換算成計算溫度下的體積流量Q( m/h或m/s)??紤]到管道維修及事故等因素,經(jīng)過多年的實踐證明,一年給出15d的富裕量,故計算時輸油時間應(yīng)按350d(8400h)計算,即: 或 m/s 式中 G:年任務(wù)質(zhì)量流量,t/a Q:體積流量,m/h或m/s :計算溫度下的油品密度,kg/ m -可編輯修改- 。 第二章 工藝設(shè)計計算書 1. 經(jīng)濟管徑的確定 1.1基本參數(shù)的確定 1.1.1 計算溫度 取出站油溫TR=60℃ 進站油溫TZ=36℃ 則Tpj=TR+TZ =×60+×36=44℃ 1.1.2 油品密度 已知20℃時油品密度㎏/ 則=1.825-0.001315×846=0.71251 1.1.3 油品粘度 T=40℃時, T=40℃時, 線性插值得: T=44℃時, 1.2 經(jīng)濟管徑的選取 1.2.1 任務(wù)輸量 kg/s m/s 1.2.2 取經(jīng)濟流速為:=1.80 m/s 由得: 查《API標準鋼管部分規(guī)格》,確定管外徑為323.9mm。 1.2.3 計算壁厚 (1)選用L290螺旋縫埋弧焊鋼管,其最低屈服強度為290Mpa。 由,其中K=0.72,=1.0,得: 管道的許用應(yīng)力為:=0.2 1.0 290=208.8Mpa (2)管道的設(shè)計壓力為6.4Mpa。 由得: 管道允許的最小壁厚為: 由于原油具有腐蝕性,故取1mm的腐蝕裕量。 查《API標準鋼管部分規(guī)格》,確定壁厚為6.4mm。故最終確定的經(jīng)濟管徑為。 (3)計算管道最大承壓 (4)反算流速 3000- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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