輸油管道初步設計-本科畢業(yè)論文

中國石油大學（華東）本科畢業(yè)設計(論文)PAGE中國石油大學（華東）畢業(yè)設計（論文）S-L輸油管道初步設計學生姓名：學號：專業(yè)班級：指導教師：2010年6月19日摘要高濱管線工程全長430km，年設計最大輸量為500萬噸，最小輸量為260萬噸。管線沿程地形有一定起伏，最大高差為50m，經校核全線無翻越點；在較大輸量時可熱力越站，較小輸量時可壓力越站。全線共設熱泵站7座。管線埋地鋪設。管材采用，API標準鋼管；采用加熱密閉式輸送流程，先爐后泵的工藝，充分利用設備，全線輸油主泵采用串聯(lián)方式。加熱爐采用直接加熱的方法。管線上設有壓力保護系統(tǒng)，出站處設有泄壓裝置，防止水擊等現(xiàn)象，壓力過大造成的危害。首站流程包括收油、存儲、正輸、清管、站內循環(huán)、來油計量及反輸?shù)裙δ埽恢虚g站流程包括正輸、反輸、越站、收發(fā)清管球等功能。繪圖部分內容包括管道縱斷面圖(布站圖)，首站工藝流程圖，首站平面布置圖，泵房安裝圖和中間熱泵站工藝流程圖。關鍵詞:管道；輸量；熱泵站；工藝流程；運行方案ABSTRACTThewholelengthofthepipelineis430kilometerandtheterrainisplan.Themaximumoftransportcapacityis500milliontonperyearandminimumofthroughoutis260milliontonperyear.Thechoiceofmainequipmentanddeterminationofstationsitearebasedontheconditionofeverythroughout.Afterthetechnicalevaluation,onetypeofsteelpipelinecalledAPIisselect.Theoptimumdiameteris457.0millimeterandthewallthicketis7.9millimeter.Inordertoreducethelossofheat,thepipelineisburiedundertheground.Thepipelineiscoatedwith6-millimeterthickanti-corrosionasphaltlayer.Theprocessoftransportationispump-to-pumptightlineoperation.Crudeoilisheatedatfirstandthepumpineachstation.TherearethreeDY720-60×2pumpsandoneDY720-60×3pumpareequippedasthetransportingpump.Theprocessofflowsinthestationincludes:collectingcrudeoil;forwardtransportation;reversepumpingoverstationandcirculationinthestation.Alongthemainline,oiltransportationincludedheadstation,intermediateheatingandpumpingstation,intermediatepumpingstationandterminalstation.Keywords：pipeline；pump-to-pumpstation；analysis；technologicalprocess目錄TOC\h\z\t"標題1,1,標題2,2,標題3,3,S標題4,4,S標題2,2,S標題3,3"前言 1第一章工藝設計說明書 21.工程概況 21.1線路基本情況簡介 21.2輸油站基本情況簡介 21.3管道概況 22.基本參數(shù)的選取 22.1設計原則 22.2原始數(shù)據(jù) 32.2.1管道設計輸量 32.2.2管線總長430km 32.2.3 32.2.5常用加熱爐型號 42.2.6有關輸油泵特性（自查） 42.2.7技術經濟分析數(shù)據(jù) 42.3溫度參數(shù)的選擇 72.3.1出站油溫 72.3.2進站油溫 72.3.3周圍介質溫度 72.3.4平均溫度 72.4其他參數(shù)的選取 82.4.1工作日 82.4.2油品密度 82.4.3油品的比熱容：c=2.1 82.4.4瀝青層的導熱系數(shù) 82.4.5管道設計參數(shù) 83.最優(yōu)管徑的選擇 84.工藝計算說明 94.1概述 94.2確定加熱站及泵站 94.2.1熱力計算 94.2.2水力計算 104.2.3初步確定熱站、泵站數(shù) 104.2.4站址確定 105.校核計算說明 105.1熱力、水力校核 105.1.1進出站溫度的校核 115.1.2進出站壓力的校核 115.2壓力越站校核 115.3熱力越站校核 115.4動、靜水壓力校核 115.4.1動水壓力校核 115.4.2靜水壓力校核 125.5反輸校核 126.工藝流程 126.1制定和規(guī)劃工藝流程原則 126.2各站的工藝流程 127.設備的選取 127.1泵的選取 137.2加熱爐的選取 138.經濟計算 138.1經濟計算基本數(shù)據(jù) 138.2其他參數(shù) 138.3費用現(xiàn)值計算 14第二章工藝設計計算書 161.管徑的選擇 161.1計算條件下的平均溫度 161.2管徑的選擇 162.Φ457.0×7.9系列管徑的計算 172.2熱力計算及確定熱站數(shù) 182.2.1總傳熱系數(shù)的確定 192.2.2確定熱站數(shù)（在最小流量下確定熱站數(shù)） 202.3水力計算及定泵站數(shù)（最大輸量確定泵站數(shù)） 222.3.1水力摩阻計算 222.3.2判斷翻越點 242.3.3水力摩阻計算 242.5費用現(xiàn)值 262.5.1不同季節(jié)、不同輸量下的各項參數(shù) 262.5.2費用現(xiàn)值計算 323.Φ406.4×7.9系列管徑的計算 373.1判斷流態(tài) 373.2熱力計算及確定熱站數(shù) 383.2.1.總傳熱系數(shù)的確定 393.2.2確定熱站數(shù)（在最小流量下確定熱站數(shù)） 403.3水力計算及確定泵站數(shù)（最大輸量確定泵站數(shù)） 423.3.1出站溫度計算 423.3.2判斷翻越點 443.3.3水力摩阻計算 443.4費用現(xiàn)值 463.4.1不同季節(jié)、不同輸量下的各項參數(shù) 464.4.2費用現(xiàn)值計算 524.Φ508.0×7.9系列管徑的計算 574.1判斷流態(tài) 574.2熱力計算及確定熱站數(shù) 594.2.1總傳熱系數(shù)的確定 594.3水力計算及確定泵站數(shù)（最大輸量確定泵站數(shù)） 624.3.1水力摩阻計算 624.3.2判斷翻越點 644.3.3水力摩阻計算 644.4費用現(xiàn)值 654.4.1不同季節(jié)、不同輸量下的各項參數(shù) 654.4.2費用現(xiàn)值計算 715.站址調整及校核 755.1調整后的站布置 755.2最小流量下的熱力校核 765.3最大輸量下動水壓力校核 765.4靜水壓力校核 816.設備的選取 816.1加熱爐的選取 816.2首、末站油罐的選取 816.3輸油泵的選取 826.4給油泵的選擇 826.5各站內原動機的選擇 827.開泵點爐方案 827.1開泵方案 837.2點爐方案 908.反輸計算 928.1冬季反輸運行方案 928.2夏季反輸運行方案 928.3春季反輸運行方案 93致謝 94參考文獻 95第1章工藝設計說明書PAGE1前言“輸油管初步設計”是油氣儲運專業(yè)畢業(yè)設計內容之一。是對油氣儲運專業(yè)本科畢業(yè)生綜合素質和能力的一次重要培養(yǎng)與鍛煉，也是對其專業(yè)知識學習的一次綜合考驗。本設計是根據(jù)設計任務書，依照國家頒發(fā)的長輸管道設計有關規(guī)定進行的，整個設計有利于鞏固和豐富專業(yè)知識，更能提高認識能力。設計主要內容包括：確定經濟管徑、站址和設備選型、工藝流程設計及輸油成本計算；繪制首站及中間熱泵站的工藝流程圖、首站的平面布置圖、泵房安裝圖、管道的縱斷面圖。此外還進行了一定量的外文翻譯。本設計得到指導老師XX的全面、具體的指導，此外還有XX老師的悉心指導，在此表示衷心的感謝。由于自己水平有限，難免存在疏漏和錯誤之處，希望老師和同學們多批評、指正。第一章工藝設計說明書1.工程概況1.1線路基本情況簡介本設計依據(jù)設計任務書的要求，結合實際條見作出工程的實際具體實施方案。管線最大年輸量為500萬噸，最小輸量260萬噸，全長430km，海拔最低處為400m，最高處580m。管線外有瀝青防腐層，以減輕腐蝕損耗。管線設計為密閉輸送，能夠長期連續(xù)穩(wěn)定運行。并采用先爐后泵的流程。占地少，密閉安全，且對環(huán)境污染小，能耗少，受外界環(huán)境惡劣氣候的影響小。便于管理，易于實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控，自動化程度很高，勞動生產率高。油氣損耗少，運費較低。1.2輸油站基本情況簡介本管線設計年輸量為550萬噸／年，綜合考慮沿線的地理情況，貫徹節(jié)約占地、保護環(huán)境和相關法律法規(guī)，本著盡量避免將站址布置在海拔較高地區(qū)和遠離城市的人口稀少地區(qū)，以方便職工生活，并本著“熱泵合一”的原則，兼顧平原地區(qū)的均勻布站方針，采用方案如下：設立熱泵站六座，即首站和中間站五座，均勻布站。本次設計中管道采用可減少蒸發(fā)損耗，流程簡單，固定資產投資少，可全部利用剩余壓力便于最優(yōu)運行的密閉輸送方式，并采用“先爐后泵”的工藝方案。選用直接加熱式加熱爐。1.3管道概況本設計中選擇的管道為外徑φ457，壁厚7.9mm。由于輸量較大，且沿線地溫較高，故從經濟上分析，本管道不采用保溫層。全線設瀝青防腐層從而減少腐蝕損失。并設機械清蠟設備，保證全線輸油管道的暢通無阻。2.基本參數(shù)的選取2.1設計原則本次設計依照《畢業(yè)設計任務書》，以設計任務書和《輸油管道工程設計規(guī)范》GB50253-2003為主要依據(jù)，另外參考了機械工業(yè)出版社出版的《泵樣本書》，以及中國石油大學出版社出版的《輸油管道設計與管理》及其他有關的設計規(guī)范進行的。設計原則：以國家設計規(guī)范為中心原則，選擇最優(yōu)的工藝方案。兼顧不同輸量的需要，采用“熱泵站合一”的原則。設計中盡量以節(jié)能降耗為準則，并充分利用管道承壓。充分利用地形，盡量少占耕地。設計中要始終堅持“安全第一”的原則。盡可能使線路順直，平緩；盡可能采用彈性敷設。線路盡可能靠近公路，利于管道施工；線路盡可能繞避不良的地段。2.2原始數(shù)據(jù)2.2.1管道設計輸量最大設計輸量：550萬噸/年；最小設計輸量：260萬噸/年管道設計壓力：6.4MPa。2.2.2管線總長430km表1-1沿線里程、高程里程（km）04080130180230280高程（m）400420480535550560580里程（km）330380430高程（m）5505705802.2.3管道中心埋深：1.5m；土壤導熱系數(shù)；1.15W/m﹒℃QUOTE℃；管中心埋深處年最低月平均低溫：3℃QUOTE℃；管中心埋深處夏季平均低溫：21℃；管中心埋深處春秋季平均低溫：15℃QUOTE℃；瀝青防腐層厚度：7mm；瀝青防腐層導熱系數(shù)：0.15W/m﹒℃；2.2.4原油物性密度：含蠟量：14.5%膠質、瀝青質含量：7.71%初餾點：QUOTE70℃70℃比熱：℃燃油熱值：凝點：22℃表1-2原油在不同測量溫度下的流變性測量溫度（℃）流變方程牛頓流體溫度范圍內的粘溫方程1720232630354045505560注：表中τ的單位為Pa，γ的單位為1/s，μ的單位為mPa?s。2.2.5常用加熱爐型號814QUOTEkw、1745、2326、3489、4652、5815。2.2.6有關輸油泵特性（自查）2.2.7技術經濟分析數(shù)據(jù)（1）線路工程投資指標（萬元/千米）表1-3管徑×壁厚168×5.6219.1×7273.1×7.1323.9×7.9指資31.247.9460.4177.46管徑×壁厚355×7.9457×7.9559×8.7610×9.5指資85.67106.68140.16164.97管徑×壁厚660×9.5711×10.3813×10.3914×11.9指資178.17205.03233.4296.56續(xù)表1-3管徑×壁厚1016×14.31210×15.9指資386.66509.89（2）輸油站工程投資指標（萬元/座）表1-4（設計輸量450550萬噸/年）外輸首站末站中間熱泵站中間泵站中間熱站25002500200018001100表1-5（設計輸量9501050萬噸/年）外輸首站末站中間熱泵站中間泵站中間熱站30003000240020001300表1-6（設計輸量18502050萬噸/年）外輸首站末站中間熱泵站中間泵站中間熱站35003500290025001800（3）輸油站人員編制首、末站50人中間熱泵站30人中間熱站或泵站20人（4）原油價格：3000元/噸，電價：0.60元/度（5）定資產總投資=（線路工程投資+輸油站工程投資）/0.9+建設期借款利息+固定工程資產總投資方向稅管道固定工程資產總投資方向稅率為0。固定資產總投資的30%為自有資金，70%為建設銀行貸款，年利率9.9%。管道計算期16年，其中生產期14年，建設期2年。建設期第一年和第二年投資按固定資產總投資的40%、60%計算。（6）流動資金按管道存油的價值計算，流動資金的30%為自有資金，70%為工商銀行貸款，年利率10.98%。管輸行業(yè)基準收益率=12%(7)職工工資按1500元/（每人.月）計算，福利費按工資總額的14%計算（8）固定資產原值按固定資產總投資的85%計算管道折舊年限（生產期）取14年，綜合折舊率取7.14%，殘值為0。（9）修理費按折舊的50%計算（10）輸油成本中其他費用按工資總額與福利費之和的2倍計算（11）輸油損耗按最大年輸量的0.35%計算（12）銷售稅金即附加稅=營業(yè)稅+城市建設維護稅+教學附加稅營業(yè)稅=銷售收入×營業(yè)稅率所得稅=利潤總額×33%利潤總額=銷售收入-輸油成本-銷售稅金及附加稅營業(yè)稅取3%，城市建設維護稅按營業(yè)稅的7%計算，教學附加稅按營業(yè)稅的3%計算。（13）輸油成本=燃料費用+電力費用+工資及福利稅+修理費+油品損耗費+折舊費+利息支出+其他費用經營成本=燃料費用+電力費用+工資及福利稅+修理費+油品損耗費+其他費用（14）費用現(xiàn)值計算（1-1）式中：——第t年的全部投資(包括固定資產和流動資金)；——第t年的經營成本；——計算期末回收的固定資產值(此處為0)；——計算期末回收的流動資金；——計算期；——行業(yè)基準收益率，=12%。（15）內部收益率IRR按下式計算：（1-2）式中：CI：現(xiàn)金流入量CI=年銷售收入=固定資產殘值回收+流動資金回收+其他收入CO：現(xiàn)金流出量CO=年度固定資產投資額+流動資金+經營成本+銷售稅金及附加+所得稅注：流動資金一般在生產期第一年投入，其后各年若有追加，則上式中的流動資金為各年的追加額，否則，其后各年的流動資金為0。2.3溫度參數(shù)的選擇2.3.1出站油溫由于原油的初餾點為70℃，故加熱溫度不宜高于70℃，以免發(fā)生相變影響泵的吸入性能而造成不必要的損失。此外，管道采用瀝青防腐層，其最高耐熱溫度為70℃，故出站油溫應低于70℃，以免影響絕緣性而造成管道的腐蝕，而且由于管道的熱變形等種種因素都決定了加熱溫度不宜過高。另外，本設計中輸送的是高含蠟原油，其在凝點附近的粘溫曲線很陡，而當溫度高于凝點30-40℃以上時，粘度隨溫度變化很小。又由于含蠟原油往往在紊流狀態(tài)下輸送，摩阻與粘度的0.25次方成正比，提高油溫對摩阻的影響很小而熱損失卻顯著增大，故加熱溫度不宜過高。綜合考慮以上種種因素，以及以往設計中所得經驗，確定最高出站溫度不宜大于60℃，最高不超過65℃，初步確定出站溫度。2.3.2進站油溫加熱站的進站油溫是經過經濟比較而確定的。對于輸送任何油品，為防止停輸后凝管，同時考慮到通過提高油溫來改變油品的粘度，從而提高輸送的經濟性，故進站溫度應該高于油品的凝點。對于本次設計中的輸送原油，其含蠟量和膠質的含量均比較高，而對于凝點較高的含蠟原油，由于其在凝點附近的粘溫曲線很陡。確定最低進站溫度為℃。故在初步計算中取進站油溫℃，出站油溫℃。2.3.3周圍介質溫度對于埋地管道，一般取中心管道埋深處的最低月平均溫度。是隨季節(jié)和地區(qū)變化的，設計熱油管道時，至少應分別按其最低月和最高月的月平均地溫計算溫降及熱負荷。本設計中分別按春、夏、冬三種月平均地溫進行計算。2.3.4平均溫度由于管道的摩阻與其流態(tài)有一定的關系，當管路的流態(tài)在紊流光滑區(qū)時，可按平均溫度下的油流粘度來計算站間摩阻。計算平均溫度可以采用下式：（1-3）2.4其他參數(shù)的選取2.4.1工作日全年按350天，每天24小時計算。2.4.2油品密度根據(jù)20℃的油品密度按下式換算成計算溫度下的密度：（1-4）式中：——t℃下原油密度，；；。2.4.3油品的比熱容：c=2.12.4.4瀝青層的導熱系數(shù)瀝青層導熱系數(shù)按經驗一般取。2.4.5管道設計參數(shù)(1)熱站、泵站的站內壓頭損失均為15m，熱泵站內壓頭損失30m。(2)進站壓力不低于30m，出站壓力不大于管道最高承受壓力。3.最優(yōu)管徑的選擇在設計輸量下，若選用較大的管徑，可以降低輸送時的壓頭損失，減少泵站數(shù)，從而減少泵站的建設費用，降低了輸油的動力消耗，但同時也增加了管路的建設費用。本設計中根據(jù)國內熱油輸送管道的實際經驗，熱油管道的經濟流速在1.5-2.0m/s范圍內，在此基礎上選擇1.5m/s的流速進行初步的管徑計算，然后對附近管徑系列進行計算，分別算出不同系列的費用現(xiàn)值，根據(jù)費用現(xiàn)值的大小選擇出最優(yōu)管徑。最終選定了外徑φ457，壁厚7.9mm的管徑。4.工藝計算說明4.1概述對于易凝、高粘、高含蠟油品的管道輸送，如果直接在環(huán)境溫度下輸送，則油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻損失大，導致了管道壓降大，動力費用高，運行不經濟，且在冬季極易凝管，發(fā)生事故。所以為了安全輸送，在油品進入管道前必須采用降凝降粘措施。目前，國內外很多采用加入降凝劑或給油品加熱的方法，使油品的粘度降低。本設計采用加熱的方法，提高油品溫度以降低其粘度，減少摩阻損失，降低管輸壓力，使輸油總能耗小于不加熱輸送，并使管內最低油溫維持在凝點以上，確保安全輸送。熱油管道不同于等溫輸送的特點在于輸送過程中存在摩阻損失和散熱損失兩種能量損失，因此我們必須從兩方面給油流供應能量，由加熱站供應熱能，由泵站提供壓力能。此外這兩種損失相互影響，摩阻損失的大小決定于油品的粘度，而粘度的大小又取決于輸送油品溫度的高低。當熱油沿管路流動時，溫度不斷降低，粘度不斷增大，水力坡降也不斷變化。計算熱油管道的摩阻損失時，必須考慮管路沿線的溫降情況及油品的粘溫特性。因此設計管路時，要先進行熱力計算，然后進行水力計算。此外，熱油管的摩阻損失應按一個加熱站間距來計算，全線摩阻為各站間摩阻之和。4.2確定加熱站及泵站4.2.1熱力計算埋地不保溫管道的散熱傳遞過程由三部分組成的，即油流至管壁的放熱，瀝青防腐層的熱傳導和管外壁至周圍土壤的傳熱，由于本設計中所輸介質的要求不高，而且管徑和輸量較大，油流到管壁的溫降比較小，流態(tài)為紊流或冪流，故油流到管內壁的對流換熱和管壁自身的熱傳導可以忽略不計。而總的傳熱系數(shù)主要取決于管外壁至土壤的放熱系數(shù)。由于本設計中所輸送介質為高凝高粘原油，故在熱力計算中考慮了摩擦生熱對溫升的影響。計算中周圍介質的溫度取最冷月土壤的平均溫度，以首、末站平均溫度作為油品的物性計算溫度。由于設計流量較大，根據(jù)經驗將出站油溫定為56℃，進站油溫定為23℃。然后根據(jù)蘇霍夫公式計算站間距，從而進一步求得加熱站數(shù)。4.2.2水力計算當管路的流態(tài)在牛頓流體的水力光滑區(qū)時，摩阻僅與粘度的0.25次方成正比，可按平均溫度下的油流粘度，用等溫輸送的方法計算加熱站間此段摩阻。當管路的流態(tài)在非牛頓流體的冪流區(qū)時，摩阻的求解需要運用冪流區(qū)水力計算的有關公式。先根據(jù)流量和管徑判斷流態(tài)，在23℃-26℃之間流體處于非牛頓流體的冪流區(qū)，在26℃-56℃之間流體處于牛頓流體的水力光滑區(qū)，所以在一個加熱站間要分別求出牛頓流體段和非牛頓流體段的摩阻，然后相加。為了便于計算和校核，本設計將管路沿線的局部摩阻按照沿程摩阻損失的1%計算，泵站、熱站站內局部摩阻均為15m，熱泵站內局部摩阻均為30m。4.2.3初步確定熱站、泵站數(shù)由熱力計算可以確定加熱站數(shù)，加以化整。確定泵站數(shù)時，要考慮到管線的承壓能力選定輸油主泵，再根據(jù)流量及揚程確定泵機組的組合方式，最后由全線所需的壓頭求出所需的泵站數(shù)，并結合水力計算定出。4.2.4站址確定根據(jù)地形的實際情況，本著熱泵合一的原則，進行站址的調整。確定站址，除根據(jù)工藝設計要求外，還需要按照地形、地址、文化、氣象、給水、排水、供電和交通運輸?shù)葪l件，并結合施工、生產、環(huán)境保護以及職工生活等方面的因素綜合考慮，最終確定站址如下：表1-7站址確定站號1（首站）2345678站性質熱泵站熱泵站熱泵站熱泵站熱泵站熱泵站熱泵站末站里程/km061.429122.858184．287245.716307.145368.574430高程m4004525275515665645655805.校核計算說明5.1熱力、水力校核由于對站址的綜合考慮，使熱站、泵站的站址均有所改變，因此必須進行熱力、水力校核。求得站址改變后的進出站溫度和壓力，以確保管線的安全運行。5.1.1進出站溫度的校核為了滿足工藝和熱力的要求，對其冬季最小輸量校核時，應固定進站油溫為23℃，本設計通過編程迭代出相應的出站油溫，根據(jù)程序得出表格2-10中的數(shù)據(jù)。根據(jù)表2-10知，進站油溫為23℃，對應的出站油溫為52.35℃，遠小于油品的初餾點70℃并且不超過65℃。5.1.2進出站壓力的校核為了防止進站壓力過低影響泵的吸入或者出站壓力過高超過管道最大承壓能力而發(fā)出事故，故需對進出站壓力進行校核，所得校核結果如下表：表1-8力校核結果站號1#2#3#4#5#6#7#末站/m4037.82753.15158.97873.80545.13573.96228.292/m392.982431.306386.133391.96346.29378.117346.447根據(jù)表格知，各站進站壓力均滿足泵的吸入要求，出站壓力均不超過管道的最大承壓770.661m，校核合格。5.2壓力越站校核當輸油主泵不可避免的遇到斷電、事故或檢修時，或由于夏季地溫升高，沿程散熱減小，從而導致沿程摩阻減小，或者生產負荷減小而導致的摩阻減小，為了節(jié)約動力費用，可以進行中間站的壓力越站，以充分利用有效地能量。壓力越站的目的是計算出壓力越站時需要的最小輸量，并根據(jù)此輸量計算越站時所需要壓力，并校核其是否超壓。5.3熱力越站校核當站場不可避免地遇到斷電、事故或檢修時，或由于夏季地溫升高運行流量較大，沿程散熱減小或者摩阻升溫較大，可以進行的熱力越站。5.4動、靜水壓力校核5.4.1動水壓力校核動水壓力是指油流沿管道流動過程中個點的剩余壓力，即管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直高度，動水壓力的變化不僅取決于地形的變化，而且與管道的水力坡降和泵站的運行情況有關，本次設計的最高動水壓力為469.707m液柱，小于管道最大承壓770.661m，動水壓力最小值為37.827m，大于最小的動水壓力30m，故此時動水壓力滿足輸送要求。5.4.2靜水壓力校核靜水壓力是指油流停止流動后，由于地形高差產生的靜液柱壓力，沿線高點與其后面的低點之間垂直高度最大為30m，由于管道承壓770.661m較大，故產生靜水壓力時不需要增加壁厚，而且也不需要設置減壓閥，所以本設計中靜水壓力符合要求。5.5反輸校核當油田來油不足時，由于流量小，溫降快導致進站油溫過低或者由于停輸?shù)仍蛴锌赡艹霈F(xiàn)凝管現(xiàn)象，需要進行反輸。由于反輸是非正常工況，浪費能量，故要求反輸量越小越好。本設計取管線可能的最小輸量為反輸輸量。根據(jù)具體計算的結果可知，可以滿足反輸條件。6.工藝流程6.1制定和規(guī)劃工藝流程原則(1)滿足輸送工藝及各生產環(huán)節(jié)的要求；(2)便于事故處理和維修；(3)采用先進工藝技術及設備，提高輸油水平；(4)在滿足上述條件下，流程應盡量簡單，充分發(fā)揮設備性能，節(jié)約投資，減少經營費用。6.2各站的工藝流程(1)首站接受來油計量、儲存、正輸、反輸、加熱、收發(fā)清管器，站內循環(huán)及倒罐等操作。(2)中間站 正輸、反輸，全越站，熱力越站，收發(fā)清管器。(3)末站正輸收油，反輸，收發(fā)清管器，站內循環(huán)，外輸，倒罐等操作。7.設備的選取7.1泵的選取對于首站而言，輸油管道用泵根據(jù)用途可分為給油泵和輸油主泵，而中間站一般不設給油泵，一般情況下，給油泵選用大流量，低揚程，泵吸入口揚程要求低的平行泵，其揚程一般為幾十米，并采用并聯(lián)運作，用于輸油主泵的正常吸入，由于本次設計的輸量大，給油泵除了要提供輸油主泵所需要的吸入壓力外，還需要提供克服站內摩阻所需要的壓頭，因而應綜合考慮后選泵。給油泵根據(jù)最大流量和揚程選定SJA8×10P×16HH泵，其流量為687m3/h，揚程為45m，選用一臺使用，并選用一臺備用；輸油主泵根據(jù)設計要求選擇DY720-602型泵兩臺、DY720-603型一臺泵串聯(lián)，并用DY720-603型一臺泵作為備用泵。7.2加熱爐的選取選爐原則：應滿足加熱站的熱負荷要求，爐效高；為便于檢修，各站宜選用兩臺以上加熱爐；每個加熱站不得小于2臺加熱爐，加熱爐型號差異不宜過多。熱負荷計算公式：（1-5）式中Q—加熱站的熱負荷，kW；G—油品流量kg/s；c—油品比熱，kJ/(kg.℃)。為管輸介質提供熱量提高油溫的設備有兩種：加熱爐和換熱器，按照其加熱方式可以分為直接加熱和間接加熱，而間接加熱適用于自動化程度較高的熱站，在本設計中考慮實際情況后，選擇直接加熱的方式，即選用圓筒形加熱爐。根據(jù)最大熱負荷，各站選取功率為814KW兩臺和1745KW、2326KW的加熱爐各一臺。8.經濟計算8.1經濟計算基本數(shù)據(jù)(1)線路工程投資指標(萬元/千米)管徑的投資指標為106.68萬元/km。(2)輸油站工程投資指標(萬元/座)表1-9輸油站工程投資指標（萬元）外輸首站末站中間熱泵站中間泵站中間熱站250025002000180011008.2其他參數(shù)(1)原油價格3000元/噸；(2)電力價格0.60元/度；(3)輸油站人員編制：首末站各50人，中間熱泵站30人，中間熱站和泵站20人，職工工資按每人1500元/月計算，職工福利費按工資總額的14%計算；(4)固定資產形成率為85％，綜合折舊率取7.14％(綜合折舊年限為14年)，殘值為0；(5)修理費按折舊費的50%計算；(6)油氣損耗：0.35%；(7)其他費用一般為工資及福利的2倍計算。8.3費用現(xiàn)值計算計算公式如下：（1-6）式中：——第t年的全部投資(包括固定資產和流動資金)；——第t年的經營成本；——計算期末回收的固定資產值(此處為0)；——計算期末回收的流動資金；——計算期；——行業(yè)基準收益率，=12%。能耗費用計算公式如下：總能耗費用元/(t·km)（1-7a）燃料費用元/(t·km)（1-7b）電力費用元/(t·km)(1-7c)式中：——燃料油價格，元/t；——電力價格，元/(kW·h)；——燃料油熱值，kJ/kg；——加熱爐效率；——泵機組效率；——加熱站間距，km；H——沿線壓頭損失，m液柱；L——沿線管長，km；——所輸油品的比熱容，kJ/(kg·℃)；燃料及動力費用的計算結果如下表：表1-10燃料及動力費用負荷52%80%100%年輸量（萬噸）260400500冬季費用S(元/(t?km)0.08847016100.05167416480.0421321727夏季費用S(元/(t?km)0.01104159280.00953075850.0127350530春季費用S(元/(t?km)0.03137958050.02061555530.0189919677沿線管長L(km)430.0430.0430.0動力及燃料費用（萬元）4535.4720694404.7494584990.749909第2章工藝設計說明書PAGE60第二章工藝設計計算書1.管徑的選擇1.1計算條件下的平均溫度進站溫度應高于凝點3–4℃，出站油溫應低于初餾點，即：選取℃，℃。設計輸量G=500萬噸/年，年天數(shù)取350天。則平均溫度（℃）根據(jù)20oC時的油品密度按下式換算成溫度下的密度(2-1)式中：——t℃下原油密度，；；；所以1.2管徑的選擇因為原油含蠟，故管道經濟流速的范圍為1.5-2.0m/s。計算管徑根據(jù)(2-2)式中：d——管道內徑，m；v——經濟流速，??；Q——體積流量，；在API標準鋼管中選取與之相近的三個管徑，，。2.Φ457.0×7.9系列管徑的計算2.1判斷流態(tài)管道尺寸，外徑D=457mm，內徑d=457.0×7.9mm；溫度處于之間時，流體處于非牛頓流體區(qū)；溫度處于之間時，流體處于牛頓流體區(qū)。判斷流態(tài)：（1）區(qū)：(2-3)(2-4)，油品處于冪流區(qū)。根據(jù)《輸油管道管理與設計》中P154表4-3中a，b的值利用插值法得到a=0.077414，b=0.25351。（2），由的最大、最小值確定的范圍對lnμ-t的曲線并分段進行擬合，并得出相應的方程：(2-5) (2-6)確定雷諾數(shù)范圍(2-7)式中：d——管道內徑，m；——油品運動粘度，；Q——體積流量，；G——質量流量，；——油品動力粘度，Pa·s；雷諾數(shù)最大值對應的是最大流量和最高溫度的工況，即:生產負荷為100%、溫度為56℃的工況。雷諾數(shù)最小值對應的是最小流量和最低溫度的工況，即：生產負荷為52%、溫度為23℃的工況。式中：；e–館內壁絕對粗糙度，取0.1mm?？梢?000<<<，故該油品在（26℃，56℃）、52%-100%負荷范圍內都處于水力光滑區(qū)。由此得出，。2.2熱力計算及確定熱站數(shù)2.2.1總傳熱系數(shù)的確定取管道中心埋深，防腐層厚度，不采用保溫層；防腐層導熱系數(shù)，土壤導熱系數(shù)總傳熱系數(shù)計算公式為：（2-8）:管道的結構外徑，即鋼管的外防腐層或保溫層所形成的外徑，m:鋼管防腐層及保溫層的內徑，m:與上述各層相應的導熱系數(shù)，：油流至管內壁的放熱系數(shù)，：管內壁至土壤的放熱系數(shù)，：計算直徑，m.對于無保溫管道，取鋼管外直徑；對于保溫管道取保溫層內外直徑的平均值，(1)油流至管內壁的放熱系數(shù)由于處于紊流狀態(tài)，對傳熱系數(shù)的影響很小可以忽略。(2)管外壁至周圍土壤的傳熱系數(shù)的確定公式：(2-9)式中：——土壤導熱系數(shù)，為1.15W/(m·℃)；——管中心埋深，1.5m；——與土壤接觸的管外徑，m。2.2.2確定熱站數(shù)（在最小流量下確定熱站數(shù)）最小流量下確定熱站數(shù)按考慮，。由沿線溫降公式(2-10a)(2-10b)(2-10c)式中：G——油品質量流量，kg/s；c——輸油平均溫度下油品比熱容，J/(kg·℃)；D——管道外直徑，m；L——管道加熱輸送的長度，m；——管道起點溫度，℃；——距離起點L處油溫，℃；——周圍介質的溫度，此處為6℃；i——油流水力坡降?？捎嬎愕茫喝≌此愀鶕?jù)已經確定的通過迭代的方法確定出出站油溫則相應的a、b的值有：由此得出相應的：兩次迭代結果差值，迭代結束，結果一最后一次迭代為準。所以最小輸量時控制出站油溫，相應的，全線熱站個數(shù)為7，熱站間距為61.429km。2.3水力計算及定泵站數(shù)（最大輸量確定泵站數(shù)）2.3.1水力摩阻計算，用最大輸量運行時，出站油溫一定小于用最小流量運行時的出站油溫，所以不妨設最大流量運行時出站油溫。在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：兩次迭代結果差值，迭代結束，結果一最后一次迭代為準。出站油溫。2.3.2判斷翻越點由于終點是沿線最高點之一，所以不存在翻越點。2.3.3水力摩阻計算。在一個加熱站間，出站溫度為33.569℃，沿線溫度不斷降低，沿線溫度降到26℃以前，流體處于牛頓流體區(qū)，降到26℃以后直到下一個加熱站流體處于非牛頓流體區(qū)。33.569℃26℃區(qū)域的水力摩阻設從上一個加熱站出口到處溫度降低到26℃，則：在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：(2)33.569℃26℃區(qū)域的水力摩阻在剩余的61429-40933.724=20495.276（m）流體的運行中。流體處于非牛頓流體區(qū)。2.4選泵額定流量選用的泵有：DY720-60×2特性方程，額定流量，揚程120m，效率80%；DY720-60×3特性方程，額定流量，揚程180m，效率80%。每個站選用DY720-62×2型泵兩臺，DY720-62×3泵型一臺，并選用一臺DY720-62×3型泵作為備用泵。泵站數(shù)取臺。管道的設計壓力，,滿足強度要求，熱負荷2.5費用現(xiàn)值以冬季（最冷月）、生產負荷為100%時為例：比熱，,，，原油價格，電價，熱站間距，加熱爐效率，加熱爐熱負荷，燃油熱值，沿線摩阻，管道長度，泵機組效率。燃料費用：電力費用：總耗能費用：。2.5.1不同季節(jié)、不同輸量下的各項參數(shù)由于輸量變化范圍較大，以及不同季節(jié)參數(shù)不同導致計算量較大，所以采用編程的方法求解各項參數(shù)。對于需要加熱的管線，使用程序：#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){intj;/*定義生產負荷與100乘積*/floatTr,Tz,Tpj,p,u,v,s,p20,T0,lr,Q,lgu,c,G,d,D,k,m,g,Tr1,x,a,b,I,L,Sr,Sp,ed,ey,Bh,S,H,Nr,Npe,Zz,Zq,q,f,l1,w,T1,Tpj1,p1,Q1,u1,lgu1,v1,H1,H2,i1,i2,Tpj2,p2,Q2;Tr=56.0;Tz=23.0;p20=852.0;lr=61429;c=2100.0;d=0.4412;D=0.457;k=1.817;m=3.14159;g=9.8;L=430000;ed=0.6;ey=3000;Bh=41800;Nr=0.86;Npe=0.792;Zz=580;Zq=400;f=0.007008;T1=26.0;printf(“輸入生產負荷相關值：\n”);scanf(“%d”,&j);/*輸入生產負荷與100乘積*/printf(“輸入沿線平均地溫：\n”);scanf(“%f”,&T0);/*輸入沿線平均地溫*/G=165.34*j/100;do{Tr1=Tr;Tpj=(Tr1+2*Tz)/3;/*求全線平均溫度*/s=1.825-0.001315*p20;p=p20-s*(Tpj-20.0);/*求平均溫度下的密度*/Q=G/p;if(Tpj<26.0){i=0.0826*4*f*pow(Q,2)/pow(d,5);}if(Tpj>=26.0){if(Tpj<40.0){lgu=(-1)*0.0199*Tpj+1.832;}if(Tpj>=40.0){lgu=(-1)*0.0118*Tpj+1.516;}u=pow(10,lgu);/*求平均溫度下的動力粘度*/v=u/(p*1000);/*求平均溫度下的運動粘度*/i=(0.0246*pow(Q,1.75)*pow(v,0.25))/(pow(d,4.75));/*求管線的水力坡降*/}a=(k*m*D)/(G*c);/*參數(shù)a*/b=(g*i)/(a*c);/*參數(shù)b*/Tr=(exp(a*lr))*(Tz-T0-b)+T0+b;/*求出站油溫*/x=Tr-Tr1;}while(fabs(x)>0.1);q=0.001*G*c*(Tr-Tz);if(Tr<=23){printf(“G=%.3f\n”,G);printf(“加熱爐不需要加熱”);}if(Tr>23){if(Tr<26){Tpj1=(Tr+2*Tz)/3;p1=p20-s*(Tpj1-20.0);Q1=G/p1;i1=0.0826*4*f*pow(Q1,2)/pow(d,5);H=1.01*i1*L+13*15+(580-400);}if(Tr>=26){w=(Tr-T0-b)/(T1-T0-b);l1=log(w)/a;Tpj1=(Tr+2*T1)/3;p1=p20-s*(Tpj1-20.0);Q1=G/p1;lgu1=(-1)*0.0199*Tpj1+1.832;u1=pow(10,lgu1);v1=u1/(p1*1000);i1=0.0246*pow(Q1,1.75)*pow(v1,0.25)/pow(d,4.75);H1=1.01*i1*l1;Tpj2=(T1+2*Tz)/3;p2=p20-s*(Tpj2-20.0);Q2=G/p2;i2=0.0826*4*f*pow(Q2,2)/pow(d,5);H2=1.01*i2*(lr-l1);H=7*(H1+H2)+13*15+(580-400);}Sr=(0.001*c*(Tr-Tz)*ey)/(0.001*lr*Bh*Nr);/*求出燃料費用*/Sp=(0.002723*ed*H)/(Npe*L*0.001);/*求出電力費用*/S=Sr+Sp;/*求出總能耗費用*/printf(“G=%.3f\n”,G);printf(“Q=%.4f\n”,Q);/*輸出沿線水力坡降*/printf(“i=%.6f\n”,i);/*輸出體積流量Q*/printf(“a=%.10f\n”,a);/*輸出參數(shù)a*/printf(“b=%.4f\n”,b);/*輸出參數(shù)b*/printf(“Tr=%.3f\n”,Tr);/*輸出出站油溫*/printf(“Tpj=%.4f\n”,Tpj);/*輸出沿線平均溫度*/printf(“p=%.4f\n”,p);/*輸出沿線平均密度*/printf(“q=%.4f\n”,q);/*輸出熱負荷*/printf(“c=%.1f\n”,c);/*輸出比熱容*/printf(“Sr=%.10f\n”,Sr);/*輸出燃料費用*/printf(“H=%.4f\n”,H);/*輸出沿線壓頭損失*/printf(“Sp=%.10f\n”,Sp);/*輸出電力費用*/printf(“S=%.10f\n”,S);/*輸出總能耗費用*/}}各種工況下各參數(shù)如下：表2-1冬季各輸量下參數(shù)(2℃)負荷52%80%100%流量G（kg/s）85.97132.272165.34輸量Q（m3/s）0.10200.15630.1951i0.0014370.0031970.004797a(*10-6)1.444849.39157.513b0.46401.58872.9794TR（℃）52.3538.15133.569Tpj(℃)32.785828.073626.5232ρpj（kg/m3）842.9909846.3112847.4036c(KJ/(kg·℃))2.12.12.1續(xù)表2--1負荷52%80%100%ey(元/t)300030003000熱站間距，Km61.42961.42961.429加熱爐效率ηR0.860.860.86q(kw)5299.09524208.52253669.6995燃油熱值BH(KJ/kg)SR(元/(t·km))0.083732396400.04322497920.0301526617ed(元/(kw·h))0.60.60.6H（m液柱）987.57061761.20322497.0879L（km）430430430泵機組效率ηPe0.7920.7920.792Sp(元/(t·km))0.00473776370.00844918380.0119795110S(元/(t·km))0.08847016100.05167416480.0421321727表2-2夏季各輸量下參數(shù)(21℃)負荷52%80%100%流量G（kg/s)85.97132.272165.34輸量Q（m3/s)0.10120.1556i0.0014190.003355a(*10-6)1.444849.3915b0.45841.6673TR（℃）25.20323.260Tpj(℃)23.734323.0685ρpj（kg/m3）849.3687849.8251c(KJ/(kg·℃))2.12.1ey(元/t)30003000熱站間距，Km61.42961.429加熱爐效率ηR0.860.86q(kw)397.801872.1374續(xù)表2--2負荷52%80%100%燃油熱值BH(KJ/kg)SR(元/(t·km))0.00628577130.0007409102ed(元/(kw·h))0.60.60.6H（m液柱）991.33471832.21362654.5782L（km）430430430泵機組效率ηPe0.7920.7920.792Sp(元/(t·km))0.00475582150.00878984850.012735053S(元/(t·km))0.01104159280.00953035950.012735053表2-2a夏季100%負荷下各參數(shù)（不加熱，首戰(zhàn)出站油溫）站間1234567流量（kg/s)165.34165.34165.34165.34165.34165.34165.34輸量（m3/s)0.19450.19460.19470.19470.19470.19470.1947i0.0052420.0052460.0052490.0052500.0052510.0052520.005252a(*10-6)7.51327.51327.51327.51327.51327.51327.5132b3.25593.25843.26003.26103.26173.26213.2623TR（℃）2323.464323.757923.943524.060924.135124.1820TZ（℃）23.464323.757923.943524.060924.135124.182024.2117Tpj(℃）23.309523.660023.881624.021824.110424.166424.2018ρpj（kg/m3)849.6680849.4211849.2649849.1662849.1038849.0643849.0393Hi（m）325.2264325.4770325.6355325.7359325.7993325.8394325.8647ed0.6元/度H（m）2654.5782L（km）430ηPe0.792Sp（元）0.012735053S（元）0.012735053表2-3春季各輸量下參數(shù)(16℃)負荷52%80%100%流量G（kg/s)85.97132.272165.34輸量Q（m3/s)0.10140.15580.1947i0.0015330.0033630.005248a(*10-6)1.444849.39157.513b0.49531.67093.2599TR（℃）32.29627.16025.194Tpj(℃）26.116324.386523.7311ρpj（kg/m3)847.6903848.9092849.3710c(KJ/(kg·℃))2.12.12.1ey(元/t)0.60.60.6熱站間距，Km61.42961.42961.429加熱爐效率ηR0.860.860.86q(kw)1678.46831155.3947761.6353燃油熱值BH(KJ/kg)SR(元/(t·km))0.02652191930.01186685080.0062580956ed(元/(kw·h))300030003000H（m液柱）1012.56241823.63722654.3318L（km）430430430泵機組效率ηPe0.7920.7920.792Sp(元/(t·km))0.00485765930.00874870360.0127338720S(元/(t·km))0.03137958050.02061555530.01899196772.5.2費用現(xiàn)值計算(1)動力費用與燃料費用的計算根據(jù)表2-2、表2-2、表2-3可以計算任一輸量下全年的動力費用和燃料費用，其中：全年動力及燃料費用=春季動力及燃料費用+夏季動力及燃料費用+秋季動力及燃料費用+冬季動力及燃料費用并且春季與秋季的動力及燃料費用相等，各個季節(jié)下的輸量均為全年輸量的四分之一。萬元(2-11)式中：——夏季動力及燃料費用，元/(t·km)；——冬季動力及燃料費用，元/(t·km)；——春季季動力及燃料費用，元/(t·km)；G——全年輸量，萬噸；L——沿線管長，km。計算出φ457管徑對應的各生產負荷的動力及燃料費用如下表：表2-4全年動力及燃料費用表負荷52%80%100%年輸量（萬噸）260400500冬季費用S(元/(t·km))0.08847016100.05167416480.0421321727夏季費用S(元/(t·km))0.01104159280.00953075850.012735053春季費用S(元/(t·km))0.03137958050.02061555530.0189919677沿線管長L（km）430430430動力及燃料費用（萬元）4535.4720694404.7494584990.749909(2)工資及福利經初步計算初步確定各站職工編制如下表：表2-5職工編制首站中間熱泵站中間熱站末站站數(shù)1511全部職工數(shù)50302050所有職工工資及福利：(3)固定資產投資站及輸油管理處的投資：線路工程投資：430×106.68=45872.4（萬元）工程總投資=（線路投資+輸油站及管理處投資）/0.9=（16100+45872.4）/0.9=68858.2222(萬元)固定資產總投資=工程總投資+建設期借款利息+固定資產方向調節(jié)稅=68858.2222+6869.59096+0=75727.81316(萬元)固定資產投資方向調節(jié)稅稅率為0固定資產原值=固定資產總投資×0.85=64368.64119（萬元）(4)年修理費用年修理費用=固定資產原值×7.14%×50%=64368.64119×7.14%×50%=2297.96049（萬元）(5)折舊費折舊費=固定資產原值×7.14%=64368.64119×7.14%=4595.920981（萬元）(6)油氣損耗生產負荷52%時：生產負荷80%時：生產負荷100%時：(7)經營成本經營成本=燃料費用+動力費用+工資及福利+修理費+油氣損耗費+其他費用其他費用=工資總額及福利費之和的2倍=2×5540400=11080800（元）建設期：生產期：則各年經營成本如下：表2-6各年經營成本年數(shù)1，23，164,15513經營成本011225.5525612564.8299514200.8304(8)流動資金投資建設期資金：N=1N=2生產期第一年投資：N=3(9)費用現(xiàn)值的計算費用現(xiàn)值的計算式為：（2-12）式中：——第t年的全部投資(包括固定資產和流動資金)；——第t年的經營成本；——計算期末回收的固定資產值(此處為0)；——計算期末回收的流動資金；——計算期；——行業(yè)基準收益率，=12%。費用現(xiàn)值見下表：表2-7管徑φ457.0的費用現(xiàn)值tItCt'SvW(It+Ct'-Sv-W)(1+ic)^(-t)130291.1252600027045.64755245436.687900036221.84941318007.5862711225.552560020807.57084012564.82995007985.1765855014200.8304008057.9325426014200.8304007194.5826277014200.8304006423.7344898014200.8304005735.4772229014200.8304005120.96180510014200.8304004572.28732611014200.8304004082.39939812014200.8304003644.99946313014200.8304003254.463806tItCt'SvW(It+Ct'-Sv-W)(1+ic)^(-t)14014200.8304002905.77125515012564.82995002295.54745516011225.55256016722.30956-678.1749831續(xù)表2-7費用現(xiàn)值3.Φ406.4×7.9系列管徑的計算3.1判斷流態(tài)管道尺寸，外徑D=406.4mm，內徑d=406.4×7.9mm；溫度處于之間時，流體處于非牛頓流體區(qū)；溫度處于之間時，流體處于牛頓流體區(qū)。判斷流態(tài)：(1)區(qū)：，油品處于冪流區(qū)。根據(jù)《輸油管道管理與設計》中P154表4-3中a，b的值利用插值法得到a=0.077414，b=0.25351。(2)，由的最大、最小值確定的范圍對lnμ-t的曲線并分段進行擬合，并得出相應的方程： 確定雷諾數(shù)范圍式中：d——管道內徑，m；——油品運動粘度，；Q——體積流量，；G——質量流量，；——油品動力粘度，Pa·s；雷諾數(shù)最大值對應的是最大流量和最高溫度的工況，即:生產負荷為100%、溫度為56℃的工況。雷諾數(shù)最小值對應的是最小流量和最低溫度的工況，即：生產負荷為52%、溫度為23℃的工況。式中：；e–館內壁絕對粗糙度，取0.1mm?？梢?000<<<，故該油品在（26℃，56℃）、52%-100%負荷范圍內都處于水力光滑區(qū)。由此得出，。3.2熱力計算及確定熱站數(shù)3.2.1.總傳熱系數(shù)的確定取管道中心埋深，防腐層厚度，不采用保溫層；防腐層導熱系數(shù)，土壤導熱系數(shù)總傳熱系數(shù)計算公式為：:管道的結構外徑，即鋼管的外防腐層或保溫層所形成的外徑，m:鋼管防腐層及保溫層的內徑，m:與上述各層相應的導熱系數(shù)，：油流至管內壁的放熱系數(shù)，：管內壁至土壤的放熱系數(shù)，：計算直徑，m.對于無保溫管道，取鋼管外直徑；對于保溫管道取保溫層內外直徑的平均值，(1)油流至管內壁的放熱系數(shù)由于處于紊流狀態(tài)，對傳熱系數(shù)的影響很小可以忽略。(2)管外壁至周圍土壤的傳熱系數(shù)的確定公式：式中：——土壤導熱系數(shù)，為1.15W/(m·℃)；——管中心埋深，1.5m；——與土壤接觸的管外徑，m。3.2.2確定熱站數(shù)（在最小流量下確定熱站數(shù)）最小流量下確定熱站數(shù)按考慮，。由沿線溫降公式式中：G——油品質量流量，kg/s；c——輸油平均溫度下油品比熱容，J/(kg·℃)；D——管道外直徑，m；L——管道加熱輸送的長度，m；——管道起點溫度，℃；——距離起點L處油溫，℃；——周圍介質的溫度，此處為6℃；i——油流水力坡降?？捎嬎愕茫喝≌此愀鶕?jù)已經確定的通過迭代的方法確定出出站油溫則相應的a、b的值有：由此得出相應的：兩次迭代結果差值，迭代結束，結果一最后一次迭代為準。所以最小輸量時控制出站油溫，相應的，全線熱站個數(shù)為6，熱站間距為71.667km。3.3水力計算及確定泵站數(shù)（最大輸量確定泵站數(shù)）3.3.1出站溫度計算，用最大輸量運行時，出站油溫一定小于用最小流量運行時的出站油溫，所以不妨設最大流量運行時出站油溫。在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：兩次迭代結果差值，迭代結束，結果一最后一次迭代為準。出站油溫。3.3.2判斷翻越點由于終點是沿線最高點之一，所以不存在翻越點。3.3.3水力摩阻計算。在一個加熱站間，出站溫度為33.303℃，沿線溫度不斷降低，沿線溫度降到26℃以前，流體處于牛頓流體區(qū)，降到26℃以后直到下一個加熱站流體處于非牛頓流體區(qū)。33.303℃26℃區(qū)域的水力摩阻設從上一個加熱站出口到處溫度降低到26℃，則：在此平均溫度下，求得油品的粘度、密度：根據(jù)以上所求參數(shù)求得a、b、i：33.569℃26℃區(qū)域的水力摩阻在剩余的71667-46765.965=24901.035（m）流體的運行中。流體處于非牛頓流體區(qū)。3.3.4選泵額定流量選用的泵有：DY720-60×2特性方程，額定流量，揚程120m，效率80%；DY720-60×3特性方程，額定流量，揚程180m，效率80%。每個站選用DY720-62×2型泵兩臺，DY720-62×3泵型一臺，并選用一臺DY720-62×3型泵作為備用泵。泵站數(shù)取臺。管道的設計壓力，,滿足強度要求，熱負荷3.4費用現(xiàn)值3.4.1不同季節(jié)、不同輸量下的各項參數(shù)由于輸量變化范圍較大，以及不同季節(jié)參數(shù)不同導致計算量較大，所以采用編程的方法求解各項參數(shù)。對于需要加熱的管線，使用程序：#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){intj;/*定義生產負荷與100乘積*/ floatTr,Tz,Tpj,p,u,v,s,p20,T0,lr,Q,lgu,c,G,d,D,k,m,g,Tr1,x,a,b,I,L,Sr,Sp,ed,ey,Bh,S,H,Nr,Npe,Zz,Zq,q,f,l1,w,T1,Tpj1,p1,Q1,u1,lgu1,v1,H1,H2,i1,i2,Tpj2,p2,Q2;Tr=56.0;Tz=23.0;p20=852.0;lr=71667;c=2100.0;d=0.3906;D=0.4064;k=1.943;m=3.14159;g=9.8;L=430000;ed=0.6;ey=3000;Bh=41800;Nr=0.86;Npe=0.792;Zz=580;Zq=400;f=0.006761;T1=26.0;printf(“輸入生產負荷相關值：\n”);scanf(“%d”,&j);/*輸入生產負荷與100乘積*/printf(“輸入沿線平均地溫：\n”);scanf(“%f”,&T0);/*輸入沿線平均地溫*/G=165.34*j/100;do{Tr1=Tr;Tpj=(Tr1+2*Tz)/3;/*求全線平均溫度*/s=1.825-0.001315*p20;p=p20-s*(Tpj-20.0);/*求平均溫度下的密度*/Q=G/p;if(Tpj<26.0){i=0.0826*4*f*pow(Q,2)/pow(d,5);}if(Tpj>=26.0){if(Tpj<40.0){lgu=(-1)*0.0199*Tpj+1.832;}if(Tpj>=40.0){lgu=(-1)*0.0118*Tpj+1.516;}u=pow(10,lgu);/*求平均溫度下的動力粘度*/v=u/(p*1000);/*求平均溫度下的運動粘度*/i=(0.0246*pow(Q,1.75)*pow(v,0.25))/(pow(d,4.75));/*求管線的水力坡降*/}a=(k*m*D)/(G*c);/*參數(shù)a*/b=(g*i)/(a*c);/*參數(shù)b*/Tr=(exp(a*lr))*(Tz-T0-b)+T0+b;/*求出站油溫*/x=Tr-Tr1;}while(fabs(x)>0.1);q=0.001*G*c*(Tr-Tz);if(Tr<=23){printf(“G=%.3f\n”,G);printf(“加熱爐不需要加熱”);}if(Tr>23){if(Tr<26){Tpj1=(Tr+2*Tz)/3;p1=p20-s*(Tpj1-20.0);Q1=G/p1;i1=0.0826*4*f*pow(Q1,2)/pow(d,5);H=1.01*i1*L+16*15+(580-400);}if(Tr>=26){w=(Tr-T0-b)/(T1-T0-b);l1=log(w)/a;Tpj1=(Tr+2*T1)/3;p1=p20-s*(Tpj1-20.0);Q1=G/p1;lgu1=(-1)*0.0199*Tpj1+1.832;u1=pow(10,lgu1);v1=u1/(p1*1000);i1=0.0246*pow(Q1,1.75)*pow(v1,0.25)/pow(d,