某輸油管道設(shè)計(jì)中經(jīng)濟(jì)管徑的確定計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13574某輸油管道設(shè)計(jì)中經(jīng)濟(jì)管徑的確定計(jì)算案例 197171.1基本參數(shù)的確定 1321761.2經(jīng)濟(jì)管徑的選取 3252421.3初選設(shè)計(jì)壓力 4277731.4初選泵 5281931.5計(jì)算壁厚 61.1基本參數(shù)的確定計(jì)算溫度：取出站油溫TR=26℃進(jìn)站油溫TZ=16℃則油品密度：已知20℃時(shí)油品密度㎏/則=1.825-0.001315×818=0.74933油品粘度：采用最小二乘法，擬合出黏溫關(guān)系式：式中：，換算后數(shù)據(jù)溫度/℃152025304050lg1.3280.9180.7360.5430.4830.477進(jìn)站溫度到析蠟點(diǎn)（16-28）℃析蠟點(diǎn)到出站點(diǎn)（28-51）℃用Excel擬合曲線可得所以進(jìn)站溫度到析蠟點(diǎn)（16-28）℃粘溫方程：則：進(jìn)站動(dòng)力粘度：mPa·s平均動(dòng)力粘度：mPa·s進(jìn)站運(yùn)動(dòng)粘度：平均運(yùn)動(dòng)粘度：出站動(dòng)力粘度：mPa·s出站運(yùn)動(dòng)粘度：1.2經(jīng)濟(jì)管徑的選取任務(wù)輸量：，由得：，由得：，由得：，由得：受各國(guó)地形、環(huán)境、國(guó)家工業(yè)能力等因素的影響，其各國(guó)的管道運(yùn)行設(shè)備，燃料加熱，管道建設(shè)費(fèi)用各有不同，從而選取經(jīng)濟(jì)流速的標(biāo)注也有所不同，我國(guó)管道設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中一般參考GB50253-2014《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定經(jīng)濟(jì)流速，范圍為1.0m/s～2.0m/s之間，如表3-1所示：表3-1我國(guó)長(zhǎng)距離輸油管道中原油和成品油管道的推薦流速管徑/mm流速/（m/s）管徑/mm流速/（m/s）管徑/mm流速/（m/s）2191.04261.28201.92731.05301.39202.13251.16301.410202.33771.17201.612202.7取經(jīng)濟(jì)流速為1.2m/s，通過(guò)參考國(guó)產(chǎn)鋼管部分規(guī)格選擇與計(jì)算值d=465mm接近的標(biāo)準(zhǔn)管徑，初選管徑為457mm，根據(jù)管道規(guī)格，對(duì)于輸油管道，DN400及以下小口徑管道宜選用直縫電阻焊鋼管或螺旋縫埋弧焊鋼管，DN400以上管道宜選用螺旋縫埋弧焊鋼管，大型穿跨越等特殊地區(qū)可選用直縫埋弧焊管。熱煨彎管宜選用無(wú)縫鋼管或直縫鋼管。選出與d相近的三種管徑初選用L390螺旋縫埋弧焊鋼管D1=406.4mm初選用L390螺旋縫埋弧焊鋼管D2=457mm初選用L390螺旋縫埋弧焊鋼管D3=508mm1.3初選設(shè)計(jì)壓力在進(jìn)行設(shè)計(jì)壓力P初選時(shí)，可根據(jù)表3-2原蘇聯(lián)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中不同直徑管道的經(jīng)濟(jì)輸量及工作壓力范圍給出。表3-2干線管道壓力與經(jīng)濟(jì)輸量原油原油5305.4～6.56～82199～100.7～0.96305.2～6.210～122737.5～8.51.3～1.67205～614～183256.7～7.51.8～2.38204.8～5.822～263775.5～6.52.5～1.29204.6～5.632～364265.5～6.51.5～4.810204.6～5.642～505305.5～6.56.5～8.512204.4～5.470～80根據(jù)任務(wù)書給出的最大年設(shè)計(jì)輸量500萬(wàn)噸/年，初定三種管徑的工作壓力為：P=6.5MPa。1.4初選泵1.選泵原則選泵須遵守以下原則：（1）需要在管道最大承壓內(nèi)工作且略小于管道最大承壓；（2）選用高效率泵，而且泵的一直處于高效率工作范圍；（3）滿足最大輸量要求；（4）當(dāng)輸送溫度適當(dāng)時(shí)，油品的黏度在100mPa·s以下時(shí)，宜選用離心泵；（5）當(dāng)輸量變化很大，宜采用并聯(lián)方式；當(dāng)管道摩阻損失大時(shí)，且輸量變化較小時(shí)，輸油主泵揚(yáng)程用于克服摩阻損失，宜采用串聯(lián)方式；（6）泵機(jī)組的泵的臺(tái)數(shù)在2至4臺(tái)，另設(shè)1臺(tái)備用泵，總數(shù)不超過(guò)5臺(tái)。泵的確定根據(jù)表3-2，確定管線最大工作壓力為6.5MPa。長(zhǎng)輸管線的輸量Q=0.202×3600=727.2由公式得：油柱選取的泵要滿足輸量要求，揚(yáng)程略小于管道承壓能力允許的最大揚(yáng)程。故根據(jù)《泵產(chǎn)品供應(yīng)錄》選取MD600-60×10型號(hào)離心泵。泵的特性方程對(duì)于長(zhǎng)輸管道，流量和揚(yáng)程的關(guān)系滿足二次拋物特征其中H——泵揚(yáng)程，m液柱；q——離心泵排量，m3/h；m——流態(tài)有關(guān)；、——常數(shù)，根據(jù)泵的流量、揚(yáng)程數(shù)據(jù)擬合求得。根據(jù)工作壓力和輸量查取相關(guān)資料選取MD600-60×10離心泵相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表3-3表3-3MD600-60×10多級(jí)離心泵參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)流量m3/h揚(yáng)程m轉(zhuǎn)速m/s效率%汽蝕余量\m功率（kw）口徑（mm）軸功率配用功率吸入排出MD600-60×10450650148079710721250300250600600825.511946385507951208根據(jù)MD600-60×10型號(hào)離心泵的揚(yáng)程、流量數(shù)據(jù)，通過(guò)最小二乘法，回歸得到泵的特性方程H=a-bQ2-m其中m=0.25，則yi=H，xi=-Q2-m=-Q1.75，xi、xi2、yi、xiyi的值見(jiàn)表3-4：表3-4最小二乘法計(jì)算表xiyixeq\o(\s\up5(2),\s\do2(i))xiyi-43966.506501933053163-28578225.3-72738.566005290897844-43643134.9-80990.895506559524757-44544991.18將上表數(shù)據(jù)代入下式中：，得a=761.46，b=0.002泵站的特性方程為：由于因此，可以使用兩臺(tái)MD600-60×10型號(hào)離心泵進(jìn)行工作，其連接方式為并聯(lián)，另設(shè)一臺(tái)備用泵將流量帶入泵站特性方程得1.5計(jì)算壁厚（1）由于計(jì)算值d=465mm>400，采用螺旋縫埋弧焊鋼管。（2）將計(jì)劃輸量下泵站揚(yáng)程700m轉(zhuǎn)化問(wèn)管道的設(shè)計(jì)壓力為5.6Mpa。由式中P——設(shè)計(jì)壓力（MPa）；D——鋼管外徑（mm）；——鋼管許用應(yīng)力（MPa），按下式計(jì)算：式中——許用應(yīng)力，MPa；K——設(shè)計(jì)系數(shù)；——鋼管的最低屈服極限，MPa；——焊縫系數(shù)。設(shè)計(jì)系數(shù)取值：輸送原油時(shí)，站場(chǎng)外地區(qū)K一般取0.72；鋼管的最低屈服極限：其中=390MPa；焊縫系數(shù)：。得：管道允許的最小壁厚為：D1=406.4mm時(shí)，D2