中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）
第一章 工艺计算说明书
1.1 设计原始数据
1.1.1 设计准则 1.1.1.1 设计依据
《**输油管道初步设计》任务书 中国石油大学储运教研室 《输油管道工程设计规范》 GB 50253—2003 《石油库设计规范》 GBJ 74 《工程管道安装手册》 中国石化出版社 《输油管道设计与管理》 中国石油大学出版社 其它有关法规及技术文件 1.1.1.2 设计原则
（1）设计中贯彻国家有关政策，积极采用新工艺、新技术、
新设备和新材料，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量；
（2）保护环境，降低能耗，节约土地；处理好与铁路、公路、
空运、水路间的相互关系；
（3）积极采用先进技术、合理吸取国内外新的科技成果。管
线线路选择应根据沿线的气象、水文、地形、地质、地震等自然条件和交通、电力、水利、工矿企业、城市建设等的现状与发展规划，在施工便利和运行安全的前提下，通过综合分析和技术比较确定；
（4）采用地下埋设方式。受自然条件的限制时，局部地段可
采用土堤埋设或地上敷设。
1.1.2 工程原始数据及参数 1.1.2.1 最大设计输量：506万吨/年
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中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文） 表1-1 生产期生产负荷（各年输量与最大输量的比率） 年 生产负荷（%） 年 1 60 8 2 70 9 3 80 10 4 100 11 5 6 7 100 100 100 12 80 13 60 14 60 生产负荷（%） 100 100 100 100 1.1.2.2 年最低月平均温度：1℃ 年最高月平均温度：21℃
管道中心埋深： 1.5m 土壤导热系数： 1.4w/m℃ 沥青绝缘层的导热系数： 0.15w/m℃
表1-2 沿程里程、高程表（管道全长865千米）
里程（km） 高程（m） 里程（km） 高程（m） 0 927.7 433.8 1249 89.0 902.2 481.6 1142.1 98.9 899.0 555.6 1099.1 143.0 924.6 625.1 1205 162.1 973.0 702.5 1113.5 233.4 990.6 790.2 1212 315.1 1001.1 865.1 1222.2 370.6 1001 -- -- 1.1.3 运行参数的选取 1.1.3.1 出站油温TR
（1）管线采用密闭流程，先炉后泵，加热温度不应高于原油初馏点
以免影响泵的吸入性能；
（2）由于有沥青防腐层出站油温不应高于沥青的软化点（70℃）； （3）原油含水最高温度小于100℃；
（4）含蜡原油高于凝点38～40℃时，粘温曲线较平缓，提高油温对
摩阻影响不大。 所以初取TR=68℃
1.1.3.2 进站油温 TZ
对于凝点较高的含蜡 加热站进站油温主要取决于经济比较，
原油，由于在凝点附近是粘温曲线很陡，故其经济进站温度常略高于凝固点；
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本设计中输送的油品含蜡量和胶质含量均较高，并鉴于含蜡原油的粘温特性及凝点都会随热处理条件不同而不同。故应在热处理实验的基础上，根据最优热处理条件及经济比较来选择进出站温度。
凝点34.5℃，进站油温要略高于凝点；
所以初取 TZ=38℃ 1.1.3.3 摩阻计算
当管路的流态在紊流光滑区时，可按平均温度下的油流粘度来计算站间摩阻。
管道设计参数：（1）热站、泵站间压头损失15m； （2）热泵站内压头损失30m；
（3）进站压力范围一般为30~80m； （4）输送天数为350天； （5）首站进站压力60m。
1.2 基础计算及经济管径的选取
1.2.1 粘温方程（根据任务书中的已知条件使用最小二乘法计算）为 原油析蜡点T=42.29℃
㏒ν=-0.0965t-0.854 t 38～40℃ （1-1） ㏒ν=-0.011t-4.47 t 50～70℃ （1-2） 1.2.2 输油温度下的密度ρt
?t??20???t?20? （1-3）
式中 ?t 、?20 —温度为t℃及20℃时的油品密度,kg/m3；
原油在20℃时的密度ρ20=896.5 ㎏/m3
? —温度纠正系数，
??1.825?0.001315?20，kg/(m3·℃ )
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1.2.3 平均温度
1 Tpj=(TR+ 2TZ) （1-4）
3 式中：TR—出站油温 ℃ TZ—进站油温 ℃ 1.2.4 总传热系数K
管道传热由：（1）油流至管内壁的热传导；
（2）管壁、沥青防腐层的热传导；
（3）管外壁周围土壤的传热。
D(i?1)1111=+∑㏑+ （1-5） KD?1D12?i?2DwDi当（
ht〉2时： ?2=Dw）
2?t （1-6） 4htDw㏑Dw 式中：Di，Di+1—钢管、沥青防腐层的内径和外径 m λi—导热系数 w/m℃ Dw—管道最外围的直径 m
?1—油流至管内壁的放热系数 w/m2℃ ?2—管壁至土壤放热系数 w/m℃ λt—土壤导热系数 w/m℃ ht—管中心埋深 1.5m δ—沥青防腐层厚度7㎜ 1.2.5 经济管径的选取
在规定输量下，若选用较大的管径，可降低输送压力，减少泵站数，从而减少了泵站的建设费用，降低了输油的动力消耗，但同
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时也增加了管路的建设费用。
根据设计要求，采用经济流速法确定经济管径。目前我国含蜡原油管道经济流速一般为1.5～2.0m/s,计算时取值1.8m/s,由最大流量和经济流速计算得经济管径，查API标准钢管规格确定标准管径及壁厚。
1.2.5.1 初算管径
v?4Q （1-7） ?d2?—流速，m/s； d —管道内直径，m
由式（1-7） d?4Qmax4?0.207==382.7mm ?v3.14?1.8[4]根据国产钢管部分规格初步选定管子
d?390.4mm ??8mm D=406.4mm
，其规格为：
1.2.5.2 反算流速
由式（1-7） v?4Q＝1.73m/s （合适） 2??d查标准选择管子 Φ406.4*8.0 内径390.4㎜
1.3 热力计算
1.3.1 工艺计算说明
对于高含蜡及易凝易粘油品的管道输送，如果直接在环境温度下输送，则油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻损失大，导致了管道压降大，动力费用高，运行不经济，且在冬季极易凝管，发生事故，所以在油品进入管道前必须采取降凝降粘措施。目前国内外很多采用加入降凝剂或给油品加热的办法，使油品温度升高，粘度降低，从而达到输送目的。
本管线设计采用加热的办法，降低油品的粘度，减少摩阻损失，从而减少管道压降，节约动力消耗，但也增加了热能消耗以及加热
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