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

4Q （2-6） ?dv59.7 Re1?8 （2-7）

Re??7ε=

2e d式中 Q—体积流量，m3/s；， ν—运动粘度；

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

在最小输量下进行热力计算来确定加热站数。 加热站间距LR的确定： LR=

式中 : a=

T?T0?b1㏑R （2-8） aTZ?T0?bK?D ， GC8

b=

Gi， Ca T0—管道埋深处年最低月平均地温 取1℃ G—原油的质量流量 ㎏/s

C—油品比热 KJ/kg℃ 取2.2 KJ/kg℃ i—水力坡降

β,m—由流态确定，因为处于水力光滑区

m=0.25,β=0.0246

Q—体积流量 m3/s

加热站数 NR=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49.31℃。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

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- 9）

Q2?m?m i=β 5?md（2-10）

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=1.01iL+△Z （ 2-11） 式中 ： △Z—起终点高差，m；

l lR9

(3) 判断有无翻越点 经判断，全程无翻越点。 (4) 泵的选型及泵站数的确定

因为流量较小，沿线地势较平坦，且从经济角度考虑并联效率高，便于自动控制优化运行，所以选用并联方式泵。

选型并根据设计任务书中的已知条件，

20×20×19HSB泵：H?322?6.9824?10?5Q1.75 串联泵 ， 额定流量 Q=2500 m3/h ， 额定效率?=0.87。

20×20×15HSB泵：H?139?3.1759?10?5Q1.75 串联泵 ， 额定流量Q=2500 m3/h ， 额定效率?=0.89。 计算管道全线摩阻确定站内泵的个数：

H总=1.01iL+△Z

式中 △Z—起终点高差，m； 确定泵站数

Np=5.3 站址确定

以节省投资和方便管理。若管道初期的输量较低时，所需加热站数多，泵站数少。到后期任务输量增大时，所需的加热站数减少，泵站数增多。

设计时应考虑到不同时期的不同输量的特点，按最低输量做热力计算，布置加热站，待输量增大后该为热泵站。

站址的确定除根据工艺设计要求外，还需按照地形、地址、文化、气象、给水、排水、供电和交通运输等条件，并结合施工、生产、环境保护，以及职工生活等方面综合考虑，并且满足： （1）进站油温为30℃；

（2）根据进站油温经过反算出的出站油温应低于管道允许的最高出站

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H总 （2-12）

H?hm

油温；

（3）进站压力应满足泵的吸入性能； （4）出站压力不超过管线承压能力 最终确定站址如下表2-4：

表2-4 布站情况表

站号 站类型 里程（km） 高程(m) 1 热泵站 0 28 2 热站 110 35 3 末站 220 88 6．校核计算说明

6.1 热力、水力校核

由于对站址的综合考虑，使热站、泵站的站址均有所调整，因此必须进行热力、水力校核。求得站址改变后的进出站温度，进出站压力压力，加热站负荷等以确保管线的安全运行。

6.2 进出站温度校核

在不同输量下固定进站油温来反算出站油温，校核所得出站油温应低于初馏点。

6.3 进出站压力校核

不同输量下，利用反算出的出站油温，得出水力坡降，进而得出进出站压力，进站压力太低会使吸入不正常，太高则容易引起出口超压，并要考虑为今后的调节留有余地。故首站，中间站一般布置在动水压头在30-80m的地方。

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