油管及管道设计
加油站油管管道施工组织设计
加油站工艺管道施工组织设计1工程概况1. 1工程简述本工程为上海金山石化股份有限公司2#炼油联合装置及配套工程（二期）.有我公司承建的工程工艺管道总计约17962。
5米，包括28000标米3/时制氢装置（包括PSA制氢单元)、80万吨/年航煤临氢脱硫装置及干气脱硫装置、4.2万吨硫黄回收装置。
具体工程量见管道实物工程量。
1. 2工程特点(1）道制安工作量大,材质有不锈钢、合金钢、碳钢等多种，管道焊接具有一定难度。
（2) 工艺系统易燃、易爆介质多,尤其是氢气、酸性气含高度危害的H2S，管道条件复杂，防泄漏要求高。
（3）主要物流普遍温度较高.（4）高压管道梯形槽法兰的密封面质量要求高，施工中法兰连接件紧固力和顺序要求高。
（5) 与压缩机连接的管道安装精度要求高。
1. 3施工方案综述根据本工程的具体情况和特点，应将航煤临氢脱硫及干气脱硫工程的工艺管道的地下部分予制安装完毕，以免影响土建地坪的施工。
由于除制氢装置之外,其余装置均与老装置相临，危险因素较多，故应提高管道的予制深度，尽量减少在危险区域的动火作业。
由于现场予制场地狭小,管廊管道的安装，直接在管廊上组对焊接、串管、敷设管线,在地面仅设很小的予制场进行补偿器的予制。
为解决作业空间小的矛盾，在材料管理上采用限额领料,用单线涂料表控制发料,班组用单线图领料，无单线图者按管线号，随用随领。
予制完成后及时安装，减小予制场地的压力。
材料余量的使用则由管道工程师批准。
3、编制依据3.1《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97 ；3。
2《石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范》SH3501—97;3。
3《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》SH3064—94；3。
4《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236—98；3。
5《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91；3。
6《电力建设施工及验收技术规范(管道篇）》DL5031—94；3.7《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇)》DL/T5047—95;3.8 《电力建设施工及验收技术规范(活力发电厂焊接篇）》DL5007-92；3.9《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999;3。
输油管道设计与管理级资料PPT课件
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （1）动水压头的校核
动水压力指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。 在纵断面图上，动水压力是管道纵断面线与水力坡降线 之间的垂直高度。动水压力的大小不仅取决于地形的起 伏变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
解决管道大落差的方法
按“等强度”原则，采用变壁厚管道设计，在低点 处增加壁厚保证管道安全；
采用变径管设计，在下坡段采用较小管径，加大沿 程摩阻，降低低点处的动水压力，并减少管材的用 量，降低工程投资。
在地势陡峭的地区采用隧道敷设以降低下坡段的高 差，同时缩短线路，降低投资及动力费用。
站取问增题加壁。厚设，计提时高：承应压按能照力二的期方的法。泵对站于间动距水来压校力核超动限水的 压管力道；，是不采同取站增间加，壁承厚压，要还求是不设同减压，站应，分需别要校进核行；技考术虑经 高济差比时较也。应按照越站来校核。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （2）静水压头的校核
1、正常工况变化 ⑴ 季节变化、油品性质变化引起的全线工况变化，如油
品的ρ、ν变化； ⑵ 由于供销的需要，有计划地调整输量、间歇分油或收
油导致的工况变化。
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等温输油管道运行工况分析与调节
2、事故工况变化 ⑴ 电力供应中断导致某中间站停运或机泵故障使某台泵 机组停运； ⑵ 阀门误开关或管道某处堵塞； ⑶ 管道某处漏油。
输油管道设计与管理3——【输油管道设计与管理】
（三）热油管道的启动方法
1、冷管直接启动 将热油直接输入温度等于管线埋深处自然地温的冷管道， 靠油流降温放热来加热周围土壤。这样，最先进入管道的 油流在输送过程中一直与冷管壁接触，散热量大，当管道 较长时，油温很快降至接近自然地温，远低于凝固点。通 常把这一段称为冷油头。冷油头散失的热量主要用于加热 钢管及部分防腐层。冷油头中，有相当长的一段油流温度 接近或低于凝固点，油头在管内凝结，使输送时的摩阻急 剧升高，以至于会超出泵和管道强度的允许范围。因此只 有当管道距离短，投油时地温高，并能保证大排量输送情 况下，才能采用冷管直接启动。对于长输管道，当地温接 近凝固点时，也可采用冷管直接启动。
12
热油管道的启动投产
冷管道的热水预热过程就是周围土壤温度场的建立过程，也就是周围土 壤的蓄热过程，也是土壤热阻不断增大、管道热损失不断减少的过程。 如果按TR、TZ及Q由轴向温降公式推算管路的总传热系数K，将表现为K 值的不断下降。显然按稳定传热公式计算的K值，不能反映不稳定传热 过程中油管的散热特性。但在还未建立正确的算法前，工程上仍沿用上 述K值来分析启动过程，在输量和起点温度恒定的情况下，上述K值能大
ht
21
各层内外侧的温度可由温度分布公式得到
Tx,
y T0
qL
4t
ln
y0 y0
y2 y2
x2 x2
y0
ht2
D 2
2
, qL
KD
Байду номын сангаас
Ty
T0
由下式可求得每层(圆环内)的稳定蓄热量：
n
q tctVi (Tmi T0 ) i 1
22
热油管道的启动投产
式中：q—( ht－R )环形土壤每米稳定蓄热量，kJ/m ρt—土壤的密度，kg/m3 Vi—第i层环状土层的体积，m3 Tm、T0—第i环平均温度、自然地温，℃
输油管道设计与管理51解读
在讨论热油管道的工作特性时，只有规定管道的热力条 件才有意义，一般有两种情况：
① 维持出站油温TR 一定运行； ② 维持进站油温TZ一定运行。 下面分别讨论各种情况下的管路工作特性。 ① 维持进站油温TZ一定运行的热油管路的工作特性 先来分析一下维持 TZ一定时特性曲线的变化趋势。 Q变化 时，影响摩阻H的因素有两个方面：
y：从地表垂直向下的深度， m 。
若取y=0，φ=1，ψ=0，则得到大气温度随时间的变化规律：
Ta?
?
Ta
?
?Ta max
?
T
a
?cos
????
2?? ?0
????
35
计算值
30
实测值
25
20
℃ ， 15 温 气 10 均 平5 日
0
-5
-10
-15
日日 日日 日日 日日 日日 日日 日日日日日 日日 日日 日日 日日 日日
TR高则沿线油温高，摩阻损失 小 ， 故 HTR 1-Q 曲 线 总 是 在 H TR 2-Q曲线的上方。
HTR 1 HTR 2
TR2>TR1 Q
如果在某输量 Q0 下维持 TZ H 一定运行时的出站油温 TR 正好等于维持 TR 一定运行 时的出站油温TR0 ，此时两 者进站油温相同，均为 TZ0 ，H0 摩阻也相同，均为 H0，则 随着Q的上升，维持 TR一定 时的管路特性曲线要比维持
?
? ???1 ?
?2 ?t
a?0 ?
?? ?????
式中：Ta：年平均气温，℃， Ta=0.5(Tamax +Tamin )； Tamax ：年最高日平均气温，℃； Tamin ：年最低日平均气温，℃； τ ：从日平均气温最高日开始计算的时间， s； τ0：大气温度年波动周期，τ 0 =365.25天=3.1558×107s；
输油管道工程线路设计规范
输油管道工程线路设计规范4. 1 线路选择4.1.1输油管道线路的选择，应根据该工程建设的目的和市场需要，结合沿线城市、工矿企业、交通、电力、水利等建设的现状与规划，以及沿途地区的地形、地貌、地质、水文、气象、地震等自然条件，在营运安全和施工便利的前提下，通过综合分析和技术经济比较，确定线路总走向。
4.1.2中间站和大、中型穿跨越工程位置应符合线路总走向，但根据其具体条件必须偏离总走向时，局部线路的走向可做调整。
4.1.3 输油管道不得通过城市水源区、工厂、飞机场、火车站、海(河)港码头、军事设施、国家孟点文物保护单位和国家级自然保护区。
当输油管道受条件限制必须通过时，应采取必要的保护措施并经国家有关部门批准。
4.1.4输油管道应避开滑坡、崩塌、沉陷、泥石流等不良工程地质区、矿产资源区、严孟危及管道安全的地展区。
当受条件限制必须通过时，应采取防护措施并选择合适位t，缩小通过距离。
4.1.5埋地输油管道同地面建(构)筑物的最小间距应符合下列规定:1原油、C5及C5以上成品油管道与城镇居民点或独立的人群密集的房屋的距离，不宜小于15m。
2 原油、C5及C5以上成品油管道与飞机场、海(河)港码头、大中型水库和水工建(构)筑物、工厂的距离不宜小于20m。
3 原油、液化石油气、C5、C5以上成品油管道与高速公路、一二级公路平行敷设时，其管道中心距公路用地范围边界不宜小于10m，三级及以下公路不宜小于 5m。
4原油、C5及C5以上成品油管道与铁路平行敷设时，管道应敷设在距离铁路用地范围边线3m以外。
5液态液化石油气管道与铁路平行敷设时，管道中心线与国家铁路干线、支线(单线)中心线之间的距离分别不应小于25m6原油、C5及C5以上成品油管道同军工厂、军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护单位的最小距离，应同有关部门协商解决。
但液态液化石油气管道与上述设施的距离不得小于200m。
7 液态液化石油气管道与城镇居民点、公共建筑的距离不应小于75m。
输油管道设计与管理22
水力光滑区: 混合摩擦区: 粗糙区:
e / e 3
0.157 e / e 3
e / e 0.157
输油管道的压能损失
取
e
30D 3 e Re1 e
0.25
λ按紊流光滑区的Blasius公式计算：
0.3164/ Re1
令
0.25 30 D / e 代入边界层厚度计算公式，得 3 Re 1 0.3164 Re 1
其中：
Re1 59.7
8
7
Re2 665 765lg 2e D
输油管道中所遇到的流态一般为： 热含蜡原油管道、大直径轻质成品油管道：水力光滑区 小直径轻质成品油管道：混合摩擦区
高粘原油和燃料油管道：层流区
长输管道一般很少工作在粗糙区。
2、管壁粗糙度的确定 管壁粗糙度 ： 相对粗糙度：绝对粗糙度与管内径的比值(e/D或2e/D)。 绝对粗糙度：管内壁面突起高度的统计平均值。 紊流各区分界雷诺数 Re1、Re2及水力摩阻系数都与管壁粗糙 度有关。我国《输油管道工程设计规范》中规定的各种管子 的绝对粗糙度如下： 无缝钢管：0.06mm 直缝钢管：0.054mm
2e / D
则
Re1 59.22 /
8 7
输油管道的压能损失
规范上取 Re1 59.7 / ，这就是Re1的来历。
8 7
取
e / e 0.157
(1.74 2 lg )2
(混摩区与粗糙区的分界相对粗糙度) (粗糙区摩阻系数计算公式)
代入边界层厚度计算公式，得
如某条管道Re=5×105，若取e=0.1mm，则Re1=6.7×105， Re<Re1，为水力光滑区；若取e=0.15mm，则 Re1=4.2×105，Re>Re1，为混合摩擦区。
输油管道设计与管理知识
第一章1、原油及成品油的运输有公路、铁路、水运和管道输送这四种方式。
2、管道运输的特点：①运输量大；②管道大部分埋设于地下，占地少，受地形地物的限制少，可以缩短运输距离；③密闭安全，能够长期连续稳定运行；④便于管理，易于实现远程集中监控；⑤能耗少，运费低；⑥适于大量、单向、定点运输石油等流体货物。
3、输油管道一般按按输送距离和经营方式分为两类：一类属于企业内部（短输管道）；另一类是长距离输油管道。
4、输油管道按所书油品的种类可分为原油管道与成品油管道两种。
原油管道是将油品生产的原油输送至炼厂、港口或铁路转运站，具有管径大、输量大、运输距离长、分输点少的特点。
成品油管道从炼厂将各种油品送至油库或转运站，具有输送品种多、批量多、分输点多的特点，多采用顺序输送。
5、长距离输油管有输油站和线路两大部分及辅助系统设施组成。
6、首站：输油管起点有起点输油站，也称首站，主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置；它的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。
末站：输油管的终点，有较多的油罐和准确的计量系统；任务：接受来油和向用油单位供油。
7、长距离输油管道上每隔一定距离设有截断阀（作用：一旦发生事故可以及时截断管道内流体，限制油品大量泄漏，防止事故扩大和便于抢修），输油管道截断阀的间距一般不超过32km。
8、长输管道的发展趋势有以下特点：①建设高压力、大口径的大型输油管道，管道建设向极低、海洋延伸；②采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材；③高度自动化；④不断采用新技术；⑤应用现代安全管理体系和安全技术，持续改进管道系统的安全；⑥重视管道建设的前期工作。
9、大型长距离输油管道建设要认真遵守以下程序：(1)根据资源条件和国民经济长期规划、地区规划、行业规划的要求，对拟建的输油管道进行可行性研究，并在可行性研究的基础上编制和审定设计任务书。
(2)根据批准的设计任务书，按初步设计(或扩大初步设计)、施工图两个阶段进行设计。
火力发电厂油气管道设计规程
目 次前言1范围2规范性引用文件3总则4燃油系统及管道4.1燃油系统4.2卸油管道4.3供油和回油管道4.4油罐和燃油加热器4.5油泵和油泵房4.6燃油管道设计计算4.7油管清扫和含油污水处理4.8油管伴热和保温4.9燃油管道布置4.10燃油管道附件选择4.11柴油发电机组油管道5润滑油和辅助油管道5.1一般规定5.2汽轮机润滑油管道5.3转动机械润滑油管道5.4润滑油处理系统及管道5.5事故放油管道5.6润滑油管道附件选择6天然气管道6.1一般规定6.2工艺计算6.3输气调压站6.4天然气管道布置6.5天然气管道安全泄放6.6天然气管道附件选择7压缩空气管道7.1一般规定7.2空气压缩机选择和布置7.3空气干燥净化装置7.4压缩空气管道布置8其他气体管道8.1一般规定8.2氢气管道8.3氧气管道8.4氮气管道8.5二氧化碳管道8.6真空管道8.7乙炔管道9油气管道支吊架设计9.1支吊架设置9.2支吊架最大允许间距9.3支吊架荷载计算9.4支吊架弹簧选择10油气管道安全防护10.1油漆防腐10.2防火间距10.3防火防爆10.4防雷接地11油气管道焊接和试验11.1焊接11.2压力试验11.3清管附录A（资料性附录） 设计常用数据条文说明前 言根据原国家经济贸易委员会电力司《关于下达2000年度电力行业标准制、修订计划项目的通知》（电力［2000］70号文）的要求，由西南电力设计院新编电力行业标准《火力发电厂油气管道设计规程》。
本标准的制定工作，积极贯彻并落实“安全可靠、经济实用、符合国情”的电力建设基本方针和原则，认真总结火力发电厂油气管道设计、安装调试和运行维护经验，参照有关国家标准、行业标准，同时吸收了国外燃油和气体标准的先进技术，使本标准既符合我国国情，又考虑与国际标准接轨。
由于本标准是首次制订，在今后颁布执行过程中仍需不断补充完善。
使用本标准的各方在油气管道设计时，除应符合本标准外，尚应符合国家法令法规、国家标准、电力行业标准和其他行业标准的有关规定。
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《油罐及管道强度设计》综合复习资料
一、填空
1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为 拱顶罐 、 外浮顶罐 、 内浮顶罐 三大种油罐。
2、罐壁板和管子的厚度负偏差是指 实际厚度与公称厚度之差 。
3、10万的直径大约为 80 米。
4、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是 等截面原则 。
5、如果沿壁厚t 为的立式油罐罐壁开一直径D 为的人孔，需要补强的金属截面积是 Dt 。
6、拱顶罐的罐顶曲率半径为 0.8~1.2 倍罐壁筒体直径。
7、柔性系数ij δ是指 j 方向的单位载荷在i 向产生的位移 。
8、5万米3油罐的直径大约为 60米 米（40米、60米、80米）。
9、拱顶罐的罐顶曲率半径为 0.8~1.2 倍罐壁筒体直径。
10、柔性系数ij δ是指 j 方向的单位载荷在i 向产生的位移 。
、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为 拱顶罐 、 外浮顶罐 、 内浮顶罐 三大种油罐。
11、罐壁厚度是根据 液压 荷载计算的。
12、当立式油罐的容积超过 3m 1000 时必须设计成变壁厚罐。
13、在材料和设计压力相同的条件下，曲管的壁厚比直管的壁厚 大 。
14、当操作温度高于安装温度时，通过 预先拉伸 可以减小Π型补偿器内的热应力。
二、简述题
1、 简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。
第一曲率半径：径线本身的曲率半径。
第二曲率半径：从回转壳上的点沿法线到回转轴的距离。
2、 浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由
拱顶罐：设置加强圈，适当增加壁厚，尽量不空罐。
外浮顶罐：设置抗风圈，设置加强圈，适当增加壁厚，尽量不空罐。
3、 平面管道热应力的大小与哪些因素有关，它们的变化如何影响热应力的大小？ 平面管道热应力与温差，管系形状，补偿器设置，冷紧、约束状况等有关。
4、 浮顶的设计必须满足哪些要求？
正常操作条件下，浮顶与储液紧密接触；
以上条件下，浮顶不发生强度和稳定性失效。
5、 油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关。
最大壁厚要求：由于现场难以进行回火处理，但要保证焊缝质量。
与材质和最低使用温度有关。
最小壁厚要求：为了满足安装和使用要求。
与油罐直径有关。
6、 简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。
答：第一曲率半径即经线的曲率半径。
第二曲率半径等于经线上的一点沿法线方向到回转轴的距离。
对罐壁：2/21D r r =∞=
对拱顶：D R r r )2.1~8.0(21===
7、 试比较油罐罐壁厚度计算的两种方法。
答：壁厚设计常用定点法和变点法。
（1）定点法简单易算，常用于中小型油罐的设计，它考虑了相邻圈板对最大环向应力位置的影响（只不过折减高度等于固定值）；若用定点法设计中大型油罐，相对浪费材料，而且第二圈圈板的厚度有可能不够。
（2）变点法可用于所有罐的壁厚设计，它不但考虑了相邻圈板对最大环向应力位置的影响，而且考虑了罐底对下边两圈的影响。
用变点法设计壁厚不但节省材料，而且强度有保证，更符合等强度设计原则。
8、 浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由
答：浮顶罐的抗风措施：设置抗风圈、必要时设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。
拱顶罐的抗风措施：适当减小呼吸阀的负压力、设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。
三、计算题
1、一拱顶罐的拱顶为4mm 厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm 2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa ，油罐操作正压力200mm 水柱，真空度50mm 水柱，顶板自重34kgf/m 2，活载荷（包括雪载）为800Pa ，油罐拱顶半径和罐壁直径R=D=7700mm ，顶板边缘切线与水平线的夹角 30=α，焊缝系数η=0.85，弹性模量E=2.1×105MPa 。
（1）验算拱顶的稳定性；（2）包边角钢是否满足强度要求。
提示：（1）先求出球壳的许用压力，然后与外压进行比较。
（2）求出包边角钢需要的最小截面积，然后与实际值进行比较即可。
2、有一敞口容器放在地面上，其中装满重度γ为的液体，上下筒体壁厚皆为t ，图中尺寸已知，求离罐底H/2处的径向应力和环向应力。
（10分）
提示：径向应力由储液产生的向上压力计算；环向应力直接由微元平衡方程求。
h
H
3、试推导直管道壁厚的设计公式。
（10分）
p q D
r r z -==∞=2θϕ
ϕσθ][20
0=⋅=t D p t N ϕσ][20pD t =∴。