重庆科技学院管道输送工艺课程设计 工艺设计说明书
2.3.2 油品密度
根据20℃时油品的密度按下式换算成计算温度下的密度：
(2-2)
?t??20??（t?20） 式中:?t,?20—分别为温度为t ℃和20 ℃下的密度； ζ—温度系数，??1.825?0.001315?20； 2.3.3 粘温方程
㏒μ=2.362-0.0153T
(2-3)
2.3.4 总传热系数K
管道传热由：
(1) 管壁、沥青防腐层的热传导 (2) 管外壁周围土壤的传热
111D(i?1)1???ln? (2-4) KD?D2?D?D 11ii2w ?2?2?t2h2hDw[t?(t)2?1 ]DwDw (2-5)
式中:λi—导热系数，w/(m?C)； λt—土壤导热系数，w/(m?C)；
α1—油流至管内壁的放热系数，w/（m2?C)； α2—管壁至土壤放热系数，w/（m?C)； ht—管中心埋深，1.8m； Dw—管道最外围的直径，m； Dw—管道最外围的直径，m。 2.3.5 摩阻计算
当管路的流态在紊流光滑区时，可按平均温度下的油流粘度来计算站间摩阻。 管道设计参数：
(1) 热站、泵站间压头损失10m； (2) 热泵站内压头损失30m； (3) 年输送天数为350天； (4) 首站进站压力80m。 2.3.6 最优管径的选择
在规定输量下，若选用较大的管径，可降低输送压力，减少泵站数，从而减少了泵站的建设费用，降低了输油的动力消耗，但同时也增加了管路的建设费用。根据目
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前国内加热输油管道的实际经验，热油管道的经济流速在1.5～2.0m/s范围内。经过
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计算，最终选定为外管径26英寸，壁厚10.0mm。
2.4 工艺计算说明
2.4.1 概述
对于高含蜡及易凝易粘油品的管道输送，如果直接在环境温度下输送，则油品粘度大，阻力大，管道沿途摩阻损失大，导致了管道压降大，动力费用高，运行不经济，且在冬季极易凝管，发生事故，所以在油品进入管道前必须采取降凝降粘措施。目前国内外很多采用加入降凝剂或给油品加热的办法，使油品温度升高，粘度降低，从而达到输送目的。本管线设计采用加热的办法，降低油品的粘度，减少摩阻损失，从而减少管道压降，节约动力消耗，但也增加了热能消耗以及加热设备的费用。热油管道不同于等温输送，它存在摩阻损失和热能损失两种能量损失，而且这两种损失相互影响，摩阻损失的大小决定了油品的粘度，而粘度大小又取决于输送温度的高低，管子的散热损失往往占能量损失的主导地位。热油沿管路流动时，温度不断降低，粘度不断增大，水力坡降也不断变化。计算热油管道的摩阻时，必须考虑管路沿线的温降情况及油品的粘温特性。因此设计管路时，必须先进行热力计算，然后进行水力计算，此外，热油管的摩阻损失应按一个加热站间距来计算。全线摩阻为各站间摩阻和。
2.5 确定加热站及泵站数
2.5.1热力计算
埋地不保温管线的散热传递过程是由三部分组成的，即油流至管壁的放热，沥青绝缘层的热传导和管外壁至周围土壤的传热，由于本设计中所输介质的要求不高，而且管径和输量较大，油流到管壁的温降比较小，故管壁到油流的散热可以忽略不计。而总传热系数主要取决于管外壁至土壤的放热系数?2，?1值在紊流状态下对传热系数k值的影响可忽略。
计算中周围介质的温度T0取最冷月土壤的平均温度，以加权平均温度作为油品的物性计算温度。由于设计流量较大，据经验，将进站温度取为Tz=30℃，出站温度取为TR=60℃。在最小输量下求得加热站数。 (1) 流态判断 :
Re?4Q (2-6) ?dv59.787Re1? (2-7)
???2ed (2-8)
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式中:ν—运动粘度；
Q—流量，m3/s； d—内径，m；
e—管内壁绝对粗糙度，m。
经计算3000﹤Remin﹤Remax﹤Re1，所以各流量下流态均处于水力光滑区 (2) 加热站数确定
由最小输量进行热力计算确定加热站数 加热站间距LR的确定
LR=
式中:a=
K?DGi b=， GC,CaT?T0?b1㏑R (2-9) aTZ?T0?b T0—管道埋深处年最低月平均地温， 取3℃； G—原油的质量流量，㎏/s； C—油品比热，kJ/（kg?℃）； i—水力坡降。
加热站数 NR= 经计算，需要设4个加热站。 2.5.2 水力计算
最大输量下求泵站数，首先反算出站油温，经过计算，确定出站油温为40℃。由粘温关系得出粘度等数据，为以后计算打好基础。
为了便于计算和校核，本设计中将局部摩阻归入一个加热站的站内摩阻，而忽略了站外管道的局部摩阻损失。 (1) 确定出站油温
l lR 不能忽略摩擦热的影响，用迭代法计算最大输量下的出站油温TR
TR=T0+b+(TZ-T0-b)eal (2-10)
Q2?m?mi=β (2-11)
d5?m式中: β、m—由流态确定，水力光滑区：m=0.25，β=0.0246； Q—体积流量，m3/s。 (2) 管道沿程摩阻
H总=iL+△Z+∑hj (2-12)
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