管道输送工艺课程设计
3 输油方案设计
3.1 输送方式确定
本次热油管道输送方式设计为密闭输送，即“从泵到泵”输送，在这种输油工艺中，中间输油站不设供缓冲用的旁接油罐，上站来油全部直接进泵。其特点是：整条管道构成一个统一的密闭的水力系统，可充分利用上站余压，节省能量，还可以基本消除中间站的轻质油蒸发损耗；但对自动化程度和全线集中监控要求较高；存在水击问题，需要全线的水击监测与保护。长距离输油管道的离心泵大都采用“从泵到泵”的方式。
3.2 确定两种输油方案
通过三个采油厂位置几何关系及直角三角形相关计算，可得到方案一、方案二中各输油管路长度大小，数据标注在图中。
方案一： 采油二厂 采油一厂 采油三厂 图3.1 方案一输油管路设计流程图
81.36km 油流 汇合点 55.89km 348.64km 炼油厂 80.7km
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方案二： 采油一厂 80km 采油二厂 80.7km 油流 汇合点 348.64km 炼油厂
55.89km 采油三厂 图3.2 方案二输油管路设计流程图
方案一是三个采油厂的油品分别输送到油流汇合点处后，再共同往炼油厂方向输送；
方案二是采油一厂的原油先输送到采油二厂，和采油二厂的原油再共同往油流汇合点输送，采油三厂原油也输送到油流汇合点处，最后，油流汇合点处的原油共同输送到炼油厂。
两种方案中，采油三厂到油流汇合点管段，油流汇合点到炼油厂干线管段是相同的。作技术经济比较时，主要是考虑油流汇合点以前的采油一厂、采油二的输油管段。
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4 工艺计算（方案一）
4.1 计算体积流量
Q?G?107??8400?3600 式中 G——年任务质量输量，104t/a；
Q——体积流量，m3/s ；
?——原油密度，kg/m3。 采油一厂：
G?107121?107Q???8400?3600?852.81?8400?3600?0.0469(m3/s)采油二厂：
G?107156?107Q???8400?3600?855.81?8400?3600?0.0603(m3/s)采油三厂：
G?107107?107Q???8400?3600?846.81?8400?3600?0.0418(m3/s)三个采油厂总流量：
Q?0.0469?0.0603?0.0418?0.149(m3/s)
4.2 管道材质及规格选择
4.2.1 管道管径
d?4Q
?V 式中 d——管道内径，m； Q——体积流量，m3/s； V——经济流速，m/s。
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4-1）4-2）（
（
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采油一厂到油流汇合点管道：
根据大量经济计算及运行实践结果，现假设该管段取经济流速为V=1.0m/s,由公式（4-2）得：
d?4?0.0469?0.244(m)
3.14?1.0采油二厂到油流汇合点管道：
假设该管段取经济流速为V=1.0m/s,由公式（4-2）得：
d?4?0.0603?0.277(m)
3.14?1.0采油三厂到油流汇合点管道：
假设该管段取经济流速为V=1.0m/s,由公式（4-2）得：
d?4?0.0418?0.231(m)
3.14?1.0油流汇合点到炼油厂管道：
假设该管段取经济流速为V=1.2m/s,由公式（4-2）得：
d?4?0.149?0.398(m)
3.14?1.24.2.2 选择管道壁厚及管径
设计管道选用A级钢管，钢号为L485（X70），经查输油管道工程设计规范GB50253-2003，得其最低屈服度?s?485MPa，焊缝系数K?1.0，钢管壁的导热系数为48W/(m??C)。
油气管道直管段的钢管管壁厚度：
pD2[?] （4-3）
??
式中 ?——壁厚，mm；
P——管线设计工作压力，MPa； D——钢管外径，mm；
[?]——钢管许用压力，MPa。
许用应力：
[?]?K??st （4-4）
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[?]——许用应力，MPa；
K——设计系数，（输油站一般地段取0.72）； ?——焊缝系数； ?s——钢管的最低屈服度；
t——温度折减系数，当管内介质温度低于120℃时，t取1.0。
则该管道直管段的许用应力由公式（4-4）得： [?]?K??st?0.72?1.0?485?1.0?349.2(MPa)
管道外径：D?d?2? （4-5）
d——管道内径，mm；
?——管道壁厚，mm。
由公式（4-3）、（4-5）得： 采油一厂到油流汇合点管道壁厚：
??pDp(d?2?)pd7.0?244???2.5mm 得??2[?]2[?]2([?]?p)2?(349.2?7)采油二厂到油流汇合点管道壁厚：
??pd7.0?277??2.8mm
2([?]?p)2?(349.2?7)采油三厂到油流汇合点管道壁厚：
??pd7.0?231??2.4mm
2([?]?p)2?(349.2?7)油流汇合点到炼油厂管道壁厚：
??pd7.0?398??4.1mm
2([?]?p)2?(349.2?7)根据以上计算，选择钢号为L485(X70)的直缝高频焊钢管，规格如下： 采油一厂到油流汇合点管段：?219.1?3.2，内径d=212.9mm，公称直径DN200； 采油二厂到油流汇合点管段：?273.1?3.2，内径d=266.7mm，公称直径DN300； 采油三厂到油流汇合点管段：?219.1?3.2，内径d=212.9mm，公称直径DN200； 油流汇合点到炼油厂管段： ?406.4?4.4，内径d=397.6mm，公称直径DN400。
4.2.3 验证经济流速
流体流速：
4Q V? （4-6）
?d2
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