等温输油管道参数确定

等温输送管道使用指导书山东中石大石仪科技有限公司SHANDONG SHIYI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.LTD.OF U.P.C地址：山东省东营市北二路271号邮编：257061电话：+86（0546）8391238 8393829 8392766传真：+86（0546）8397706Web : E-mail: shiyi@“等温输油管路”实验指导书一、实验目的(1) 学习和掌握测定管路特性曲线、用图解法求管路与泵站联合工作时的工作点的方法；(2) 熟悉“泵到泵”密闭输送工艺运行时输油管路各站协调工作的情况；(3) 观察管道发生异常工况或突然事故时（如某泵站突然停电等）全线运行参数的变化，学会根据运行参数变化，分析事故原因、事故发生地点及应采取的处理措施，在实验中加以验证；(4) 观察翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素和消除翻越点的措施，在实验中加以验证；(5) 学习和掌握清管球的收、发操作，观察清管球在管道中的运动状况； (6) 了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。

二、实验原理在密闭输送的多泵站等温输油管道系统中，泵站和管道组成一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括摩阻损失、高程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。

全线的能量供需平衡关系式如下：221Z Q m sZ ()()m m s H N A BQ fLQ Z Z Nh H --+-=+-++式中：Q ──管道的工作流量，m 3/s ；N ──全线运行的泵站数；f ──单位流量的水力坡降；H s1──管道首站进站压头，m 液柱； H sZ ──管道终点剩余压头，m 液柱；L ──管道总长度，m ；Z Q 、Z Z ──管道起、终点高程，m ； h m ──每个泵站的站内损失，m 液柱。

根据上述能量平衡方程，可以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析事故工况时运行参数的变化趋势。

2.7.3 等温输油管道工艺计算步骤
(1)原始资料
1）输送量（包括沿线分油或加油量）；
2）管道起、终点，分油或进油点，及管道纵断面图；
3）可供选用的管材规格；
4）可供选用的泵、原动机型号及性能；
5）所输油品的物性；
6）沿线气象及地温资料。

（2）计算步骤
1）计算年平均地温；
2）计算年平均地温下的密度；
3）计算年平均地温下的粘度；
4）换算流量G-Q；
5）根据P63表（2-4）初定管径D0和工作压力；
6）根据管道规格，选出与D0 相近的三种管径D1 、D2 、D3 ；
7）按任务输量和初定工作压力选泵，确定工作泵的台数以及组合情况；
8）作一个泵站的特性曲线，确定任务输量下泵站提供的扬程HC，然后据此压头确定计算压力
9）选管材，求壁厚，并进行强度校核，求出管道的内径；
10）计算流速；
11）计算雷诺数，判定流态；
12）计算水力摩阻系数，计算水力坡降；
13）纵断面图上判断翻越点，确定计算长度LP；
14）计算输油管道计算长度全线的摩阻损失；
15）确定全线需要的总压头（摩阻+高程差）
16）求泵站数，并化整；
17）根据技术经济指标计算基建投资及输油成本，选择经济评价方法，确定最优方案；
18）按最优方案的参数作全线泵站总特性曲线和管路总特性曲线，以此求得全线的工作点；
19）按工作点流量求水力坡降ip；
20）按水力坡降和工作点的压头在纵断面图上布站，确定泵站的位置；
21）检查动、静水压头，校核各泵站的进出口压力。

作业内容：拟建一条长690公里，年输量为600万吨的轻质油管线。

已知原始资料：①管路埋深1.5米处的月平均地温：②油品密度ρ20=867.5kg/m3③油品的粘温特性：④可选用的离心泵型号规格：(P24)或按照最新的泵机组样本进行选择(网上搜索或图书馆查阅相关手册)。

⑤首站进口压头取ΔH1=45m，站内摩阻取15m。

⑥管材选用见P64和附录一、附录二。

⑦线路高程：设计要求：（提示：先采用手算，步骤熟悉后再采用电算。

作业本中要体现手算过程。

）1）合理选择泵型号和泵站的组合方式，并查有关资料作所选型号的泵在输此油品时特性数据的换算；2）选取合适的管径，计算壁厚并取整，然后计算管道的承压能力和对应的允许最大出站压头；3）取管道的当量绝对粗糙度e=0.03mm，计算所需的泵站数；4）将计算的泵站数取大化整，然后提出三项经济可行的措施使输量保持不变，并对每种措施作相应的计算（双号学生选作）。

5）将计算的泵站数取小化整，分别计算所需副管的长度（管径与主管相同）、大一个等级的变径管长度、大两个等级的变径管长度，并进行管材耗量的比较（单号学生选作）6）校核:夏季高温时和冬季低温时各站的进、出站压力,并调整站址；7）设副管敷设在首站出口位置，求第一站间动水压头Hx的表达式，并检查全线动水压头和静水压头；8）求管道系统的最大和最小输量及相应的电机的总输出功率。

计算分析过程：1. 计算年平均地温C t t t t o cp 5.1312/)6.85.133.188.201.218.194.179.143.109.553.6(12/)...(01202010=+++++++++++=+++=故有 平均地温t=13.5℃ 2．计算油品密度根据20℃时油品密度按下式换算成计算温度下的密度。

式中 t ρ、20ρ——温度为t ℃及20℃时油品密度，3/m Kg ； ε——温度系数，ε=1.825-0.00131520ρ，)/(3C m Kg O • 已知油品密度：ρ20 =867.5kg/m 3 即ε=1.825-0.001315×867.5=0.6842375 3．计算年平均温度下油品的粘度。

等温输油管道的工艺计算与运行管理摘要: 管道输送是原油、成品油及天然气长距离运输的主要方式。

一般通过工艺计算确定输油参数。

等温输油管道的工艺计算已作为其他各种管道输送方式的计算基础，等温输油管道的工艺计算包括有：水力计算和管道厚度计算。

本文涉及的工艺计算是使用已给定了主要的工艺设计参数，利用相关公式通过水力计算以及其他计算方法确定本次工艺计算所需要的参数：泵站数、站址、以及各站进、出站压力。

等温输油管道在正常工作时，全管线基本处于运行参数相对最佳的稳定运行状态，当有时有计划的调整参数或者一些突发事故原因，都会可能引起运行工况的变化。

不论是正常工况变化还是事故工矿变化，都要加以控制调节。

在本论文中运行管理部分主要分析了某中间站停运后的工况变化和干线漏油后的工况变化，以及输油泵与管路系统的调节。

关键词：等温输油管道；工艺计算；工况变化；水力计算；运行管理。

Process calculation of isothermal oil pipeline and operationmanagementAbstract: Pipeline transportation of crude oil, the main form of long-distance transportation of refined oil and natural gas. The oil parameters are generally determined through process calculation. Process calculation of the temperature pipeline process calculation as calculated on the basis of various other pipeline, isothermal pipeline include: hydraulic calculation and pipe thickness calculation. Process calculations involved in this paper has identified the main process design parameters, using the relevant formula by hydraulic calculation and other calculation methods to determine the process calculation parameters: the number of pumping stations, station site, as well as the station into the station pressure. During the isothermal pipeline is normal operation, the whole pipeline in the basic operating parameters relative steady state, when sometimes there are plans to adjust the parameters or some unexpected cause of the accident will cause changes in operating condition. Both normal operating conditions change, and accident, industrial change, must be controlled to adjust. In this paper mainly analyzes the operating conditions change after the oil spill of the operating conditions change in a middle station outage and trunk, and the regulation of the pump and piping systems.Keywords: Isothermal oil pipeline; Process calculation; Operating conditions change; Hydraulic calculation; Operation and management.1绪论 (3)1.1国内外发展情况 (3)1.2课题解析及主要内容 (3)1.3课题研究的目的以及其意义 (4)2工艺计算基础 (5)2.1工艺计算资料 (5)2.1.1油品的密度 (5)2.1.2油品粘度 (5)2.1.3地温与计算温度 (5)2.2计算流量 (6)2.3管道纵断面图 (6)2.4翻越点和计算长度 (6)2.4.1翻越点和计算长度 (6)2.4.2计算长度 (7)2.5泵站数的确定 (7)2.6站址确定 (7)3等温输油管道的工艺计算 (8)4等温输油管道的运行管理 (14)4.1某中间站停运后的工况变化 (14)4.2干线漏油后的工况变化 (15)4.3输油管道的调节 (16)4.4改变泵站工作特性 (17)4.4.1改变运行的泵站数或泵机组数 (17)4.4.2泵机组调速 (17)4.4.3换用（切削）离心泵的叶轮直径 (17)4.5改变管道工作特性 (17)4.6输油管道的调节原则 (18)5结论 (19)参考文献 (20)致谢 ...................................................... 错误!未定义书签。

浅析等温输油管道运行工况分析与调节输送轻质油或轻质低凝点原油的长输管道沿线不需要加热，这就要求等温输油管道进行输送工作。

管道的运行工况对油品输送、工艺设计、技术经济和安全运行产生巨大影响。

本文就等温输油管道的运行工况分析与调节的方法展开研究，为妥善解决沿线管内流体的能量消耗和能量供应这对主要矛盾提供重要依据，达到安全、经济地完成输送任务的目的。

标签：等温输油管道；输送工作；工况分析与调节1 泵站停运的工况变化设全长为L的“密闭输送”运行的等温输油管道上有N个泵站，正常流量为Q。

由于中间第c站停运，流量降为Q*[1]。

如忽略站内摩阻，由此时全线的压降平衡可求得当有意外事故突然发生，即某中间站突然停運，短时间内管线全程的运行参数会有强烈波动，不稳定。

以上公式适用于在管线流体平衡后的稳定工况下使用。

由图和计算公式可知，某中间站停运后流量减少；停运站前的各站进出站压力均上升；停运站后各站的进出站压力均下降。

此时某些站的进出站压力的变化可能超出允许范围，故必须进行调节。

2 干线漏油后的工况变化假设一条输油管道上共有N个泵站，在第C+1站的进站处漏油量为q。

漏油前，全线流量为Q；漏油以后，漏点前的流量为Q*，漏点后的流量为Q*-q。

漏油后全线流量不相等，可从漏点处将全线分为前后两段，压降平衡公式为：干线漏油后，漏点前面的流量变大，漏点后面流量减小。

漏油后，漏点后面各站的进、出站压力都下降。

因此，距漏点越近的站，压力下降的幅度越大。

3 输油管道的调节在正常输送的条件下，全线基本处于稳定运行状态。

当管道内输量变化时，管道内的能量供求就发生了变化。

为了维持管道的稳定运行，就需要对管道系统进行调节。

输油管道的调节是通过改变管道的能量供应或改变管道的能量消耗，使之在给定输量的条件下达到新的能量供需平衡。

3.1 改变泵站工作特性改变泵站工作特性是通过将能量供给进行改变实现的对输油管道的调节。

3.1.1 改变运行的泵站数或泵机组数这种方法可以在较大范围内调整全线的压力供应，适用于输量波动较大的情况。

大作业一：等温输油管道的工艺计算（下周三交，用A4纸做） 某油田与炼油厂间的输油管道：任务输送量：G ＝300万吨/年;
油品在25℃和30℃运动粘度分别为： 油品在20℃时的密度是840kg/m3 管道沿线的地形情况如下表：
泵性能参数如下：
管道埋地铺设，管中心埋深1.2米，管道埋深处常年月平均地温为：14.2℃ 管道采用16Mn 钢的螺旋焊钢管，设计最大承压5.5MPa 。

完成下列各项： （1）进行设计计算基础资料的整理； （2）计算管道总压降； （3）作图法布置泵站；
（4）根据站址计算全线各进、出站压力，检查动、静水压力，校核管道强度。

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3025910/;1610/νm s νm s --=⨯=⨯。

重庆科技学院《管道输送工艺》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院_ 专业班级: 学生姓名: 学号: 设计地点（单位） K704 设计题目: 等温输送输油管道工艺设计完成日期： 2012 年 12 月31 日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:目录1 绪论 (1)2 工艺设计说明书 (2)2.1设计依据 (2)2.1.1设计原则 (2)2.2工程概况 (2)2.2.1线路基本概况 (2)2.2.2管道设计 (2)2.2.3设计原始数据及参数 (3)2.3参数的选择 (3)2.3.1温度参数 (3)2.3.2计算年平均地温，冬季和夏季地温下的密度 (3)2.3.3计算年平均，冬季和夏季地温下油品的粘度 (4)2.4工艺计算说明 (4)2.5泵站数的确定及站址确定 (4)2.6校核计算说明 (5)3 工艺设计计算书 (6)3.1经济流速计算管径及最大承压能力 (6)3.2计算雷诺数，判断流态 (7)3.3确定工作泵的台数以及组合情况 (8)3.4电动机选择 (8)3.5计算水力坡降和压头损失,确定泵站数 (9)3.5站场布置 (11)3.6判断全线是否存在翻越点 (12)3.7夏季最高温和冬季最低温时进、出站压力 (13)4 总结 (15)参考文献 (16)1 绪论等温输油管道内存在一个能量的供应和消耗的平衡问题。

输油管道的工艺计算就是要妥善解决沿线管内流体的能量消耗和能量供应之间的平衡。

其主要目的是根据设计任务书规定的输送油品的性质，输量及线路情况，由工艺计算来确定管道的总体方案的主要参数：管径，泵站数及其位置等。

具体说来，在设计过程中要通过工艺计算，确定管径、选泵、确定泵机组数、确定泵站和加热站数及其沿线站场位置的最优组合方案，并为管道采用的控制和保护措施提供设计参数。

本设计主要内容包括：由经济流速确定经济管径，确定所使用管材，确定其泵站数，并校合各进出站压力和沿线的压力分布是否满足要求，并为管道采用的控制和保护措施提供设计参数，提出调整，控制运行参数的措施。