中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）
第二章 工艺设计计算书
2.1 基础计算
2.1.1 进出站温度的选取及平均温度
根据凝点和输送要求，及管线的实际情况和经验等因素，设定进出站油温分别如下：
TZ=38℃ TR=68℃ 由式（1-4）
Tpj?12?68??38=48℃ 332.1.2 输油温度下的密度ρt
根据20℃时的油品密度式换算成温度下的密度 由式（1-3）
?0.0013?18529?0.735 ??1.825 kg/(m3·℃ )
?pj?829?0.735??48?20??808.42kg/m3
2.1.3 质量流量换算为体积流量
体积流量 Q?G
? （2-1）
506?107由式（2-1） G==167.328㎏/s
350?24?3600Q?167.328?0.207m3/s
808.422.1.4 经济管径的计算
根据国家设计要求和规范所规定的经济流速为1.5~2m/s,现选取经济流速V?1.8m/s 2.1.4.1 初算管径
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由式（1-6） d?4?0.207=382.7mm
3.14?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：
其中 D —管道外径； ? —管子壁厚；
d —管道内径。
2.1.4.2 反算流速
由式（1-7） v?2.1.5 粘温方程 2.1.5.1粘温数值
表2-1 粘温关系式计算表
T(℃) 38 40 19.3 50 9.6 60 7.2 70 5.9 4Q＝1.73m/s （合适） 2??d?×10?6(m2/s) 30.1 lg? -4.521 -4.714 -5.018 -5.143 -5.229 2.1.5.2 求粘温方程
在坐标纸上观察lg?-T曲线，可得到T=45℃为转折点。
（1） 运用最小二乘法，当T在（38～40）℃时
设y=lg?, x=t y=kt+b
?x=38+40=78
?y=-4.521-4.714=-9.235 ?x=3044
(?x)2=782=6084
?(x?y)=38×(-4.521)+40×(-4.714)=-360.258
ii2iiii 17
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k=
?x?y?n?(x?y) （2-2）
(?x)?n?xiiii2i2iy? b?nix??kni （2-3）
由式（2-2）（2-3）
k=-0.0965
b=-0.854
可得：lg?=-0.0965t-0.854
(2) 当T在（50～70）℃时，同理，运用最小二乘法
可得：lg?=-0.011t-4.47 联立两方程解得： t=42.29℃
2.1.6 判断流态 2.1.6.1 求Re
只需两种极端状况下便可判断流态是否变化 Qmin=0.207×60%=0.1242 m3/s Qmax=0.207 m3/s
由式（1-1） ?pj=1.005×10-5m2/s 由式（1-8） Remax?4?0.2074?6.72?10 ?53.14?0.3904?1.005?104?0.1242?4.03?104 ?53.14?0.3904?1.005?10Remin?因为3000?Re?Re1
所以这种管径在各种流量下的流态均处于水利光滑区. 2.1.6.2 求Re1
根据《输油管道工程设计规范》[3]推荐值：e=0.10mm
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由式（1-9） ??Re1?2?0.1?5.23?10?4 390.459.1?5.23?10?8?47?3.33?105
因为3000< Remin< Remax< Re1 ，处于水力光滑区
所以在水力光滑区??0.0246 m?0.25
2.1.7 总传热系数K
由于此管材的导热系数小，加以管壁较厚，热阻相当大，所以
取??7mm。
2.1.7.1管壁至土壤放热系数a2
当（
ht〉2时，由式（1-6） Dw）
?2=
2?0.9=1.612 W/m·℃ 4?1.50.471?ln0.4712.1.7.2总传热系数K
各种流量下的流态均处于水力光滑区，油流对管壁的传热可以忽略 a1=0
钢管壁导热热阻很小，也可忽略。 由式（1-5） 解得:
K=0.53W/（m2℃）
110.4711?㏑+ 0.42K2?0.150.40641.612?0.4212.2 工况计算
2.2.1 热力计算
2.2.1.1 加热站数确定[5]
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（1）加热站间距lR的初步计算
由式（1-11）(1-12) (1-10)
1.750.1245?(1.005?10?5)0.25i?0.0246??0.0036 4.750.3904a＝
1.5?3.14?0.4064-6
＝9.08×10 3100.4?2.1?109.81?0.0036=1.88℃
2.1?10?3?9.08?10-6b=
lR=
168?1.88?1ln=68.8km
9.08?10?638?1.88?1（2）求加热站数及确定加热站间距
NR=
865L＝＝12 68.8lR取NR=12，即设12个加热站 则加热站间距 lR＝
2.2.2 水力计算
由最大输量确定泵站数[5]
2.2.2.1 确定出站油温
由式（1-11）(1-12) (1-10)
865＝72.1km 12a=
1.5?3.14?0.4064K?D＝=5.45×10-6 3167.33?2.1?10Gmaxcg?i=1.3?103i c?ab?Q2?m??mi?? 5?md
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