热油管道输送工艺方案设计

管 道 的实 际壁 厚要按 计 算壁 厚 向上调 整 至相 近
的公称 壁厚 。
—
—
Ｑ — — 平均 温度下 的原 油流 量 ，ｍ／。 ｓ ２ ５ 加热站 、泵 站 的确 定和 布置 ． 热 油 管道 工 艺 设 计 过程 是 首 先 进行 热 力 计 算 ，
３ ）列 出不 同工 艺 参数 （ 径 、输送 压 力 ）组 管 合 的可供对 比的方案 。 ４ ）利用 计 算 公 式 或采 用 工 艺 计 算 软件 ，对 每
管 径及 壁 厚 三个 要 素来 描述 ；泵站 部 分可 以用 进 出
加 热站 进站 油 温 主要取 决 于经 济 比较 ，对凝 点
站 压 力及 泵站 数 等要 素 来描 述 ；热 站 部分 可 以用 进 较 高 的 含蜡 原 油 ， 由于 在 凝 点 附 近 时 黏 温 曲 线 很
出站 原油 温度 及 热站 数 等要 素来 描 述 。在 管 道 的线 陡 ，故其 经 济进站 温度 常 略高 于凝点 。
— —
摩 阻 系数 ； 输 油管 道 的内直径 ，ｍ；
—
材料 的最 低屈 服强 度 ，Ｍ ａ Ｐ； 焊 缝 系数 ，直缝 电阻焊 管取 １ 。 ． ０
Ｌ—— 管道 长度 ，ｍ；
— —
Ｋ —— 设计 系 数 ，站外取 ０７ ； ．２
— —
—
原 油在管 道 内的平 均流 速 ，ｍ／； ｓ 重力加 速度 ，９８ ； ．１ ／ ｍ ｓ
２ 输 送 工 艺 的计 算
２ １ 热 力计 算所 需的 物性 参数 ．
至 少应分 别按 其最 低及 最 高 的月 平均 温度来 计算 。
２ ３ 热油 管道 的热 力计算 ．
管 道 考 虑 摩 阻 损 失 的 热 效 应 ， 温 降 按 下 式
计算 ： ．
１ ）原 油 的物性 参数 ：密 度 、黏 度 、凝点 等 。 ２ 土壤 的导 热 系数 。土 壤 的导 热 系 数 取 决 于 ） 土 壤 的种 类及 土 壤 的孔 隙度 、温度 、含水 量 等 ，其
例 ，详 细 介 绍 了如 何 设 计 输 送 工 艺 方 案 。
关键 词 热油 管道 方案设 计 水 力 热 力计 算
Ｄ ： ０． ９ ９ ｉ ｉ ＳＩ２ ９ — ４ ３． ０ １ ０ ０ ２ Ｏｌ １ ３ ６ ／ ． Ｓ Ｆ ０ ５ １ ９ ２ １ ． ９． ０ ．
１ 输 送 工 艺 的设 计 要 素
ｈ＝ ，Ｌ ：－ ｔ
一
／Ｌ － ＇］
（ ５）
ｃ
，
“
Ｂ ： ｚ ｒ ｄ‘
Ｃ Ｑｖ
（） ３
式中：
— —
钢管 的计算 壁厚 ，ｍｍ；
式中： ｈ—— 管 道 内沿程水 力摩 阻损 失 ，ｍ；
— —
Ｐ—— 设计 内压 力 ，Ｍ ａ Ｐ； Ｄ —— 钢管 外径 ，ｍ ｍ；
— —
（） ４
热 带 草 原 气 候 。全 年 气 候 划 分 为 雨 季 （ ６月 一 １ ０
月 ）和旱 季 （ 月一 来 年 ５ ） １ １ 月 。全 年 最 不利 于原 油输 送 的地 温条 件 出现在 雨 季 ，故按 雨季 最低 月平 均 地温 为 ２ ８℃进行计 算 。
经济 流 速 ，ｍ／。 ｓ
方案 １方案 ２方案 ３方案 ４方案 ５方案 ６方案 ７
８８ ８８ ８８ ８８ ８８ ８８ ８８ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ５ ８ ５８ ５９ ５９ ６０ ６０ ７１ ０ ０ ５ ５ １ １ １
２７ ２７ ２７ ２７ ２７ ２７ ２７ １ １ １ １ １ １ １ ７ ． ７ ８ ７ ． ７ １ ０ ５ ３ ６４ ． ５ ． ３ １ ０ ３ ． ７ ６ ． ４ ３ ２ ． ７ ． ４ １ ６４ ０ ．
土 壤 导热 系数 。应在 不 同季 节 ，在 管 道沿 线 每隔 一
定 距离 ，测定 土 壤导 热 系数 ，也 可 以取土 样 在实 验
ｔ—— 管道 中心处最 冷 月平均 地温 ，ｏ 。 Ｃ；
Ｌ—— 管 道长 度 ，ｍ； ． ｉ — 流量 为 ｇ — 时 的水 力坡 降 ，ｍ ｍ； ／
ｇ — — 原 油 流 量 ，ｍ ／。 ｓ
格选 取 几种直 径 。
２ ４ 热 油管道 的水 力计 算 ． 管道 内沿程 水力 摩 阻按 以下 公式 计算 ：
Ｔ Ｔ，２
根 据 所 选 管 径 ，结 合 压 力 等 级 ，按 下 式 计 算
壁厚：
（） ２
厶
二 。
高 于初 馏 点 ，以免 影 响泵 的吸 人 。另外 ，在 确定 加
热 温度 时 ，还需 要 考虑 防腐 层 和保 温层 的耐 热能 力
对 于 热 油 管 道 ，其 总 体 工 艺 设 计 方 案 涉 及 管 是 否 适 应 。
．． 道 、泵 站 、热 站 三个 方 面 。管 道 部 分 可 以用 管 材 、 ２ ２ ２ 加 热 站 进 站 油 温 的 选 择
油 任务 ，可 以有 许 多个 由不 同 的工艺 参数 组合 而 成 工艺 计算 的结 果进 行 经济评 价 ，在 理论 计算 与 合理
的方案 。这 些方 案 在技 术上 都是 可行 的 ，但 在经 济 的工 程评 价相 结合 的基础 上 ，最终 推荐 一 个符合 １ 上 不一 定合 理 。 因此要 找 到一个 在经 济上 最优 的方 程实 际情况 和年 费用 现值 最小 的丁艺 方案 。
４ ）土 壤 传 热 系数 。根 据 管道 经过 区域 的 土 壤
以算 得 的理 论 内径 为 中心 ，参 照 管子 的实 际规 性 质 及环 境条 件 ，参 考相关 运 行工 艺参 数及 国内有
４ ｗ ． ｓｊ． ｍ １ ｗｓ ｈｎ ｏ ｗ ｙ ｃ
试驹 ・ 研究
关 标 准 ，选 取 旱 季 土 壤 导 热 系数 取 １１ ／ ・ ） ．ｗ （ Ｋ ， ｍ 雨 季 土壤 导热 系数 选取 ２０Ｗ／ｍ・ ） ． （ Ｋ。 ５ ）加 热 站 原 油进 出站 温 度 。本 管 道 全 线 按 加 热 密 闭 输 送 工 艺设 计 ，进 站 最 低 油 温 按 凝 点 以 上
案 。 目前 ，设计 单位 在 工程 实践 中广 泛使 用 的是方
案 比选 法 。其 具体 的步 骤如 下 ： 内壁 粗 糙度 ，所 输 油 品物 性 ，设 计输 量 ，管 道年 Ｔ 作 天数 ，进 、出站 油温 ，管 道埋 深处 全年 、最冷 月
４ 以某 热 油管 道 为 例
管道 全长 约 ２ ７ｋ １ ｍ。管 道沿线 地 形总 体起 伏不 大 ，以平 原为 主 ，草 原与 丛林共 生 ，局部 为草 原 。
．． 路 走 向 、所输 油 品物 性 、输 量 等外 部 因素 已定 的前 ２ ２ ３ 地 温 丁 的 确 定
提 下 ，一 旦上 述 设计 要 素确 定 ，之确定 … 。
对 于埋地 管道 ， 丁取管 道埋 深处 的土壤 自然 温 度 。 丁是 随 地 区 、季 节 变化 的 ，设 计 热油 管 道 时 ，
表 ２ 不 同方 案 设 计 输 量 下 水 力热 力 计 算 结 果 （ 雨季 ）
方 案号
设计输量／ｍ・ （ ｈ ） 管径／ｍ ａ ｒ
长度／ ｋ ｍ 首站出站压力／ Ｐ Ｍａ 设计压力／ Ｐ Ｍａ 管材 壁厚／ ｍ ａ ｒ 耗钢量／ １ｔ ０ 首站泵的扬程／ ｍ
ｌ
中含 水 量 的 影 响最 大 。 管 道 沿 线 不 同地 区 土壤 种 类 、性 质 不尽 相 同 ，同一管 段在 不 同季节 ，土壤 的 导 热 系数 也不 同 ，因此 很难 通过 计 算 得 出较 准确 的
一
一
＝ ｅ
式中：
ｔ—— 管 道起 点原 油 温度 ，ｏ Ｃ； ｔ—— 管道 终点 原油 温度 ，℃ ； ２
得 出全 线所 需加 热 站数 。再 按加 热站 间管 道进 行水 种方 案进 行水 力 、热力 计算 ，确定 各种 管径 方 案 的 力计 算 ，根 据全 线所 需 压头 计算 所需 泵站 数 和泵 的 泵站 及加 热站 数 ，加 热温度 ，泵 的功率 ，加 热 炉热
功率 。为 了便 于生 产管 理 ，应尽 可 能使加 热 站与 泵 负荷 ，全线 耗油 量 、耗 电量 。
试验・ 硼究
＿
热 油 管 道 输 送 工 艺 方 案 设 计
刘倩 武松 ［ 中国石油大学 （ 北京）】
摘要 热油 管道 输 送 工 艺方 案 的设 计 ，在 很 大程 度 上影 响 了管道 在 整个设 计 寿命 期 内的运 行 效 率和 技 术 经 济效 果 。 为 了在 预 定 的运 行 寿 命期 内完成输 油任 务并 获得 最 佳 的经 济效 益 ，合 理 制 定 热油 管 道 的输送 ＿ 艺方案 ，对 热油 管 道 的建设 和 运 行具有 重要 意 义 。以 某条 热油 管道 为 Ｔ －
１０７ ／ ６ ｍ ｈ。
２ ）计 算 管径 和壁 厚 。按 照 经 济流 速 初 选 几 种 ８ ３２ｋ／ ６ ． ｇ ，凝 点 为 ３ ｍ ２℃ 。
３ ）管 道沿 线 地 温 。本 管道 工 程 建 设 区域 均 为
Ｄ＝ ． ８Ｊ ／ ０ １８Ｑ ￣ ｏ
式 中： Ｄ —— 管道 理论 内径 ，ｍ； Ｑ—— 规定输 量 ，ｍ ／； ｈ
ｇ— — 重 力 加 速 度 ，９８ ｓ； ．１ ｍ／
室 测定 或在 现场 用探 针 法测 量 。
２ ２ 温度 参数 的确 定 ． ２ ２ １ 加 热站 出站 油 温 的选 择 ．．
考 虑 到原 油难 免 含 水 ，故其 加 热 温度 一 般不 超 过 １ ０ｏ ０ Ｃ。如 原 油为 加 热后 进 泵 ，其 加 热 温度 不 应
１ ）确 定 主要 工艺 参 数 。包 括 管道 长 度 ，管 道 ４ １ 管 道 概 况 ．