中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）
设备的费用。
热油管道不同于等温输送，它存在摩阻损失和热能损失两种能量损失，而且这两种损失相互影响，摩阻损失的大小决定了油品的粘度，而粘度大小又取决于输送温度的高低，管子的散热损失往往占能量损失的主导地位。热油沿管路流动时，温度不断降低，粘度不断增大，水力坡降也不断变化。计算热油管道的摩阻时，必须考虑管路沿线的温降情况及油品的粘温特性。因此设计管路时，必须先进行热力计算，然后进行水力计算，此外，热油管的摩阻损失应按一个加热站间距来计算。全线摩阻为各站间摩阻之和。 1.3.2 热力计算说明
埋地不保温管线的散热传递过程是由三部分组成的，即油流至管壁的放热，沥青绝缘层的热传导和管外壁至周围土壤的传热，由于本设计中所输介质的要求不高，而且管径和输量较大，油流到管壁的温降比较小，故管壁到油流的散热可以忽略不记。而总传热系数主要取决于管外壁至土壤的放热系数?1,?2值在紊流状态下对传热系数k值的影响可忽略；
由于本设计中所输介质为高粘原油，故而在热力计算中考虑了摩擦生热对温升的影响；
计算中周围介质的温度T0取最冷月土壤的平均温度，以加权平均温度作为油品的物性计算温度[5]。 1.3.3 流态判断
Re = 临界雷诺数 Re1 =
59.74Q （1-8） ?dv2e e=0.1 (1-9) d?87 ε=
式中： d—内径 m
e—管内壁绝对粗糙度 m
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经计算 3000﹤Remin﹤Remax﹤Re1 所以各流量下流态均处于水力光
滑区。
1.3.4 加热站数确定
由最小输量进行热力计算确定加热站数
加热站间距LR的确定
LR=
T?T0?b1l㏑R 加热站数 NR= （1-10） alRTZ?T0?bQ2?m?mi=β （1-11）
d5?m式中： a=
K?DGi b= （1-12） GCCa T0—管道埋深处年最低月平均地温 取5.2℃ G—原油的质量流量 ㎏/s
C—油品比热 KJ/kg℃ 取2.2 KJ/kg℃ i—水力坡降
β,m—由流态确定，因为处于水力光滑区
m=0.25,β=0.0246
Q—体积流量 m3/s
由式（1-11）（1-12）
1.750.1245?(1.005?10?5)0.25i?0.0246??0.0036 4.750.3904a=
1.5?3.14?0.4064K?D-6＝＝9.08×10 3100.4?2.1?10Gmincb?g?i9.81?0.0036==1.88℃ ?3-6c?a2.1?10?9.08?10 7
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由式（1-10）lR=
168?1.88?1ln=68.8km
9.08?10?638?1.88?1NR＝
865＝12 68.8取NR=12，即设12个加热站 所以加热站间距 lR＝
865＝72.1km 121.4 水力计算
当管路的流态在紊流光滑区时，摩阻仅与粘度的0.25次方成正比，可按平均温度下的油流粘度，用等温输送的方法计算加热站间摩阻；
先根据流量和管径判断流态。在大于35℃时一直处于紊流水力光滑区，由平均温度求出平均粘度，再由列宾宗公式计算站间摩阻；
为了便于计算和校核，本设计中将局部摩阻归入一个加热站的站内摩阻，而忽略了站外管道的局部摩阻损失；
由最大输量进行水力计算确定泵站数[5]。
1.4.1 确定出站油温
不能忽略摩擦热的影响，用迭代法计算最大输量下的出站油温。 TR=T0+b+(TZ-T0-b)eal （1-13） 1.4.2 管道沿程摩阻
H总=iL+△Z+∑hj （1-14）
式中：△Z—起终点高差 m ∑hj—局部压头损失 m
（长输管道沿线的局部摩阻损失不大，一般占沿程摩阻的1%）
1.4.3 判断有无翻越点
经判断，全程无翻越点。
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1.4.4 泵的选型及泵站数的确定
因为流量较大，沿线地势较平坦，且从经济角度考虑并联效率
高，便于自动控制优化运行，所以选用并联多级泵。
选型并根据设计任务书中的已知条件，运用最小二乘法求出泵
的特性方程：
200D-65×10 H=795-0.006415Q1.75 额定流量280m3/h，
??74.1%
计算管道承压确定站内泵的个数： 管道承压(查规范)[3] P=
2K??s?l (1-15) DH=
P (1-16) ?g 确定站内泵的个数 n<
Q Qc 确定泵站数 Np=
H总?ht?hs1 (1-17)
n(Hc?hm) 经计算，需要设12个泵站 1.4.5 站址确定及工况校核 1.4.5.1站址确定
根据地形的实际情况，本着热泵站合一的原则，进行站址的调整。确定站址，除根据工艺设计要求外，还需按照地形、地址、文化、气象、给水、排水、供电和交通运输等条件，并结合施工、生产、环境保护，以及职工生活等方面综合考虑，当热站数和泵站数合一后，既要考虑满足最大输量下压能的要求，又要考虑最小输量下的热能要求，应满足：
（1）进站油温为38℃；
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（2）根据进站油温反算出的出站油温应低于管道允许的最高
出站油温；
（3）进站压力应满足泵的吸入性能； （4）出站压力不超过管线承压能力。
所以可以设12个热泵站，等间距布置。
1.4.5.2 工况校核
由于对站址的综合考虑，使热站、泵站的站址均有所改变，因此必须进行热力、水力校核。求得站址改变后的进出站温度、压力，以确保管线的安全运行。
各站进站压力均满足泵的吸入性能要求，出站压力均不超过
最大承压，出站温度低于最高出站温度，校核合格。
1.4.5.3 压力越站校核
为了节约动力费用，可以进行中间站的压力越站，以充分利用有效的能量。从纵断面图上判定压力越站最困难的站，并对其的进出站压力进行确定以满足要求，对于压力越站而言，其所具有的困难主要是地形起伏的影响及加热站间距的影响。
压力越站的计算目的是计算出压力越站时需要的最小输量，并根据此输量计算越站时所需压力，并校核其是否超压。
1.4.5.4 热力越站校核
当输油主泵不可避免地遇到断电、事故或检修时，或由于夏季地温升高，沿程散热减小，可以进行的热力越站。
1.4.5.5 动、静水压力校核
（1）动水压力校核
动水压力是指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力，即管道纵断面线与水力坡降线之间的垂直高度，动水压力的变化不仅取决于地形的变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关，从纵断面图上可以看出，动水压力满足输送要求。
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