5工艺计算
5.1采用的输送方式
在本次设计中，热油管路采用密闭输送。
5.2 管道规格
已知的热油管道年输量为180万吨。
5.2.1平均温度
T12pj?3TR?3TZ 式中，TR,TZ--加热站的起点，终点温度。单位℃。
T12pj?3?65?3?38?47℃
5.2.2油品密度
?t??20??(t?20) 式中，?t,?20--温度t℃及20℃时的油品密度，Kg/m3；
?--温度系数，??1.825?0.001315?20,Kg/(m3?℃)。 ?50?848?(1.825?0.001315?848)?(50?20)?826kg/m35.2.3流量计算
G?107 Q???8400?3600m3/s 式中，G--年任务质量输量，104t/a；
Q--体积流量，m3/s；
?--油品平均温度的密度，Kg/m3；
5-1）5-2）5-3）6
（
（
（
180?107Q??0.07m3/s
848?3600?84005.2.4油品粘度 出站温度为
TR?T0?(TZ?T0)eK?DLGC （5-4）
式中 G——原油质量流量，kg/s； C——比热容，kJ/(kg·℃) ； L——加热站间距，m；
K——管道总传热系数，W /(m·℃)；
D——管道内径，m；
1.2?3.14?0.426?124?103TR?6?(39?6)e138.9?2.04?103?52.3℃
油品粘度为：
??u(t?tpj??0e0) 式中，?pj,?0--温度为平均温度、t0时油品的运动黏度，m2/s；u——黏温指数，1/℃。
?8.34?10?3?0.035(43.3?50)pj?826e?12.7?10?6(m2/s)
5.2.5 选择管径
根据设计要求，应该选用2期任务流量Q1来选择管径规格 取经济流速为V=2m/s,则
D?4Q1?v 式中 D——管道外径，m；
Q3
1——2期体积流量，m/s； V——经济流速，m3/s。
（5-5）
（5-6） 7
由公式（5-6）得：
D?4?0.07?0.211m?211mm
3.14?25.2.6 选择管道壁厚
查规范，选规格为X70的管材，其最小屈服强度为480MPa,故其壁厚t
t?PDi2????P （5-6）
式中 t——壁厚，m；
P——设计压力，（取最高工作压力）MPa; Di——管道外径，m； [σ]——许用压力，MPa； η——管材系数，取1。
［?］? K??s （5-7）
式中σs——最小屈服强度480MPa；
K——设计系数，根据规范站外管道取0.72； φ——焊缝系数，根据X70取1
?s--刚性屈服极限，Mpa(查表3)
K --设计系数（查表4）
钢管材质 优质碳素钢 10 20 245 表3 钢材最小屈服强度 碳素钢 低合金钢 A3F 235 16Mn 353 X52 358 APIS-SL X60 413 X65 448 X70 482 ?s，Mpa 205 工作环境 管线 输油管线 输气管线 表4 设计系数 野外地区 居住区，油气田站内部、穿跨越铁路公路小河渠（常年枯水面宽≤20m） 0.72 0.60 0.60 0.50 由公式（5-6）和（5-7）得：
??7.5?(0.211?2?)
2?480?0.72?1.0?7.5 8
则??2.87
5.2.7管道外径
D?d?2? (5-8) 式中 d--管道内径，mm；
?--管道壁厚，mm。 由公式(5-8)得：
D?211?2?2.87?216.74mm
查相关资料选择公称直径为211，外径为219mm，壁厚为6mm。 管道中的实际流速为：
v?4Q?D2 式中 D——管道内径，m； Q——体积流量，m3/s； V——实际流速，m/s。 由公式（5-7）得：
v?4?0.073.14?0.2112?1.89m/s?(1~2)m/s 所以φ219x6符合要求，故选择φ219x6的钢管
5.3 热力计算
5.3.1计算雷诺系数
Re?4Q?d? Re1?57.98 ?2e7???d??式中u——黏温指数，1/℃。
v——输送温度下原油的运动黏度，m2/s； Q——管路中原油的体积流量，m3/s；
（5-9）
5-10）
5-11）
9
（（
e——管壁的绝对粗糙度，m。 由公式（5-10）得：
Re?4?0.07?18489
3.14?0.0.219?12.7?10?6由公式（5-11）得：
Re1?57.9?2?0.054?10?3???0.207??87?326708
由于3000＜Re＜Re1,所以其是处于水力光滑区。
5.3.2总传热系数
传热系数
KL?1D1??lni??1?d2??idi?2?Dw11 （5-12）
总传热系数
K?KL?D （5-13）
式中d--管内径，m；
Di--第i层的外径，m； di--第i层的内径，m； Dw--最外层的管外径，m；
D--管径，m。若?1???2，D取外径；若?1??2，D取算数平均值；若?1??2，D取内径
油流至管内壁的放热系数?1，在紊流情况下比层流时大得多，通常情况下大都大于100W/(m??C).因此在紊流情况下，?1对总传热系数的影响很小，可忽略不计，而在层留情况下就必须计入。
管最外层至周围介质的放热系数?2
?2?Dwln[2?t2ht2h?(t)2?1]DwDw （5-14）
式中?t--土壤导热系数，W/(m??C)；
ht--管中心埋深，m； Dw--最外层的管外径，m。
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