铁边城—西锋长输管道线路设计的研究 83页

分类号学号§密级工程硕士硕士学位论文题目铁边城一西锋长输管道线路设计的研究作者姓名杨彦鹏指导教师姓名、职称何光渝教授纪国富高工学科领域石油与天然气工程提交论文日期年月日 学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定,即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为西安石油大学。円期认‘！円期：工山、迟注：如本论文涉密,请在使用授权的说明中指出(含解密年限等)。 中文摘要论文题目：铁边城一西峰长输管道线路设计的研究专业：石油与天然气硕士生：杨彦鹏(签名)指导教师：何光渝(签名)纪国富(签名)摘要长输管道的设计和研究对节省能源、管道安全合理运行、提高石油企业市场的竞争力、经济的可持续发展等有着深远的意义。随着国内原油资源的递减,国外资源对国内资源的战略接替是必然趋势,这些管道与石油战略储备基地一起,将作为我国石油安全战略的基础。在抵御国际石油市场风险和保证国内原油供应中发挥重要的作用,进一步完善中国石油石化油气管道系统,是实现利用国内外两种资源的必然要求。大量长输管道的建设,必将大大减少油品运输中的损耗,降低油品运输成本,对促进整个国民经济的发展有着重要的作用,同时也是实施市场战略的一部分。本论文综述了国内外长输管道的现状以及我国与国外的技术差距。以铁边城一西峰输油管道线路为研究对象,从管道的水力和热力的工艺计算、输油成本法和费用现值法的比较、经济管径的确定、热泵站的布置及站址调整、主要设备的选型、正输和反输计算、幵泵和开炉方案等方面进行研究,最后通过内部收益率的计算、盈亏平衡分析及敏感性分析三方面确定设计方案的经济效益,以确定该线的合理性。关键词：长输管道；密闭输送；泵站；设计压力；阴极保护论文类型：应用研究 英文摘要：,,,,,,,,；；； 目录目录背景及意义我国长输管道的技术现状及差距本论文的主要内容和意义第二章工艺说明设计依据与设计原则设计依据设计原则设计原始数据原油物性工艺参数经济分析数据确定经济管径初定经济管径输油成本比较费用现值法选取最优经济管径站址的调整及确定边界条件及有关参数的选定流态的判别热力计算确定热站数水力计算确定泵站数站址的确定开泵、开炉方案正输计算反输计算站内工艺流程设计主要设备选型输油泵确定加热炉的确定储油罐确定阀门的确定管材的选取管线的防腐、保温经济效益分析 目录内部收益率投资回收期盈亏平衡分析敏感性分析环境保护能源的利用第三章工艺计算经济管径的确定确定粘温关系曲线基础设计参数的确定管径的初步确定流态的判别管径下热力计算及水力计算管径下经济费用的计算站址的调整和确定泵运行方案的计算确定泵的运行方案和工况校核反输计算工况校核压力校核管材强度的校核设备的选型输油泵的确定加热炉的确定储油罐的确定管道防腐及阴极保护电位经济效益分析内部收益率和净现值的计算投资回收期的计算盈亏平衡分析敏感性分析第四章结论硕士学位期间发表的论文 第一章绪论第一章绪论背景及意义经过多年的发展,全世界的石油管线已超过了万千米,成为各国重要的基础设施,作为连接油气资源和用户的桥梁与纽带,源源不断的为各国经济的发展提供动力。伴随着管道规模的进一步扩大,与管道相关的各项技术已取得了长足的发展成果不断涌现。与一些发达国家相比,我国的油气管道在技术水平上还有一定的差距,我国原油管道大部分输送的是高粘原油,多采用加热输送工艺,加上设备效率不高自动化水平较低,管道能耗较高。另外,管材及设备、管道设计建设、管理水平还有一定差距,因此输油管道的设计和研究对节省能源、管道安全合理运行、提高石油企业市场的竞争力、经济的可持续发展等有着深远的意义。随着国内原油资源的递减,多源头进口原油,实现国外资源对国内资源的战略接替是必然趋势,这些管道与石油战略储备基地一起,将作为我国石油安全战略的基础。在抵御国际石油市场风险和保证国内原油供应中发挥重要的作用,进一步完善中国石油石化油气管道系统,是实现利用国内外两种资源的必然要求。完善的油气管道输送网络将使得国内外两种资源可以通过管道在中国石化多数炼化企业范围内灵活调配,以最经济的运输方式,高效可靠地将原油输送到各用户手中,大量成品油管道的建设,必将打破我国成品油管道发展缓慢的僵局,缓解铁路和内河运输的运力,大大减少油品运输中的损耗,降低油品运输成本,对促进整个国民经济的发展有着重要的作用,同时也是实施市场战略的一部分,是占领市场和巩固市场的重要手段规划的成品油管道将形成两横两纵的输送干线。构建起一个覆盖整个南方市场的大型成品油运输系统,从而开创我国成品油运输的全新局面。我国的油气长输管道建设,经历了从小到大,从短到长的过程,取得了一定的成果,但整个长输管道事业与国内的需要和国际水平相比,仍有巨大的差距,大力推进我国长输管道运输的发展既是管道运输业自身的发展需要,也是发展能源工业,改善我国综合运输结构的需要,更是关系到作为整个国民经济命脉的工业血液供应系统的健全和发展的大问题。目前,作为基础设施的管道正面临着良好的发展机遇,我们应当抓住这一机遇,使我国的管道运输事业跃上一个新台阶。为此,需要各管道企业和有关高等院校在人才培养、技术创新上携手合作,共同幵创我国管道运输事业的美好未来。管道运输在石油天然气等液态和气态介质的运输上具有不可比拟的优势。首先,管道运输可以保证石油和天然气均衡生产,平稳运行。在石油运输上,由于铁路,公路转运环节较多,加上有淡旺季之分,一些油田和炼厂不得不以运定产,难以实现均衡生产和经济效益最大化。而管道运输不受地形,气候和运送季节的影响,可以长年稳定运行,不会对油田和炼厂的生产产生影响,其次,管道运输安全性高,有人形象地说,用铁路,公路运输石油宛如输送一颗颗炸弹,近年来多次发生的爆炸事故更让承运 西安石油大学硕士学位论文方提心吊胆,而管道运输则通过安全封闭式的管道直接将油气送到用户手中,避免了发生事故的可能；第三,管道运输能够保证油品的原有品质,不会造成轻质油的挥发,不会改变油品品质；第四,管道运输经济,据测算,在合理的运量范围内,管道运输的损耗仅为铁路的,综合运输成本可降低到第五,管道运输污染小,无论是公路还是铁路,水路在运送油气过程中都会或多或少地对环境造成污染,管道运输能够将油气运输过程中的污染减至最低。我国油气资源的发展潜力主要在西部,在探明的石油储量中：东部已经投入幵采,而西部只投入开采了这说明在今后的一段时间内,我国石油产量的增长将主要依靠西部地区。我国西部拥有天然气资源万亿元,东部拥有万亿元,西部占有绝对的资源优势。我国的石油和天然气消费大多集中在东南沿海,长江三角洲等地。把西部的资源和东部的市场连接起来,将资源优势、市场优势变成经济优势,是我国石油天然气工业发展的关键。要真正实现这种转变,油气运输是一个不可缺少的重要环节,管道建设是油气运输的首选方式。我国现在拥有的油气管道虽然在部分地区基本上实现了油气运输管道化。但是,与世界发达国家相比,与国民经济和石油天然气工业发展对其的要求相比,与管道运输的巨大潜力相比,我国的管道运输业还比较落后,而且结构也不合理。迄今为止,我国西部原油产量中,仍有依靠铁路运输,特别是成品油运输管道只占综合运量的至,每平方公里国土上成品油管线的拥有仅为公里。天然气管道运输还没有形成连接全国的运输管网,其发展规模也不大。目前,我国石油天然气工业的发展步伐正円益加快,这无疑使我国管道运输业的作用得以凸现,并给其发展带来了前所未有的机遇。我国长输管道的技术现状及差距输油管道建设研究主要是管道设计的优化运行和输送技术,我国输油管道设计的运行优化方面的研究起始于年代初,与国外相比,我国的输油管道设计的优化运行研究带有明显的中国特色,研究则侧重于采用加热输送方式的原油管道。目前,我国各油田生产的原油多为高粘易凝原油,还有相当数量的特高含蜡、高凝点原油及特高粘调油,原油物性差异大,流型复杂,流动性能差,针对我国原油特点,研究发展具有我国特色的输油工艺技术,达到节能降耗、安全输油的目的,是我国管道科技工作者的重要任务。由于热油管道的绝大部分管段敷设于地下,管道周围土壤的非稳态传热过程非常复杂,因此热力非稳态工况的物理过程比稳态工况复杂得多。目前为止,还没有找到一种既简便实用、又能满足工程精度要求的方法来计算热油管道的热力非稳态工况,因此,国内对热油管道设计优化运行的研究一直只限于热力稳态工况,而周期性非稳态大气环境及时间延迟对优化运行的影响未见相关报道。多年来,我国在含錯原油流变性及输油新工艺研究方面做了大量工作,在简揚热处理输送、加化学剂综合处理输送、混油处理等方面取得了重大成果,达到国际先进水平,并针对我国国情系统地开展了热油管道设计的 第一章绪论优化运行研究,在优化理论、模型、算法、软件等方面取得了具有实用意义的成果。世纪年代以来,国外管道工业发达国家更加注重减阻剂和降凝剂的推广应用。应用效果表明,减阻剂的增输能力一般为左右,最高为。对于成品油管道,为了克服线路上的“瓶颈”段或提高输量、平衡输量的季节性波动以及提高管输的经济效益,一般也采用加减阻剂的方式输送。在输油方式上,经过多年的技术攻关和技术改造,我国与国外先进国家的差距逐渐缩小,一些研究与应用成果已达到或接近了世界水平,并取得了以下成果。易凝高粘原油添加降凝剂改性输送技术已达到国际先进水平；低输量添加降凝剂综合处理输送工艺具有世界领先水平；库鄯输油管道不加热常温输送达到了国际先进水平；除了马惠宁输油管道外,我国主要输油干线都实现了密闭输送；东北管网经过不断更新改造,目前整体运行水平已发生了根本性的改变；自行幵发研制的降凝剂在性能和应用技术方面达到了国际先进水平；掌握了减阻剂室内合成技术,性能达到了国外同类产品世纪年代水平。我国管输原油多为高蜡、高粘、易凝原油,其管输和储存过程有其特殊的流变特性,用新工艺改善原油低温流变性,降低输油温度,实现原油的常温输送,提高输油效率,降低输油成本,将是我国油气储运领域长期科技攻关的方向。尽管原油流变学的一些研究成果已用于生产实践,取得了较大的经济效益和社会效益部分成果达到了国际先进水平,但我国原油流变学的研究还远未深入,许多理论问题尚未搞清,研究成果的应用仍局限于在役管道的工艺改造,设计和运行中的大部分问题仍靠工作经验来解决。如何为新建原油管道改性常温输送或准常温输送工艺设计提供可靠的理论依据,如何为已建管道的原油改性输送工艺、降温输送及间歇输送工艺提供科学的运行管理参数,是今后原油流变学研究的重大课题。对化学剂理论的认识还需进一步深化,效能尚需提高,应用范围有待扩展。近年来,特别是经济体制改革以来,我国油气长输管道从技术到管理全面与国际通行作法接轨,取得了突出的进步,但也存在许多问题。分析目前我国油气长输管道技术方面存在的问题,考察世界油气储运运营管理领域的技术特点,找出差距,明确技术进步的方向,对推动我国油气长输管道的技术进步十分必要。国外管输工艺的特点在于将整体优化运行技术应用于输送管道上,节能降耗、降低成本的作用非常显著。而我国仅在局部优化方面作了一些工作,管输系统整体优化技术尚在起步阶段,能耗指标比国外高许多。对于东北管网,若在输送工艺研究上不能取得重大突破,就难以进一步取得节能降耗效果。国外在管道阴极保护监测系统方面已全部达到了自动化,可以单独使用,也可以纳入系统中,可以随时了解阴极保护系统的工作状况。目前正在研究自动控制和 西安石油大学硕士学位论文调节技术,以保证阴极保护设施始终处于最佳状态,提高阴极保护效果。我国长输管道于线全部采用外加电流强制阴极保护,阴极保护率为,自行研制的漏磁管道腐烛检测已投人工业应用,性能指标达到国外同类产品世纪年代水平。开发研制的选频法防腐层绝缘电阻测量技术、水力清管技术、不停输开孔封堵技术已经普遍推广应用,腐烛管道的安全评定和风险评估己取得初步成果。但在阴极保护参数遥测、检测技术方面还存在较大差距,管道完整性评价还没有形成系统完善的技术方法。近年来,虽然对站内设备和站内工艺管网进行了一定的改造,但站外管道却每况愈下,管道防腐涂层老化、龟裂、剥离现象较普遍,部分管段腐烛严重。四川输气管网不仅存在外腐烛,同时还存在着严重的内腐烛,大部分在役管段需要大修。因此,对管道腐她失效机理进行研究,制定相应的防护措施,可为防腐优化决策的制定及判废标准的建立提供理论基础。根据环境因素和失效机理建立涂层和管体寿命模型,对指导生产实际和减少腐烛损失具有重要的实用价值。为了保证在役管网长期安全服役,应继续深入研究在役老管道的剩余强度评价和剩余寿命预测问题,分析管道系统事故风险的原因,建立相应的防范对策和制定风险控制方案,为安全运营动态化管理提供有效的技术手段。本论文的主要内容和意义铁边城一西峰输油管道线路全长沿线地貌基本为平地,输油管道全线共设首站座,中间热泵站座,热站座,末站座,设计最大输量万吨年,最小输量万吨年。站间管线规格无缝钢管,材质,设计压力,设计最低输油温度°,设计流程为“从菜到粟”密闭流程输送方式和先炉后栗的输油工艺。设计首先进行管道的水力和热力的工艺计算,然后通过输油成本法和费用现值法的比较,确定了经济管径；在确定管径后,进行了热站,栗站的布置及站址调整,确定了各热、菜站的站址,再进行主要设备的选型,并进行了正输和反输计算,制定了幵菜和开炉方案,最后通过内部收益率的计算,盈亏平衡分析,敏感性分析,确定设计方案的经济效益。通过输油管道设计,使我对管道设计,优化运行以及相关知识有了更深一步认识,同时,也是对所学知识的的复习、巩固和加深,把自己所学知识运用于实践,增强了理论联系实际和动手设计等方面的能力,另外,通过设计使我对计算机方面知识的掌握和运用有了很大的提高,在设计工程中,掌握了输油管道的平面布置,以及油品输送工艺流程,指导我更好地投入工作。在进行输油管道设计时,需要查找大量的资料,包括《输油管道设计与管理》、《油库设计规范》、《输油管道设计规范》等书籍,还有很多石油机械方面的书籍,丰富了我的专业知识,提高我的专业水平。当然,进行输油管道设 第一章绪论计最重要的是能够深入地研究输油管道设计栗站和加热站的合理性,还包括安全性,输油流程的合理以及输油管道建设的经济性(尽量减少建筑设施和设备的投资)。； 西安石油大学硕士学位论文第二章工艺说明概况铁边城一西峰输油管道沿线自然状况多为平原地段,线路全长。管道主要沿平坦的平原地面铺设,土壤腐蚀性较强。埋深处年最低月平均气温为°。管线设计最大输量万吨年,最小输量万吨年。输油管道全线共设首站座,中间热栗站座,热站座,末站座。输油管道管线规格￠无缝钢管,材质。设计流程采用从粟到菜”密闭流程输送方式和先炉后栗的输油工艺。管道大部分埋设于地下,占地少,受地形地物的限制少,保证了输油安全,能够长期连续稳定运行,而且易于管理和实现远程集中监控,受恶劣天气的影响较小,无噪音,对环境污染小。设计依据与设计原则设计依据根据储运教研室下发的毕业设计任务书并结合以下规范书册：《输油管道设计与管理》———《泵和泉的样本》—《油气集输手册》———《输油管道工程设计规范》—《石油库设计规范》—设计原则遵守国家有关法律、法规,执行有关工程设计技术规范；在保证安全可靠基础上,积极釆用国内外新技术、新工艺、新设备和新材料；尽量减少工程投资,节约能耗,使工程建成高效运行；在总体设计时,统筹兼顾,远近结合,以近期为主。设计原始数据原油物性原油含水：原油平均比热：°密度：含蜡量：胶质,沥青质含量：析醋点：°反常点：°凝固点：°初懷点：°燃油热值：° 第二章工艺说明表油品的粘关系粘度温度(粘度(工艺参数最大年设计输量：万吨年最小年设计输量：万吨年线路全长：年最低月平均地温：°土壤导热系数：°浙青防腐层保温层厚度：管道管顶埋深：最低输量原油进站温度：°设计任务输量进站温度：°管道内壁粗糙度：沿线里程,高程表沿线的里程、,程里程高程里程高程总传热系数及各年生产负荷根据《输油管道设计与管理》书中计算公式：丄丄丛丄—上式中：管外径,,—钢管、浙青绝缘层及保温层内径和外径,—与上述各层相应的导热系数,；—油流至管内壁的放热系数,。——管外壁至土壤的放热系数,。—管道中径,。经计算,三种管线总传热系数‘ 西安石油大学硕士学位论文表各种管径的传热系数管径(°运行期各年生产负荷(实际输量与设计输油能力之比)表各年生负荷年份生产负荷经济分析数据线路工程投资指标(万元千米)表线路工程指标由注：防腐层包含在内输油站工程投资指标(万元坐)表输油站工程指标首站末站中间热菜站中间泵站中间热站固定资产总投资可按下式计算：固定资产总投资线路工程投资输油站工程投资建设期借款利息固定资产方向调节税管道工程固定资产总投资方向调节税为。固定资产总投资为自有资金,为建设银行的贷款,年利率为。管道计算期为年,其中生产期为年,建设期为年’建设期第一年和第二年分别按固定资产总投资的、计算。原油价格：元吨,电价：元度流动资金按管道存油价值计算,流动资金的为自有资金,为工商银行的贷款,年利率为。管输行业基准受益率职工工资按每人元月计算固定资产的原值按总固定资产的投资的计算修理费按折旧费的计算输油成本中的其他费用按工资总额和其他费用的倍计算输油损耗按最大年输量的计算销售税金及附加营业税城市建设维护费教育附加税营业税销售收入营业税率 第二章工艺说明所得税利润总额利润总额销售收入输油成本销售税金及附加营业税率取,城市建设维护费按营业税率的计算,教育附加税按营业税的计算计算内部收益率和盈亏平衡输量时取运价为元吨,计算以运价表示的盈亏平衡点时分别按最大和最小输量计算输油成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗折旧费利息支出其他费用经营成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗其他费用费用现值—上式中：第年的全部投资包括固定资产总投资和流动资金；第年的经营成本；计算期末回收的固定资产余值(此处为—计算期末回收的流动资金；—计算期；行业基准收益率。内部收益率,按下式计算：—上式中：—现金流入量；年销售收入固定资产残值回收流动资金回收其他收入；现金流入量；年度固定资产投资额流动资金经营成本销售税金及附加所得税；注：流动资金一般在生产期第一年投入,其后个年若有追加,则上式中流动资金为个年的追加额,否则,其后个年的流动资金为。：第年的进净现金流量；：计算期。确定经济管径初定经济管径根据《工程流体力学》计算公式—； ^西安石油大学硕士学位论文上式中：经济管径(流量(—经济流速。在经济流速下,运用上式计算经济管径,对任务书所给,三中标准管径进行费用现值法比较。输油成本比较公式输油成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗折旧费利息支出其他费用式中：折旧费固定资产原值综合折旧率利息支出固定资产投资利息流动资金利息固定资产总投资可按下式计算：固定资产总投资线路工程投资输油站工程投资建设期借款利息固定资产方向调节税管道工程固定资产总投资方向调节税为。固定资产总投资为自有资金,为建设银行的贷款,年利率为。管道计算期为年,其中生产期为年,建设期为年,建设期第一年和第二年分别按固定资产总投资的、计算费用现值法选取最优经济管径由于受供需市场的约束,输油管道工程往往分期进行建设。工期不同,管道的输送能力不同,管道系统每年的经营费用和收益也随时间变化,因此,对输油管道设计方案进行经济比较时,必须考虑资金的时间价值,可以使用净现值或内部收益率作为技术经济评价指标。费用现值；‘—上式中：第年的全部资(包括固定资产总投资和流动资金；—第年的经营成本；计算期末回收的固定资产余值(此处为—计算期末回收的流动资金；计算期；行业基准收益率。其中：回收流动资金管道存油油价经营成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗其他费用燃料费用文；—上式中；—热站数； 第二章工艺说明原油比热(°—第站的出站温度(第站的进站温度燃料油价格(元吨；—年输量(万吨年；—加热炉效率；—燃油值(。动力费用广—上式中：—菜途第个泵站的扬程(电力价格(元度；—年输量(万吨年；—第个栗站的菜机组的效率。工资及福利费用定员人数每人月工资及福利修理费折旧费油品损耗二损耗比例年输量油价折旧费固定资产原值综合站址的调整及确定边界条件及有关参数的选定依据流量和扬程,在《栗和泵的样本》中选用所需菜的型号,根据所选泉的型号,’确定各站的最低进站压力,为了保证菜的吸入性能,使菜在高效工作区工作,设定首站的进站压力油柱,根据实际经验,设每个热栗站损失油柱,单个热站损失油柱,单个菜站损失油柱。流态的判别由《工程流体力学公式》公式——来判定流态。上式中：雷诺数；体积流量(—管径(运动粘度(。热力计算确定热站数热站数应按最小输量(万吨年)确定：因为在最小输量下,沿程温降下降最快,热能损耗最多,所以用最小输量确定的热 西安石油大学硕士学位论文站数也能满足其它输量下的热量要求。舒霍夫温降公式：——上式中：—油品的质量流量,—输油平均温度下油品的比热容,；—管道总传热系数,°；—油流水力坡降；—第站的出站温度,°第站的进站温度,。周围介质温度,埋地管道中心处最冷月平均地温,°管道外直径,热站间距,参数,—重力加速度,。—上式中：热站间距,；—管道输送的长度,热站数。水力计算确定菜站数菜站数应按最大流量(万吨年)确定：因为在最大输量下,管道的摩阻损失最大,所以在最大输量下确定的粟站数也能满足在其它输量下的能量要求。苏霍夫温降公式：—；—上式中：管道起点油温,°年最低月平均地温,。—热站间间距,,为参数。一般进站温度已知,根据公式(一求出出站温度,然后求出沿程平均温度平均温度：—然后求出对应温度下的密度、粘度,再计算水力坡降沿程水力坡降：卜々一沿程水力摩阻损失：(— 第二章工艺说明一计算粟站数：——上式中：—沿程摩阻,体积流量,管内径,；“运动粘度,；站间距,系数；高程损失,；热站内损失,管道输送的长度,。站址的确定在工艺计算中,由最小输量确定热站数,由最大输量确定栗站数。根据经济原则,应该尽量将热站和菜站合并,根据纵断面图和热负荷情况调整站址,但是,需要注意,合并后应该在各种输量下进行工况校核。且全线基本为平原又无翻越点,全线热站平均布置,通过画水力坡降和纵断面图来布置全线栗站。根据热站间距反算出站温度,其不能超过管道允许的最高温度,即站间距不能超过一定长度。泵站进站压力不能太高和太低,主要考虑管道的承压和栗的吸入性能。进站压力一般不低于油柱。若是进站压力过高,可以考虑泵站后移,同时保证热站间距不能太大。开泵、开炉方案正输计算在不同输量下确定的开菜、开炉方案应该尽量使经济效益达到最佳,在小输量下可以考虑压力越站,在最大输量下可以考虑热力越站。各站的开炉、开菜方案不同,因此需对各站的进出站压力、温度进行校核。反输计算管道需要反输的两种情况：一种是输量不足,需要正反输交替,以确保足够输量使管道正常运行,防止凝管,出现重大生产事故。另一种是事故反输。反输计算公式如下：—及—上式中：—管道起点原油温度,取°管道中心处最冷月平均温度,°管道终点原油温度’取°丨 西安石油大学硕士学位论文管道站间距,管道外直径—比热容’最小输量’。然后计算结果与最小输量进行比较,一般情况下计算结果小于最小输量,然后取二者较小那个为反输量。站内工艺流程设计流程设计原则：满足各个输油生产环节的需要；中间热泵站工艺流程应与输油方式相适应；便于事故的处理和检修；节约原则；促使采用最好的科学技术成就,不断提高输油水平。本设计基于“从菜到菜”的密闭流程,从栗到泵流程时会产生各站间水力压力相互影响的情况,为了消除其影响,应增设泄压装置和自动控制系统。本管线设首站座,中间热泵站座中间热站座,末站座。首站的工艺流程应具有计量、来油进耀储存、正输、站内循环、倒罐、发清管球、站内循环、反输等功能。中间热泉站工艺流程应具有正输、反输、压力越站、全线越站、收发清管球、反输、超压保护等功能。末站工艺流程应具有正输收油、反输、收清管球、站内循环、倒罐、计量、外输等功能。来油计量：来油计量—计量—罐站内循环及倒罐：罐—阀组—栗—炉—阀组—罐应用范围：投产时,站内设备联合试运；干线停输时为防止站内油品凝结,活动站内管线。正输：(釆用密闭输送,先炉后菜工艺)罐—阔组—给油栗—炉粟—下站反输：下站来油—阀组—炉—粟—阀组—罐应用范围：正反输预热管线；清管器在进站管线上受阻,反冲管线；输量太小,正反输交替运行；因各种原因时停输时间过长,需反输活动管线。压力越站：来油—阀组—炉—阀组—下站应用范围：输量小,不用加压；供电系统发生故障。 第二章工艺说明热力越站：来油—阀组—栗—阀组—下站应用范围：停炉检修；地温高,热损失小,不用加热；加热炉系统出故障,油流可切断。全越站：来油一阀组—下站应用范围：加热炉管着火,又无法切断油流；加热炉点火间着火,无法进入处理；非全越站不能进行站内管道、设备施工或事故维修。收发清管球：收球：来油—收球筒—阀组—炉—菜—阀组—下站发球：来油—阔组—炉菜—阀组—发球筒—下站各工艺流程的具体设计内容见对应的工艺流程图。主要设备选型输油栗确定选择输油泵原则：既要满足管线的输量要求,又要尽量使粟在各种输量下均在高效区工作；充分利用管线承压能力,减少菜站数,降低工程造价。根据原油物性特征,本设计中原油采用加热密闭输送的方式,考虑经济因素和维修方便,根据流量和扬程,查阅《粟产品样本手册》及相关规范,前两个菜站由台粟串联,扬程流量方程：最后一栗站采用一个菜,扬程流量方程：。考虑到事故方面的原因,每个菜站设一台备用粟。加热炉的确定所选加热炉应满足加热站的热负荷要求,加热炉的效率较高；为方便检修,根据规范和实际经验,各站应该至少选台加热炉。在正常输油时,各站间按最小任务输量进行热力计算。热负荷计算公式：—上式中：—总热负荷,—比热容’°原油输量,—出站温度,°—进站温度,°。储油罐确定选用原则：首末站油罐能保证来油的储备量。根据实践经验和相关规范,首站取最大输量下天流量,末站取天的流量。选罐时,不仅考虑了生产的要求和经济性,油罐的清洗检修,事故处理等因素,还要尽量使各罐的型号一致,以便于检修和站内倒罐。‘ 西安石油大学硕士学位论文公式：—上式中：—油的总容积,—输油站原油总运转量,—储存温度下原油密度,—油罐的利用系数,宜取原油的储备天数。阔门的确定根据规范及各种阀门的用途,站内所选阀门类型如下：油罐上管线用阀门为闹阔；菜入口用闹阀；栗出口用止回阔和闹阀；出站处用调节阔组和泄压阀；粟出口至调节阀应设止回阀；清管器收发筒和站间管道连接用球阀；站间设置截断阀。阀门规格的选用原则：阀门公称直径和管线公称直径相同；阀门公称压力比阔门安装处压力要大。管材的选取输油管所采用的钢管材料的选用应根据使用应力、温度、原油的物理性质等因素,经济技术比较后确定,采用的管材应具有良好的韧性和可靠性。——上式中：—辉缝系数,一般取—钢管的许用应力(—钢管的计算壁厚(—钢管外直径(。管线的防腐、保温标准：管线防腐、保温执行标准《埋地钢质管道石油浙青防腐层技术标准》—选择隔热材料,一般按下述项目进行比较、选择：使用温度的范围；保温材料制品的允许使用温度应高于正常操作时的介质最高温度；导热系数；化学性能；物理强度；使用年数；单位体积的价格；对工程现状的适应性；不燃或阻燃性能；透湿性；安全性； 第二章工艺说明施工性等。相同温度范围内有不同材料可供选择时,应选用导热系数小、密度小、造价低、易于施工的材料制品,同时应进行综合比较,选用经济效益高的。全线由于土壤性质的不均一性,容易形成的原电池造成管线的腐蚀,同时,杂散电流干扰会使用全管线部分段的腐蚀加剧。含水较多的河流及低桂地段,腐烛状况将更严重。埋地管线外防腐层厚度为,釆用厚度为浙青保温层设计；架空管线处采用防腐层、保温层、保护层组成的复合结构,防腐层厚度为保温层为厚度为岩棉管壳。当管线与其它电缆、光缆、管道平行或交叉敷设时,间距应尽量保持在以外,若由于地形限制不满足要求,应在平行段或交叉点管段,釆取如下措施：防腐层厚度加厚阴极保护站的计算：实践证明,绝缘防腐层与阴极保护联合应用,是当今防止地下金属管道外壁腐蚀最为合理的手段。长输管道必须采用阴极保护,在多河地段腐蚀状况复杂,更应设立阴极保护站。设计参数：自然电位：保护电位：汇流点电位：覆盖层电阻：及钢管电阻率：广电源效率：电流密度：然后计算阴极保护长度,进行阴极保护站的布置。经济效益分析内部收益率内部收益,按下式计算：—上式中：—现金流入量；年销售收入固定资产残值回收流动资金回收其他收入；二现金流入量；年度固定资产投资额流动资金经营成本销售税金及附加所得税；注：流动资金一般在生产期第一年投入,其后个年若有追加,则上式中流动资金为个年的追加额,否则,其后个年的流动资金为。！第年的进净现金流量； 西安石油大学硕士学位论文：计算期。费用现值：乞丨———‘投资回收期投资回收期按照下式计算：第(年的累计净现金流量绝对值首一第年的净现金流量为项目各年累计净现金流量首次为正值或零的年份盈亏平衡分析以输量表示的盈亏平衡点：年固定总成本单位输量运价单位输量可变成本单位输量销售税金及附加)式中：年固定总成本年工资及福利年修理费年折旧费年利息额其它费用；单位输量运价元吨；单位输量可变成本年动力费年燃料费年油品损耗费)输量。敏感性分析敏感性分析是一种常用的评价工程项目经济效果的不确定性分析方法,它通过分析和预测经济评价中的某些因素发生变化时,对项目经济评价指标的影响,从中找出敏感性因素。对管道工程项目的现金流量起主要作用的因素,如输量、燃料费用、动力费用、运价等参数发生变化时,对项目结果的经济指标有一定的影响。所以要以运价为敏感性因素进行分析,以燃料费为敏感性因素进行分析,以动力费为敏感性因素进行分析,以输量为敏感性因素进行分析。环境保护主要污染源、污染物：本工程的主要污染源位于中间热粟站,中间热粟站的污染源是加热炉烟气、机粟噪声和生产生活污水。控制措施：本工程的线路走向、施工敷设等严格执行国家有关规范,对所经过的农田、村庄等不会产生不良影响；管线正常运行期间,釆用密闭形式输送,不会产生污染物污染环境；管线釆取直埋敷设方式埋于冻土层以下,对管线所经过的农田不会产生不良 第二章工艺说明影响,复土上面仍可种植农作物；中间热菜站选在远离村镇之地,避免废气、烟尘的排放对居民生活造成影响；中间热菜站生产冷却水釆用渗水井排除,生活污水定期回收；首末站污油、污水统一回收处理；输油站内采用低噪声设备,将值班间与有噪音间隔开,输油菜的电机间采取消音处理,减少噪音污染；加热炉排烟污染物指标达到国家排放标准排放；设备检修时的污水、污油统一回收处理。引起的生态变化所采取的防范措施：为减少土壤的扰动,施工挖掘管沟时,将生、疏土分开堆放；管沟回填时分层回填土。线大部分为平原农业区,不会引起水土流失；在丘陵和山地,修筑毛石护坡防止水土流失；施工时,将破坏少量植被、树木等,施工后立即恢复,对树木植被响不大。,能源的利用节约能源及提高经济效益是当前国家对公交部门的两项重要要求。石油企业即是能源生产企业,又是能源消耗大户,仅输油的能源消费就占生产成本,能源消耗费用是企业生产成本中重要的可控部分,降低单位产品的能源消耗是企业能否有效的控制生产成本的重要因素。能源的开发和合理利用是社会发展的源泉和战略依据,并标志和决定着一个国家的竞争实力和综合实力。输油管线中间站需安装电机和加热炉,因此能耗较大,所以要采取降耗、节能措施：输油站输油泵釆用变频调速装置,以节省用电；输油站变压器采用节能型型,变电所母线设电容补偿,以达到节能降耗的目的；加热炉效率高,并设置燃料与热介质温度对应的调节系统,以降低耗；釆用清管工艺,定期清管,提高管线输送效。 西安石油大学硕士学位论文第三章工艺计算经济管径的确定确定粘温关系曲线,温关系由图知设该曲线方程：用最小二乘法回归温曲线得：基础设计参数的确定出站温度：进站温度：°则上式中：—原油密度；—原油温度,°广。—原油在°时的相对密度。—温度系数(—。管径的初步确定含蜡原油的流速一般为这里取—上式中：—管内径,最大输量,流速,。已知：—计算结果：根据标准：则有、①三种管径,然后对其管 第三章工艺计算径进行经济计算比较。流态的判别计算雷诺数：由最小流量和最大粘度来判断：￡；而—取￡—计算因为,所以流体处在水力光滑区,有。管径下热力计算及水力计算根据《输油管道工程设计规范》,管顶覆土厚度不应小于管道管顶埋深为管道防腐层加强级管径为钢材导热系数为：管道总传热系数的计算——丄丄丄知丄丄、由于紊流时的对总传热系数的影响很小,故可以不计所以公式可简化为：丨丨尺解得,在最小流量下确定热站数：⑶广—°。—■ 西安石油大学硕士学位论文—取整为在最大流量下确定栗站数：设：进站温度不变°；。°；——广根据判断翻越点：里程时：尸里程时：里程时：所以此地形无翻越点。经计算在其它各个流量下也没有翻越点。根据流量和扬程来选粟及确定果站数额定流量,。该菜为串联泵,允许最低入口压力为。额定流量,幻％。该菜为串联栗,允许最低入口压力为。—‘—壁厚；—管道屈服强度,在这里取。 第三章工艺计算查阅《泵样品手册》,选用型号的菜,根据计算得每菜站需台粟串联则在各个流量下的计算：时以及。譬。—…。严■—考虑到摩擦生热的影响卜：—。。°二。—其它同理,各管径计算结果如下表所示： 西安石油大学硕士学位论文表”屯管径在各个流下的计算：°注：需要个热站,热站、泉站各台表,管径在各个流下的计算。—”(。注：需要台热果站,台泵站表￠管径在各个流下的计算。。注：需要热泵站台,热站、站各台管径下经济费用的计算以管径最大输量为例计算：燃料费用的计算燃料费用的计算公式为：‘—万元上式中：—燃料油的比热,°燃料油的价格,元吨；—第站的出站温度,°—第站的出站温度,° 第三章工艺计算—加热炉效率,取加热站个数,座；—燃料油比热,。电力费用的计算电力费用的计算公式：—万元上式中：第个菜站扬程,；电力价格,元度；—年输量,泵站数,座；—第个菜站菜机组的效率,取。假设：首站人,末站、热站、粟站各人,热栗站人线路投资管道投资管道长度首站投资末站投资热站投资热站数粟站投资菜站数热粟站投资热菜站数万元建设期利息建设期第一年投资贷款数贷款利率建设期第二年投资贷款数贷款利率第一年万元第二年万元固定资产总投资建设期总费用建设期利息万元固定资产原值总投资固定资产形成率万元工人工资工人数量工人工资福利费用)月份数万元其它费用折旧费用固定资产原值丨 西安石油大学硕士学位论文万元修理费按折旧费的计算：万元流动资金计算：—输油损耗按最大年输量的计算万元利息支出流动资金利息固定资产利息按生产期算起年后还清所有贷款,前年每年还后,后年每年还输油成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗折旧费利息支出其他费用经营成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗其他费用费用现值—上式中：。第年的全部投资(包括固定资产总投资和流动资金；—第年的经营成本；—计算期末回收的固定资产余值(此处为—计算期末回收的流动资金；—计算期；—行业基准收益率。管径经济费用计算,其输油成本为万元,以下各个表格中费用单位为：万元 第三章工艺计算表管,经济费用计算(生产年限燃料费电力费工资福利修理费油品损耗其他费用‘表管径经济,用计算(生产年限经营成本折旧费流资利息固资利息总利息输油成本——————————————————‘ 西安石油大学硕士学位论文表管径经济费用计算(——一一———————————————————一——————管径的经济计算,其输油成本为万元屯管径费用的经济计算(生产年限电力费工资福利修理费丨、油品损耗其他费用 第三章工艺计算表管径费用的经济计算(生产年限经营成本折旧费流资利息固资利息总利息输油成本——————————————————径费用的经,计算—————————————————————一—二—一————— 西安石油大学硕士学位论文管径费用的经济计算,输油成本为万元表管径费用经济计算(生产年限燃料费电力费工资福利修理费油品损耗其他费用管径费用的经济计算(生产年限经营成本折旧费流资利息固资利息总利息输油成本—————二———————— 第三章工艺计算；,,径费用的经,计算(——二“———“——————二：：二——：：：—由上面管径计算费用可知,管径的输油成本和现值费用最低,所以取其为经济管径。站址的调整和确定在前面的管径经济计算中可知是经济管径,在沿线有个热栗站,粟站和热站各个,为了保证栗的吸入性能,在首站的输油粟前应设有给油粟,给油栗的扬程为油柱。(最后一菜站采用型号的栗,其扬程流量方程为：,且每站设一台备用粟。)热力计算：在最小流量下确定热站数：⑶——‘°。—— 西安石油大学硕士学位论文—取整为水力计算：雷诺数的判定：……计算因为所以流体处在水力光滑区,有々设：进站温度不变°。及厂。去香。；”。———。及—。。。乙—° 第三章工艺计算及—。循环计算,直到两温差小于°为止历。”…。根据,额定流量,；该菜为串联栗,允许最低入口压力为—壁厚；—管道屈服强度,这里取。所以选用型号的录,根据计算得每粟站需台栗串联则。表号个输量下对应数”⑵由前面计算知沿程没有翻越点。管线有个热站,画纵断面水力坡降图确定泵站的站址,经调整后,合并两个热栗站,热站和菜站各个,具体布置位置如下：■ 西安石油大学硕士学位论文首站站址(,：站址(,：站址为(：各站站址站名末站距离(高程(菜运行方案的计算确定系的运行方案和工况校核输量下：单粟扬程；首站进站油温：首站———末站选用台的加热炉首站站址(,站址(,站址为(, 第三章工艺计算表各站进出口温、压力进站“压力油柱)温度(末站进站出站出站压力油柱)温度——以上各站进出口压力、温度均在要求范围内,故开泵方案可行,。的输量下：(最后一站压力越站)首站的进站温度为°单粟扬程；首站———末站选用台的加热炉表各站进出口温、压力进站压力(油柱)温度：末站进站出站进站出站压力(油柱)温度(。——可在站前加截流阀,且站只开一个菜,以上各站进出口压力、温度均在要求范围内,故开泵方案可行。输量下：单粟扬程；首站末站选用台的加热炉■ 西安石油大学硕士学位论文表各站进出口温度丨压力进站出站进站出站压力(油柱)一—温度末站进站出站进站出站压力油柱)温度(。—一站压力越站以上各站进出口压力、温度均在要求范围内,故开泵方案可行。输量下：单菜扬程；选用台的加热炉首站末站表各站进出口温度丨压力压力越站)压力油柱)进站出站进站出站——温度°压力油柱)进站出站进站出站温度(°——以上各站进出口压力、温度均在要求范围内,故开粟方案可行,。反输计算反输计算是在不能正常运行正输工艺要求的时候,通过反输工艺来进行管输运行的计算,反输的主要目的是在某些事故或在小输量下活动管线防止凝管,一般来说,反输量越小越好。反输量的确定：——驗°反输量小于正输的最小输量 第三章工艺计算为了安去本设计以最小输量为反输量。按照以前所述方法计算表各站进出口温,、压力站站末站。通过上一章所述方法确定开炉及开粟方案表各站开炉、？泵方案首站站站末站开栗———开炉工况校核压力校核由上面泵运行方案,在各个输量下,各站的进出口压力和温度都满足要求。最小输量下校核：首站：、压力越站末站：：压力越站动水压力校核：最大输量时,最小输量时,静水压力校核：△各项压力校核满足管线要求。管材强度的校核对钢管进行校核,确定钢管的机械性能。所选钢管是其性能参数如下：广揮缝系数￠, 西安石油大学硕士学位论文由产,得：前面计算出最大输量,最小输量下的栗站进出口压力,动水及静水压力都小于,所以,管材符合要求。设备的选型输油泵的确定选菜时,尽量使泉在高效区运行,依据流量和扬程以及管线承压等多方面因素考虑,本设计选用两种型号的菜,菜,扬程流量：扬程流量：,两种型号的粟的流量均为。加热炉的确定由加热站有效负荷计算式得分；—尺尤根据上面计算,查阅《加热炉样品手册》,选择台的加热炉。储油罐的确定选用原则：首末站油罐能保证来油的储备量,首站取最大输量下天流量,末站取天的流量。选罐时,不仅考虑了生产的要求和经济性,油罐的清理检修,事故处理等因素,还要尽量使各罐的型号一致,以便于检修站内罐。公式：式中：—油罐的总容积,输油站原油总运转量,储存温度下原油密度,—油罐的利用系数,宜取 第三章工艺计算—原油的储备天数。首站的储油量：末站的储油量：根据计算,首站需要个选用的浮顶油罐,末站需要个的浮顶油罐。管道防腐及阴极保护电位设计参数：自然电位：一保护电位：一汇流点电位：一覆盖层电阻：钢管电阻率：,电源效率：电流密度：保护长度计算五隨——一———有限长：腿—五—无限长：滅山——五所以全线需要个阴极保护站。 西安石油大学硕士学位论文阴保护站站站址经济效益分析内部收益率和净现值的计算内部收益率按照下式计算：■—上式中：现金流入量；年销售收入固定资产残值回收流动资金回收其他收入；：现金流入量；年度固定资产投资额流动资金经营成本销售税金及附加所得税；：第年的净现金流量；计算期；：净现值。年销售收入年设计输量运价固定资产残值回收其他收入销售税金及附加税营业税城市建设维护税教育附加税营业税销售收入营业税率城市建设维护费营业税教育附加税营业税所得税利润总额利润总额销售收入一输油成本一销售税金及附加加税计算示例(以第年为例：年销售收入万元固定资产残值回收流动资金回收其他收入输油成本万元营业税年销售收入万元城市建设维护费营业税万元教育附加税营业税万元销售税金及附加万元利润总额销售收入一输油成本一销售税金及附加 第三章工艺计算万元所得税利润总额万元计算结果如下表(单位：万元)表经济效益的计算(年份一营业税维护费教育附加税—销售税金及附加——————一““————‘——“—“一——表经济效益的计算(年份固定资产流动资金税金及附加所得税经营成本——一一———————————————————————————————‘ 西安石油大学硕士学位论文表济效益的计算年份销售收入其它固定资产残值流动资金回收——————————————————————————————————————————————————‘‘此项目内部收益率行业基准收益率所以本设计可行。投资回收期的计算投资回收期按照下式计算：第(年的累计净现金流量绝对值『首一第年的净现金流量胃为项目各年累计净现金流量首次为正值或零的年份则此项目的投资回收期为年盈亏平衡分析以输量表年固定总成本单位输量运价单位输量可变成本单位输量销售税金及附加) 第三章工艺计算计算斯十六年)年固定总成本年工资及福利年修理费年折旧费年利息额其它费用单位输量运价元吨单位输量可变成本年动力费年燃料费年油品损耗费输量单位输量税金及附加税元吨代入得：万吨年年最小输量万吨年万吨年所以此方案是可行的。敏感性分析敏感性分析是一种常用的评价工程项目经济效果的不确定性分析方法,它通过分析和预测经济评价中的某些因素发生变化时,对项目经济评价指标的影响,从中找出敏感性因素。对管道工程项目的现金流量起主要作用的因素,如输量、燃料费用、动力费用、运价等参数发生变化时,对项目结果的经济指标有一定的影响。所以要对上影响因素进行分析。以运价为敏感性因素进行分析运价提高元吨)时,各种费用的计算： 西安石油大学硕士学位论文表运价提高各种费,的计算(—年份营业税维护费教育附加税销售税金及附加————表运提高各种,用计算(〒一年份固定资产流动资金税金及附加所得税经营成本————一一一一——————————————————————————— 第三章工艺计算表,运价提高各种费用的计算年份销售收入其它固定资产残值流动资金回收——————————————————————————————————————————————————‘‘——运价下降元吨)各种费用的计算：‘■■：‘ 西安石油大学硕士学位论文表运,下降各费用的计算(—年份营业税维护费教育附加税销售税金及附加————‘运价下降各种用的计算丨—年份固定资产流动资金税金及附加所得税经营成本—————一————————————————————————————— 第三章工艺计算表运价下降各,费用的计算(年份销售收入其它固定资产残值流动资金回收—————————————————————————————————————一一——————————————以电力为敏感性因素进行分析电力费用提高时,各种费用的计算： 西安石油大学硕士学位论文表电力费用提高各种费用的计算(年份电力费用输油成本利润总额所得税————表电力费,提高各种费,的计算计算(〉年份经营成本———一 第三章工艺计算—从表电力费用下降各种费用的计算(—年份丨电力费用输油成本丨利润总额所得税—————————表电力费用下降各种费用的计算(年份经营成本———二——‘ 西安石油大学硕士学位论文￥—””以输量为敏感性因素进行分析,当输量提高时,各种费用计算：表输量提高。。各种费用的计算(年份燃料费用经营成本输油成本———————表输量提高各种费用的计算(年份营业税维护费教育附加费税及附加总利润———一一一“———“—一—““ 第三章工艺计算输量提各种费用的计算(年份销售收入所得税——————■■■■—丨 西安石油大学硕士学位论文表输量下降各种费用计算(年份经营成本输油成本—一一表输量下降。各种费用计算(年份营业税维护费教育附加费及附加总利————— 第三章工艺计算输量下吁时各种费用计算年份销售收入所得税———一一一—— 西安石油大学硕士学位论文以燃料为敏感性因素进行分析如下表：燃料费用上升时,各种费用的计算：表燃料费上升各种费用的■算(年份燃料费经营成本输油成本总利润所得税————————“““““——一““““表燃料费用上升各种费用的计算(年份丨丨——————— 第三章工艺计算表燃料费用下降各种费用计算(年份燃料费经营成本输油成本总利所得『“—————表燃料费用下各种费用计算(年份—— 西安石油大学硕士学位论文——觀— 第四章结论第四章结论此次铁边城一西峰长距离输油管道的设计,本人以《输油管道的设计与管理》课程所学知识为基础,与实际情况、具体设计参数相结合,首先用费用现值法确定最优经济管径,然后通过热力、水力计算,确定热、菜站数目,依据纵断面图来布置栗站,热站均勾布置,考虑经济因素,减少管道投资,尽量使热、粟合一,经过调整,最后确定各站站址,依据菜、炉、罐样品手册和规范选择主要设备型号,然后,进行工况校核。考虑到管道沿线自然条件和其他方面的因素,釆取阴极保护措施,沿线共布置个阴极保护站。从设计方案到经济分析,力求全面考虑问题,一丝不苟地进行设计、校核。最后通过内部收益率的计算,盈亏平衡分析,敏感性分析,确定此设计方案的经济收益状况,从中可以看出这是一个比较好的方案。此外,还绘出了布站图、中间热菜站工艺流程图、中间粟站平面布置图和菜房安装图。■■ 西安石油大学硕士学位论文致谢本文是在导师的悉心指导下完成的。在论文立题、确定研究方向和具体研究工作中他都悉心安排。在撰写论文的过程中,老师也给了作者不少意见和建议。论文撰写完毕后又不辞辛劳认真批阅本文,并提出了许多宝贵的修改意见。感谢作者的母校西安石油大学油气储运工程专业的全体老师,谢谢你们对作者三年来的培养。感谢所有关心、帮助过作者同事和朋友,你们的支持给作者顺利地完成论文工作提供了积极的帮助！ 参考文献参考文献中国石油管道科技中心信息与经济研究所著世界管道概览石油工业出版社,杨筱蘅,张国中著管道的设计与管理石油大学出版社,冯耀荣著油气输送管道工程技术进展石油工业出版社,中国油气管道编写组著中国油气管道石油工业出版社,杨开软,方鹏著靖惠原油管道的输送工艺研究油气储运年月第卷’钱成文著国外油气管道技术发展新动态石油大学出版社,全国储运技术研讨会论文集冯敏,蒋建勋,史秀敏著长距离输油管道工程设计分析西部探矿工程,刘晓君著工程经济中国建筑出版社,张国忠著长输管道设计中的壁厚选择油气储运年月第卷第期’钱锡俊等著泵和压缩机石油大学出版社,曲慎扬等著原油管道工程石油工业出版社, 西安石油大学硕士学位论文硕士学位期间发表的论文杨彦鹏改进型网络在重复压裂选井中的应用,中国石油和化工标准与质量,年月,期刊号： 分类号学号密级工程硕士硕士学位论文详细摘要题目铁边城一西锋长输管道线路设计的研究作者姓名杨彦鹏指导教师姓名、职称何光渝教授纪国富高工学科领域石油与天然气工程提交论文日期年月日 西安石油大学硕士学位论文详细摘要摘要背景及意义经过多年的发展,全世界的石油管线已超过了万千米,成为各国重要的基础设施,作为连接油气资源和用户的桥梁与纽带,源源不断的为各国经济的发展提供动力。伴随着管道规模的进一步扩大,与管道相关的各项技术已取得了长足的发展,成果不断涌现。与一些发达国家相比,我国的油气管道在技术水平上还有一定的差距,我国原油管道大部分输送的是高粘原油,多釆用加热输送工艺,加上设备效率不高自动化水平较低,管道能耗较高。另外,管材及设备、管道设计建设、管理水平还有一定差距,因此输油管道的设计和研究对节省能源、管道安全合理运行、提高石油企业市场的竞争力、经济的可持续发展等有着深远的意义。随着国内原油资源的递减,多源头进口原油,实现国外资源对国内资源的战略接替是必然趋势,这些管道与石油战略储备基地一起,将作为我国石油安全战略的基础。在抵御国际石油市场风险和保证国内原油供应中发挥重要的作用,进一步完善中国石油石化油气管道系统,是实现利用国内外两种资源的必然要求。完善的油气管道输送网络将使得国内外两种资源可以通过管道在中国石化多数炼化企业范围内灵活调配,以最经济的运输方式,高效可靠地将原油输送到各用户手中,大量成品油管道的建设,必将打破我国成品油管道发展缓慢的僵局,缓解铁路和内河运输的运力,大大减少油品运输中的损耗,降低油品运输成本,对促进整个国民经济的发展有着重要的作用,同时也是实施市场战略的一部分,是占领市场和巩固市场的重要手段规划的成品油管道将形成两横两纵的输送干线。构建起一个覆盖整个南方市场的大型成品油运输系统,从而开创我国成品油运输的全新局面。我国的油气长输管道建设,经历了从小到大,从短到长的过程,取得了一定的成果,但整个长输管道事业与国内的需要和国际水平相比,仍有巨大的差距,大力推进我国长输管道运输的发展既是管道运输业自身的发展需要,也是发展能源工业,改善我国综合运输结构的需要,更是关系到作为整个国民经济命脉的工业血液供应系统的健全和发展的大问题。目前,作为基础设施的管道正面临着良好的发展机遇,我们应当抓住这一机遇,使我国的管道运输事业跃上一个新台阶。为此,需要各管道企业和有关高等院校在人才培养、技术创新上携手合作,共同开创我国管道运输事业的美好未来。管道运输在石油天然气等液态和气态介质的运输上具有不可比拟的优势。首先,管道运输可以保证石油和天然气均衡生产,平稳运行。在石油运输上,由于铁路,公路转运环节较多,加上有淡旺季之分,一些油田和炼厂不得不以运定产,难以实现均衡生产和经济效益最大化。而管道运输不受地形,气候和运送季节的影响,可以长年稳定运行,不会对油田和炼厂的生产产生影响,其次,管道运输安全性高,有人形象 西安石油大学硕士学位论文详细摘要地说,用铁路,公路运输石油宛如输送一颗颗炸弹,近年来多次发生的爆炸事故更让承运方提心吊胆,而管道运输则通过安全封闭式的管道直接将油气送到用户手中,避免了发生事故的可能；第三,管道运输能够保证油品的原有品质,不会造成轻质油的挥发,不会改变油品品质；第四,管道运输经济,据测算,在合理的运量范围内,管道运输的损耗仅为铁路的,综合运输成本可降低到第五,管道运输污染小,无论是公路还是铁路,水路在运送油气过程中都会或多或少地对环境造成污染,管道运输能够将油气运输过程中的污染减至最低。我国油气资源的发展潜力主要在西部,在探明的石油储量中：东部已经投入开采,而西部只投入开采了,这说明在今后的一段时间内,我国石油产量的增长将主要依靠西部地区。我国西部拥有天然气资源万亿元,东部拥有万亿元,西部占有绝对的资源优势。我国的石油和天然气消费大多集中在东南沿海,长江三角洲等地。把西部的资源和东部的市场连接起来,将资源优势、市场优势变成经济优势,是我国石油天然气工业发展的关键。要真正实现这种转变,油气运输是一个不可缺少的重要环节,管道建设是油气运输的首选方式。我国现在拥有的油气管道虽然在部分地区基本上实现了油气运输管道化。但是,与世界发达国家相比,与国民经济和石油天然气工业发展对其的要求相比,与管道运输的巨大潜力相比,我国的管道运输业还比较落后,而且结构也不合理。迄今为止,我国西部原油产量中,仍有依靠铁路运输,特别是成品油运输管道只占综合运量的至,每平方公里国土上成品油管线的拥有仅为公里。天然气管道运输还没有形成连接全国的运输管网,其发展规模也不大。目前,我国石油天然气工业的发展步伐正日益加快,这无疑使我国管道运输业的作用得以凸现,并给其发展带来了前所未有的机遇。我国长输管道的技术现状及差距输油管道建设研究主要是管道设计的优化运行和输送技术,我国输油管道设计的运行优化方面的研究起始于年代初,与国外相比,我国的输油管道设计的优化运行研究带有明显的中国特色,研究则侧重于釆用加热输送方式的原油管道。目前,我国各油田生产的原油多为高粘易凝原油,还有相当数量的特高含蜡、高凝点原油及特高粘调油,原油物性差异大,流型复杂,流动性能差,针对我国原油特点,研究发展具有我国特色的输油工艺技术,达到节能降耗、安全输油的目的,是我国管道科技工作者的重要任务。由于热油管道的绝大部分管段敷设于地下,管道周围土壤的非稳态传热过程非常复杂,因此热力非稳态工况的物理过程比稳态工况复杂得多。目前为止,还没有找到一种既简便实用、又能满足工程精度要求的方法来计算热油管道的热力非稳态工况,因此,国内对热油管道设计优化运行的研究一直只限于热力稳态工况,而周期性非稳态大气环境及时间延迟对优化运行的影响未见相关报道。多年来,我国在含蜡原油流变性及输油新工艺研究方面做了大量工作,在简易热处理输送、加化学剂 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍综合处理输送、混油处理等方面取得了重大成果,达到国际先进水平,并针对我国国情系统地开展了热油管道设计的优化运行研究,在优化理论、模型、算法、软件等方面取得了具有实用意义的成果。世纪年代以来,国外管道工业发达国家更加注重减阻剂和降凝剂的推广应用。应用效果表明,减阻剂的增输能力一般为左右,最高为。对于成品油管道,为了克服线路上的“瓶颈”段或提高输量、平衡输量的季节性波动以及提高管输的经济效益,一般也采用加减阻剂的方式输送。在输油方式上,经过多年的技术攻关和技术改造,我国与国外先进国家的差距逐渐缩小,一些研究与应用成果已达到或接近了世界水平,并取得了以下成果。易凝高粘原油添加降凝剂改性输送技术已达到国际先进水平；低输量添加降凝剂综合处理输送工艺具有世界领先水平；库鄯输油管道不加热常温输送达到了国际先进水平；除了马惠宁输油管道外,我国主要输油干线都实现了密闭输送；东北管网经过不断更新改造,目前整体运行水平已发生了根本性的改变；自行开发研制的降凝剂在性能和应用技术方面达到了国际先进水平；掌握了减阻剂室内合成技术,性能达到了国外同类产品世纪年代水平。我国管输原油多为髙蜡、高粘、易凝原油,其管输和储存过程有其特殊的流变特性,用新工艺改善原油低温流变性,降低输油温度,实现原油的常温输送,提高输油效率,降低输油成本,将是我国油气储运领域长期科技攻关的方向。尽管原油流变学的一些研究成果已用于生产实践,取得了较大的经济效益和社会效益部分成果达到了国际先进水平,但我国原油流变学的研究还远未深入,许多理论问题尚未搞清,研究成果的应用仍局限于在役管道的工艺改造,设计和运行中的大部分问题仍靠工作经验来解决。如何为新建原油管道改性常温输送或准常温输送工艺设计提供可靠的理论依据,如何为已建管道的原油改性输送工艺、降温输送及间歇输送工艺提供科学的运行管理参数,是今后原油流变学研究的重大课题。对化学剂理论的认识还需进一步深化,效能尚需提高,应用范围有待扩展。近年来,特别是经济体制改革以来,我国油气长输管道从技术到管理全面与国际通行作法接轨,取得了突出的进步,但也存在许多问题。分析目前我国油气长输管道技术方面存在的问题,考察世界油气储运运营管理领域的技术特点,找出差距,明确技术进步的方向,对推动我国油气长输管道的技术进步十分必要。国外管输工艺的特点在于将整体优化运行技术应用于输送管道上,节能降耗、降低成本的作用非常显著。而我国仅在局部优化方面作了一些工作,管输系统整体优化技术尚在起步阶段,能耗指标比国外高许多。对于东北管网,若在输送工艺研究上不能取得重大突破,就难以进一步取得节能降耗效果。 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍国外在管道阴极保护监测系统方面已全部达到了自动化,可以单独使用,也可以纳入系统中,可以随时了解阴极保护系统的工作状况。目前正在研究自动控制和调节技术,以保证阴极保护设施始终处于最佳状态,提高阴极保护效果。我国长输管道于线全部釆用外加电流强制阴极保护,阴极保护率为,自行研制的漏磁管道腐蚀检测己投人工业应用,性能指标达到国外同类产品世纪年代水平。开发研制的选频法防腐层绝缘电阻测量技术、水力清管技术、不停输开孔封堵技术已经普遍推广应用,腐蚀管道的安全评定和风险评估已取得初步成果。但在阴极保护参数遥测、检测技术方面还存在较大差距,管道完整性评价还没有形成系统完善的技术方法。近年来,虽然对站内设备和站内工艺管网进行了一定的改造,但站外管道却每况愈下,管道防腐涂层老化、龟裂、剥离现象较普遍,部分管段腐烛严重。四川输气管网不仅存在外腐烛,同时还存在着严重的内腐烛,大部分在役管段需要大修。因此,对管道腐蚀失效机理进行研究,制定相应的防护措施,可为防腐优化决策的制定及判废标准的建立提供理论基础。根据环境因素和失效机理建立涂层和管体寿命模型,对指导生产实际和减少腐烛损失具有重要的实用价值。为了保证在役管网长期安全服役,应继续深入研究在役老管道的剩余强度评价和剩佘寿命预测问题,分析管道系统事故风险的原因,建立相应的防范对策和制定风险控制方案,为安全运营动态化管理提供有效的技术手段。本课题的主要内容和意义铁边城一西峰输油管道线路全长沿线地貌基本为平地,输油管道全线共设首站座,中间热泵站座,热站座,末站座,设计最大输量万吨年,最小输量万吨年。站间管线规格无缝钢管,材质,设计压力,设计最低输油温度°,设计流程为“从菜到栗”密闭流程输送方式和先炉后粟的输油工艺。设计首先进行管道的水力和热力的工艺计算,然后通过输油成本法和费用现值法的比较,确定了经济管径；在确定管径后,进行了热站,粟站的布置及站址调整,确定了各热、泉站的站址,再进行主要设备的选型,并进行了正输和反输计算,制定了开粟和幵炉方案,最后通过内部收益率的计算,盈亏平衡分析,敏感性分析,确定设计方案的经济效益。通过输油管道设计,使我对管道设计,优化运行以及相关知识有了更深一步认识,同时,也是对所学知识的的复习、巩固和加深,把自己所学知识运用于实践,增强了理论联系实际和动手设计等方面的能力,另外,通过设计使我对计算机方面知识的掌握和运用有了很大的提高,在设计工程中,掌握了输油管道的平面布置,以及油品输送工艺流程,指导我更好地投入工作。在进行输油管道设计时,需要查找大量的资料, 西安石油大学硕士学位论文详细摘要包括《输油管道设计与管理》、《油库设计规范》、《输油管道设计规范》等书籍,还有很多石油机械方面的书籍,丰富了我的专业知识,提高我的专业水平。当然,进行输油管道设计最重要的是能够深入地研究输油管道设计泵站和加热站的合理性,还包括安全性,输油流程的合理以及输油管道建设的经济性(尽量减少建筑设施和设备的投资)。工艺说明书概况铁边城一西峰输油管道沿线自然状况多为平原地段,线路全长。管道主要沿平坦的平原地面铺设,土壤腐蚀性较强。埋深处年最低月平均气温为°。管线设计最大输量万吨年,最小输量万吨年。输油管道全线共设首站座,中间热菜站座,热站座,末站座。输油管道管线规格无缝钢管,材质。设计流程釆用“从泵到菜”密闭流程输送方式和先炉后菜的输油工艺。管道大部分埋设于地下,占地少,受地形地物的限制少,保证了输油安全,能够长期连续稳定运行,而且易于管理和实现远程集中监控,受恶劣天气的影响较小,无噪音,对环境污染小。设计依据与设计原则设计依据根据储运教研室下发的毕业设计任务书并结合以下规范书册：《输油管道设计与管理》———《粟和粟的样本》—《油气集输手册》———《输油管道工程设计规范》—《石油库设计规范》—设计原则遵守国家有关法律、法规,执行有关工程设计技术规范；在保证安全可靠基础上,积极采用国内外新技术、新工艺、新设备和新材料；尽量减少工程投资,节约能耗,使工程建成高效运行；在总体设计时,统筹兼顾,远近结合,以近期为主。 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍设计原始数据原油物性原油含水：原油平均比热：°密度：含蜡量：胶质,浙青质含量：析蜡点：°反常点：°凝画点：°初馈点：°燃油热值：°表油品的粘温关系粘度(—温度粘度(—工艺参数最大年设计输量：万吨年最小年设计输量：万吨年线路全长：年最低月平均地温：°土壤导热系数：°浙青防腐层保温层厚度：管道管顶埋深：最低输量原油进站温度：°设计任务输量进站温度：°管道内壁粗糙度：沿线里程,高程表沿线的里程、高程里程高程里程(高程总传热系数及各年生产负荷根据《输油管道设计与管理》书中计算公式：丄丄丛丄」—上式中：管外径, 西安石油大学硕士学位论文详细摘要,—钢管、沥青绝缘层及保温层内径和外径,—与上述各层相应的导热系数,；—油流至管内壁的放热系数,°；—管外壁至土壤的放热系数,°；—管道中径,。经计算,三种管线总传热系数表各种管径,传热系数管径(°运行期各年生产负荷(实际输量与设计输油能力之比)表各年生产负荷年份生产负荷经济分析数据线路工程投资指标(万元千米)表线,工程指标注：防腐层仅含在内输油站工程投资指标(万元坐)表输油站工程指标首站中间热泵站中间泵站中间热站固定资产总投资可按下式计算：固定资产总投资线路工程投资输油站工程投资建设期借款利息固定资产方向调节税管道工程固定资产总投资方向调节税为。固定资产总投资为自有资金,为建设银行的贷款,年利率为。管道计算期为年,其中生产期为年,建设期为年,建设期第一年和第二年分别按固定资产总投资的、计算。原油价格：元吨,电价元度流动资金按管道存油价值计算,流动资金的为自有资金,为工商银行的贷款,年利率为。管输行业基准受益率、职工工资按每人元月计算 西安朽油大学硕士学位论文详细摘耍固定资产的原值按总固定资产的投资的计算修理费按折旧费的计算输油成本中的其他费用按工资总额和其他费用的倍计算输油损耗按最大年输量的计算销售税金及附加营业税城市建设维护费教育附加税营业税销售收入营业税率所得税利润总额利润总额销售收入输油成本销售税金及附加营业税率取,城市建设维护费按营业税率的计算,教育附加税按营业税的计算计算内部收益率和盈亏平衡输量时取运价为元吨,计算以运价表示的盈亏平衡点时分别按最大和最小输量计算输油成本二燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗折旧费利息支出其他费用经营成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗其他费用费用现值—上式中：第年的全部投资包括固定资产总投资和流动资金；第年的经营成本；一计算期末回收的固定资产余值(此处为—计算期末回收的流动资金；—计算期；行业基准收益率。内部收益按下式计算：—上式中：—现金流入量；年销售收入固定资产残值回收流动资金回收其他收入；现金流入量；二年度固定资产投资额流动资金经营成本销售税金及附加所得税；注：流动资金一般在生产期第一年投入,其后个年若有追加,则上式中流动资金为个年的追加额,否则,其后个年的流动资金为。：第年的进净现金流量； 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍：计算期。确定经济管径初定经济管径根据《工程流体力学》计算公式—上式中：经济管径(流量(—经济流速。在经济流速下,运用上式计算经济管径,对任务书所给,三中标准管径进行费用现值法比较。输油成本比较公式输油成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗折旧费利息支出其他费用式中：折旧费固定资产原值综合折旧率利息支出固定资产投资利息流动资金利息固定资产总投资可按下式计算：固定资产总投资线路工程投资输油站工程投资)建设期借款利息固定资产方向调节税管道工程固定资产总投资方向调节税为。固定资产总投资为自有资金,为建设银行的贷款,年利率为。管道计算期为年,其中生产期为年,建设期为年,建设期第一年和第二年分别按固定资产总投资的、计算费用现值法选取最优经济管径由于受供需市场的约束,输油管道工程往往分期进行建设。工期不同,管道的输送能力不同,管道系统每年的经营费用和收益也随时间变化,因此,对输油管道设计方案进行经济比较时,必须考虑资金的时间价值,可以使用净现值或内部收益率作为技术经济评价指标。⑴费用现值玄—上式中：第年的全部‘资(包括固定资产总投资和流动资金)；第年的经营成本；一计算期末回收的固定资产余值(此处为计算期末回收的流动资金； 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍—计算期；行业基准收益率。其中：回收流动资金二管道存油油价经营成本燃料费用电力费用工资及福利修理费油品损耗其他费用燃料费用生—】上式中；—热站数；—原油比热(°—第站的出站温度(°—一第站的进站温度(°—燃料油价格(元吨；—年输量(万吨年；—加热炉效率；—燃油热值(。动力费用丨—上式中：—菜識数；—第个泵站的扬程(电力价格(元度)；—年输量(万吨年)；—第个泵站的泵机组的效率。工资及福利费用定员人数每人月工资及福利修理费折旧费油品损耗二损耗比例年输量油价折旧费固定资产原值综合站址的调整及确定边界条件及有关参数的选定依据流量和扬程,在《泵和泵的样本》中选用所需泵的型号,根据所选泵的型号,确定各站的最低进站压力,为了保证泵的吸入性能,使泵在高效工作区工作,设定首站的进站压力油柱,根据实际经验,设每个热泵站损失油柱,单个热站损失油柱,单个泵站损失油柱。流态的判别由《工程流体力学公式》公式里—来判定流态。 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍上式中：雷诺数；—体积流量(—管径(—运动粘度(。热力计算确定热站数热站数应按最小输量(万吨年)确定：因为在最小输量下,沿程温降下降最快,热能损耗最多,所以用最小输量确定的热站数也能满足其它输量下的热量要求。舒霍夫温降公式：上式中：油品的质量流量,—输油平均温度下油品的比热容,。管道总传热系数,°油流水力坡降；—第站的出站温度,°—第站的进站温度,°—周围介质温度,埋地管道中心处最冷月平均地温,。管道外直径’热站间距,参数,也,重力加速度,。—上式中：热站间距,；—管道输送的长度,热站数。水力计算确定泵站数泵站数应按最大流量(万吨年)确定：因为在最大输量下,管道的摩阻损失最大,所以在最大输量下确定的泵站数也能满足在其它输量下的能量要求。苏霍夫温降公式：—上式中：管道起点油温,。—年最低月平均地温,—热站间间距,,为参数。一般进站温度已知,根据公式(一求出出站温度,然后求出沿程平均温度 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍平均温度：然后求出对应温度下的密度、粘度,再计算水力坡降沿程水力坡降：沿程水力摩阻损失：(——计算泵站数：—一上式中：沿程摩阻,；体积流量,—管内径,；—运动粘度,站间距,；系数；高程损失,；热站内损失,—管道输送的长度,。站址的确定在工艺计算中,由最小输量确定热站数,由最大输量确定泵站数。根据经济原则,应该尽量将热站和泵站合并,根据纵断面图和热负荷情况调整站址,但是,需要注意,合并后应该在各种输量下进行工况校核。且全线基本为平原又无翻越点,全线热站平均布置,通过画水力坡降和纵断面图来布置全线泵站。根据热站间距反算出站温度,其不能超过管道允许的最高温度,即站间距不能超过一定长度。泵站进站压力不能太高和太低,主要考虑管道的承压和泵的吸入性能。进站压力一般不低于油柱。若是进站压力过高,可以考虑泵站后移,同时保证热站间距不能太大。开泵、开炉方案正输计算在不同输量下确定的开泵、幵炉方案应该尽量使经济效益达到最佳,在小输量下可以考虑压力越站,在最大输量下可以考虑热力越站。各站的开炉、开泵方案不同,因此需对各站的进出站压力、温度进行校核。反输计算管道需要反输的两种情况：一种是输量不足,需要正反输交替,以确保足够输量使管道正常运行,防止凝管,出现重大生产事故。另一种是事故反输。反输计算公式如下： 西安石油大学硕士学位论文详细摘要—上式中：管道起点原油温度,取°管道中心处最冷月平均温度,°—管道终点原油温度,取°管道站间距’—管道外直径—比热容,°最小输量,然后计算结果与最小输量进行比较,一般情况下计算结果小于最小输量,然后取二者较小那个为反输量。站内工艺流程设计流程设计原则：满足各个输油生产环节的需要；中间热泵站工艺流程应与输油方式相适应；便于事故的处理和检修；节约原则；促使采用最好的科学技术成就,不断提高输油水平。本设计基于“从泵到泵”的密闭流程,从泵到泵流程时会产生各站间水力压力相互影响的情况,为了消除其影响,应增设泄压装置和自动控制系统。本管线设首站座,中间热泵站座中间热站座,末站座。首站的工艺流程应具有计量、来油进罐储存、正输、站内循环、倒罐、发清管球、站内循环、反输等功能。中间热泵站工艺流程应具有正输、反输、压力越站、全线越站、收发清管球、反输、超压保护等功能。末站工艺流程应具有正输收油、反输、收清管球、站内循环、倒罐、计量、外输等功能。来油计量：来油计量—计量一一罐站内循环及倒罐：罐—阀组一泵—炉—阀组一罐应用范围：投产时,站内设备联合试运；干线停输时为防止站内油品凝结,活动站内管线。正输：(采用密闭输送,先炉后泵工艺) 西安石油大学硕士学位论文详细摘要罐—阀组—给油泵—炉—泵—下站反输：下站来油—阀组—炉—泵—阀组—罐应用范围：正反输预热管线；清管器在进站管线上受阻,反冲管线；输量太小,正反输交替运行；因各种原因时停输时间过长,需反输活动管线。压力越站：来油—阀组—炉—阀组—下站应用范围：输量小,不用加压；供电系统发生故障。热力越站：来油—阀组—泵—阀组—下站应用范围：停炉检修；地温高,热损失小,不用加热；加热炉系统出故障,油流可切断。全越站：来油—阀组—下站应用范围：加热炉管着火,又无法切断油流；加热炉点火间着火,无法进入处理；非全越站不能进行站内管道、设备施工或事故维修。收发清管球：收球：来油—收球筒—阀组—炉—泵—阀组—下站发球：来油—阀组—炉—泵—阀组—发球筒—下站各工艺流程的具体设计内容见对应的工艺流程图。主要设备选型输油泵确定选择输油泵原则：既要满足管线的输量要求,又要尽量使泵在各种输量下均在高效区工作；充分利用管线承压能力,减少泵站数,降低工程造价。根据原油物性特征,本设计中原油釆用加热密闭输送的方式,考虑经济因素和维修方便,根据流量和扬程,查阅《泵产品样本手册》及相关规范,前两个泵站由台泵串联,扬程流量方程：,最后一泵站采用一个泵,扬程流量方程：。考虑到事故方面的原因,每个泵站设一台备用泵。加热炉的确定所选加热炉应满足加热站的热负荷要求,加热炉的效率较高；为方便检修,根据规范和实际经验,各站应该至少选台加热炉。在正常输油时,各站间按最小任务输量进行热力计算。热负荷计算公式：—上式中：总热负荷,—比热容,°—原油输量, 西安石油大学硕士学位论文详细摘要—出站温度,°—进站温度,°。储油罐确定选用原则：首末站油罐能保证来油的储备量。根据实践经验和相关规范,首站取最大输量下天流量,末站取天的流量。选罐时,不仅考虑了生产的要求和经济性,油罐的清洗检修,事故处理等因素,还要尽量使各罐的型号一致,以便于检修和站内倒罐。公式：—上式中：—油罐的总容积,—输油站原油总运转量,—储存温度下原油密度,—油罐的利用系数宜取原油的储备天数。阀门的确定根据规范及各种阀门的用途,站内所选阀门类型如下：油罐上管线用阀门为闸阀；泵入口用闸阀；栗出口用止回阔和间阔；出站处用调节阀组和泄压阀；泵出口至调节阀应设止回阀；清管器收发筒和站间管道连接用球阀；站间设置截断阀。阀门规格的选用原则：阀门公称直径和管线公称直径相同；阀门公称压力比阀门安装处压力要大。管材的选取输油管所釆用的钢管材料的选用应根据使用应力、温度、原油的物理性质等因素,经济技术比较后确定,采用的管材应具有良好的韧性和可靠性。二——上式中：一挥缝系数,一般取一一钢管的许用应力(—钢管的计算壁厚( 西安石油大学硕士学位论文详细摘耍钢管外直径(。结论此次铁边城一西峰长距离输油管道的设计,本人以《输油管道的设计与管理》课程所学知识为基础,与实际情况、具体设计参数相结合,首先用费用现值法确定最优经济管径,然后通过热力、水力计算,确定热、泵站数目,依据纵断面图来布置泵站,热站均匀布置,考虑经济因素,减少管道投资,尽量使热、泵合一,经过调整,最后确定各站站址,依据泵、炉、罐样品手册和规范选择主要设备型号,然后,进行工况校核。考虑到管道沿线自然条件和其他方面的因素,采取阴极保护措施,沿线共布置个阴极保护站。从设计方案到经济分析,力求全面考虑问题,一丝不苟地进行设计、校核。最后通过内部收益率的计算,盈亏平衡分析,敏感性分析,确定此设计方案的经济收益状况,从中可以看出这是一个比较好的方案。此外,还绘出了布站图、中间热泵站工艺流程图、中间泵站平面布置图和泵房安装图。