集输系统参数计算Word格式.docx
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即由此确定的管径是管道内径。
2.集输管径的选择
在油气集输的系统中，站内管线有油管线、气管线、水管线，一般都用无缝钢管。
在进行初步设计时，通常遇到的问题是：
已知管长，地形及输送液体的量，要求选管径。
在一定流量下，管径大小直接影响流速大小和流态变化，故在选择集输管道直径时，不仅要保证完成规定的输油任务，而且要经济合理。
管径的选择必需考虑各方面的利弊，既要保证一定的流速，又要符合经济要求。
即：
确定管道直径要依据规定的流量和选用的经济流速，并且，按流量和经济流速等参数计算得到管线直径后，还必须从管线系列中选定管线规格。
如：
计算得到d=0.188m，则从管线规格系列（参见下页）中查得应选用ф219mm管子，（ф219×
6）。
又如：
计算得到d=0.133m，从管线规格系列中查得应选用ф159mm官线。
根据经验，一般油田内部管道流速以1.0~2.0m/s为宜，外输管道流速可取1～3m/s。
故：
选择管线时，应考虑以下问题:
1）按规定的流量和选用的经济流速以及总传热系数，确定管道直径、决定加热炉台数。
2）选用或提出试制机泵设备和管子规格以保证完成规定的输油任务。
表3-4常用管子规格（部分）
公称直径，（DN）mm
外径，mm
壁厚，mm
内径，mm
50
57
3
51
4
49
5
47
6
45
100
108
98
96
7
94
114
106
104
102
8
150
159
4.5
147
168
145
143
158
156
200
219
205
203
9
201
10
199
例1：
某站以100m3/h向外输送密度为0.8654×
103kg/m3的原油，管内径流速为2m/s，则需要多大管线才能满足生产要求?
三、离心泵参数计算
泵的性能参数计算主要包括流量计算、扬程计算、有效功率计算、轴功率计算和泵效率计算。
㈠流量计算
1．泵的流量测定一般使用容积式测量法，要用经过计量的标准容器来测量流量，即容积式测量法测流量时，计量要准，以保证测量精度。
2．采用0.2级精度的流量观察泵测量流量。
例1．已知某被测泵6min注满4m3标准容器，则泵的排量为多少m3/h？
解：
（m3/h）
㈡扬程计算
一般采用弹簧压力表、液体差压计或液体真空计测定泵的进出口压力，然后换算出扬程，要求压力表的精度不低于0.5级。
压力表或真空压力表安装在泵出入口的法兰处。
压力与扬程的换算关系为：
式中——泵进出口压差，Pa；
H——扬程，m液柱（mH2O）；
ρ——液体的密度，kg/m3；
g——重力加速度，m/s2。
或总扬程可用下式计算：
Ha──泵出口压力；
Hs──泵进口压力
例2：
已知某被测泵的出口压力为500kPa，泵入口压力为100kPa，泵出入口管径相等，则该泵的扬程为多少？
㈢有效功率计算
有效功率是泵在单位时间内对流经该泵的液体所做功的大小，也就是泵的质量流量和扬程的乘积，常用N有表示。
泵的有效功率可通过泵的进出口压差和体积流量计算而得。
N有──有效功率,kW；
△p──泵进出口压差，Pa；
Q──泵流量，m3/s。
㈣轴功率计算
1．计算方法一
电机输出功率即为泵轴功率。
它可用电压表、电流表测量，并要求电压表、电流表精度不低于0.5级。
用下式计算：
N轴──电机输出功率，kW；
η电──电机效率；
cosφ──功率因数，有三种确定方法。
①由厂家提供的N0──cosφ曲线查出；
②由功率因数表直接测定；
③计算得出cosφ=视在功率/有功功率。
其中N0为电机输入功率，可用三相瓦特表直接测出。
例3：
在测泵效率时，电机工作电流为80A，电压为6kV，查表得知电机效率为0.95，功率因数为0.85，求泵轴功率？
解：
答：
略。
2．电机输出功率计算方法二
N轴=N0-P式中，P为总损耗
㈤泵效率计算
1.功率法测泵效
2.温差法测泵效
计算泵效公式：
△P—泵进出口压差，MPa；
△T—泵进出口温差，℃；
△TS—等熵值。
某站测离心泵效率时，测得泵压力14MPa，泵进口压力0﹒05MPa，介质进口温度为35℃，出口温度为37℃，求该泵效率？
（△TS=0﹒360）
解△P=14–0﹒05=13﹒95；
△TS=37—35=2
答：
用温差法测一台泵的效率时，测得泵压力16MPa，进口压力为0﹒06MPa，介质进口温度为40℃，出口温度为42℃，试求泵效？
（△TS=0﹒50）
㈥离心泵的特性曲线
离心泵在恒速下，泵的流量Q、扬程H、功率N和效率η等之间存在着相互关系，这些相互关系可由Q-H、Q-N、Q-η等曲线图来表示，这种曲线图就叫做泵的特性曲线，如图1所示。
离心泵的特性曲线是用来表示离心泵的主要参数之间的关系的曲线，是根据实验获得的数据绘制而成的，曲线图上的任何一个参数发生变化，其他的数值都会发生变化。
图1为某台离心泵的流量Q-扬程H、流量Q-功率N、流量Q-效率η三种特性曲线图。
绘制于同一坐标系中，横坐标表示为流量Q，纵坐标为扬程H，轴功率N，效率η。
从图中看出，扬程随流量的增大而减小，扬程随流量的减小而增大。
流量增加功率也随之增加，流量减少功率也减少。
流量一效率特性曲线是一条凸起的曲线，随流量的增加而增加，达到最高点后，流量再增加则效率开始下降，这个最高点称这台泵的额定工作点，也是最优工作点（A点），相应这一点的流量、扬程、功率分别为额定流量、额定扬程和额定功率。
在该点左右的一定范围内（一般不低于最高效率点的10％），都是属于效率较高的区域，称为离心泵的高效段。
调节离心泵的运行参数，应使泵工作时在高效段范围，否则调节措施超过了这个范围，则是不经济的，还应该进行其他方面的改进，甚至重新换泵。
图1离心泵的特性曲线
四、加热炉参数计算
原油温度沿管道输送方向逐渐降低，当降至合适当温度。
如在原油凝固点以上7~12℃时，如继续输送，有可能产生流动停滞，因此，就必须设一个加热站进行加热。
加热站多采用加热炉对原油进行加热。
1．燃料低发热值计算
燃料发热值：
单位质量或体积的燃料在燃烧过程中所放出的热量，称为该燃料的发热值。
高发热值：
燃烧产物中的水呈液体状态时，燃料放出的热量为该燃料的高发热值。
低发热值：
燃烧产物中的水呈水蒸气状态时，燃料放出的热量为该燃料的低发热值。
因为，烟气排入大气时，水都是呈蒸气状态，故生产实际中，采用燃料的低发热值。
用QL表示。
对气体燃料：
QL=ΣqLiYi
对液体燃料：
QL=81C+246H+26（S－O）－6W
2．燃料燃烧发热量
气体燃料：
QR=BG·
QL（QL—气体燃料低发热值，38979kJ/m3,BG—m3）
液体燃料：
QR=BL·
QL（QL—液体燃料低发热值，41868kJ/kg,BL—kg）
3．比热容计算公式：
式中ρ——介质密度，kg／m3；
t——介质平均温度，t=（T1+T2）／2，℃或K。
T1、T2——进出加热炉油品的温度，K
4.原油外输加热炉热负荷计算公式
加热炉热负荷计算公式：
式中Q——加热炉热负荷，kJ／h；
G——介质流量，kg／h；
C——介质比热，kJ／（kg·
K）；
T2——介质出炉温度，K；
T1——介质进炉温度，K。
某站外输原油为200×
104t／a，原油从40℃加热到70℃，求所需的热量是多少kJ／h。
[C油=1．88kJ／（kg·
K）]
已知：
C油=1．88kJ／（kg·
K），G=200×
104t／a=22831lkg／h，T出=70+273=343K，T进=40+273=313K
Q输=GC（T出一T进）
=228311×
1.88×
（343-313）
=1．29×
107（kJ／h）
所需的热量是1．29×
107kJ／h。
某站在测定加热炉效率时，进炉原油流量为60m3/h，原油进炉温度为40℃，出炉温度为65℃，（原油密度ρ=870㎏/m3）求加热炉热负荷是多少？
已知G=60×
870=52200（kg/h）,T1=40℃，T2=65℃
求Q=？
①求出介质比热C。
据比热容计算公式：
②求热负荷Q。
据热负荷计算公式：
5．确定站内脱水加热炉热负荷
站内脱水加热炉热负荷包括Q水和Q油两部分，即：
Q脱=Q水+Q油
其中Q水与Q油根据液量中含水率不同可以分别计算：
（1）Q水的计算：
Q水=G混C水（T出一T进）B
式中Q水——加热液量中含水的热负荷，kJ／h；
G混——油水混合物的总液量，kg／h；
C水——油中含水的比热容，C水近似取4．1868kJ／（kg·
T出——加热炉出口温度，一般取；
T进——油水混合物进炉温度，一般取308～313K；
B——含水率，％。
（2）Q油的计算：
Q油=C油G混（1一B）（T出一T进）
式中C油——原油的比热容，kJ／（kg·
Q油——加热原油所需要的热负荷。
例：
某站脱水加热炉的流量为200t／h，液体的温度从40℃加热到70℃，液量含水率30％，求所需的热量是多少kJ／h?
原油的比热容为1．88kJ／（kg·
K），水的比热容为4.1868kJ／（kg·
K）。
G混＝200t／h＝200000kg／h，T出=70+273=343K，B=30％，T进=40+273=313K，
C水=4．1868kJ／（kg·
K），C油=1．88kJ／（kg·
K）
求：
Q脱=?
Q水＝G混C水（T出一T进）B
＝200000×
4.1868×
（343－313）×
30%
＝7.54×
106（kJ／h）
Q油＝C油G混（1一B）（T出一T进）
（1－30％）×
（343－313）
＝7.9×
Q脱＝Q水+Q油
106＋7.9×
＝1．544×
所需的热量为1．544×
6．确定加热炉台数
以原油外输加热炉热负荷计算为例，现备有规格为418×
104kJ／h的加热炉，问需几台?
n=Q/Q1=1.29×
107/4.18×
106=3.08≈4（台）
即需要4台。
确定加热炉台数时，从经济合理的角度来考虑，应使所选用的台数既保证在加热炉热负荷能够满足生产需求的条件下，能有一台停炉检修，又能做到在热负荷增大
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