那晚越女说我?
范文一：输油管道工艺设计
管道输送工艺设计
某油田计划铺设一条180公里、年输量为300万吨的热油管道，管线经过区域地势平坦。 设
设计要求: 计
1)采用的输送方式;2)管道规格;3)泵站位置; 内
4)选用泵机组的型号，包括泵运行的方式、原动机的种类和型号; 容
5)至少采用两种设计方案，并进行经济比较;6)计算最小输量。 及
要
求
地温资料:
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
地温? 5 6 7 8 9 11 12 13 12 10 8 7 设最大运行压力7.0MPa，末站剩余压头60m，局部摩阻为沿程摩阻的1.2%计，20?相对密度0.867，计 50?粘度9.6mPa.s。
粘温指数0.038。进站温度控制在39?。土壤导热系数1.2W/(m)?)，埋地深度1.6m。最高参输送温度70?，最低输送温度35?。 数
1
目录
1 总论............................................................................................................................................... 3
1.1 设计依据及原则 ............................................................................................................... 3
1.1.1 设计依据 ............................................................................................................... 3
1.1.2 设计原则 ............................................................................................................... 3
1.2 总体技术水平 ................................................................................................................... 3 2 输油工艺....................................................................................................................................... 4
2.1 主要工艺参数 ................................................................................................................... 4
2.1.1 设计输量 ............................................................................................................... 4
2.1.2 其它有关基础数据 ............................................................................................... 4
2.2 主要工艺技术 ................................................................................................................... 4 3 工程概况....................................................................................................................................... 4
4 设计参数....................................................................................................................................... 4
4.1 管道设计参数 ................................................................................................................... 4
4.2 原油物性 ........................................................................................................................... 4
4.3 其它参数 ........................................................................................................................... 5 5 工艺计算....................................................................................................................................... 5
5.1 输量换算 ........................................................................................................................... 5
5.2 管径规格选择 ................................................................................................................... 6
5.2.1 选择管径 ............................................................................................................... 6
5.2.2 选择管道壁厚 ....................................................................................................... 6
5.3 热力计算 ........................................................................................................................... 7
5.3.1 计算K值 ............................................................................................................... 7
5.3.2 计算站间距 ......................................................................................................... 10
5.4 水力计算 ......................................................................................................................... 15
5.4.1 计算输油平均温度下的原油运动粘度 ............................................................. 15
5.4.2 判断流态 ............................................................................................................. 16
5.4.3 计算摩阻 ............................................................................................................. 17 6 设备选型..................................................................................................................................... 18
6.1 设备选型计算 ................................................................................................................. 18
6.1.1 泵的选型 ............................................................................................................. 18
6.1.2 原动机的选型 ..................................................................................................... 19
6.1.3 加热设备选型 ..................................................................................................... 19
6.2 站场布置 ......................................................................................................................... 20 7 最小输量..................................................................................................................................... 22
8 设计结果..................................................................................................................................... 23
9 动态技术经济比较(净现值法) ............................................................................................. 25 参考文献......................................................................................................................................... 26
2
1 总论
1.1 设计依据及原则
1.1.1 设计依据
(1)国家的相关标准、行业的有关标准、规范;
(2)相似管道的设计经验;
(3)设计任务书。
1.1.2 设计原则
1)严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。 (
(2) 采用先进、实用、可靠的新工艺、新技术、新设备、新材料，建立新的管理体制，保证工程项目的高水平、高效益，确保管道安全可靠，长期平稳运行。
(3)节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。站场的布置要与油区内各区块发展紧密结合。
(4) 在保证管线通信可靠的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。提高自控水平，实现主要安全性保护设施远程操作。
(5)以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。
1.2 总体技术水平
(1)采用高压长距离全密闭输送工艺。
(2)采用原油变频调速工艺。
(3)输油管线采用先进的SCADA系统，使各站场主生产系统达到有人监护、自动控制的管理水平。既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行，也保证了管道在异常工况时的超前保护，使故障损失降低到最小。
(4)采用电路传输容量大的光纤通信。给全线实现SCADA数据传输带来可靠的传输通道，给以后实现视频传输、工业控制及多功能信息处理提供了可能。
(5)在线路截断阀室设置电动紧急切断球阀，在SCADA中心控制室根据检漏分析的结果，确定管道泄漏位置，并可及时关闭相应泄漏段的电动紧急切断球阀。
(6)站场配套自成系统。
3
(7)采用固化时间短、防腐性能优异的环氧粉末作为管道外防腐层。
2 输油工艺
2.1 主要工艺参数
2.1.1 设计输量
年输量为3000万吨
2.1.2 其它有关基础数据
(1) 保温层(泡沫塑料)40mm;
2)管道埋地深1.6; (m
(3)管道埋深处平均地温:
5，6，7，8，9，11，12，13，12，10，8，7,TC= ,9012
(4)原油含水< 0.5%;="">
(5)年输送天数:350天。
2.2 主要工艺技术
输油干线拟采用密闭输油方式。输油管道首站设置出站超高压保护装置，中间站设变频器控制各进干线的压力，确保输油干线长期安全、平稳运行。
3 工程概况
某油田计划铺设一条180公里、年输量为300万吨的热油管道，管线经过区域地势平坦。
表3-1地温资料:
月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
,C地温 5 6 7 8 9 11 12 13 12 10 8 7
4 设计参数
4.1 管道设计参数
最大运行压力7.5MPa,末站剩余压头60m，局部摩阻按1.2%，进站温度控制
,,,CCC在39，最高输送温度70，最低输送温度35。
4.2 原油物性
,,CC20相对密度0.867，50粘度9.6mPa.s，粘温指数0.038。
4
4.3 其它参数
,C保温层采用黄夹克，厚度40mm，土壤导热系数1.2W/(m. )。
5 工艺计算 5.1 输量换算
管道周围的自然温度;
5，6，7，8，9，11，12，13，12，10，8，7,TC=; ,9012
平均温度为:
12 (5-1) T,T，TpjRZ33
,TC——平均温度， 式中 pj
,T,TC——加热站的起点、终点温度，。 RZ
由公式(5-1)得:
12, T,，70，，35,46.7(C)pj33
温度系数为:
,,1.825,0.001315, (5-2) 20
3,,kg/(m,C)式中 ——温度系数，;
3,,kg/mC ——温度为20时的油品密度，。 20
由公式(5-2)得:
,,1.825,0.001315，(0.867，1000),0.685
,C46.7时原油的密度为:
,,,,,(t,20) (5-3) 46.720
3,,kg/mC式中 ——温度为46.7时的油品密度，; 46.7
3,,kg/(m,C) ——温度系数，;
3,,kg/mC ——温度为20时的油品密度，; 20
,C T——油品温度，。
由公式(5-3)得:
3,,876,0.685，(46.7,20),857.7kg/m() 46.7
体积流量为:
5
G (5-4) Q,,t
33Q式中 ——体积流量，m/s或m/h;
kg G——年输量，;
T——年输油时间，按350天算。 由公式(5-4)得:
7300，1033 Q,,0.11566(ms),416.376(mh)857.7，24，350，3600
5.2 管径规格选择
5.2.1 选择管径
取经济流速为V=2.0m/s,则管径为:
Q4D (5-5) ,,v式中 D——管道直径，m;
3m/s Q——体积流量，;
m/s V——经济流速，。
由公式(5-5)得:
4，0.11566 D,,0.2714(m),272(mm)3.14，2
5.2.2 选择管道壁厚
查规范，选规格为X60的管材，其最小屈服强度为415MPa,故其壁厚为:
PDPD,,, (5-6) 2[,]2K,,s
m,式中 ——壁厚，;
P——设计压力(取工作压力的1.15倍)MPa;
mD,d，2, D——管道外径，;;
2K,,[,][,] ——许用压力，MPa;=; S
K——设计系数，取0.72;
, ——焊缝系数，取1
, ——钢管的最低屈服强度，X60钢取413MPa。 s
由公式(5-6)得:
6
8.05，(272，2，), ，，,,3.78(mm),4mm,2，0.72，1，413
,273，4,325，4查规范，选为方案一和为方案二的标准管道。 5.3 热力计算
5.3.1 计算K值
?方案一:
,273，4的标准管道
管道中的实际流速为:
4Q4，0.11566 (5-7) v,,,2.098m/s122,d265,,3.14，,,1000,,
式中 d——管道内径，m;
3m/sQ——体积流量，;
vm/s——实际流速，。 1
选取泡沫塑料作为保温材料，查规范可知，第一层钢管壁的导热系数为
,,45.5W/(m,C)0.04W/(m,C)，第二层保温层的导热系数为。查阅相关手册可知，
保温材料厚度为40mm。而:
1K, (5-8) LD111i，,ln，,,d,,d,,D21ii2w
DDD111i12 (5-9) ,ln,ln，ln,,,,,,2d2d2d1i1122
2,KW/(m,C)式中 ——单位长度的总传热系数，; L
2,,W/(m,C) ——油流至管内壁的放热系数，; 1
2,,W/(m,C) ——管最外层至周围介质的放热系数，; 2
, ——第i层的厚度，m; i
,,W/(m,C) ——第i层(结蜡层、钢管壁、防腐绝缘层等)导热系数， i
dm ——管内径，;
D ——第i层的外径，m; i
7
d ——第i层的内径，m; i
D ——最外层的管外径，m; w
DD,,,,,,, ——管径，m;若，取外径;若，D取算数平均值;1212
,,,若，D取内径。 12
由公式(5-9)得:
D112731353i ln,ln，ln,1.02,2,,d2，3.14，45.52652，3.14，0.04273ii
管道最外层至周围介质的放热系数为:
2,t, (5-10) ,2hh222ttDln[，(),1]wDDww
,,W/(m,C)式中 ——土壤导热系数，; t
h ——管中心埋深，m; t
D ——最外层的管外径，m。 w
由公式(5-10)得:
2，1.2 ,,,2.1522，(1，1.7765)2，(1，1.7765)20.353ln[，(),1]0.3530.353
,在紊流情况下，对总传热系数影响很小，可忽略不计。 1
由公式(5-8)得:
1,K,,0.29[w/(m,C)] L1.02，2.15，3.14，0.353
管道总传热系数为:
K,K，,D (5-11) L
,W/(m,C)式中 K——管道总传热系数，;
2,KW/(m,C) ——单位长度的总传热系数，; L
D ——管道内径，m。
由公式(5-11)得:
,K,0.29，3.14，0.265,0.24[W/(m,C)]
?方案二:
8
,325，4的标准管道
管道中的实际流速为:
4Q4，0.11566 v,,,1.466m/s222,d317,,3.14，,,1000,,
式中 d——管道内径，m;
3m/sQ——体积流量，;
v——实际流速，m/s。 2
选取泡沫塑料作为保温材料，查规范可知，第一层钢管壁的导热系数为
,,45.5W/(m,C)0.04W/(m,C)，第二层保温层的导热系数为。查阅相关手册可知，
保温材料厚度为40mm。而:
1K, (5-8) LD111i，,ln，,,d,,d,,D21ii2w
DDD111i12 (5-9) ,ln,ln，ln,,,,,,2d2d2d1i1122
2,KW/(m,C)式中 ——单位长度的总传热系数，; L
2,,W/(m,C) ——油流至管内壁的放热系数，; 1
2,,W/(m,C) ——管最外层至周围介质的放热系数，; 2
, ——第i层的厚度，m; i
,,W/(m,C) ——第i层(结蜡层、钢管壁、防腐绝缘层等)导热系数， i
dm ——管内径，;
D ——第i层的外径，m; i
d ——第i层的内径，m; i
D ——最外层的管外径，m; w
DD,,,,,,, ——管径，m;若，取外径;若，D取算数平均值;1212
,,,若，D取内径。 12
由公式(5-9)得:
9
D113251405i ln,ln，ln,0.876,2,,d2，3.14，45.53172，3.14，0.04325ii
管道最外层至周围介质的放热系数为:
2,t, (5-10) ,2hh222ttDln[，(),1]wDDww
,,W/(m,C)式中 ——土壤导热系数，; t
h ——管中心埋深，m; t
D ——最外层的管外径，m。 w
由公式(5-10)得:
2，1.2 ,,,1.7922，(1，1.7765)2，(1，1.7765)20.405ln[，(),1]0.4050.405
,在紊流情况下，对总传热系数影响很小，可忽略不计。 1
由公式(5-8)得:
1,K,,0.32[w/(m,C)] L0.876，1.79，3.14，0.405管道总传热系数为:
K,K，,D (5-11) L
,W/(m,C)K——管道总传热系数，式中 ;
2,KW/(m,C) ——单位长度的总传热系数，; L
D ——管道内径，m。
由公式(5-11)得:
,K,0.32，3.14，0.317,0.32[W/(m,C)]
5.3.2 计算站间距
,15C时原油的相对密度为:
(20),,,t,1520 (5-12) d,41000
15,dC式中 ——15时原油的相对密度; 4
3,,kg/(m,C) ——温度系数，;
10
3,,kg/mC ——温度为20时的油品密度，。 20
-12)得: 由公式(5
867,1.825,0.001315，867，(15,20)，，15 d,,0.863641000原油的比热容为:
1,3 (5-13) C,(1.687，3.39，10T)15d4
15,dC式中 ——15时原油的相对密度; 4
,kJ/(kg,C)C ——比热容，;
,C T——原油温度，。
由公式(5-13)得:
1,3,C ,，(1.687，3.39，10，46.7),1.99[kJ/(kg,C)]
0.8636
质量流量为:
G (5-14) G,1tGkg/s式中 ——原油质量流量，; 1
kgG ——年输量，;
t——年输油时间，按350天算。
由公式(5-14)得:
7300，10 G,,99.21(kg/s)1350，24，3600加热站间距为:
,TTGCR01, (5-15) LlnR,,DKTTz0Gkg/s式中 ——原油质量流量，; 1
,W/(m,C)K——管道总传热系数，; D——管道内径，m;
,TC——加热站的出站温度，; R
,TC——管道周围的自然温度，; 0
11
,TC——加热站的进站温度，; Z
L——加热站间距， R
?方案一:
,273，4的标准管道
由公式(5-15)得:
399.21，1.99，1070,9 L,ln,701.59(km)R3.14，0.265，0.2439,9
加热站数:
L (5-16) n,LR式中 n——加热站数，个;
L——输油管道总长，m;
L ——加热站间距，m; R
由公式(5-16)得:
180 n,,0.26(个),1(个)701.59
热负荷:
GC(T,T)1RZ (5-17) q,,式中 q——加热站的热负荷，kJ/s;
, ——加热站的效率;
Gkg/s ——原油质量流量，; 1
,TC——加热站的进站温度，; Z
,TC——加热站的出站温度，。 R
,kJ/(kg,C)C——比热容， 由公式(5-17)得:
99.21，1.99，(70,39) q,,7650.3(KJ/s)0.8
由于热站的热负荷较大，故需增加热站数，取n=2个。则热站间距为:
L (5-18) L,Rn式中 n——加热站数，个;
12
L——输油管道总长，m;
L ——加热站间距，m; R
由公式(5-18)得:
180 L,,90(km)R2
计算出站温度
出站温度为:
KDL,
GC1 (5-19) T,T，(T,T)e00RZ
Gkg/s——原油质量流量，; 式中 1
,TC——加热站的进站温度，; Z
,TC——加热站的出站温度，。 R
,kJ/(kg,C)C——比热容，
L——加热站间距，m;
,W/(m,C)K——管道总传热系数，;
D——管道内径，m。
,TC——管道周围的自然温度，; 0
由公式(5-19)得:
30.24，3.14，0.265，90，103,99.21，1.99，10 T,9，(39,9)e,57.8(C)R
由公式(5-17)得热负荷为:
99.21，1.99，(57.8,39) q,,4639.56(KJ/s)0.8?方案二:
,325，4的标准管道:
由公式(5-15)得:
399.21，1.99，1070,9 L,ln,439.88(km)R3.14，0.317，0.3239,9
加热站数:
L (5-16) n,LR式中 n——加热站数，个;
L——输油管道总长，m;
L ——加热站间距，m; R
13
由公式(5-16)得:
180 n,,0.41(个),1(个)439.88
热负荷:
GC(T,T)1RZ (5-17) q,,式中 q——加热站的热负荷，kJ/s;
, ——加热站的效率;
Gkg/s ——原油质量流量，; 1
,TC——加热站的进站温度，; Z
,TC——加热站的出站温度，。 R
,kJ/(kg,C)C——比热容， 由公式(5-17)得:
99.21，1.99，(70,39) q,,7650.3(KJ/s)0.8
由于热站的热负荷较大，故需增加热站数，取n=2个。则热站间距为:
L (5-18) L,Rn式中 n——加热站数，个;
L——输油管道总长，m;
L ——加热站间距，m; R
由公式(5-18)得:
180 L,,90(km)R2计算出站温度
出站温度为:
KDL,
GC1 (5-19) T,T，(T,T)e00RZ
Gkg/s式中 ——原油质量流量，; 1
,TC——加热站的进站温度，; Z
,TC——加热站的出站温度，。 R
,kJ/(kg,C)C——比热容，
14
L——加热站间距，m;
,W/(m,C)K——管道总传热系数，;
D——管道内径，m。
,TC——管道周围的自然温度，; 0
由公式(5-19)得:
30.332，3.14，0.317，90，103,99.21，1.99，10 T,9，(39,9)e,54.3(C)R
由公式(5-17)得热负荷为:
99.21，1.99，(54.3,39) q,,3775.8(KJ/s)0.85.4 水力计算
5.4.1 计算输油平均温度下的原油运动粘度 ?方案一:
,273，4的标准管道
由公式(5-1)得平均温度为:
12, T,，57.8，，39,45.27(C)pj33
,50C由公式(5-3)得时原油的密度为:
3,,867,，，1.825,0.001315,，(50,20),812.3kg/m() 5020
故平均温度下的运动粘度为:
,u(t,t)0,,,e (5-20) pj0
2,,,tm/s式中 ——温度为平均温度、时油品的运动黏度，; pj00
,1/Cu——黏温指数，。
由公式(5-20)得:
,39.6，10,,,0.038(45.2750)62 ,,e,14.1，10(m/s)pj812.3
?方案二:
,325，4的标准管道
由公式(5-1)得平均温度为:
12, T,，54.3，，39,44.1(C)pj33
,50C由公式(5-3)得时原油的密度为:
15
3,,867,，，1.825,0.001315,，(50,20),812.3kg/m() 5020
故平均温度下的运动粘度为:
,u(t,t)0,,,e (5-20) pj0
2,,,tm/s式中 ——温度为平均温度、时油品的运动黏度，; pj00
,1/C——黏温指数，。 u
由公式(5-20)得:
,39.6，10,,,0.038(44.150)62 ,,e,14.9，10(m/s)pj812.3
5.4.2 判断流态
?方案一:
,273，4的标准管道
4Q (5-21)雷诺数为: Re,d,,
57.9Re, (5-22) 182e7()d
,1/C式中 u——黏温指数，。
2m/s,——输送温度下原油的运动黏度，;
3m/sQ——管路中原油的体积流量，;
e——管壁的绝对粗糙度，m。 由公式(5-21)得:
4，0.11566 Re,,39342,63.14，0.265，14.1，10由公式(5-22)得:
57.9Re,,433272 183,2，0.054，107()0.265
3000,Re,Re由于,所以其是处于水力光滑区，故前面的假设是正确的。 1
?方案二:
,325，4的标准管道
4Q雷诺数为: Re, (5-21)d,,
16
57.9Re, (5-22) 182e7()d
,1/C式中 u——黏温指数，。
2m/s——输送温度下原油的运动黏度，; ,
3m/sQ——管路中原油的体积流量，;
e——管壁的绝对粗糙度，m。 由公式(5-21)得:
4，0.11566 Re,,31194,63.14，0.317，14.9，10由公式(5-22)得:
57.9 Re,,198288183,2，0.054，107()0.317
3000,Re,Re由于,所以其是处于水力光滑区，故前面的假设是正确的。 1
5.4.3 计算摩阻
?方案一:
,273，4的标准管道
一个加热站间的摩阻为:
2,mmQ,pj (5-23) h,L,RR15,md
h,nh 总摩阻为: (5-24) RR1
全线所需总压头为:
H,h，1.2%h，h，,Z (5-25) RRm
h式中 ——沿线总摩阻，m; R
h ——加热站间距的摩阻，m; R1
H——全线所需要的总压头，m。 由公式(5-23)得:
2,0.25,60.250.11566，(14.1，10) h,0.0246，90000,1528(m)R15,0.250.265由公式(5-24)得:
h,1，1528,1528(m) R
由公式(5-25)得:
H,1528，1528，1.2%，60,1606.34(m)
17
?方案二:
,325，4的标准管道
一个加热站间的摩阻为:
2,mmQ,pj (5-23) h,L,RR15,md
h,nh总摩阻为: (5-24) RR1
全线所需总压头为:
H,h，1.2%h，h，,Z (5-25) RRm
h式中 ——沿线总摩阻，m; R
h ——加热站间距的摩阻，m; R1
H——全线所需要的总压头，m。
由公式(5-23)得:
2,0.25,60.250.11566，(14.9，10) h,0.0246，90000,1987(m)R15,0.250.325
由公式(5-24)得:
h,1，1987,1987(m) R
由公式(5-25)得:
H,1987，1987，1.2%，60,2071(m)
6 设备选型
6.1 设备选型计算
6.1.1 泵的选型
选泵原则:
流量以任务输量为依据，最大输量、最小输量为参考;摩阻以任务输量下的摩阻为依据，最大输量、最小输量下的摩阻为参考。同时，考虑一定的富裕量。
若输送正常流量为Qp，则采用适当的安全系数估算泵的流量，一般取Q =(1.05,1.10)。 Qp
估算泵扬程时，考虑泵在最困难条件下，计算流动损失，确定所需扬程Hp，根据需要再留出些裕量，最后估算选泵扬程，一般取H=(1.10,1.15)Hp。
根据油田输量变化情况，为发挥泵的经济效益，选泵原则为:最小输量期，运行1台小泵;任务输量期，运行1台大泵;最大输量期，1台大泵与1台小泵
18
并联运行。同时，大泵考虑1台备用。
3m/h选用泵型号为KDY500-130×5，其流量为500，扬程为650m,转速为2980转/分，效率为83%。每个泵站选用两台，其中一台为备用泵。 ?方案一:
由公式(5-3)得平均温度下的密度为:
3,,867,，，1.825,0.001315,，(57.8,20),798.1kg/m() 43.7320
泵所产生的压力为:
P,,gH (6-1)
式中 P——泵所能够提供的压力，Pa;
3kg/m, ——油品的密度，;
H——泵所提供的扬程，m;
,6,798.1，9.8，650，10,5.1(MPa),7.5MPa由公式(6-1)得:P 故所选择的泵符合要求。
?方案二:
由公式(5-3)得平均温度下的密度为:
3,,867,，，1.825,0.001315,，(44.1,20),823kg/m() 43.7320
泵所产生的压力为:
P,,gH (6-1)
式中 P——泵所能够提供的压力，Pa;
3kg/m, ——油品的密度，;
H——泵所提供的扬程，m;
,6,823，9.8，650，10,5.2(MPa),7.5MPa由公式(6-1)得:P 故所选择的泵符合要求。
6.1.2 原动机的选型
JKZ异步电动机，型号为JKZ-2000,额定功率2000kw,额定电压6000V，额定电流234A,转速2985转/分，效率95.5%。
6.1.3 加热设备选型
首站选用换热器，其他加热站选用直接管式加热炉，型号:GW4400-Y/6 4-Y,
其额定功率为4400KW，效率为87%。
19
6.2 站场布置
?方案一:
,273，4的标准管道
泵站数为:
H (6-2) n,Hc式中 n——泵站数，个;
H——全线所需的总压头，m;
H ——泵所提供的扬程，m。 c
由公式(6-2)得:
1606.34n(个) ,,2.5650
向上取整，取n=3(个);为了保证任务输量不变，可对泵站中的泵机组采
取减小级数等措施。
采用平均法布站，其站间距为:
L (6-3) L,Rn
L式中 ——泵站站间距，m; R
L——管线总长，m;
由公式(6-3)得:
180 L,,90(km)R3
泵站内压头损失不计，后面的泵站进口压力控制在30,80m范围内。
(1)当首站与第二站站间距取90km,其进口压力为:
h,H,iL,,Z,h (6-4) tim
h式中 ——泵站进口的剩余压头，m; ti
H——泵站所提供的扬程，m;
i——水力坡降;
L——两泵站的站间距，m;
,Z ——两泵站间的高程差，m;
h ——泵站内压头损失，m。 m
取首站与第二站的站间距为65km，进口压力为:
20
H1606.34水力坡降: i,,,0.0089l180000
h,650,0.0089，65，1000,44.8(m) t
符合要求，故第二站布置在距离首站65km处。
(2)取首站与第三站的站间距为135km，进口压力为:
3h,650，44.8,0.0089，(135,65)，10,71.8(m) t1
符合要求，故第三站布置在距离首站135km处。 故全线泵站布置完毕。
?方案二:
,325，4的标准管道:
H2071水力坡降: i,,,0.0115l180000
H (6-2) n,Hc式中 n——泵站数，个;
H——全线所需的总压头，m;
H ——泵所提供的扬程，m。 c
由公式(6-2)得:
22071n(个) ,,3.2650
向上取整，取n=4(个);为了保证任务输量不变，可对泵站中的泵机组采
取减小级数等措施。
采用平均法布站，其站间距为:
L (6-3) L,Rn
L式中 ——泵站站间距，m; R
L——管线总长，m;
由公式(6-3)得:
180 L,,45(km)R4
泵站内压头损失不计，后面的泵站进口压力控制在30,80m范围内。
(1)
21
h,H,iL,,Z,h (6-4) tim
h式中 ——泵站进口的剩余压头，m; ti
H——泵站所提供的扬程，m;
i——水力坡降;
L——两泵站的站间距，m;
,Z ——两泵站间的高程差，m;
h ——泵站内压头损失，m。 m
取首站与第二站的站间距为50km，进口压力为:
h,650,0.0115，50，1000,75(m) t
符合要求，故第二站布置在距离首站50km处。
(2)取首站与第三站的站间距为102km，进口压力为:
h,650，75,0.0115，(110,50)，1000,35(m) t1
符合要求，故第三站布置在距离首站120km处。
(3)取首站与第四站的站间距为175km，进口压力为:
3h,650，35,0.0115，(175,120)，10,47.5(m) t2
符合要求，故第四站布置在距离首站175km处。 故全线泵站布置完毕。
7 最小输量 ?方案一:
管道的最小输量为:
KDL,,G (7-6) min,TTRmax0Cln,TTZmin0
G式中 ——管道最小输量，kg/s; min
,W/(m,C)K——总传热系数，;
D——管道外径，m;
L——加热站间距，m;
,kJ/(kg,C)C——原油比热容，;
,TC——加热站的最高出站温度，; Rmax
,TC ——管道周围的自然温度，; 0
22
,TC ——加热站的最低进站温度，。 Zmin
由公式(7-6)得:
30.24，3.14，0.265，180，10 G,,37.06(kg/s)min57,8,931.99，10ln39,9
?方案二:
管道的最小输量为:
KDL,,G (7-6) min,TTRmax0Cln,TTZmin0
G式中 ——管道最小输量，kg/s; min
,W/(m,C)K——总传热系数，;
D——管道外径，m;
L——加热站间距，m;
,kJ/(kg,C)C——原油比热容，;
,TC——加热站的最高出站温度，; Rmax
,TC ——管道周围的自然温度，; 0
,TC ——加热站的最低进站温度，。 Zmin
由公式(7-6)得:
30.32，3.14，0.317，180，10 G,,69.91(kg/s)min54.3,931.99，10ln39,9
8 设计结果
本次设计采用加热密闭输送方式，各个参数设计结果列入下表:
表8-1 管道设计结果 管材 最小屈服强度(MPa) 外 径(mm) 壁 厚(mm)
方案一
415 273 4.0
X60
方案二
415 325 4.0
X60
表8-2 泵设计结果
23
型号 台数 流量 扬程 转速 效率
3m/h() (台) (m) (转/分) (%)
方案一 KDY500-130×5 3 500 650 2980 83
方案二 KDY500-130×5 4 500 650 2980 83
表8-3 热站设计结果
进站温度 出站温度 热站数 站间距 热负荷 效率
,,CC) () ((km) (kJ/s)
方案一
90 39 57.8 4639.56 80% 3
方案二
80% 3 90 39 54.3 3775.8
表8-4 热站布置设计结果
热站1 热站2
方案一
0 90
里程(km)
方案二
0 90
里程(km)
表8-5 泵站布置设计结果
泵站1 泵站2 泵站3 泵站4
24
方案一
0 65 135 里程(km)
方案二
0 50 120 175 里程(km)
9 动态技术经济比较(净现值法) ?方案一:
项目投资35万元，以后连续每年有相同的净收益10万元，其基准收益率为10%，其净现值:
NPVIAPAinPA,,，,,，/,,3510/,10%,5，，，，1c
,,，，,35103.79082.908万元
?方案二:
项目投资30万元，以后连续每年有相同的净收益10万元，其基准收益率为15%，其净现值:
NPVIAPAinPA,,，,,，/,,3010/,15%,5，，，，1c
,,，，,30103.35223.522万元
由于方案二的净现值大于方案一，因此采用方案二作为施工方案。
25
参考文献
[1] 张其敏，孟江.油气管道输送技术.北京.中国石化出版社.2010年7月.第一版 [2] 严大凡.输油管道设计与管理.北京.石油工业出版社.
[3] 姬忠礼，邓志安，赵会军.泵与压缩机.北京:石油工业出版社 [4] 张德姜，王怀义，刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册.中国石化出版社
26
范文二：输油管道工艺设计
管道输送工艺设计
目录
1 总论 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。
1.1 设计依据及原则 ............................................................................. 错误！未定义书签。
1.1.1 设计依据 ............................................................................. 错误！未定义书签。 1.1.2 设计原则 ............................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 总体技术水平 ................................................................................. 错误！未定义书签。 2 输油工艺..................................................................................................... 错误！未定义书签。
2.1 主要工艺参数 ................................................................................. 错误！未定义书签。
2.1.1 设计输量 ............................................................................. 错误！未定义书签。 2.1.2 其它有关基础数据 ............................................................. 错误！未定义书签。 2.2 主要工艺技术 ................................................................................. 错误！未定义书签。 3 工程概况..................................................................................................... 错误！未定义书签。 4 设计参数..................................................................................................... 错误！未定义书签。
4.1 管道设计参数 ................................................................................. 错误！未定义书签。 4.2 原油物性 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3 其它参数 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 5 工艺计算..................................................................................................... 错误！未定义书签。
5.1 输量换算 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 5.2 管径规格选择 ................................................................................. 错误！未定义书签。
5.2.1 选择管径 ............................................................................. 错误！未定义书签。 5.2.2 选择管道壁厚 ..................................................................... 错误！未定义书签。 5.3 热力计算 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
5.3.1 计算K值 ............................................................................. 错误！未定义书签。 5.3.2 计算站间距 ......................................................................... 错误！未定义书签。 5.4 水力计算 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
5.4.1 计算输油平均温度下的原油运动粘度 ............................. 错误！未定义书签。 5.4.2 判断流态 ............................................................................. 错误！未定义书签。 5.4.3 计算摩阻 ............................................................................. 错误！未定义书签。
6 设备选型..................................................................................................... 错误！未定义书签。
6.1 设备选型计算 ................................................................................. 错误！未定义书签。
6.1.1 泵的选型 ............................................................................. 错误！未定义书签。 6.1.2 原动机的选型 ..................................................................... 错误！未定义书签。 6.1.3 加热设备选型 ..................................................................... 错误！未定义书签。 6.2 站场布置 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 7 最小输量..................................................................................................... 错误！未定义书签。 8 设计结果..................................................................................................... 错误！未定义书签。 9 动态技术经济比较（净现值法） ............................................................. 错误！未定义书签。 参考文献......................................................................................................... 错误！未定义书签。
1 总论
1.1 设计依据及原则
1.1.1 设计依据
（1）国家的相关标准、行业的有关标准、规范； （2）相似管道的设计经验； （3）设计任务书。 1.1.2 设计原则
（1）严格执行现行国家、行业的有关标准、规范。
（2） 采用先进、实用、可靠的新工艺、新技术、新设备、新材料，建立新的管理体制，保证工程项目的高水平、高效益，确保管道安全可靠，长期平稳运行。
（3）节约用地，不占或少占良田，合理布站，站线结合。站场的布置要与油区内各区块发展紧密结合。
（4） 在保证管线通信可靠的基础上，进一步优化通信网络结构，降低工程投资。提高自控水平，实现主要安全性保护设施远程操作。
（5）以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少风险投资，力争节约基建投资，提高经济效益。
1.2 总体技术水平
（1）采用高压长距离全密闭输送工艺。 （2）采用原油变频调速工艺。
（3）输油管线采用先进的SCADA系统，使各站场主生产系统达到有人监护、自动控制的管理水平。既保证了正常工况时管道的平稳、高效运行，也保证了管道在异常工况时的超前保护，使故障损失降低到最小。
（4）采用电路传输容量大的光纤通信。给全线实现SCADA数据传输带来可靠的传输通道，给以后实现视频传输、工业控制及多功能信息处理提供了可能。
（5）在线路截断阀室设置电动紧急切断球阀，在SCADA中心控制室根据检漏分析的结果，确定管道泄漏位置，并可及时关闭相应泄漏段的电动紧急切断球阀。
（6）站场配套自成系统。
（7）采用固化时间短、防腐性能优异的环氧粉末作为管道外防腐层。
2 输油工艺
2.1 主要工艺参数
2.1.1 设计输量 年输量为3000万吨 2.1.2 其它有关基础数据
（1) 保温层(泡沫塑料)40mm； （2）管道埋地深1.6m； （3）管道埋深处平均地温：
T0=
5+6+7+8+9+11+12+13+12+10+8+7
=9 C
12
（4）原油含水< 0.5%；="">
2.2 主要工艺技术
输油干线拟采用密闭输油方式。输油管道首站设置出站超高压保护装置，中间站设变频器控制各进干线的压力，确保输油干线长期安全、平稳运行。
3 工程概况
某油田计划铺设一条180公里、年输量为300万吨的热油管道，管线经过区域地势平坦。
表3-1地温资料：
4 设计参数
4.1 管道设计参数
最大运行压力7.5MPa,末站剩余压头60m，局部摩阻按1.2%，进站温度控制在39 C，最高输送温度70 C，最低输送温度35 C。
4.2 原油物性
20 C相对密度0.867，50 C粘度9.6mPa.s，粘温指数0.038。
4.3 其它参数
保温层采用黄夹克，厚度40mm，土壤导热系数1.2W/(m. C)。
5 工艺计算
5.1 输量换算
管道周围的自然温度；
T5+6+7+8+9+11+12+13+12+10+8+7
0=
12
=9 C；
平均温度为：
T12
pj=3TR+3
TZ 式中 T pj——平均温度，C
T R,TZ——加热站的起点、终点温度，C。
由公式（5-1）得：
T1pj=
?70+2
3
?35=46.7( 3C) 温度系数为：
ξ=1.825-0.001315ρ20 式中 ξ——温度系数，kg/(m3? C)；
ρ20——温度为20 C时的油品密度，kg/m3。 由公式（5-2）得：
ξ=1.825-0.001315?(0.867?1000)=0.685
46.7 C时原油的密度为：
ρ46.7=ρ20-ξ(t-20) 式中 ρ46.7——温度为46.7 C时的油品密度，kg/m3； ξ——温度系数，kg/(m3? C)；
ρ20——温度为20 C时的油品密度，kg/m3； T——油品温度， C。 由公式（5-3）得：
ρ46.7=876-0.685?(46.7-20)=857.7（kg/m3）
体积流量为：
5-1）5-2）5-3）（
（
（
Q=
G
（5-4） ρt
式中 Q——体积流量，m3/s或m3/h； G——年输量，kg；
T——年输油时间，按350天算。 由公式（5-4）得：
300?107
Q==0.11566(m3s)=416.376(m3)
857.7?24?350?3600
5.2 管径规格选择
5.2.1 选择管径
取经济流速为V=2.0m/s,则管径为：
D=
式中 D——管道直径，m； Q——体积流量，m3/s； V——经济流速，m/s。 由公式（5-5）得：
4Q
（5-5） πv
D=
5.2.2 选择管道壁厚
4?0.11566
=0.2714(m)≈272(mm)
3.14?2
查规范，选规格为X60的管材，其最小屈服强度为415MPa,故其壁厚为：
δ=
式中 δ——壁厚，m；
PDPD
（5-6） =
2[σ]2Kφδs
P——设计压力（取工作压力的1.15倍）MPa; D——管道外径，m；D=d+2δ； [σ]——许用压力，MPa；[σ]=2KφδS； K——设计系数，取0.72； φ——焊缝系数，取1
δs——钢管的最低屈服强度，X60钢取413MPa。 由公式（5-6）得：
δ=
8.05?(272+2?δ)
=3.78(mm)≈4(mm)
2?0.72?1?413
查规范，选φ273?4为方案一和φ325?4为方案二的标准管道。
5.3 热力计算
5.3.1 计算K值 ①方案一：
φ273?4的标准管道
管道中的实际流速为：
v1=
4Q
=2
πd
4?0.11566?265?3.14? ?
?1000?
2
（5-7） =2.098m/s
式中 d——管道内径，m；
Q——体积流量，m3/s；
v1——实际流速，m/s。
选取泡沫塑料作为保温材料，查规范可知，第一层钢管壁的导热系数为
45.5W/(m? C)，第二层保温层的导热系数为0.04W/(m? C)。查阅相关手册可知，保温材料厚度为40mm。而：
KL=
1
D1
+∑lni+α1πd2πλidiα2πDw1
1
（5-8）
∑
12πλ1
ln
DiDD11
=ln1+ln2 （5-9） di2πλ1d12πλ2d2
式中 KL——单位长度的总传热系数，W/(m2? C)； α1——油流至管内壁的放热系数，W/(m2? C)； α2——管最外层至周围介质的放热系数，W/(m2? C)； δi——第i层的厚度，m；
λi——第i层（结蜡层、钢管壁、防腐绝缘层等）导热系数，W/(m? C) d——管内径，m； Di——第i层的外径，m；
di——第i层的内径，m； Dw——最外层的管外径，m；
D——管径，m；若α1>>α2，D取外径；若α1≈α2，D取算数平均值；
若α1<>
由公式（5-9）得：
∑
12πλi
ln
12731353Di
=ln+ln=1.02 2?3.14?45.52652?3.14?0.04273di
管道最外层至周围介质的放热系数为：
α2=
2λt
Dw2ht2h
+(t)2-1]DwDw
（5-10）
式中 λt——土壤导热系数，W/(m? C)； ht——管中心埋深，m； Dw——最外层的管外径，m。 由公式（5-10）得：
α2=
0.3532?1.2
2?(1+1.7765)2?(1+1.7765)2
+()-1]
0.3530.353
=2.15
在紊流情况下，α1对总传热系数影响很小，可忽略不计。 由公式（5-8）得：
KL=
1
=0.29[w/(m? C)]
1.02+2.15?3.14?0.353
管道总传热系数为：
K=KL?πD （5-11）
式中 K——管道总传热系数，W/(m? C)； KL——单位长度的总传热系数，W/(m2? C)； D——管道内径，m。 由公式（5-11）得：
K=0.29?3.14?0.265=0.24[W/(m? C)]
②方案二：
φ325?4的标准管道
管道中的实际流速为：
v2=
4Q
=πd2
4?0.11566?317?3.14? ?
1000??
2
=1.466m/s
式中 d——管道内径，m；
Q——体积流量，m3/s；
v2——实际流速，m/s。
选取泡沫塑料作为保温材料，查规范可知，第一层钢管壁的导热系数为
45.5W/(m? C)，第二层保温层的导热系数为0.04W/(m? C)。查阅相关手册可知，保温材料厚度为40mm。而：
KL=
1
D1
+∑lni+α1πd2πλidiα2πDw1
1
（5-8）
∑
12πλ1
ln
DiDD11
=ln1+ln2 （5-9） di2πλ1d12πλ2d2
式中 KL——单位长度的总传热系数，W/(m2? C)； α1——油流至管内壁的放热系数，W/(m2? C)； α2——管最外层至周围介质的放热系数，W/(m2? C)； δi——第i层的厚度，m；
λi——第i层（结蜡层、钢管壁、防腐绝缘层等）导热系数，W/(m? C) d——管内径，m； Di——第i层的外径，m； di——第i层的内径，m； Dw——最外层的管外径，m；
D——管径，m；若α1>>α2，D取外径；若α1≈α2，D取算数平均值；
若α1<>
由公式（5-9）得：
∑
12πλi
ln
13251405Di
=ln+ln=0.876 2?3.14?45.53172?3.14?0.04325di
管道最外层至周围介质的放热系数为：
α2=
2λt
（5-10）
Dhtw2D+(2h
tD)2-1]ww
式中 λt——土壤导热系数，W/(m? C)； ht——管中心埋深，m； Dw——最外层的管外径，m。 由公式（5-10）得：
α2?1.2
2=
0.4052?(1+1.7765)2?(1+=1.790.405+(1.7765)0.405
)2
-1]
在紊流情况下，α1对总传热系数影响很小，可忽略不计。 由公式（5-8）得：
KL=
1
0.876+1.79?3.14?0.405
=0.32[w/(m? C)]
管道总传热系数为：
K=KL?πD 式中 K——管道总传热系数，W/(m? C)； KL——单位长度的总传热系数，W/(m2? C)； D——管道内径，m。 由公式（5-11）得：
K=0.32?3.14?0.317=0.32[W/(m? C)]
5.3.2 计算站间距
15 C时原油的相对密度为：
d15
=ρ20-ξ(t-20)
4
1000
式中 d15
4——15 C时原油的相对密度；
ξ——温度系数，kg/(m3? C)；
5-11）
5-12）
（（
ρ20——温度为20 C时的油品密度，kg/m3。 由公式（5-12）得：
15d4=
867-(1.825-0.001315?867)?(15-20)
=0.8636
1000
原油的比热容为：
C=
1
(1.687+3.39?10-3T) （5-13）
d154
式中 d15
4——15 C时原油的相对密度；
C——比热容，kJ/(kg? C)； T——原油温度， C。 由公式（5-13）得： C=
1.8636
?(1.687+3.39?10-3?46.7)=1.99[kJ/(kg? C)]
质量流量为：
G1=
G
t
(5-14) 式中 G1——原油质量流量，kg/s；
G——年输量，kg；
t——年输油时间，按350天算。 由公式（5-14）得：
300?107
G1=350?24?3600
=99.21(kg/s)
加热站间距为：
L1CTR-T0
R=
GπDKln
TT z-0
式中 G1——原油质量流量，kg/s；
K——管道总传热系数，W/(m? C)；
D——管道内径，m；
TR——加热站的出站温度， C；
T0——管道周围的自然温度， C；
（5-15）
TZ——加热站的进站温度， C； LR——加热站间距，
①方案一：
φ273?4的标准管道 由公式（5-15）得：
99.21?1.99?10370-9LR=ln=701.59(km)
3.14?0.265?0.2439-9
加热站数：
n=
式中 n——加热站数，个；
L——输油管道总长，m； LR——加热站间距，m； 由公式（5-16）得：
n=
180
=0.26(个)≈1(个)
701.59
L
（5-16） LR
热负荷：
q=
G1C(TR-TZ)
η
（5-17）
式中 q——加热站的热负荷，kJ/s；
η——加热站的效率； G1——原油质量流量，kg/s；
TZ——加热站的进站温度， C； TR——加热站的出站温度， C。
C——比热容，kJ/(kg? C)
由公式（5-17）得：
q=
99.21?1.99?(70-39)
=7650.3(KJ/s)
0.8
L
（5-18） n
由于热站的热负荷较大，故需增加热站数，取n=2个。则热站间距为：
LR=
式中 n——加热站数，个；
L——输油管道总长，m； LR——加热站间距，m； 由公式（5-18）得：
LR=
180
=90(km) 2
计算出站温度
出站温度为：
KπDLTR=T0+(TZ-TG1C
0)e
式中 G1——原油质量流量，kg/s；
TZ——加热站的进站温度， C； TR——加热站的出站温度， C。
C——比热容，kJ/(kg? C) L——加热站间距，m；
K——管道总传热系数，W/(m? C)；
D——管道内径，m。
T0——管道周围的自然温度， C；
由公式（5-19）得：
0.24?3.14?0.265?90?103
TR=9+(39-9)e
99.21?1.99?10=57.8( C)
由公式（5-17）得热负荷为：
q=
99.21?1.99?(57.8-39)
0.8
=4639.56(KJ/s)②方案二：
φ325?4的标准管道: 由公式（5-15）得：
L99.21?1.99?1033.14?0.317?0.32ln70-9R=39-9
=439.88(km)
加热站数：
n=
L
L R
式中 n——加热站数，个；
L——输油管道总长，m； LR——加热站间距，m；
5-19）5-16）（
（
由公式（5-16）得：
n=
180
=0.41(个)≈1(个)
439.88
热负荷：
q=
G1C(TR-TZ)
η
（5-17）
式中 q——加热站的热负荷，kJ/s；
η——加热站的效率； G1——原油质量流量，kg/s；
TZ——加热站的进站温度， C； TR——加热站的出站温度， C。
C——比热容，kJ/(kg? C)
由公式（5-17）得：
q=
99.21?1.99?(70-39)
=7650.3(KJ/s)
0.8
L
（5-18） n
由于热站的热负荷较大，故需增加热站数，取n=2个。则热站间距为：
LR=
式中 n——加热站数，个；
L——输油管道总长，m； LR——加热站间距，m； 由公式（5-18）得：
LR=
180
=90(km) 2
计算出站温度
出站温度为：
TR=T0+(TZ-T0)e
KπDLG1C
（5-19）
式中 G1——原油质量流量，kg/s；
TZ——加热站的进站温度， C； TR——加热站的出站温度， C。
C——比热容，kJ/(kg? C)
L——加热站间距，m；
K——管道总传热系数，W/(m? C)；
D——管道内径，m。
T0——管道周围的自然温度， C；
由公式（5-19）得：
0.332?3.14?0.317?90?103
TR=9+(39-9)e
由公式（5-17）得热负荷为：
q=
99.21?1.99?103
=54.3( C)
99.21?1.99?(54.3-39)
=3775.8(KJ/s)
0.8
5.4 水力计算
5.4.1 计算输油平均温度下的原油运动粘度 ①方案一：
φ273?4的标准管道
由公式（5-1）得平均温度为：
Tpj=
12
?57.8+?39=45.27( C) 33
由公式（5-3）得50 C时原油的密度为：
ρ50=867-(1.825-0.001315ρ20)?(50-20)=812.3（kg/m3）
故平均温度下的运动粘度为：
υpj=υ0e-u(t-t0) （5-20）
式中 υpj,υ0——温度为平均温度、t0时油品的运动黏度，m2/s；
u——黏温指数，1/ C。 由公式（5-20）得：
υpj
9.6?10-3-0.038(45.27-50)
=e=14.1?10-6(m2/s)
812.3
②方案二：
φ325?4的标准管道
由公式（5-1）得平均温度为：
Tpj=
12
?54.3+?39=44.1( C) 33
由公式（5-3）得50 C时原油的密度为：
ρ50=867-(1.825-0.001315ρ20)?(50-20)=812.3（kg/m3）
故平均温度下的运动粘度为：
υpj=υ0e-u(t-t0) （5-20）
式中 υpj,υ0——温度为平均温度、t0时油品的运动黏度，m2/s；
u——黏温指数，1/ C。 由公式（5-20）得：
υpj
9.6?10-3-0.038(44.1-50)
=e=14.9?10-6(m2/s)
812.3
5.4.2 判断流态 ①方案一：
φ273?4的标准管道
雷诺数为： Re=
Re1=
4Q
（5-21）πdυ
57.9(2e)d
87
（5-22）
式中 u——黏温指数，1/ C。
υ——输送温度下原油的运动黏度，m2/s；
Q——管路中原油的体积流量，m3/s； e——管壁的绝对粗糙度，m。 由公式（5-21）得：
Re=
4?0.11566
=39342
3.14?0.265?14.1?10-6
由公式（5-22）得：
Re1=
(
57.92?0.054?10
)
0.265
-3
87
=433272
由于3000<>
φ325?4的标准管道
雷诺数为： Re=
4Q
（5-21）πdυ
Re1=
57.9(2e)d
87
（5-22）
式中 u——黏温指数，1/ C。
υ——输送温度下原油的运动黏度，m2/s；
Q——管路中原油的体积流量，m3/s； e——管壁的绝对粗糙度，m。 由公式（5-21）得：
Re=
4?0.11566
=31194 -6
3.14?0.317?14.9?10
由公式（5-22）得：
Re1=
(
57.92?0.054?10
)
0.317
-3
87
=198288
由于3000<>
φ273?4的标准管道
一个加热站间的摩阻为：
hR1=β
m
Q2-mυpj
d
5-m
LR （5-23）
总摩阻为： hR=nhR1 （5-24） 全线所需总压头为：
H=hR+1.2%hR+hm+?Z （5-25）
式中 hR——沿线总摩阻，m； hR1——加热站间距的摩阻，m； H——全线所需要的总压头，m。 由公式（5-23）得：
2-0.25
0.11566?(14.1?10-6)0.25
hR1=0.0246?90000=1528(m) 5-0.25
0.265
由公式（5-24）得：
hR=1?1528=1528(m)
由公式（5-25）得：
H=1528+1528?1.2%+60=1606.34(m)
②方案二：
φ325?4的标准管道
一个加热站间的摩阻为：
hR1=β
m
Q2-mυpj
5-m
d
总摩阻为： hR=nhR1 （5-24） 全线所需总压头为：
LR （5-23）
H=hR+1.2%hR+hm+?Z （5-25）
式中 hR——沿线总摩阻，m； hR1——加热站间距的摩阻，m； H——全线所需要的总压头，m。 由公式（5-23）得：
2-0.25
0.11566?(14.9?10-6)0.25
hR1=0.0246?90000=1987(m)
0.3255-0.25
由公式（5-24）得：
hR=1?1987=1987(m)
由公式（5-25）得：
H=1987+1987?1.2%+60=2071(m)
6 设备选型
6.1 设备选型计算
6.1.1 泵的选型 选泵原则:
流量以任务输量为依据，最大输量、最小输量为参考；摩阻以任务输量下的摩阻为依据，最大输量、最小输量下的摩阻为参考。同时，考虑一定的富裕量。 若输送正常流量为Qp，则采用适当的安全系数估算泵的流量，一般取Q =（1.05～1.10）Qp。
估算泵扬程时，考虑泵在最困难条件下，计算流动损失，确定所需扬程Hp，根据需要再留出些裕量，最后估算选泵扬程，一般取H=（1.10～1.15）Hp。
根据油田输量变化情况，为发挥泵的经济效益，选泵原则为：最小输量期，运行1台小泵；任务输量期，运行1台大泵；最大输量期，1台大泵与1台小泵
并联运行。同时，大泵考虑1台备用。
选用泵型号为KDY500-130×5，其流量为500m3/h，扬程为650m,转速为2980转/分，效率为83%。每个泵站选用两台，其中一台为备用泵。 ①方案一：
由公式（5-3）得平均温度下的密度为：
ρ43.73=867-(1.825-0.001315ρ20)?(57.8-20)=798.1（kg/m3）
泵所产生的压力为：
P=ρgH (6-1)
式中 P——泵所能够提供的压力，Pa； ρ——油品的密度，kg/m3； H——泵所提供的扬程，m；
由公式（6-1）得：P=798.1?9.8?650?10-6=5.1(MPa)<7.5mpa>
②方案二：
由公式（5-3）得平均温度下的密度为：
ρ43.73=867-(1.825-0.001315ρ20)?(44.1-20)=823（kg/m3）
泵所产生的压力为：
P=ρgH (6-1)
式中 P——泵所能够提供的压力，Pa； ρ——油品的密度，kg/m3； H——泵所提供的扬程，m；
由公式（6-1）得：P=823?9.8?650?10-6=5.2(MPa)<7.5mpa 故所选择的泵符合要求。="" 6.1.2="">
JKZ异步电动机，型号为JKZ-2000,额定功率2000kw,额定电压6000V，额
定电流234A,转速2985转/分，效率95.5%。 6.1.3 加热设备选型
首站选用换热器，其他加热站选用直接管式加热炉，型号：GW4400-Y/6 4-Y,其额定功率为4400KW，效率为87%。
6.2 站场布置
①方案一：
φ273?4的标准管道 泵站数为：
n=
H
(6-2) Hc
式中 n——泵站数，个；
H——全线所需的总压头，m； Hc——泵所提供的扬程，m。 由公式（6-2）得：
n=
1606.34
=2.5(个) 650
向上取整，取n=3（个）；为了保证任务输量不变，可对泵站中的泵机组采取减小级数等措施。
采用平均法布站，其站间距为：
LR=
L
（6-3） n
式中 LR——泵站站间距，m； L——管线总长，m； 由公式（6-3）得：
LR=
180
=90(km) 3
泵站内压头损失不计，后面的泵站进口压力控制在30～80m范围内。
（1）当首站与第二站站间距取90km,其进口压力为：
hti=H-iL-?Z-hm （6-4）
式中 hti——泵站进口的剩余压头，m； H——泵站所提供的扬程，m； i——水力坡降；
L——两泵站的站间距，m； ?Z——两泵站间的高程差，m； hm——泵站内压头损失，m。
取首站与第二站的站间距为65km，进口压力为：
水力坡降：i=
H1606.34==0.0089 l180000
ht=650-0.0089?65?1000=44.8(m)
符合要求，故第二站布置在距离首站65km处。
（2）取首站与第三站的站间距为135km，进口压力为：
ht1=650+44.8-0.0089?(135-65)?103=71.8(m)
符合要求，故第三站布置在距离首站135km处。 故全线泵站布置完毕。 ②方案二：
φ325?4的标准管道: 水力坡降：i=
H2071==0.0115 l180000
n=
式中 n——泵站数，个；
H——全线所需的总压头，m； Hc——泵所提供的扬程，m。 由公式（6-2）得：
n=
H
(6-2) Hc
22071
=3.2(个) 650
向上取整，取n=4（个）；为了保证任务输量不变，可对泵站中的泵机组采取减小级数等措施。
采用平均法布站，其站间距为：
LR=
L
（6-3） n
式中 LR——泵站站间距，m； L——管线总长，m； 由公式（6-3）得：
LR=
180
=45(km) 4
泵站内压头损失不计，后面的泵站进口压力控制在30～80m范围内。 （1）
21
hti=H-iL-?Z-hm （6-4）
式中 hti——泵站进口的剩余压头，m； H——泵站所提供的扬程，m； i——水力坡降；
L——两泵站的站间距，m； ?Z——两泵站间的高程差，m； hm——泵站内压头损失，m。
取首站与第二站的站间距为50km，进口压力为：
ht=650-0.0115?50?1000=75(m)
符合要求，故第二站布置在距离首站50km处。
（2）取首站与第三站的站间距为102km，进口压力为：
ht1=650+75-0.0115?(110-50)?1000=35(m)
符合要求，故第三站布置在距离首站120km处。
（3）取首站与第四站的站间距为175km，进口压力为：
ht2=650+35-0.0115?(175-120)?103=47.5(m)符合要求，故第四站布置在距离首站175km处。 故全线泵站布置完毕。
7 最小输量
①方案一：
管道的最小输量为：
Gmin=
KπDL
Cln
TT Rmax-0
TZmin-T0
式中 Gmi——n
管道最小输量，kg/s； K——总传热系数，W/(m? C)； D——管道外径，m； L——加热站间距，m；
C——原油比热容，kJ/(kg? C)；
TRmax——加热站的最高出站温度， C； T 0——管道周围的自然温度，C；
22
（7-6）
C。 TZmi——加热站的最低进站温度，n
由公式（7-6）得：
Gmin
0.24?3.14?0.265?180?103
==37.06(kg/s)
57,8-9
1.99?103ln
39-9
②方案二：
管道的最小输量为：
Gmin=
KπDL
（7-6）
TRmax-T0
Cln
TZmin-T0
式中 Gmi——管道最小输量，kg/s； n
K——总传热系数，W/(m? C)； D——管道外径，m； L——加热站间距，m；
C——原油比热容，kJ/(kg? C)；
TRmax——加热站的最高出站温度， C； T0——管道周围的自然温度， C； TZmi——加热站的最低进站温度， C。 n
由公式（7-6）得：
Gmin
0.32?3.14?0.317?180?103
==69.91(kg/s)
54.3-9
1.99?103ln
39-9
8 设计结果
本次设计采用加热密闭输送方式，各个参数设计结果列入下表：
表8-1 管道设计结果
表8-2 泵设计结果
23
表8-3
热站设计结果
表8-4 热站布置设计结果
表8-5 泵站布置设计结果
24
9 动态技术经济比较（净现值法）
①方案一：
项目投资35万元，以后连续每年有相同的净收益10万元，其基准收益率为10%，其净现值：
NPV1=-I+A(P/A,ic,n)=-35+10(P/A,10%,5)=-35+10?3.7908=2.908万元
②方案二：
项目投资30万元，以后连续每年有相同的净收益10万元，其基准收益率为15%，其净现值：
NPV1=-I+A(P/A,ic,n)=-30+10(P/A,15%,5)=-30+10?3.3522=3.522万元
由于方案二的净现值大于方案一，因此采用方案二作为施工方案。
25
参考文献
[1] 张其敏，孟江.油气管道输送技术.北京.中国石化出版社.2010年7月.第一版 [2] 严大凡.输油管道设计与管理.北京.石油工业出版社. [3] 姬忠礼，邓志安，赵会军.泵与压缩机.北京：石油工业出版社
[4] 张德姜，王怀义，刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册.中国石化出版社
26
范文三：浅谈输油管道设计
浅谈输油管道设计
摘 要：结合生产实际，由经济流速确定经济管径，确定所使用管材，由最小输量确定其热站数，最大输量确定其泵站数，并校合各进出站压力和沿线的压力分布是否满足要求，并为管道采用的控制和保护措施提供设计参数，提出调整，控制运行参数的措施。在管道的运行过程中要根据输送条件的变化，进行热力，水力计算。合理确定各站的温度，压力等运行参数，计算各个输量下的运行参数。
关键词：输油管道 设计
一、工程概况
1. 线路基本概况
结合中国石油大港油田分公司生产实际，管线最大年输量为2000万吨。全长220km ，沿线地势平缓，海拔最低处为28m ，最高处88m ，距外输首站约80公里，首末站高差为60 m ，管线位于平原地区。管线外有沥青防腐层，以减轻腐蚀损耗。管线设计为密闭输送，能够长期连续稳定运行。采用先炉后泵的流程。占地少，密闭安全，且对环境污染小，能耗少，受外界环境恶劣气候的影响小。便于管理，易于实现远程集中监控，自动化程度很高，劳动生产率高。油气损耗少，运费较低。
2. 输油站主要工程项目
本管线设计年输量为2000万吨/年，综合考虑沿线的地理情况，贯彻节约占地、保护环境和相关法律法规，本着尽量避免将站址布置在海拔较高地区和远离城市的人口稀少地区，以方便职工生活，并本着“热泵合一”的原则，兼顾平原地区的均匀布站方针，采用方案如下：设立热泵站两座，即首站和一座中间站，均匀布站。
本次设计中管道采用可减少蒸发损耗，流程简单，固定资产投资少，可全部利用剩余压力便于最优运行的密闭输送方式，并采用“先炉后泵”的工艺方案。选用直接加热式加热炉，将热油循环工艺也包括在内，即部分油品往热油泵和加热炉后进罐，而且设有专用泵和专用炉，同时该泵和炉还可分别作为给油泵的备用泵和来油的加热炉。
3. 管道设计
本设计中选择的管道为外径φ813，壁厚10.3mm ，管材为L325的管道。由于输量较大，且沿线地温较高，故从经济上分析，本管道不采用保温层。全线设沥青防腐层从而减少腐蚀损失。设机械清蜡设备，保证全线输油管道畅通。
二、基本参数的选取
范文四：输油管道设计与管理
《输油管道设计与管理》综合复习资料
一. 填空题
1. 五大运输方式是指铁路、和___运输。
2. 翻越点可采用__和_两种方法判别。
3. 串联泵的优点是_、__、_、__。
4. 当长输管道某中间站突然停运时，全线输量__，停运站前各站的进、出站压力均_升高_，停运站后各站的进、出站压力均__下降_。
5. 长输管道输量调节的方法主要有___、_换用（切削）离心泵的叶轮直径_。
6. 影响等温输油管道水力坡降的主要因素是__、__、__和__。
7. 热泵站上，根据输油泵与加热炉的相对位置可分为__流程和_流程。
8. 影响热油管道水力坡降的主要因素是、。
9. 减少管内壁结蜡的主要措施有_、__、_保持管内流速在1.5m/s以上_、_采用不吸附蜡的管材或内涂层_、 化学防蜡 。
10. 、_
11. 解决动水压力超压的方法有__、_。
12. 长输管道工况变化的原因分为__。
13. 、_、__导摩阻计算式_。
14. 减少管内壁结蜡的主要措施有___、__、_保持管内流速在1.5m/s以上_、_采用不吸附蜡的管材或内涂层_、 化学防蜡 。
15. 当管道中间某处发生堵塞时，全线输量__，堵塞点前各站的进出站压力均_高__，堵塞点后各站的进出站压力均_降低_。
16. 在管道纵断面图上，横坐标代表管道的___，纵坐标代表__。
17. 翻越点后不满流的危害是__、_。
18. 选择输油泵机组的原则是__、_、_效区工作_、_泵的台数符合规范要求（一般不超过四台）_。
19. 密闭输送工艺的优缺点是__、_资产投资小_、_可全部利用上站剩余压头，便于实现优化运行_、_要求自动化水平高，要有可靠的自动保护系统_。
20. 长输管道稳定性调节的主要方法有_、__、_ 21 当管道某处发生堵塞时，管道输量，堵塞点前各站的进出站压力均堵塞点前各站的进出站压力均 升高 。
22. 热泵站上，先炉后泵流程的优点是_结蜡，减小站内阻力_、 加热炉承受压力低，危险性小 。
23. 影响热油管道轴向温降的主要因素是_、、_和_道散热条件_。
24. 影响管内壁石蜡沉积的主要因素是__、_、___、_、管壁材质。
25. 当发现热油管道进入不稳定区时，要尽快使其回到稳定区。可采取的措施有_线允许和可能的情况下，尽量提高出站油温_、_开启备用泵或未开的泵站，尽快提高输量_、
__。
26. 、_ 27. 长距离输油管道由___和两大部分组成。
28混合摩擦区 ，紊流粗糙区 。
29. 输油管道中常见的流态是：稠油和燃料油管道一般为，加热输送的含蜡原油管道一般为 水力光滑区 。
30. 解决静水压力超压的方法有__、_。
31. 旁接油罐输送工艺的缺点是、全线难以在最优工况下运行，能量浪费大 。
32. 长输管道中间某处发生泄漏时，漏点前输量的进出站压力均 下降 。
33. 长输管道的总压降由三部分组成，即、失 。
34. 热油管道摩阻计算的特点是、_摩阻_。
35. 热油管道的总能耗费用包括和
36. 热油管道当u (T R -T 0) ＞3时，管路特性曲线上出现不稳定区，该结论的前提条件是_、_粘温指数u 为常数_、_层流（m=1）_。
二. 简答题
1. 简述输油管道工况变化原因及运行工况分析方法。
“从泵到泵”运行的等温输油管道，有许多因素可以引起运行工况的变化，可将其分为正常工况变化和事故工况变化。
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。
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发生堵塞；
⑶ 管道某处发生泄漏。
3、运行工况的分析方法 ：课本P68~72
2. 简述热油管道为什么会存在最优运行温度？
确定加热站的进、出站温度时，需要考虑三方面的因素：
①油品的粘温特性和其它的物理性质；
②管道的停输时间，热胀和温度应力等因素；
③经济比较，取使费用现值最低的进出站温度。
⑴ 加热站出站油温的选择⑵ 加热站进站油温的选择⑶ 周围介质温度 T0 的确定，详细参见课本P80~P81.
3. 简述热油管道节能降耗的主要措施。
加热系统与保温结构的技术经济比较是节能降耗的重要方面。确定热油管道最优设计方案，涉及管径、管材、壁厚、各站的工作压力、加热温度、加热站数、泵站数及各站泵组合等一系列相应的约束条件下的最优组合。
4. 简述热泵站上先泵后炉流程的缺点。
1、进泵油温低，泵效低
2、站内油温低，管内结蜡严重，站内阻力大
3、加热炉承受高压，投资大，危险性大
三. 等温输油管道分析题
1、某等温输油管，全线地形平坦。全线共设四座泵站，等间距布置。正常运行时，每站三台同型号的离心泵并联工作，输量为Q 。如果管线输量降为2Q /3：
计算全线摩阻损失变为原来的多少倍（已知流态为水力光滑区）？
答：H f =fLQ2-m ,f=βνm /d5-m ,
流态为水利光滑区，故m=0.25，
H f1/Hf2=Q2-m /(2Q/3) 2-m =2.03,
故变为原来的2.03倍。
2、某等温输油管道，四个泵站等间距布置，各站高差为0，采用“从泵到泵”方式工作，若第二站因故障停运，
试根据能量平衡原理定性分析管线输量和各站进出站压力的变化趋势；
答：（1）. 输量变化：
c 站停运前全线能量平衡方程：
H s 1+n (A -BQ 2-m ) =fLQ 2-m +?Z +H sz +nh c c 站停运后全线能量平衡方程： H s 1+(n -1)(A -BQ *两式相减得： 2-m ) =fLQ *2-m +?Z +H sz +(n -1) h c [(n -1) B +fL ](Q 2-m -Q *2-m ) =A -BQ 2-m -h c =H c -h c >0 Q 2-m -Q *2-m >0 即：Q *<>
（2）. c 站前面各站进出站压力的变化
先来讨论c 站前面一站即c-1站的情况。为此，从首站进口到 c-1 站进口列能量平衡方程： c 站停运前：
H s 1+(c -2)(A -BQ 2-m ) =fL c -2Q 2-m +?Z c -1+H sc -1+(c -2) h c
c 站停运后：
*H s 1+(c -2)(A -BQ *2-m ) =fL c -2Q *2-m +?Z c -1+H sc -1+(c -2) h c
两式相减得：
*2-m H sc -Q *2-m ) -1-H sc -1=[(c -2) B +fL c -2](Q
*H sc -1-H sc -1>0 由上式可知：
即*H sc -1H sc -1 >
（3）.c 站后面各站进出站压力的变化
先来讨论c 站后面一站即c+ 1站的情况。为此，从 c+1 站入口到末站入口列能量平衡方程：
c 站停运前：
H sc +1+(n -c )(A -BQ 2-m ) =f (L -L c ) Q 2-m +(Z z -Z c +1) +H sz +(n -c ) h c
c 站停运后：
*2-m H sc ) =f (L -L c ) Q *2-m +(Z z -Z c +1) +H sz +(n -c ) h c +1+(n -c )(A -BQ *
两式相减得：
*2-m H sc +1-H sc -Q *2-m ) >0+1=[(n -c ) B +f (L -L c ) ](Q
*H sc +1
（4）. 将c=2带入以上各式，可知，管线数量Q 降低；
进出站压力：首站升高，第三站、第四站降低。
3、某等温输油管道，全线地形平坦。全线共设8座泵站，等间距布置。正常运行时，每站2台同型号的离心泵串联工作，输量为Q 。如果管道输量减少1/3，
计算全线摩阻损失变为原来的多少倍（已知管道流态为水力光滑区）？
答：H f =fLQ2-m ,f=βνm /d5-m ,
流态为水利光滑区，故m=0.25，
H f1/Hf2=Q2-m /(2Q/3) 2-m =2.03,
故变为原来的2.03倍。
4、某等温输油管道，全线地形平坦。全线共设6座泵站，等间距布置。正常运行时，每站2台同型号的离心泵并联工作，输量为Q 。如果管道输量降低50%，
计算全线摩阻损失变为原来的多少倍（已知管道流态为水力光滑区）？
答：H f =fLQ2-m ,f=βνm /d5-m ,
流态为水利光滑区，故m=0.25，
H f1/Hf2=Q2-m /(1Q/2) 2-m =3.36,
故变为原来的3.36倍。
四. 热油管道计算题
1、一条φ610×7的埋地热油管道，管道全长55km ，全线只一座热泵站，维持首站出站油温55℃不变运行，管道年输量为1100万吨（一年按350天计算），原油平均比热C ＝
2150J/kg℃，油品平均密度ρ＝890kg/m3，油品粘温关系为υ＝19.5×10-6e -0.036(T -65) m2/s，地温T 0＝8℃，总传热系数K =1.8W/m2℃，防腐层厚度为4mm ，管道流态为水力光滑区，不考虑摩擦升温的影响。
(1) 计算末站的进站油温为多少？
(2) 用平均温度法计算管道的摩阻损失。
答：（1）T L =T 0+(T R -T 0) e -aL ，
K πD 1. 8?3. 14?(610-2?7-2?4) ?10-3
a ===4. 249?10-6， 43Gc 1100?10?10?2150350?24?3600
代入，得T L =45.2℃
（2）水力光滑区，β=0.0246，m=0.25，
Q 2-m νm 1-6-0.036(T -65) ，υ＝19.5×10e ，代入数据，得i=1411.80 i pj =(i R +i L ) ，i =β5-m 2d
H L =iL=1411.8×55×103=7.7×104KJ
2、一条φ529×7 的埋地热油管线，最长的加热站间距为60km ，最短的为53km ，管线允许的最低进站油温为33℃，最高出站油温为65℃，原油平均比热2100J/kg℃，管道中心埋深处的自然地温5℃，正常运行时总传热系数为1.9W/m2℃，沥青防腐层厚5mm ，管线流态为水力光滑区，不考虑摩擦升温的影响。
① 计算该管线的允许最小输量G min ，
② 设管线年输量为800万吨（一年按350天计算），维持出站油温65℃不变运行，油品平均密度870kg/m3，油品粘温关系为υ＝7.3×10-6e -0.036(T-65) m 2/s，试用平均温度法计算站间距为60km 的加热站间的摩阻损失。
答：（1）G min =K πDl R ，代入数据计算即可。 T R max -T 0c ln T Z min -T 0
Q 2-m νm 1（2）i pj =(i R +i L ) ，i =β，υ＝7.3×10-6e -0.036(T-65) m 2/s， 5-m 2d
H L =iL ，代入数据即可。
3、一条φ508×7的埋地热油管道，年输量为850万吨（一年按350天计算），加热站间距为60km ，维持进站油温T Z ＝35℃不变运行。站间管道总传热系数1.95w/m2℃（按钢管外径计），管道中心埋深处的自然地温为5℃，计算温度范围内原油平均比热为2100J/kg℃、平均密度为859kg/m3，原油60℃时的运动粘度为17×10-6m 2/s，粘温指数为0.036（原油粘度按粘温指数公式计算），摩擦升温忽略不计。
(1)根据进站油温计算该站间的出站油温T R ；
(2)用平均温度法计算该站间的摩阻损失（已知流态为水力光滑区）；
(3)计算该站间允许的最小输量（管线允许的最低进站油温为30℃，最高出站油温为65℃）。
答：（1）T L =T 0+(T R -T 0) e -aL ，a =K πD 。 Gc
代入数据即得。
（2）水力光滑区，β=0.0246，m=0.25，
Q 2-m νm 1，H L =iL ，代入数据即得。 i pj =(i R +i L ) ，i =β5-m 2d
4、一条φ426×7 的埋地热油管线，最长的加热站间距为58km ，管线允许的最低进站
油温为35℃，最高出站油温为65℃，原油平均比热2100J/kg℃，地温T 0=5℃，正常运行时总传热系数1.9W/m2℃(以钢管外径计) ，已知流态为水力光滑区，不考虑摩擦升温的影响。
(1)计算该站间的允许最小输量；
(2)设管线年输量为450万吨（一年按350天计算），维持进站油温35℃不变运行，油品平均密度875kg/m3，油品粘温关系为υ＝10.3×10-6e --0.036(T -65) m2/s，计算该站间的出站油温，并用平均温度法计算该站间的摩阻损失。
答：（1）G min =K πDl R ，代入数据计算即可。 T R max -T 0c ln T Z min -T 0
-aL （2）T L =T 0+(T R -T 0) e ，a =K πD 。 Gc
代入数据即得。
水力光滑区，β=0.0246，m=0.25，
Q 2-m νm 1，H L =iL ，代入数据即得。 i pj =(i R +i L ) ，i =β2d 5-m
范文五：输油管道设计与管理
中国石油大学(华东)现代远程教育课程教学(自学)基本要求
《输油管道设计与管理》课程教学(自学)基本要求
适用层次 所有层次 适应专业 油气储运工程 使用学期 自学学时 160 面授学时 40 实验学时
教材名称 《输油管道设计与管理》
使用教材 编 者 杨筱蘅 张国忠
出 版 社 石油大学出版社
参考教材
本课程是一门应用技术方面的专业必修课，是在学生已修过流体力学、传热学、课程简介 泵与压缩机等技术基础课的基础上，培养学生综合运用理论知识和方法、开展长距
离输油管道设计与管理工作的能力。
掌握管路水力、热力计算的基本概念;掌握等温及热油管道工艺计算的基本方学习建议 法和步骤;掌握管路和泵站协同工作的工况，会对等温及热油管道的运行工况进行
分析和调度;熟悉泵站及加热站的流程，了解管路的调节和保护措施。 各章节主要学习内容及要求
第一章 输油管道概况和勘察设计
教学基本要求
【了解】1、了解我国和世界输油管道的发展概况、长输管道的设计阶段及各阶段的主要内容
内容和任务。
【掌握】1、掌握长输管道的组成、管道运输的特点;
第二章等温输油管道的工艺计算
第一节 输油泵站的工作特性
第二节 输油管道的压能损失
第三节 等温输油管道的工艺计算
第五节 等温输油管道运行工况分析与调节
教学基本要求
【了解】1、了解输油管道用泵机组的类型，2、了解粘度变化对进出站压力的影响，
【掌握】1、掌握输油泵工作特性的表示方法、改变输油泵特性的方法、串联泵站和
并联泵站工作特性及站特性的计算方法、串联或并联泵机组数的确定方法。2、掌握
管道的压降组成、流态化分和流态判别方法、输油管道中的常见流态、影响水力摩
阻系数的因素，3、掌握干管、副管和变径管的水力坡降的计算方法和水力坡降线的
画法，4、掌握管路工作特性的表示方法和影响管路工作特性的因素，5、掌握旁接主要内容 油罐和密闭输送方式的特点和优缺点，6、掌握管道纵断面图的特点和画法，会在管
道纵断面图上画水力坡降线，7、掌握翻越点的意义和判别方法以及计算长度确定方
法，8、掌握泵站数的确定和泵站布置方法，9、掌握管道动静水压力的校核方法。
10、掌握管道工况变化原因及运行工况分析方法，会使用能量平衡方程方程分析各
种工况变化，11、掌握发生中间站停运、泄漏和堵塞工况时全线输量和各站进出站
压力的变化趋势以及工况变化后水力坡降线的画法，12、掌握管道调节的分类及各
种调节方法。
【重点掌握】1、掌握和熟练使用列宾宗公式计算管道的摩阻、熟记层流和紊流光滑
1
中国石油大学(华东)现代远程教育课程教学(自学)基本要求
区的m和β值，2、熟练掌握泵站与管路联合工作时工作点的求解方法和各站进出站
压力的计算方法。
第三章 加热输送管道的工艺计算
第一节 热油管道的温降计算
第二节 热油管道的摩阻计算
第三节 确定和布置加热站、泵站
教学基本要求
【了解】1、了解油流过泵温升和节流温升的计算方法，
【掌握】1、掌握热油管道的特点和轴向温降曲线的特点，2、掌握总传热系数的意
义和确定方法、以及温度参数的确定方法，3、掌握各种油品物性的确定和表示方法，主要内容 4、掌握热油管道摩阻计算的特点和摩阻计算的方法以及径向温降对摩阻的影响。5、
掌握热油管道加热站数和泵站数的确定方法、热站和泵站的布置及热站和泵站合并
的方法、热油管道设计计算的步骤。
【重点掌握】1、能熟练使用轴向温降公式计算热油管道的温降，轴向温降公式的用
途，
第四章 易凝高粘原油输送
第三节 含蜡原油加热输送的特殊问题
教学基本要求
【了解】1、了解原油析蜡和管壁结蜡的过程;
主要内容 【掌握】1、掌握管壁结蜡的机理、影响管壁结蜡的因素，2、原油析蜡和管壁结蜡
对轴向温降和摩阻的影响，3、当量管径和当量结蜡厚度的计算方法、防止结蜡和清
蜡的措施。
第五章 热油管道的运行管理
第一节 燃油管道的日常运行管理
第二节 热油管道的启动投产
第三节 热油管道的停输温降及再启动
教学基本要求
【了解】1、了解热油管道优化运行方案的确定方法，2、了解热油管道启动投产的
程序，3、了解投油时应注意的问题，4、了解热油管道停输的原因、停输温降过程
的特点和计算方法、再启动过程的特点和再启动压力的计算方法、影响再起动压力主要内容
的影响因素。
【掌握】1、掌握热油管道工作特性的特点、出现不稳定区的条件、影响热油管道温
降的因素，2、掌握热油管道启动过程的特点、热油管道的启动方法以及热油管道的
预热计算方法，
第六章 顺序输送
第一节 顺序输送的特点
第二节 顺序输送中的混油
第三节 管道终点混油的接受与销售
主要内容 教学基本要求
2
中国石油大学(华东)现代远程教育课程教学(自学)基本要求 【了解】
【掌握】1、掌握顺序输送的应用范围和顺序输送工艺的特点，2、掌握顺序输送的应用范围和顺序输送工艺的特点，3、掌握管道终点混油浓度和混油量的计算方法，4、影响混油量的因素，5、管道终点混油段的切割方法，6、实现两段切割的充要条件、减少混油的措施。
编者:安家荣
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