成品油长输管道基本工艺专项方案设计方案报告.doc
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1、本科生课程设计课 程 名 称 :管道课程设计 设 计 任 务 :长距离成品油管道工艺方案设计计算指 导 教 师 :李晓平 学 院 :机械与储运工程学院 &n
2、bsp; 专 业 :油气储运工程级 班 级 :储运12-3班 姓 名 :姚楚玥 &n
3、bsp; 学 号 :58 完 成 日 期 :.5.15 目 录
4、第1章 任务书11.1 设计输量11.2 输送下载量11.3 油品物性21.4 沿线地形21.5 经济评价参数2第2章 计算阐明书42.1 计算物性参数42.1.1 计算地温选油品密度42.1.2 黏度计算52.1.3 选取壁厚52.1.4 各管段输量计算62.2 水力计算62.3 布站72.4 计算混油量和混油长度92.5 计算首站罐容及选罐方案102.5.1 首站设计原则102.5.2 &
5、nbsp;罐容计算及选罐方案102.6 经济计算102.6.1 费用现值102.6.2 投资建设费112.6.3 外购动力费112.7 计算根据和所参照规范122.8工艺流程图设计阐明12第3章 计算书133.1 管径选用133.2 水力计算143.2.1 拟定流态143.2.2 拟定水力坡降153.3 混油长度计算183.4 计算首站罐容及选罐方案193.5 计算成本203.6 首站流程21第1章 任务书1.1 设计输量该管道
6、是一条持续顺序输送各种成品油管道,设计输送能力560104t/a,输送介质涉及0#柴油、90#汽油、95#汽油三种油品,均按照每年25批次输送。设计年输送天数350天,采用起点持续进油,各分输点均匀持续分输下载方式,设计压力10MPa。各站场进站最低压力0.3MPa,最高4MPa。地温取17摄氏度。站场进出站压力通过节流阀控制。1.2 输送下载量表1.1 输送下载量省份序号名称进出油品量104t/a备注汽油90#汽油95#柴油0#广东1茂名56012672362进油广西2玉林417430下载分输3贵港478435下载分输4黎塘214215下载分输5柳州8115660下载分输6河池2
7、94223下载分输贵州8都匀307320下载分输9贵阳75201540下载分输10安顺328420下载分输11晴隆3111下载分输12盘县174211下载分输云南13曲靖438530下载分输14昆东92201260下载分输15长坡49201217下载分输1.3 油品物性1.2 油品物性品 种密度(t/m3)粘度(mm2/s)15.637.815.637.8汽油90#0.73390.71390.59410.489095#0.75440.71350.59320.4884柴油0#0.84210.82676.0803.4521.4 沿线地形序号站场名称里程(cm)高
8、程(m)1茂名0.0018.752玉林161.0971.513贵港246.3347.944黎塘310.77105.005柳州457.66105.236河池617.09209.507陆桥687.79481.738下司767.77925.889都匀876.67803.5310贵阳976.061120.6011安顺1070.871349.6112晴隆1183.371401.213盘县1261.52.2214曲靖1348.841958.7815昆东1492.622044.5016长坡1555.561906.041.5 经济评价参数(1)电力价格:0.55元/度,燃料油价格:4500元/吨。
9、(2)管道建设期为1年,运营期为。管道建设单位长度总投资如下表,其中40为自有资金,别的为建设银行贷款,利率按当前利率建设银行利率计算,流动资金按管内存油价值计算。经营成本按能源消耗(电力及燃料)2.5倍计算。单位长度总投资表管径(mm)单位长度总投资(元/公里)168569685.6219788937.62731048264323125047835513819524061682296457188704150821267295592324545610266644066028598537113387005813405086691454534851016753124012101016第2章 &nb
10、sp;计算阐明书输油管道工艺工艺计算要妥善解决沿线管内流体能量消耗和能量供应之间矛盾,以达到安全、经济地完毕输送任务目。管道工艺设计重要目是依照设计委托书或设计任务书规定输送油品性质、输量及线路状况,由工艺计算来拟定管道总体方案重要参数:管径,泵站数及其配备等。2.1.计算物性参数2.1.1计算地温下油品密度、粘度依照任务书所给数据无法采用密度公式进行密度求解,故假设密度变化为温度线性函数,算出各个油品密度变化公式,求出在地温17时各油品密度。同理,依照任务书所给数据假设粘度变化为温度线性函数,算出各个油品粘度变化公式,求出在地温17时各油品粘度。表 2.1 各油品密度品种密度(t
11、/m3)粘度(mm2/s)15.637.815.637.8汽油90#0.73390.71390.59410.489095#0.75440.71350.59320.4884柴油0#0.84210.82676.0803.452计算可得各油品密度变化函数:汽油: 90#:=-9*10-4t+0.74895#:=-1.8423*10-3t+0.78314柴油:0#:=-6.9369*10-4t+0.8529计算可得各油品粘度变化函数:汽油:90#vt=-4.7342*10-3t+0.6679595#vt =-4.7207*10-3t+0.66684柴油:0#vt =-0.11838t+7.9267计算
12、得出在17各油品粘度、密度如下表格:表2.2 各油品黏度、密度种类粘度(mm2/s)密度(kg/m)90#汽油0.5872732.595#汽油0.586748.90#柴油5.8668841.22.1.2 黏度粘温指数方程:为温度为时油品粘度。U普通在0.010.03之间,此处取0.02。则17摄氏度时:90#汽油:=0.594195#汽油:=0.59320#柴油: =6.080表2.1计算所得17时黏度品 种黏度(mm2/s)15.61737.8汽油90#0.59410.0.48995#0.59320.0.4884柴油0#6.085.914270273.4522.1.3
13、选取壁厚壁厚选取:依照管壁厚度与输送介质压力、温度以及选用管材和管径关于。管道壁厚由环向应力公式并遵循关于规范和原则拟定,按照国内输油管道工程设计规范(GB50253)中规定,输油管道直管段设计公式如下:式中:管道壁厚,mm P设计内压MPa,P=10MPaD管道外径,mm材料最低屈服强度,MPa K设计系数,站外取0.72.焊接系数,取1.0.2.2 各管段输计算省份序号名称进出油品量104t/a备注汽油90#汽油95#柴油0#广东1茂名56012672362进油广西2玉林417430下载分输3贵港478435下载分输4黎塘214215下载分输5柳州8
14、115660下载分输6河池294223下载分输贵州8都匀307320下载分输9贵阳75201540下载分输10安顺328420下载分输11晴隆3111下载分输12盘县174211下载分输云南13曲靖438530下载分输14昆东92201260下载分输15长坡49201217下载分输2.2 水利计算牛顿流体摩阻计算如下。流态划分:A、层流:Re<B、紊流:水力光滑区;混合摩擦区;粗糙区;依照公式计算管道相对当量粗糙度,其中e为管壁绝对当量粗糙度,中华人民共和国输油管道工程设计规范GB50253-中所推荐管壁绝对当量粗糙度e设计值为:无缝钢管,e=0.06mm;直缝钢管,e=0.
15、054mm;螺旋焊缝钢DN250DN350时,e=0.125mm,DN400以上,e=0.10mm8。牛顿流体段摩阻i计算采用列宾宗公式: (3-2)其中各流态区A、m值见表3.1。表2.4不同流态时A、m值Tab 3.1 A、m in differe
16、nt flow regime流态Am层流6414.15紊流水力光滑区0.31640.250.0246混合摩擦区0.1230.0802A粗糙区00.08262.3 布站依照任务书规定,选用两种型号泵备用:表2.5 泵型号型号Q(m3/h)H(m)ZLM IP 440/0614001701200180450200400205ZLM IP 530/06160027014002901000300400315选用ZLM IP 440/06,ZLM IP 530/06计算泵特性方程即公式:式中 Hc离心泵扬程,m液柱; Q离心泵排量,m3/h; &nb
17、sp; a b常数; m管道流量压降公式中指数,在水力光滑区内m=0.25,混合摩擦区中m=0.123。以柴油为例计算得知沿程管流均处在水力光滑区,故选用m=0.25计算泵特性曲线。型号Q(m/h)Q(1.75)H(m)ZLMIP440/061400320423.31701200244662.418045043966.520040035777.09205 ZLMIP530/061600404771.52701400320423.32901000177827.930040035777.09315当m取0.25时,泵扬程与Q1.75存在线性关系
18、,故作图求出方程如下:因而得出ZLMIP440/06型泵特性曲线为:Hc=-0.0001Q1.75+207.2ZLMIP530/06型泵特性曲线为:Hc=-0.0001Q1.75+320.29当多台泵串联时,依照离心泵串联组合特点,每台泵排量相称,均等于泵站排量,泵站扬程等于各泵扬程之和,因此若有N台泵串联时特性方程为:泵站特性方程为:,其中,如果N台型号泵串联工作,泵站特性方程常系数为:A=Na B=Nb预选输油泵站,在给定任务输量工作条件下,泵站进站压力H范畴为0.34MPA,设定本设计中泵站与分输站不重叠进站压头为40m液柱,站内损耗为10m液柱,
19、依照此压头拟定泵站工作压力为:P=(HC+H)pg式中 P泵站工作压力,MPA HC任务输量下泵站扬程,m H泵站进站与站损压力和换算液柱,m2.4 计算混油量和混油长度首站到第一种分输站,由之前计算知平均粘度和平均流速,进而可计算出该段平均雷诺数Repj。该管道内混油长度计算公式为:  
20、; 其中:C、d、L分别为混油长度、管道内径和管道长度,m; 修正系数; Z浓度系数。通过查阅资料,当105<Re<5105且两种油品浓度范畴为99%1%时,两者值分别为:由此可算出混油长度C。混油量计算公式为: 其中:、分别表达混油量和管道容积,。由C就可以计算得到。2.5 计算首站罐容及选罐方案2.5.1
21、 首站设计原则首战操作涉及接受来油、计量、站内循环或者倒罐、正输、发清管器等操作,流程较复杂。一方面需要拟定首战油罐区各种油品所需罐容,即油罐数量和体积。储存汽油应选用浮顶罐或内浮顶罐,柴油可以选用固定顶罐。各种油品应设2座以上油罐,以便倒罐。2.5.2 罐容计算及选罐方案首战输送油品储罐容积可以按照如下公式进行计算:
22、 (2.18) 其中:-每批次、每种牌号油品所需储罐容积,;-每种牌号油品年输送量,;-储存条件下每种牌号油品密度,;-油罐装量系数。容积不不大于10000固定顶罐(含
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- 成品油 管道 基本 工艺 专项 方案 设计方案 报告 姚楚玥
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