石油管道传热系数表
流速与总传热系数经验值表格
流体
污垢热阻Rd/（m²·℃·kw—1)
流体
污垢热阻Rd/(m²·℃·kw—1）
水（u〈1m/s,t〈47℃)
蒸馏水
海水
清洁的水
未处理的凉水塔用水
已处理的凉水塔用水
已处理的锅炉用水
硬水、井水
水蒸汽
优质－不含油
劣质－不含油
0。09
0。09
0。21
0.58
0。26
0。26
0。58
0.052
233～582
198～233
233~465
116~349
58～233
2326～4652
1745~3489
1163～1071
582～2908
582～1193
291～582
114~349
582～1163
116～349
58～174
582~1163
174～349
814~1163
698~930
756
Pa.s=1000cP=1000mPa。s=10P=10dPa。s
水
水（流速为0。9～1.5m/s)
水流速较高时)
轻有机物μ＜0.5mPa·s
中有机物μ=0.5～1mPa·s
重有机物μ＞1mPa·s
轻有机物μ＜0.5mPa·s
有机溶剂μ=0。3～0。55mPa·s
轻有机物μ＜0。5mPa·s
中有机物μ=0。5～1mPa·s
重有机物μ＞1mPa·s
水蒸气（有压力）冷凝
0。09
水蒸汽
优质－不含油
劣质－不含油
往复机排出液体
处理过的盐水
有机物
燃料油
焦油
原油稳定 埋地沥青绝缘集输油管道总传热系数K选用表
原油稳定埋地沥青绝缘集输油管道总传热系数K选用表5.4原油稳定5.4.1油田内部原油应通过技术经济评价确定是否进行稳定处理。
当油田内部原油蒸发损耗低于0.2％时，可不进行原油稳定。
5.4.2原油稳定装置前的原油集输工艺流程应密闭。
5.4.3原油稳定宜与原油脱水、原油外输统筹设计，合理利用能量。
5.4.4原油稳定的深度应根据原油中轻组分含量、稳定原油的储存和外输条件确定。
稳定原油在最高储存温度下的饱和蒸气压的设计值不宜高于当地大气压的0.7倍。
5.4.5原油稳定采用负压闪蒸、正压闪蒸或分馏工艺，应根据原油组成、油品物性、稳定深度、产品要求及其相关的集输工艺流程，经技术经济对比后确定。
5.4.6进行原油组分分析的油样应具有代表性。
原油稳定的设计进料组成应由原油中的轻组分含量和原油蒸馏标准试验数据拟合而成。
原油蒸馏标准试验的最重馏分的沸点宜高于500℃。
5.4.7原油稳定装置的设计能力应与所辖油田或区块的产油量相适应，允许波动范围宜取80％～120％，装置的年运行时数宜取8000h。
在工程适应期内，装置负荷率不应低于60％。
5.4.8原油稳定装置应有进油总管自动关断和事故越装置旁路流程，旁路的原油不应直接进入浮顶罐。
5.4.9原油稳定装置生产的轻烃应密闭储运或处理，生产的不凝气应就近输入天然气凝液回收系统回收利用。
5.4.10原油稳定装置产生的污水应密闭收集，与原油集输系统产生的污水统一处理。
5.4.11原油稳定装置的设计，应符合现行行业标准《原油稳定设计规范》SY／T0069的有关规定。
5.4原油稳定5.4.1原油稳定的目的在于降低原油在储运过程中的蒸发损耗、合理利用油气资源、保护环境、提高原油在储运过程中的安全性。
原油蒸发损耗低于0.2％时，已经达到现行行业标准《油田地面工程设计节能技术规范》SY／T6420-2008的控制指标，此时原油中C1～C4的轻组分含量通常小于0.5％，进行稳定处理经济效益差。
输油管道设计与管理
在东北和华在北西地北区地，区先，后克建独成线了、庆克铁乌线线、担铁负了克拉玛依油田的原油外输任务；花 大线、铁秦格线线、担秦负京了线青、海铁油扶田线的、原抚油鞍外线输和任务；马惠宁线、靖咸线担负了长庆油 任了京大线庆，油形 田田成 、的了 辽原规 河油输模 油外任较 田输务大 、任。的 华务东 北；北 油库阿管 田鄯尔网 的线善油， 原担-赛管担 油负汉道负 外了塔塔拉里原木油田的原油外输任务。
H 泵站特性曲线
HA A
管路特性曲线
QA
Q
3、输油泵站的工作特性
输油泵的基本组合方式一般有两种：串联和并联
q1
Q
Hc
q2
例：阿赛线首站工艺流程图
例如两台泵并联时，若一台泵停运，由特性曲线知，单 泵的排量q>Q/2，排量增加，功率上升，电机有可能过载。
H
管路
并联 单泵
Q/2
q
Q
(2) 串联泵站的工作特性
1977年，俄罗斯建成了第二条“友谊”输油管道，口径为1220mm,长为4412km。两条管线的输量约为1 亿吨/年。 1977年，美国建成了世界上第一条伸入北极的横贯阿拉斯加管道,口径为1220mm，全长为1287km。年输 量约为1.2亿m3，不设加热站，流速达3m/s，靠摩擦热保持油温不低于60℃，投资77亿美元。
6、翻越点 如果使一定数量的液体通过线路上的某高点所需的压头比输送到终点所需的压头大，且在所有 高点中该高点所需的压头最大，那么此高点就称为翻越点。
F Hf
H
Lf
例：阿赛线2#站至3站翻越点
1700
1600
1500
1400
高 度 （m）
1300
1200
1100
油气管道总传热系数的计算与分析
油气管道的 总 传 热 系 数 （ＯＨＴＣ）是 管 道 设 计、 运行监控的重 要 参 数。 对 于 热 油 管 道 而 言，总 传 热 系数决定了热油管 道 热 损 失，对 管 道 能 耗 和 安 全 经 济运行具有决定性影响。对于长输及站内天然气管 道而言，监控总传 热 系 数 便 于 识 别 和 防 范 站 内 管 线
控至关重要。为了解决设计阶段依据规范和手册的可参考值有限以及现有工艺分析软件在模型描述上存在不足
等问题，根据热阻原理分析了设计过程中常用管道模 型 的 总 传 热 系 数 计 算 方 法，编 制 了 具 备 常 见 模 型 模 块 和 自 定
义模块的 ＯＨＴＣ 计算软件，该计算软件提高了油气管道总传热系数的计算精度，简化并完善了设计计算。
关 键 词 ：油 气 管 道 ； 总 传 热 系 数 ； 热 阻 ； 编 制 软 件
中 图 分 类 号 ：ＴＥ８３２
文 献 标 志 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．１２０５３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８２５６５．２０１９．０１．００７
犆犪犾犮狌犾犪狋犻狅狀犪狀犱犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犗狏犲狉犪犾犾犎犲犪狋犜狉犪狀狊犳犲狉 犆狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳犗犻犾牔 犌犪狊犘犻狆犲犾犻狀犲狊
第 ２７ 卷 第 １ 期
北京石油化工学院学报
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．１
２０１９ 年 ３ 月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｍａｒ．２０１９
３０
北京石油化工学院学报
２０１９ 年 第 ２７ 卷
《ＧＢ５０３５０ 油田油气 集 输 设 计 规 范》［３］，但 管 径 系 列 部环境的散／吸热均可归纳为：管道内部流体放热热
常用换热器的传热系数K的大致范围
700~2000
水蒸汽凝结
沸腾液
1000~3500
冷水
搅动液
900~1400
不蒸汽凝结
液
280~1400
清水
清水
600~900
高压气
搅动液
100~350
铜管200~300 bar
Байду номын сангаас套管式
气
气
10~35
高压气
气
20~60
200~300 bar
高压气
高压气
170~450
200~300 bar
高压气
清水
经常使用间壁式换热器的传热系数的大致范围
宇文皓月
热交换器形式
热交换流体
传热系数
（W/ m2·℃）
备注
内侧
外侧
管壳式（光管）
气
气
10~35
常压
气
高压气
170~160
200~300bar
高压气
气
170~450
200~300bar
气
清水
20~70
常压
高压气
清水
200~700
200~300bar
清水
清水
1000~2000
油
清水
300~370
板翅式
清水
清水
3000~4500
冷水
油
400~600
以油正面积为准
油
油
170~350
气
气
70~200
空气
清水
80~200
空气侧质量流速12~40kg/m2·s
200~600
200~300 bar
输油管道工程设计规范
1总则1. 0. 1为在输油管道工程设计中贯彻执行国家现行的有关方针政策，保证设计质量，提高设计水平，以使工程达到技术先进、经济合理、安全可靠及运行、管理、维护方便，制定本规范。
1.0.2本规范适用于陆上新建、扩建或改建的输送原油、成品油、液态液化石油气管道工程的设计。
1. 0. 3输油管道工程设计应在管道建设、营运经验和吸取国内外先进科技成果的基础上合理选择设计参数，优化设计。
1. 0. 4输油管道工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2术语2. 0. 1输油管道工程oil pipeline project用管道输送原油、成品油及液态液化石油气的建设工程。
一般包括输油管线、输油站及辅助设施等。
2.0.2管道系统pipeline system各类型输油站、管线及输送烃类液体有关设施的统称。
2.0.3输油站oil transport station输油管道工程中各类工艺站场的统称。
2.0. 4首站initial station输油管道的起点站。
2. 0. 5末站terminal输油管道的终点站。
2. 4. 6中间站intermediate station在输油首站、末站之间设有各类站场的统称。
2. 0. 7中间热泵站intermediate heating and pumping station在输油首站、末站之间设有加热、加压设施的输油站。
2. 0. 8中间泵站intermediate pumping station在输油首站、末站之间只设有加压设施的输油站。
2.0.9中间加热站intermediate heating station在输油首站、末站之间只设有加热设施的输油站。
2. 0. 10输人站input station向管道输入油品的站。
2. 0. 11分输站off-take station在输油管道沿线，为分输油品至用户而设置的站。
2. 0. 12减压站pressure reducing station由于位差形成的管内压力大于管道设计压力或由于动压过大，超过下一站的允许进口压力而设置减压装置的站。
换热器的传热系数K.
介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是：1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。
水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003实际运行还少有保守。
有余量约10%冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃)水水 850～1700水气体 17～280水有机溶剂 280～850水轻油 340～910水重油60～280有机溶剂有机溶剂115～340水水蒸气冷凝1420～4250气体水蒸气冷凝30～300水低沸点烃类冷凝 455～1140水沸腾水蒸气冷凝2000～4250轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。
K值通常在800~2200W/m2·℃范围内。
列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。
螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。
板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。
1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
管道总传热系数计算
1管道总传热系数管道总传热系数就是热油管道设计与运行管理中得重要参数。
在热油管道稳态运行方案得工艺计算中，温降与压降得计算至关重要，而管道总传热系数就是影响温降计算得关键因素，同时它也通过温降影响压降得计算结果。
1、1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递得热量，它表示油流至周围介质散热得强弱。
当考虑结蜡层得热阻对管道散热得影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式： 1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D a a l l -+轾骣犏琪桫犏=+++犏犏犏臌å （1-1）式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)；e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径得平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；n D ——管道内直径，m ；w D ——管道最外层直径，m ；1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)；2α——管外壁与周围介质得放热系数，W/(m 2·℃)；i λ——第i 层相应得导热系数，W/(m·℃)；i D ，1i D +——管道第i 层得内外直径，m ，其中1,2,3...i n =；L D ——结蜡后得管内径，m 。
为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径得导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境得放热系数2α。
（1）内部放热系数1α得确定放热强度决定于原油得物理性质及流动状态，可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 与流体物理性质准数r P 间得数学关系式来表示[47]。
在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr <g 时：1 3.65y d Nu a l== （1-2） 在层流状态（Re<2000），当Pr 500Gr >g 时： 0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr a l 骣琪==鬃琪桫（1-3） 在激烈得紊流状态（Re>104），Pr<2500时： 0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y b d l a 骣琪=鬃琪桫 （1-4）在过渡区(2000<Re<104)（1-5）式中：u N ——放热准数，无因次；——流体物理性质准数，无因次； ——自然对流准数，无因次；——雷诺数；0(Re )f K f =——系数；d ——管道内径，m ；g ——重力加速度，g ＝9、81m/s 2；υ——定性温度下得流体运动粘度，m 2/s ；C ——定性温度下得流体比热容，J/(kg·K)； v q ——流体体积流量，m 3/s ；ρ——定性温度下得流体密度，kg/m 3；β——定性温度下得流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算：（1-6）f λ——定性温度下得流体导热系数，原油得导热系数f λ约在0、1～0、16 W/(m ·K)间，随温度变化得关系可用下式表示：（1-7）15f ρ——l5℃时得原油密度，kg/m 3；f t ——油(液)得平均温度，℃；b t ——管内壁平均温度，℃；204d ——20℃时原油得相对密度。
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埋地沥青绝缘集输油管道总传热系数K [W/（m2）]
土壤湿度
稍湿
（含水率＜15%）
中等湿度
（含水率15%~23%）
潮湿
（含水率＞23%）
水田及地下
水中
管道公称
直径（mm）
总传热系数
K
50 3.72 4.65 5.81 7.56 65 3.37 4.30 5.47 6.98 80 3.14 4.07 5.12 6.40
100 2.79 3.72 4.65 5.81 150 2.56 3.49 4.19 5.23 200 2.33 3.02 3.72 4.65 250 2.09 2.79 3.49 4.19 300 1.86 2.56 3.02 3.72 350 1.74 2.33 2.79 3.49 400 1.63 2.09 2.56 3.26 500 1.40 1.74 2.33 2.91 埋地硬质聚氨酯泡沫塑料保温集输油管道总传热系数K [W/（m2「C）]
土壤湿度
稍湿
（含水率＜15%）
中等湿度
（含水率15%~23%）
潮湿
（含水率＞23%）
水田及地下
水中
管道公称
直径（mm）总传热系数
K
保温厚
度30mm 50 1.58 1.67 2.10 2.51 65 1.47 1.58 1.88 2.36 80 1.36 1.47 1.78 2.20 100 1.26 1.36 1.67 2.04 150 1.15 1.21 1.52 1.84 200 1.04 1.15 1.41 1.78 250 0.95 1.04 1.26 1.58
保温厚
度40mm 50 1.36 1.41 1.78 2.14 65 1.26 1.31 1.62 1.98 80 1.15 1.21 1.52 1.88 100 1.04 1.10 1.41 1.73 150 0.95 0.99 1.26 1.58 200 0.89 0.95 1.15 1.41 250 0.84 0.89 1.04 1.31
含水率：土壤中水的质量与固体颗粒质量之比。
埋地沥青绝缘采集气管道总传热系数K [W/（m2•C ）]选用表
土壤湿度
稍湿
（含水率＜15%）
中等湿度
（含水率15%~23%）
潮湿
（含水率＞23%）
水田及地下
水中
管道公称
直径（mm）
总传热系数
K
50 5.81 6.62 7.55 8.14 65 5.23 5.81 6.62 7.21 80 4.88 5.58 6.16 6.74
100 4.41 5.11 5.69 6.28
150 3.60 4.18 4.76 5.23
200 3.02 3.48 4.07 4.65
250 2.67 3.14 3.60 4.07
300 2.20 2.55 2.90 3.25
400 1.86 2.09 2.44 1.79 含水率：土壤中水的质量与固体颗粒质量之比。