Q-T输油管道设计.docx

本科毕业设计论文题目：Q-T输油管道设计摘要输油管道主要由输油站和管道两部分组成。本设计以Q-T输油管道工程为例，详细地介绍了管道设计工程中的步骤。通过工艺计算确定了一套长距离输油管道的设计方案。本设计是对Q-T输油管道的初步设计，该输油管道总长度35Okm且设计输油能力为310万吨/年。通过计算，可以确定该输油管线选用这23.9X8.0的1.360螺旋缝埋弧焊接钢管；管道的设计压力为7MPa。全线采用“从泵到泵”的密闭输送方式以及先炉后泵运输工艺；为了便于运行和节约投资，根据热泵一体化原理，全线共有三个热泵站、一个热站、一个泵站，每站选择两个250D-60x7型离心泵进行串联；首、末站各设有2个20000立方米的单盘外浮顶罐。选择圆筒型加热炉，该加热炉发热能力为3300kw>设计压力为6.4MPa、加热介质为原油。基于工艺设计计算，最后绘制首站平面布置图和工艺流程图。关键词：输油管道；热力计算；水力计算；热泵站论文类型：工程设计AbstractTheoilpipelineismainlycomposedoftwoparts:theoilstationandthepipeline.ThisdesigntakestheQ-Toilpipelineprojectasanexampleandintroducesthestepsinthepipelinedesignprojectindetail.Thedesignofalong-distanceoilpipelinewasdeterminedthroughprocesscalculations.ThisdesignisapreliminarydesignfortheQ-Tpipeline,whichhasatotallengthof350kmandadesigncapacityof3.1milliontonsperyear.Throughcalculation,itcanbedeterminedthatthe1.360spiralsubmergedarcweldedsteelpipeof323.98.0isselectedfortheoilpipeline;Thedesignpressureofthepipeis7MPa.Thewholelineadoptstheclosedtransportationmodeof"pumptopump"andthetransportationprocessoffurnacefirstandthenpump;Inordertofacilitateoperationandsaveinvestment,accordingtotheprincipleofheatpumpintegration,therearethreeheatpumpstations,onehotstationandonepumpstationinthewholeline,andtwo250D-60×7centrifugalpumpsareselectedforseriesconnectionateachstation;Thefirstandlaststationsareequippedwithtwosingle-discexternalfloatingrooftanksof20,000cubicmeters.Chooseacylindricalfurnacewithaheatingcapacityof3300kW,adesignpressureof6.4MPa,andaheatingmediumofcrudeoil.Basedontheprocessdesigncalculation,thefirststationfloorplanandprocessflowdiagramarefinallydrawn.Keyword:Oilpipeline;Thermodynamiccalculation;Hydrauliccalculation;Heatpumpingstation目录摘要IIAbstractIII1绪论11.1 简介11.2 设计的目的和意义11.3 国内外研究现状21.3.1 国外研究现状21.3.2 国内研究现状21.4 原始数据32基本数据的确定42.1 确定输送原油的性质42.2 管道规格的选择42.2.1 经济流速42.2.2 选择管径42.2.3 校核流速42.2.4 管道壁厚52.3 管材的选择5231钢管类型的选择52.3.1 防腐层的选择52.3.2 管道保温层设计62.4 温度的确定62.4.1 加热站进站油温62.4.2 加热站出站油温72.4.3 管道周围介质温度72.5 本章小结83热力计算93.1 油品密度和粘度计算93.1.1 油品密度93.1.2 油品粘度93.2 计算管道总传热系数93.3 流量确定热站数103.4 本章小结124水力计算134.1 判断流态134.2 水力坡降计算144.3 确定翻越点144.4 泵的确定154.4.1 选泵154.4.2 确定站间摩阻164.4.3 确定全线总压头164.4.4 站址的布置164.5 本章小结175管线校核185.1 刚度校核185.2 强度校核185.3 管道进出站温度校核185.4 各进出站压力校核185.5 静水压力校核195.6 动水压力校核205.7 本章小结206设备的选取及站场布置216.1 设备的选取216.1.1 储罐216.1.2 加热炉216.1.3 阀门226.2 站场布置226.2.1 站场选址226.2.2 站场分区和基本组成226.2.3 平面布置226.3 本章小结23结论24参考文献25致谢26附录27附录A首站平面布置图27附录B首站工艺流程图271绪论1.1简介输油管道由两部分组成，第一部分是线路，第二部分是输油站。输油管道按照工艺流程的需要，由油管、附件及其相应的泵机组，设计安装成一个完整的管道系统，用来完成油料的装卸及输转。随着经济的稳定增长和对能源需求的快速发展，全国油气管道的建设规模和建设水平由很大的提高。管道运输有利于环保、一次性投资少、运输成本低、安全性高的特殊优势。长距离输送管道工艺计算要根据设计任务书来选择管径、热泵合一的机组特性等，去解决以下问题：（1）确定经济上最为合理的设计参数，包括：管道压能损失、d、3、热泵站数、翻越点的确定，然后进行水力计算确定泵的型号和泵机组的确定，最后确定储罐和加热炉；（2）布置泵站、热泵站以及布站位置，泵组的组合方式，采用串联还是并联。确定泵的运行方式，选择阀门；（3）输油管道系统工况的校核及整改；（4）输油管道投产后在不同工况下的操作参数。1.2 设计的目的和意义输油管道分成品油和原油，对于没有炼油厂的城市不建设原油管道，国家根据位置选择炼油厂，才需要建设原油输油管道，成品油国家根据产业布局，对于不同地区的需求而建设，输油管道比铁路和公路运输经济、安全。本次设计的目的：是根据输送油品的性质和特点、油量乃至沿途的地理环境，去确定运输管线最终实施计划的主要数据：管子直径的大小以及管子材料的选取、泵型的选择及其站置所处的位置等。我国原油管道大多输送易凝高粘原油，多采用加热输送工艺，加上设备效率不高及自动化程度较低，管道能耗较高。管材及设备、管道设计、建设、管理水平等方面还有不少差距。而输油管道能够有效的减少这些问题。本次设计意义：随着我国经济迅速的发展，各类原油类产品的需求量增大,如果继续使用原来传统的运输方式去输送油品，则经济成本过高且不划算，油品的额外损失也会比较高，不实惠。所以如果采用长输管道就可以有效地去解决掉这些困难，以至于今后我们在油品的装运过程中可以去处理很多不方便的问题。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状根据美国能源部的数据，美国拥有超过210万英里的原油和天然气管道，覆盖面积最广泛的是中西部地区，该地区拥有总长度超过80万英里；欧洲地区的原油管道主要集中在北海和东欧地区。北海管道将石油从挪威和英国输送至欧洲大陆，而东欧管道则从俄罗斯输送天然气和石油。中东地区的原油资源丰富，该地区有大量的原油管道，其中最重要的管道是红海-地中海输油管道，其全长超过1600公里，用于将红海和印度洋海域中的原油输送至地中海沿岸国家。亚太地区的原油管道覆盖面积较窄，主要集中在中国和印度等地。国外现在采取多元化新型化的输油模式，大多采用密闭输送工艺，出现了冷热原油顺序输送、原油顺序输送工艺。国外现在对环保和安全非常重视，将环保和安全作为建设和运营原油管道的重要考虑因素，通过提高管道的安全性和环保性，能够有效地减少对环境和居民生活的影响；国外现在也采取变革性的技术创新。随着科技的发展，原油管道建设和运营的技术不断更新，例如使用无人机和远程传感器等技术来监控管道的运行状态，从而提高管道的安全性和运营效率；国外现在采用直接式加热炉，炉效超过90%；采取计算机仿真系统模拟管道运行和事故工况，进行泄漏检测，优化管道和调度管理未找到引用。1.3.2 国内研究现状对于我国来说*咏找冽用a,输油管道建设已取得了不少的成绩，但也面临着不少的问题和挑战，与发达国家相比，我国油气管道的技术水平还有一定差距。我国原油管道大多输送易凝高粘原油，多采用加热输送工艺，加上设备效率不高及自动化程度较低，管道能耗较高。管材及设备、管道设计、建设、管理水平等方面还有不少差距。另外，我国石油开发的重点正在向西部转移，随着新疆、陕甘宁地区大型油气田的开发，建设西部外输管道的任务已摆在眼前。新疆至内地的原油管道长达数千公里，通过戈璧、沙漠、盐碱地等自然环境恶劣、荒无人烟的地区，气温变化大，沿线高程的落差很大，这些都给管道建设带来许多新的难题。现如今，随着对管道需求量的增大，我国也越来越重视管道建设。但我国现有的规模比较大的长输油管道全长也达到了3.6万公里。曾经有业内人评估我国将来会在原油、天然气等输油管道的建设中投入大量的资金和人力。距离输管道的建设一般是独立经济人运营，他们都有自己经营的一套方案。相当于其他比较发达的国家来说，我国长输管道的应用和技术在近些年内已经有了很大的进步。在我国，由于新疆甘肃等西部这一带地区油田比较多且开采量也比较大，所以在管道投资修建这方面也会相应的投入多些，这也是目前西部管道这一块的重心所在。现在我国在管道建设在这一领域规模还不是很庞大，所以输送油品管道的大输量是我国急需解决的一个建设难题。在这几年，含蜡原油的输送我国已经掌握了比较先技术，也促使我们更加坚定我们在这方面的投产是正确的，未来我们在世界中的地位也会更高。目前，全国已逐渐形成了由北到南、自西向东的油气输送管网。1.4 原始数据1 .管道全长350km,设1个首站。2 .设计输油能力:310万吨/年。3 .管道设计参数：（1）设计年输送天数：350天；（2）管道埋深处地温：夏季29、冬季8、年平均地温12；（3）首站进站压力：0.5MPa（表压）；（4）管线剩余压头：0.1MPa（表压）。2基本数据的确定2.1确定输送原油的性质20的密度为860gn,初馈点为70,凝固点为29,反常点为20,含蜡量2.31%,比热容为2.1KJ(kg.C)2.2管道规格的选择2.2.1 经济流速通过大量的经济分析和实际应用，得出了长输管线经济流速在1.02.0ms的范围内，国内现