=127.3kg/s。
?确定热站数
热力计算按最小输量情况进行计算。
根据任务书的要求,,设计最小输量为0.1505m3/s 即127.3kg/s. 总传热系数由(2-4)得为2.22w/m℃。 由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=?d4.75 a=
K?DWGC MINb=gica L/1TR?TO?bR?alnTb Z?TO?最终得热站数:
n/?L
r
L/ R
最终向上取整得热站数n。
式中:Dw--管道外径(m),取0.457m;
K--热油管道总传热系数(w/m℃),取2.22w/m℃; C--油品比热(J/(kg·℃)),取2100 J/(kg·℃); i=0.003999m/m b=1.568℃ a=1.19×10-5m L′R=6.3721×104m n=5.02向上取整得n=6
需要6座加热站,站间距为L=53.33 Km。
(2-5) (2-6) (2-7) (2-8) (2-9) ②按平均布站反算出站温度
设TZ = 30℃,b= 1.568℃,起点油温计算公式:
TR=(T0+b)+(TZ-T0-b)eaL (2-10)
将各参数代入上式得:TR1=53.436℃。 则由公式(1-1)得平均温度:T=37.812℃;
由公式(1-4)得计算动力粘度:ν=8.148×10-5 m2/s; 由公式(1-3)得在计算温度下的密度:ρ=847.64 kg/m3; 由公式(1-5)得在计算温度下的最小体积流量:Q=0.1502m3/s; 将上述参数值带入公式(2-5)得:i=0.00406 m/m; 由公式(2-7)得:b=1.591℃; 由公式(2-8)得:LR =53.33km。
故取TR=56.69℃。则在最小输量工况下的设计参数选取结果如表2-1:
表2-1最小输量工况下热力计算参数表
出站温度TR(℃) 53.436
③翻越点判断
由沿程高程表3知(280km,68m)处可能存在翻越点。
在长输管路中,局部摩阻总是占据很小的部分,一般占沿程摩阻的约1%,全线总压头损失公式:
平均温度T(℃) 37.812 平均密度ρ体积流量 水力坡降b (℃) 1.591 站间距LR (km) 53.33 (kg/m3) Q(m3/s) i(m/m) 847.64 0.1502 0.00406 H=iLt+(Zz-ZQ)+?hmi (2-11)
式中:H——全线压头损失,m;
iLt——沿程摩阻,m;
(ZZ-ZQ)——管道起点与终点的高程差,m;
?hmi——局部摩阻,m。
由公式(2-11)计算得: 全线总压头损失:
H=1.01×0.00406×320×103+(35-28)=1319.192m。 到可能翻越点处压头损失:
Hf=1.01×0.00406×280×103+(68-28)= 1188.168m。 由Hf < H,知在最小输量工况下不存在翻越点。 ④确定泵站数
管道允许的最大操作压力为:
2K??s?2?0.72?1.0?413?7.1= =9.24MPa P=0.457D管道最大承受压力9.24Mpa时,
P9.24?106H==1109.24m ??g850?9.8即管道承压为1109.24m,出站压力要小于此值。参照《JBT10114-1999输油离心泵 型式与基本参数》选择型号为KSY800-190的泵,其特性方程为:
H=240.56-0.00042Q1.75
最小输量时,Q=540.7m3/h,则H=215.1m,泵站内泵数为n=
1109.24=5.2,215.1向下取整为5,则最大输量工况下每个泵站应选用5台KSY800-190泵串联,可增加一台备用。
泵站特性方程为HC=5×(240.56-0.00042Q1.75)=1075.44m,全程所需泵站数N=
1319.192=1.2向上取整为N=2,则最小输量工况下需设置2个泵站。
1075.442)最大输量工况计算
根据任务书的要求,设计最大输量为Qmax =0.2149m3/s = 773.84m3/h 即Gmax =181.9 kg/s=6.4576×105 kg/h。
①热力计算及确定加热站
由公式(2-5)计算得:i = 0.00747m/m; 由公式(2-6)计算得:a =8.3319×10-6m; 由公式(2-7)计算得:b=4.181℃; 由公式(2-8)计算得:LR = 97.84km;
由公式(2-9)计算得:n=3.27,向上圆整为n=4;
由于最小输量时加热站数为六个,从经济环保角度考虑,最大输量时可调整
成六个加热站。下面反算在最大输量时设六个加热站时的出站温度。
仍取进站温度TZ=30℃。
现令b=0,对出站油温进行第一次迭代试算: 由公式(2-10)计算得:TR1= 45.67℃; 由公式(1-1)计算得平均温度:T= 35.22℃; 由公式(1-4)得计算动力粘度:ν=0.887×10-4 m2/s; 由公式(1-3)得在计算温度下的密度:ρ=849.43 kg/m3; 由公式(1-5)得在计算温度下的最小体积流量:Q=0.2141m3/s; 将上述参数值带入公式(2-5)得i=0.00771 m/m; 由公式(2-7)计算得:b=4.319℃; 由公式(2-10)得:TR2= 43.25℃。
由于|TR1-TR2|>0.2,故对出站油温进行第二次迭代试算: 由公式(1-1)计算得平均温度:T= 34.41℃; 由公式(1-4)得计算动力粘度:ν=0.9109×10-4 m2/s; 由公式(1-3)得在计算温度下的密度:ρ=850.00kg/m3; 由公式(1-5)得在计算温度下的最小体积流量:Q=0.2140m3/s; 将上述参数值带入公式(2-5)得i=0.00775 m/m; 由公式(2-7)计算得:b=4.342℃; 由公式(2-10)得:TR3= 43.24℃。
由于|TR2-TR3|<0.2,故取TR= 43.24℃,即在最大输量下原油出站温度是TR= 43.24℃。则在最大输量工况下热力计算参数如表2-2:
表2-2最大输量工况下热力计算参数表
出站温度TR(℃) 43.24
②翻越点判断
由沿程高程表3知(280km,68m)处可能存在翻越点。 由公式(2-11)计算得:
平均温度T(℃) 34.41 平均密度体积流量水力坡降ib (℃) 4.342 站间距LR(km) 53.33 ρ(kg/m3) Q(m3/s) (m/m) 850.00 0.2140 0.00775