某油库设计工艺管线计算.docx
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某油库设计工艺管线计算
摘要
油库设置管网的主要目的是完成油品的收发作业和输转倒罐等任务。
因此在完成油库工艺流程图和管网布置图的同时，还要进行管路的水力计算，以便经济合理地选择管径和泵机组。
管路设计中，选择什么样的管径是涉及到油库投资，经营费用和维修费用的问题，需要全面分析研究才能做出比较正确的选择。
这样选择的管径一般可以做到更为经济合理，因此这个管径就称为经济管径，相应于这个管径的计算流速便称为经济流速。
油库设计中，管径都是通过经济流速计算的。
即首先根据油品的粘度选择相应的经济流速，然后按照业务流量，求得每种油品鹤管、集油管、吸入管、排出管的直径。
其次，根据管线的水击压力、钢管许用应力、焊缝系数等计算出每种油品鹤管、集油管、吸入管、排出管的管线壁厚。
最后，根据油品的业务流量和流速、粘度以及管路的相对粗糙度e（本设计取e=0.15mm），便可根据雷诺数的大小，判断油品在管路中的流态，进而求得水力摩阻系数。
再利用达西公式，便可分别算出每种油品鹤管、集油管、吸入管、排出管的沿程摩阻损失和局部摩阻损失，求和可得各种油品的管线总水力摩阻损失∑h。
最后，根据《石油库工艺设计手册》及计算结果进行集油管的设计。
关键词：
经济流速业务流量管线直径管线壁厚水力摩阻
Abstract
Terminalsetpipenetwork'smainpurposeistofinishedproducttosendandreceivehomeworkandtransportcans,etc.Thusatthecompletionofprocessflowdiagramandpipenetworklayoutofoilatthesametime,alsoforhydrauliccalculationofpipeline,sothattheeconomicandreasonabletochoosepipediameterandthepumpunit.
Pipelinedesign,thechoiceofwhatkindofpipediameterisinvolvestheterminalinvestment,operationcostandmaintenancecost,comprehensiveanalysisandstudyisneededtomakeamorecorrectchoice.Sochoosepipediameterusuallycandomoreeconomicandreasonable,socalledeconomicpipediameter,thediametercorrespondingtothediameterofthecomputingvelocityiscalledeconomicvelocity.Terminaldesign,calculationofpipediameterbyeconomicvelocity.:
firstofall,accordingtotheviscosityoftheoiloftheeconomicflowvelocity,andthenaccordingtothebusinessflow,obtainseachcraneoilpipe,tubing,suctionpipe,thediameterofthedischargepipe.Second,accordingtothewaterhammerpressureofpipeline,pipeallowablestress,weldcoefficientcalculatedeachcraneoilpipe,tubing,suctionanddischargepipeofthepipewallthickness.Finally,accordingtothebusinessflowandflowvelocity,viscosity,andoilpipeline'srelativeroughnesse（e=0.15mm）inthisdesign,canaccordingtothesizeoftheReynoldsnumber,theoilflowinpipeline,calculatedthehydraulicfrictioncoefficient.Usingdarcyformula,canrespectivelycalculatethecraneeachoilpipe,tubing,suctionanddischargepipeofthefrictionloss,frictionlossandthepartialsumtotalcangetallkindsofoilpipelinehydraulicfrictionloss∑h.Finally,accordingtothe"oillibraryprocessdesignmanual"tubingdesignandcalculationresultset.
Keywords:
EconomicflowrateBusinessflowPipediameterPipewallthicknessHydraulicfriction
1设计参数及基础数据
1.1油库设计基础数据
油库基础数据如表1.1和表1.2所示。
表1.1经营品种、年周转量、周转系数、油品性质
经营品种
相对密度
年周转量/104t
周转系数
粘度/mm2/s
90＃汽油
0.72
13.1
5
0.75
93＃汽油
0.72
4.6
5
0.75
200＃溶剂油
0.72
0.1
4
0.75
0＃柴油
0.84
7.46
5
8.5
-10＃柴油
0.84
1.41
4
8.5
20＃农用柴油
0.84
3.16
5
8.5
灯用煤油
0.82
0.45
3
2.8
表1.2油品物性表
参数名称
90＃汽油
93＃汽油
-10＃柴油
-35＃柴油
重柴油
燃料油
比重
0.72
0.72
0.83
0.83
0.85
0.85
闪点℃
28
28
72
72
78
120
运动粘度厘沱
20℃
1
1
5
5
50℃
0.4
0.4
2.55
2.55
10.82
200
80℃
35
100℃
3.95
1.2油库资料
1）收发任务：
每天最大收油量900t，可以同时用3根鹤管卸油，每天操作8小时。
2）地形资料：
泵至最远的90＃汽油罐的管路长度为2000m，油罐计算液面与铁路轨顶之间的高差为55m；泵吸入口至集油管的吸入管长度为25m，每根鹤管的长度为14m；鹤管吸入口（即油罐车最低液面）到鹤管最高点的垂直距离为4m，鹤管吸入口到容易发生气阻的鹤管最高点的鹤管长度为5m，鹤管的管径为φ108×4mm。
铁路轨顶至油罐车底部高差为1.1m。
3）油罐所在地月平均最高温度下汽油的饱和蒸气压为5m水柱。
4）气象资料：
油罐所在地最冷月大气月平均最低温度为－2℃。
平均风速为2.5m/s。
2每种油品管径的确定
2.1业务流量
（2-1）
式中:
——油品的最大业务流量,
——油品每天最大周转量，
；
——油品密度，
；
T——每天的运行时间，8h。
最大流量作为每种油品的业务流量：
2.2经济流速的选取
依据《油库设计与管理》查的不同粘度的油品在管路中的经济流速如下表2.1
表2.1不同粘度的油品在管路中的经济流速
粘度
经济流速，m/s
运动粘度，
条件粘度，
吸入管路
排出管路
1
2
1
2
1.5
2.5
2
28
2
4
1.3
2.0
28
72
4
10
1.2
1.5
72
146
10
20
1.1
1.2
146
438
20
60
1.0
1.1
438
977
60
120
0.8
1.0
根据每种油品粘度查得各种油品的经济流速选择见表2.2。
表2.2不同油品的经济流速
油品种类
经济流速，m/s
吸入管路
排出管路
90#汽油
1.5
2.5
93#汽油
1.5
2.5
200#溶剂油
1.5
2.5
0#柴油
1.3
2.0
-10#柴油
1.3
2.0
20#农用柴油
1.3
2.0
灯用煤油
1.3
2.0
2.3管径的计算
油库设计中，管径是根据经济流速和业务流量共同决定的，计算公式为：
（2-2）
式中
——管路的计算内径，
；
——油品的最大业务流量，
；
——油品经济流速，
。
根据油库中经营品种，将油品分为五组，分组如下：
第一组：
90#汽油，93#汽油
第二组：
200#溶剂油
第三组：
0#柴油，-10#柴油
第四组：
20#农用柴油
第五组：
灯用煤油
代入数据得：
1第一组：
90#、93#汽油吸入管路经济流速V吸=1.5m/s，吸入管路的管径：
按标准选择DN200mm
90#、93#汽油排出管路经济流速V排=2.5m/s，排出管路的管径：
按标准选择DN150mm
2第二组：
200#溶剂油吸入管路经济流速V吸=1.5m/s，吸入管路的管径：
按标准选择DN200mm
200#溶剂油排出管路经济流速V排=2.5m/s，排出管路的管径：
按标准选择DN150mm
3第三组：
0#柴油，-10#柴油吸入管路经济流速V吸=1.3m/s，吸入管路的管径：
按标准选择DN200mm
0#柴油，-10#柴油排出管路经济流速V排=2.0m/s，排出管路的管径：
按标准选择DN150mm
④第四组：
20#农用柴油吸入管路经济流速V吸=1.3m/s，吸入管路的管径：
按标准选择DN200mm
20#农用柴油排出管路经济流速V排=2.0m/s，排出管路的管径：
按标准选择DN150mm
⑤第五组：
灯用煤油吸入管路经济流速V吸=1.3m/s，吸入管路的管径：
按标准选择DN200mm
灯用煤油排出管路经济流速V排=2.0m/s，排出管路的管径：
按标准选择DN150mm
2.4各种油品标准管径的选择
根据《石油库设计手册》选取标准管径，按规定集油管比吸入管大一个级别。
鹤管管径选DN100mm，集油管管径选DN250mm，吸入管管径选DN200mm，排出管管径选DN150mm。
参考国家标准钢管规格得到各种油品的标准管径见表2.3。
表2.3各种油品的管路直径选择
油品名称
鹤管
集油管
吸入管
排出管
90#汽油
108
273
219
159
93#汽油
108
273
219
159
200#溶剂油
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