等温及热油管道设计课程设计

东北石油大学课程设计

课程输油管道设计与管理

题目等温及热油管道设计

院系石油工程学院

专业班级油气储运工程11-2班

东北石油大学课程设计任务书

课程输油管道设计与管理

题目等温及热油管道设计

一、主要内容

了解石油管道特点、石油管道发展概况、石油管道设计内容及方法，石油管道的一般设计步骤，了解等温输油管道设计和热油管道设计的基本参数，并能准确的进行计算。培养理论联系实际、分析问题、解决问题和充分利用计算机技术进行工程设计的能力。

二、基本要求

等温管道的设计要求，根据基本参数，按平均地温作以下计算和设计：

1.按米勒和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数，并比较计算结果的相对差值。

2.若改输汽油，按列宾宗公式和伊萨也夫公式计算水力摩阻系数，并比较计算结果的相对差值。

3.输送柴油的工艺计算：

（1）用最小二乘法求泵特性方程，比较计算与实测值的相对误差。

（2）确定泵站泵机组的运行方式及台数（不计备用泵）。

（3）按列宾宗公式计算水力坡降，求所需泵站数并化整。

（4）用解析法求工作点。

（5）在管线纵断面图上布置泵站。

（6）根据站址计算全线各站进、出站压力，检查全线动静水压力。

（7）计算冬季地温3℃时，输送柴油的工作点及各站的进、出站压力，并与年平均地温时的进、出站压力比较。

（8）从起点到翻越点，计算站间距L f/ n，起点至各站的平均站间距L j /j，据此定性分析油品粘度变化时各站压力的变化趋势，对比⑥、⑦的计算结果是否符合这个规律，若不符合，请说明原因。

热油管道设计要求，根据基本参数，作如下计算：

1.按进出站油温在60-25℃之间，计算所需加热站数及站间距，首站进站油温为25℃。

2.按平均温度法计算站间摩阻，选泵及泵的组合方式，确定所需泵站数（进站油温为25℃）。

3.在管线纵断面图上布置加热站、泵站；并按泵站、加热站尽量合并的原则，

调整站数或站址。

4.选择各站加热炉。

5.按任务输量，计算冬季全线月耗油量。

6.若管线投产初期的输量在三、四年内仅为100万吨/年，在设计中应考虑什么问题？（工艺计算、加热站数、泵站数、主要设备选择、站址选择等方面）。

7.若夏季地温为15℃，各加热站要求停运一台加热炉进行检修，你的设计能满足要求吗？

8.若最后一个泵站停运，该管线可能达到的输量应如何求解？（从两种运行方式考虑，即开式和闭式）。

三、参考资料

[1]杨筱蘅，张国忠.输油管道设计与管理[M].石油大学出版社.1996.8.

[2]吴宏译.管道设计与施工使用方法[M].石油工业出版社.2004.3.

[3]曲慎扬.原油管道工程[M].石油工业出版社.1991.4.

[4]唐智圆等.世界著名管道工程[M].石油工业出版社.2002.6.

[5]蒋华义.输油管道设计与管理[M].石油工业出版社.2010.8.

目录

一、课程设计的目的及意义 (1)

二、石油管道概述 (2)

（一）石油管道的特点 (2)

（二）石油管道的发展概况 (2)

（三）石油管道的设计内容及方法 (3)

（四）石油管道的一般设计步骤 (3)

三、等温输送管道设计 (6)

（一）基本参数 (6)

（二）计算（设计）内容及步骤 (6)

四、热油管路设计 (15)

（一）基本参数 (15)

（二）计算（设计）内容及步骤 (16)

结束语 (21)

参考文献 (22)

一、课程设计的目的及意义

管输工艺是油气储运专业的一门主要专业课程。主要内容包括：输油管道勘察设计；等温及热油输送管道、顺序输送管道的工艺计算；热油管道的运行管理等内容。其中，等温管道和热油管道的设计是该门课程的重点问题，但在课堂理论教学的过程中，学生参与实际设计计算的机会较少，为使学生真正掌握等温和热油管道的设计，在学生学习理论知识后，辅以实际问题的设计计算，是十分必要的。

通过课程设计环节的训练，使学生掌握油气储运领域中常规的工程设计的基本内容和方法。通过让学生根据管道实际里程高程，泵和加热炉等资料，综合运用所学的专业知识，进行等温管道和热油管道的设计，以培养学生理论联系实际、分析问题、解决问题和充分利用计算机技术进行工程设计的能力。

二、石油管道概述

（一）石油管道的特点

1.运量大。不同于车、船等其他运输方式，输油管道可以连续运行。一条管径为720毫米的管道就可以每年运送易凝高黏原油2000多万吨，一条管径1200毫米的原油管道年运输量可达1亿吨。

2.建设投资相对较小，占地面积少，受地理条件限制少。占用土地少。管道可以从河流、湖泊、铁路、公路下部穿过，也可以翻越高山，横穿沙漠，一般不受地形与坡度的限制，可以缩短运输里程。

3.由于埋于地下，基本不受气候影响，可以长期稳定运行。

4.管道输送设备运行比较简单，易于就地自动化和进行集中遥控。先进的管道增压站已完全做到无人值守。由于节能和高度自动化，用人较少，使运输费用大大降低。

5.沿线不产生噪声，有利于环境保护。

6.漏失污染少，据近10年西欧石油管道统计漏失污染仅为输送量的4%。（二）石油管道的发展概况

现代的管道输油开始于19世纪中叶，1865年美国宾夕法尼亚建成了世界上第一条输油管道，管道直径50mm，长约10km，之后输油管道虽在世界范围内有所发展但也较为缓慢，直到第二次世界大战，当时的美国因战争需要开始大规模建设长距离输油管道。二战结束后，世界范围内兴建了多条大型跨国界输油管道，且一批海洋输油管道也得到建成，海底管道已经深达海底100多米。美国目前拥有约30万公里的输油管道，中国的输油管道起步于1950年代，目前已经拥有约3万公里的输油管道系统，俄罗斯和中东国家也拥有复杂的输油管道系统。

连接俄罗斯和东欧的“友谊”输油管道是截至目前世界上最长的输油管道，起自俄罗斯的阿尔麦季耶夫斯克至匈牙利、捷克、斯洛伐克、波兰和德国。为双线：一线长5500公里，管径1.05米，年输油能力5000万吨；二线长4412公里，管径1.22米，年输油能力7000万吨，该管道承担东欧国家的重要能源供给。美国的阿拉斯加原油管道是美国的一条重要输油管道，长度为1287km，曾经在2011年因为泄漏事故关闭数日导致世界原油价格大幅上涨。中缅油气管道是2013年投入使用的一个由缅甸向中国输送原油和天然气的油气管道，年设计输送能力为2000万吨，相当于约每日40万桶，管道全长793公里，起于缅甸皎漂市，从云南