由公式(5-14)得:
2?t2?1.28?2???3.88W/(m??C)
2h2h2?1.352?1.352?()?1]Dwln[t?(t)2?1]0.216ln[0.2160.216DwDwKL?1D1??lni??1?d2??idi?2?Dw11
?110.21910.2611ln?ln?2?3.14?45.50.2111.28?3.14?0.040.2193.88?3.14?0.261
=1.015 W/(m·℃)
K?KL?D?1.015?3.14?0.207?0.67
5.3.3原油比热容
原油和石油产品的比热容通常在1.6~2.5KJ/(Kg.℃)之间。
15?C时原油的相对密度为:
15d4??20??(t?20)1000 (5-15)
15
式中 d4--15?C时原油的相对密度;
?--温度系数,kg/(m3??C);
?20--温度为20?C时的油品密度,kg/m3
15d4?848?(1.825?0.001315?848)?(15?20)?0.851
1000原油的比热容为:
C?115d4(1.687?3.39?10?3T) (5-16)
15
式中d4--15?C时原油的相对密度;
C--比热容,kJ/(kg??C);
T--原油温度,?C。 由公式(5-16)得:
C?1?(1.687?3.39?10?3?50)?2.01[kJ/(kg??C)] 0.851 11
5.3.4加热站布站
质量流量为:
G1?G (5?17) tG180?107G1???59.5Kg/s
t350?24?3600确定出加热站的出、进口温度,即站间管段的起、终点温度TR和Tz后,可按冬季月平均最低温度及全线的K值估算加热站间距LR,
GCT?T0 (5-18) LR?1lnR?DKTz?T0由公式(5-18)得:
G1CTR?T059.5?2.04?10365?6.7LR?ln?ln?181.25km
?DKTz?T03.14?0.219?1.0.6736?6.7热油管全场620公里,加热站数n,
n?LLR (5-19)
由公式(5-19)得:
n?220?1.21。取n=2个。
184.25LR?L (5-20) nLR?L220??110Km n2 N--加热站数,个; L--输油管道总长,m;
LR--加热站间距,m;
出站温度为:
TR?T0?(TZ?T0)e由公式(5-21)得:
K?DLGC (5-21)
0.67?3.14?0.219?110?103TR?6?(39?6)eG--原油质量流量,kg/s;
59.5?2.04?103?54.2℃
12
TZ--加热站的进站温度,?C; TR--加热站的出站温度,?C。 C--比热容,kJ/(kg??C)
L--加热站间距,m;
K--管道总传热系数,W/(m??C);
D--管道内径,m。
T0--管道周围的自然温度,?C;
在进行n的具体计算时,需要进行化整,必要时可适当调节温度。 在以上基础上课求出每个加热站的热负荷:
Gc(T?T)Q?1RZ (5-22)
??--加热炉的效率,%;
c--原油的比热容,J/(kg.℃); G--原油质量流量,kg/s; Q--加热站的热负荷,J/s。
由公式(5-22)得:
Gc(T?T)59.5?2.04?(54.2?38)Q?1RZ??2.46?103KJ/s
?0.85.3.5水力计算
全线油品平均温度
12Tpj??54.2??38?43.4(?C)
3350?C时原油的密度为:
?50?848?(1.825?0.001315?848)?(50?20)?826kg/m3
故平均温度下的运动粘度为:
?pj??0e?u(t?t) (5-23)
0?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/?C。 由公式(5-23)得:
8.34?10?3?0.035(43.3?50)?pj?e?12.7?10?6(m2/s)
826 13
5.3.6计算摩阻
一个加热站间的摩阻为:
hR1??总摩阻为:
hR?nhR1 (5-25)
全线所需总压头为:
mQ2?m?pjd5?mLR (5-24)
H??(hR?1.1%hR?hm?Ht??Z) (5-26)
i?12hR--沿线总摩阻,m; hR1--加热站间距的摩阻,m;
H--全线所需要的总压头,m。
由公式5-24 5-25 5-26 得:
0.2462?0.25?(12.7?10?6)0.25?110?1000?530.7m hR1?0.246?5?0.250.216hR?2?530.7?1061.4
H?1061.4?1061.4?1.100?80??280?200??1233.07m
5.5 泵站布置
泵站数为:
n?H (5-27) Hcn--泵站数,个;
H--全线所需的总压头,m; Hc--泵所提供的扬程,m。 由公式5-27得:
n?H1233.1??2.74 Hc450向上取整,取n=3个;为了保证任务输量不变,可对泵站中的泵机组采取减小级数等措施。
采用平均法布站,其站间距为:
14
LR?L (5-28) nLR--泵站站间距,m;
L--管线总长,m;
LR=220=73.3km 3取泵站内压头损失为hm?15m,泵站进口压力控制在30~80m范围内。 当采用平均法布站时:
(1)当首站与第二站站间距取73.3km时,对应高程为Z=211m时,其进口压力为:
hti?H?1.011iL??Z?hm
ht1?450?1.011?5.21?10?3?73.3?103?(211?200)?15?37.9(m) 由于泵站进口压力控制在30~80m范围内,符合要求。
(2)取首站与第三站的站间距为146.6km,对应高程为Z=207m时,进口压力为:
ht1?450?37.9?1.011?5.21?10?3?73.3?103?(207?200)?15?79.8(m) (3)末站进口压力为:
ht4?450?74.1?1.011?5.21?10?3?(280?200)?103?(235?211)?15?63.7(m) 所以泵机组符合要求。为了减小其压头,用小扬程的泵,需要的扬程为:
H?1.011?5.21?10?3?23?103?(235?211)?15?80?45.7?143.5(m) (4)终点剩余压头为:
ht4?H?74.1?1.011?5.21?10?3?23?103?(235?211)?15?65(m) 计算得出H=135m。选出泵站3选用的泵为:
流量为100m3/h,扬程为150m,配带电动机功率为30kw,转速为2950r/min,效率76%。选用两台,一台备用。
5.6 校核动静水压
5.6.1判断翻越点
若Hf?iLf?Zf?ZQ?iL?Zz?ZQ?H 则有翻越点存在,反之不存在。
H?iL??Z?5.21?103?235?103?(207?200)?1233.4m
在73.3km处,H?iLf?Zf?ZQ?5.21?10?3?73.3?103?(211?200)?392.89m 在146.6km处,Hf?iLf?Zf?ZQ?5.21?10?3?146?103?(207?200)?767.66m 以上所得Hf均小于H,故不存在翻越点,泵站布置合适。
15