DOC《锦州至大兴成品油管道工程首站工艺设计》

锦州至大兴成品油管道工程首站工艺设计 摘要: 随着工业的发展,京津地区的能源产量已经不能满足自身发展的需要,而东北地区的成品油产量在解决自身需求之外还有大量剩余,随着锦郑成品油管道的兴建,油品向京津地区的供应也变得刻不容缓.

因此,锦州到大兴成品油管道的建立在解决这些问题上有着极其重要的意义.本设计主要解决首站的设置问题. 锦州至大兴长距离成品油管道输送首站位于辽宁省锦州市,占地15公顷,主要用来接受,储存,输送来自炼厂的成品油.输油泵房的设计事本设计的重点,它的主要设备是4台KSY350―M4型输油泵,以提供足够的扬程,保证生产正常进行. 本设计由说明部分,计算部分,和绘图部分组成. 说明部分包括工程概况,技术方案的选择与论证,主要工艺设备的选择,工艺计算结果的分析,先进技术的采用及改进意见等做了详细的说明.计算部分主要包括水力计算,管径的选择,泵站数的确定和主要工艺设备的选择,混油量的计算,罐容的选择,最佳循环次数的确定以及管道强度校核,最大允许悬空度的计算.绘图部分包括管路纵断面图,首站工艺流程图,首站泵房工艺安装图等. 关键词:管道,泵站,水力计算,强度校核,混油量,罐容. First Process Design Of Jinzhou to Daxing Product Oil Pipeline Engineering Abstract: Along with the development of the industry, the Beijing and Tianjin region of energy production have already can'

t meet the needs of the development of their own, and the northeast region of the refined oil yield in dealing with their own needs and a large number of surplus, as Jin Zheng products pipeline construction, the supply of oil to the Beijing-Tianjin region is also becoming urgent. Therefore, the establishment of Jinzhou to DaXing products pipeline in solving these problems has very important significance. This design is mainly to solve the problem of the set up the first. Jinzhou to building long distance oil pipeline first stop is located in Jinzhou city, Liaoning province, covers an area of

15 hectares, is mainly used to accept, store, transfer from oil refinery. Oil pump room design, the design emphasis of this it is the main equipment of four KSY350 - M4 oil transfer pump, to provide enough lift, guarantee the normal production. This design by the description part, part of calculation and drawing parts. That includes project overview, technical scheme selection and reasoning, the choice of main process equipment, process analysis results of the calculation of the adoption of advanced technologies and improvements made detailed instructions. Computation part mainly includes the hydraulic calculation, pipe diameter, the choice of the number of pump station and main process equipment selection, calculation of quantity of mix oil, tank capacity selection, determination of optimum cycle times and pipe intensity, the maximum allowable dangling degree calculation. Drawing part includes pipeline route profile, the first process flow diagram, the first pump room process installation drawing, etc. Key words: pipeline, pump station, hydraulic calculation, strength check, mix oil, tank capacity. 摘要

1 绪论

6

第一章 说明部分

8 1.1工程概况

8 1.1.1项目建造规模

8 1.1.2 工程规模

8 1.2 技术方案的选择与论证

10 1.4 工艺计算的结果分析

14 1.5 生产辅助系统

15 1.6 工程经济评价

17 1.6.1 首站储运工程部分投资

17 1.6.2土地费用的计算

18 1.7 企业组织概况

20 1.8 先进技术的采用及改进意见

22 1.8.1自动控制、自动保护

23 1.8.2 采用多种先进技术处理混油

23

第二章 工艺计算部分

25 2.1 水力计算及管径选择

25 2.1.1 沿线地温及冻土厚度

25 2.1.2 油品物性参数

25 2.1.3 由柴油的物性来确定管线的工作流量

27 2.1.4 确定管径

28 2.2 确定泵站数及主要工艺设备的选择

31 2.2.1 机泵的选择

31 2.2.2 泵站数的确定

33 2.3 确定操作数及工况校核

34 2.3.1确定操作参数

34 2.3.2 工况校核

36 2.3.3 泵站布置

38 2.4 计算混油量,确定输送顺序

39 2.4.1 确定输油顺序

39 2.4.2 计算混油量

40 在计算混油量时,温度应按设计温度 T = 5.5℃,粘度按平均粘度,流速取两种油品的平均值.

40 2.5 混油处理方案的选择

43 2.6 罐容的选择计算

44 2.7 计算最佳循环次数

45 2.7.1 炼油厂向首站输送每种油品的输量

46 2.7.2 油品每年的输送时间

47 2.7.3 确定四种油品的输油与循环周期有关的B值

47 2.7.4 每次循环的贬值损失

48 2.7.5 计算最佳循环次数

49 2.8 强度计算

51 2.8.1 管道强度校核

51 2.8.2 最大允许悬空度计算

55 2.9结论

57 绪论 东北地区石油资源非常丰富,炼油加工能力较其他地区有着很大的优势.但由于本地区成品油的用量供大于需,进而导致产品运销不畅.而京津地区由于发展迅速,交通运输较为发达,车辆用油数量极大,而该地区自身的石油储量较少,难以满足自身的需求,因此造成了该地区成品油市场混乱,价格波动也及其频繁,给工业生产、人民的生活带来了诸多不便. 将东北地区的成品油运往北京、津地区,无法采用船运,若采用铁路运输将严重加大铁路运输的货运压力和客运压力,并且会造成严重的油品损耗,油气的挥发还会造成严重的大气污染,因此,铁路运输是不经济,不安全的,不能作为首要选择.解决成品油输送问题,采用管道运输十分理想,它具有方便快捷、安全、环保、油品挥发性少的优点,同时受地质灾害的影响较小,运输成本相对较低.锦州至大兴成品油管道的建设具有重大的意义. 锦州至大兴成品油管道始自辽宁省锦州市,中途经过河北省,天津市,止于北京市大兴区. 该管路充分利用了锦郑成品油管道的基础,可以完全借助该管道的建造技术,充分降低了建造成本.该管路的线路相对较长,管径较大,输油量较多,运用水力条件相对复杂,自动化控制程度较高的成品油管道.全线采用密闭输送方式,自动控制切割、掺混和分馏处理相结合的方法处理混油,采用SCADA系统和模拟仿真系统.通过控制系统来完成管道中油品的控制,从而实现自动控制管理. 本设计在设计过程中遵循以下原则: 1. 设计的设计年输量为850万吨,其中97#汽油160万吨,93#汽油150万吨,0#柴油340万吨,-10#柴油200万吨. 2. 设计操作天数为350天,考虑15天维修期. 3. 利用成熟技术,在稳定可靠的基础上适当采用先进技术. 4. 尽量采用国内设备,降低建设成本. 5. 合理利用投资,在保证油品顺序输送的前提下,尽量简化各泵站的组成. 6. 采用 从泵到泵 的密闭输送系统,中间站不设油品储罐. 7. 尽量减少污染,保护环境. 本设计的内容范围为输油管线总体工艺设计,尤其是锦州首站的工艺设计.本设计附有:1.管道纵断面图.2.首站工艺流程图.3.首站泵房工艺安装图.

第一章 说明部分 1.1工程概况 1.1.1项目建造规模 锦州到大兴成品油管道始自辽宁省锦州市,经过河北省,天津市止于北京市大兴区.该管线的兴建对于解决京津地区的成品油供应提供了重要的资源基础.该管线充分利用了锦州至郑州成品油管道,降低了管道的兴建成本.管线线路较长,管径较大,输量较多,运行水力状况较为复杂,自动化控制水平较高成品油管道.干线全长543.3千米,设计年输量为850万吨,其中: 97#汽油 160万吨 93#汽油 150万吨 0#柴油 340万吨 -10#柴油 200万吨 1.1.2 工程规模 锦州至大兴成品油管道跨越大型河流5处,穿越小型河流,沟渠56处,穿越铁路6处,跨越高速公路7处,穿越公路48处. 管道采用3层PE防腐涂层,补口均采用三层解构的辐射相结合方式处理混油,采用SCADA系统和模拟仿真系统,锦州设调度控制中心完成全线自动控制管理,该管道多项技术处于国内领先,多项指标达到国际先进标准. 锦州到大兴成品油管道,锦州首站站内共设有储罐15座. 内浮顶罐8座93# 汽油

3 *

10000 m? 1*

5000 m? 97# 汽油

3 *

10000 m? 1*

1000 m? 拱顶罐11座0# 柴油 6*

10000 m? 15000m -10# 柴油

4 *

10000 m? 首站总设计罐容:13.9 万吨 本设计方案锦州首站共设有七台 (不包括消防泵) 输油泵

4 台 给油泵

2 台 倒油泵

1 台 污油泵

1 台 根据布站原则,首站成品油罐集中在东西布置以利于与输送管道相连接,组分罐集中在东西以利于集输管线,各区之间以消防道隔开,道路两侧布置各种管线. 中间站:通过水力计算本设计确定有3个中间站,中间站用电用气,采用在内设置一台单纵全角筒系燃烧锅炉,蒸汽当量为 20吨/小时. 末站设在北京市大兴区,有多条铁路通过,交通运输条件十分便利,电力由110伏线路共给,并配有5300 KVA 变压器四台.可在站内建设2000 m? 地下蓄水池,供水能力为1200吨/天, 用气建 20吨/小时. 在本设计中,锦州至大兴成品油管线采用 508*

9 16Mn 无缝钢管,全长543.3千米,全线多出采用埋地铺设,平均埋深1.5m,采用沥青防腐绝缘和强制电流阴极保护联合防腐,对于大小河流、公路、铁路穿越地段采用特别防腐绝缘(≥7.0mm的沥青层),其余地段为普通防腐(≥4.5mm沥青) 锦州至大兴成品油管道建设意义重大: (1)它实现了东北地区和京津地区油品资源的优化配置,为石油能源缺乏的地方提供稳定、可靠地供应渠道. (2) 中国加入WTO后,对民族工业的市场竞争力提出了严峻的挑战,能源供应如果过分依赖进口,将会给其他行业的持续发展带来潜在的危机.锦州至大兴成品油管道为京津地区能源供给,经济结构和产业结构的调整及其各行业市场竞争力的提高创造了条件. (3)锦州至大兴成品油管道是现代化成品油管道的模板,也是建设水平上的一个重大突破,它所提供的丰富经验,对国内成品油管道建设的规模化、科学化、现代化和运输方式的多元化起到了很好的示范作用. 本设计方案主要是根据具体的自然情况和实践经验在满足运行要求的前提下,还要综合考虑社会效益和经济效益,以最优化方案进行设计. 1.2 技术方案的选择与论证 本设计在走向基本确定后,选择两个设计方案: 1. 559*11 管线;

2. 508*9 管线.从而需要用当量费用来衡量上述方案的经济性. S = +Y 万元/年 (公式 1―1) 式中: S------ 每当量费用 万元/年J------ 管道建设基本投资 万元 T------ 抵偿期,管道建成投产后,分期收回全部的投资年限为15年. Y------ 管线年经营费用 万元/年 管材重量: 559*11 管线 150*543.3**=81495吨508*9 管线 107*543.3**=58133 吨 管线投资 每吨钢材造价按4500元计算 559*11管线 =81495*0.45 =

36673 万元 508*9 管线 =58133*0.45 =

26160 万元 泵机组投资 每台泵年运行成本按15万元计算 559*11管线 =15*3*4 =

180 万元 508*10 管线 =15*3*5 =

225 万元 泵站投资 = (首站投资 + 中间站投资 + 末站投资 ) 期中首站投资按550万元,中间站按250万元,末站按475万元计算. 559*11管线: =550+250*2+475 =

1575 万元 508*9 管线: =550+250*3+475 =

1825 万元 (4) 运行费用 Y=电价格*单泵功率*运行时间*泵数 其中电价按0.25元/Kw・h 计算 559*11管线: Y=0.25*1250*350*24*12*=3150 万元 508*9 管线: Y=0.25*1250*350*24*15*=3937.5 万元 (5) 总费用 J=++ (公式1-2) 559*11管线: J=36673+180+1575=38428 万元 508*9 管线: J=26160+225+1825=28210万元 年当量费用 559*11管线: S=+3150=5712 万元 508*10 管线: S=+3937.5=5618.2 万元 从上述可知508*9 管线的年当量费用较少,说明该方案较经济,故本设计最重确定选用508*9 管线. 1.3 主要设备的选择与论证 本设计主要设备(输油泵)的选择主要依据设计流量及沿程摩阻, 大流量且在高效区工作,符合气蚀要求,故从《泵新产品样本》中选择KSY350-N4型泵,其主要性能参数如下表: 表1-1KSY350-N4型泵性能参数 泵型号 KSY350-M4 级数

4 流量 扬程 M

230 转速 r/min

1480 功率(Kw) 效率 %

80 必须气蚀余量(m) 5.9 叶轮直径 (mm)

460 重量(Kg)

1988 M?/h

1260 L/S

350 轴功率

890 电机功 率1250 从计算中可以看出该型泵基本满足各项要求,输油管线及泵站曲线如下: 1.4 工艺计算的结果分析 由计算的部分已知,对于508*10 管线,其工艺计算结果如下: 管线总损失1404m,沿程所需泵站数为5个,每个泵站3台泵串联运行,每个泵站提供的扬程................