发布时间 : 星期一 文章原油长输管道初步设计计算书更新完毕开始阅读9f5eb08383d049649b665850
最优管径的确定
1)判断流态
由于一般原油加热温度为60~70℃，考虑到最高出站温度为60℃，故取TR =60℃ 。
由于最低进站温度比凝固点高7℃，且考虑到反常温度和最低进站温度都为30℃，故在最低进站温度时仍可以满足牛顿流体的特性，故取TZ =30℃。
在加热输送条件下，计算温度采用平均输油温度T，平均输油温度采用加权法，由式（1-1）得
T=
602?30?=40℃。 3340℃的原油密度由式（1-2）计算
ρ=860-0.6941×（40-20）=846.12 kg/m3。 原油粘度由表1-1得 ν=69×10-6m2/s
任务输量Q=550×10000×1000/（350×24×3600） =181.9(kg/s) =0.2149(m3/s)
根据规范，输油管道经济流速范围为1.5-2.0m/s，管径计算公式如下：
d=
4Q (2-1) ?V式中：Q--额定任务输量(m3/s),0.2149m3/s； V--管内原油经济流速(m/s)； d--管道内径(m)；
根据输量计算结果如下表1-13：
表1-13 初选管径表
经济流速 (m/s) 1.5 计算结果 (mm) 427.2 初选管Ⅰ (mm) 406.4 初选管Ⅱ (mm) 457 初选管径Ⅲ (mm) 508 根据《输油管道工程设计规范》，输油管道直管段钢管管壁厚按下式计算：
PD (2-4) ?c=
2K??式中：P--设计内压力(MPa)； D--钢管外径(mm)； K--设计系数，取0.72； ?--材料的最低屈服强度(MPa)； ?--焊缝系数，取1.0；
管道系统设计压力为7 MPa时，管道选用X60直缝电阻焊钢管，屈服强度413MPa，壁厚计算结果如下表2-2：
表2-2 计算壁厚表
公称直径 (mm) 计算壁厚 (mm) DN406.4 DN457 DN508 4.783 5.379 5.979 考虑1mm的腐蚀余量后,实际选择的壁厚尺寸列于表2-3:
表2-3 实选管壁壁厚表
公称直径 (mm) 实选壁厚(mm) 雷诺数计算公式为：
Re?4Q (2-5) ?d?DN406.4 DN457 DN508 6.4 7.1 7.9 ??Re1?2e
d (2-6)
59.5?8/7 (2-7)
计算结果见表2-4，2-5，2-6
表2-4 Φ406.4管径下流态参数
管径 Φ406.4 9762.57 6836.98
表2-5 Φ457管径下流态参数
管径 Φ457 8960.04 6274.95
表2-6 Φ508管径下流态参数
管径 Φ508 8060.76 5645.16 9.035×105 流态 水力光滑区 8.006×105 流态 水力光滑区 7.258×105 流态 水力光滑区 由上表的数据，可以分析得各管径不同输量下，管内原油都处于水力光滑区，以此来进行设计计算，则有m=0.25，β=0.0246。
2)热力计算
热力计算按照最小输量情况计算。
Qmin?0.1505m3/s
由
?2?2?t (2-3) 4htDwlnDw式中：Dw--管道外径(m)；
?t--土壤导热系数(w/m℃)，取1.45 w/m℃； ht--管道中心埋深(m)，取1.55 m； 得?2=2.434
K=
1 (2-4)
?沥青1??沥青?2式中：?沥青--沥青防腐层(m)，0.006 m；
?沥青--防腐层导热系数(w/m℃)，取0.15w/m℃； 得总传热系数K=2.22 (w/m℃)；
有雷诺数判断流态均为紊流的水力光滑区。 根据以下公式求解所需的热站数。 水力坡降：
Q1.75MIN?0.25i=? (2-10)
d4.75a=
K?DW (2-11) GMINCb=
/Rgi (2-12) ca1TR?TO?bL?ln (2-13)
aTZ?TO?b最终得热站数：
/nr?L (2-14) L/R最终向上取整得热站数n。 式中：Dw--管道外径(m)；
K--热油管道总传热系数(w/m℃)，取2.22 w/m℃； C--油品比热(kj/kg)，取2100 kj/kg； 计算结果如下表2-9
表2-9 各管径水力参数表
管道规格(mm) i (m/m) a (×10) ?6b(℃) L(km) /Rn /RnR LR (km)