1、精選優質文檔-傾情為你奉上作業內容：擬建一條長690公里，年輸量為600萬噸的輕質油管線。已知原始資料： 管路埋深1.5米處的月平均地溫：月份123456789101112地溫6.355.910.314.917.419.821.120.818.313.58.6 油品密度20=867.5kg/m3 油品的粘溫特性：溫度（）510152025粘度（10-6米2/秒）30.222.618.815.813.5 可選用的離心泵型號規格：(P24)或按照最新的泵機組樣本進行選擇(網上搜索或圖書館查閱相關手冊)。 首站進口壓頭取H1=45m，站內摩阻取15m。 管材選用見P64和附錄一、附錄二。 線路高程：

2、樁號1234567891011里程（km）019124190290335438484554635696高程（km）51760874559640751353635331717設計要求：（提示：先采用手算，步驟熟悉后再采用電算。作業本中要體現手算過程。）1）合理選擇泵型號和泵站的組合方式，并查有關資料作所選型號的泵在輸此油品時特性數據的換算；2）選取合適的管徑，計算壁厚并取整，然后計算管道的承壓能力和對應的允許最大出站壓頭；3）取管道的當量絕對粗糙度e=0.03mm，計算所需的泵站數；4）將計算的泵站數取大化整，然后提出三項經濟可行的措施使輸量保持不變，并對每種措施作相應的計算（雙號學生選作）。5

3、）將計算的泵站數取小化整，分別計算所需副管的長度（管徑與主管相同）、大一個等級的變徑管長度、大兩個等級的變徑管長度，并進行管材耗量的比較（單號學生選作）6）校核:夏季高溫時和冬季低溫時各站的進、出站壓力,并調整站址；7）設副管敷設在首站出口位置，求第一站間動水壓頭Hx的表達式，并檢查全線動水壓頭和靜水壓頭；8） 求管道系統的最大和最小輸量及相應的電機的總輸出功率。計算分析過程：1. 計算年平均地溫故有 平均地溫t=13.52計算油品密度根據20時油品密度按下式換算成計算溫度下的密度。式中 、溫度為t及20時油品密度，； 溫度系數，=1.825-0.，已知油品密度：20 =867.5kg/m3

4、即=1.825-0.867.5=0.3計算年平均溫度下油品的粘度。根據油品粘溫特性表求出粘溫特性方程 及得u=0. 4換算流量G-Q根據年輸量任務為600萬噸求流量：5.初定流速,計算管徑。初定流速為1.5m/s,則6根據管道規格，選出與D0 相近的三種管徑d1 、d2 、d3 。選用L360螺旋焊縫鋼管，規格為：d1=457mm; d2=508mm; d3=559mm7. 按任務輸量和初定工作壓力選泵，確定工作泵的臺數以及組合情況。根據流量Q=0.23=819.182，和初定的工作壓力6MPa，確定選DZ250x340x4型輸油泵（因為在此流量下該型號輸油泵效率相對較高）1臺作一個泵站，該型

5、泵的性能參數如圖：8.作一個泵站的特性曲線，確定任務輸量下泵站提供的揚程，然后據此壓頭確定計算壓力 。在819.182,查得H=520m液柱。管道壓力按下式計算P=(+)g式中 任務輸量下單個泵站提供的揚程520m；為首站輔助泵的揚程45m。求得P=（520+45）*871.95*9.8=4.83MPa，確定設計壓力為6MPa.冬季：油品密度877.70，管道最大壓力P=(+)g=（520+45）*877.70*9.8=4.86MPa9求壁厚，并進行強度校核，求出管道的內徑。輸油管道的壁厚按下式計算許用應力，, Mpa；最低屈服強度，MPa；K一般站外輸油管道系數：K=0.72焊縫系數,對于以

6、上三種管徑求壁厚:d1=457mm; d2=508mm; d3=559mm；=5.3mm ； =5.9mm ； =6.5mm。查附錄一國產螺旋縫埋弧焊鋼管規格，取大于上述數值的最相近的壁厚，得=5.6mm ； =6.0mm ； =7.0mm。求內徑：D=d-2=445.8mm; =496.0mm; =545.0mm。校核各管徑的壁厚在設計壓力下是否滿足要求，求輸油管所受最大應力得：=244.82Mpa；=254Mpa；=239.57Mpa。均小于許用應力：=259.2Mpa10計算流速得：=m/s；=m/s；=m/s。11. 計算雷諾數，判斷流態Re雷諾數； Q流量，； D管道內徑，m； 油品

7、動力粘度，；求得第一種管徑DN4575.6的雷諾數Re=。絕對粗糙度e取0.03mm，第一臨界雷諾數=59.5/=。由3000Re判斷流態在水力光滑區。對于第二種管徑DN5086.0有Re= 絕對粗糙度e取0.03mm，第一臨界雷諾數=59.5/=由3000Re判斷流態在水力光滑區。對于第三種管徑DN5597.0有Re= 絕對粗糙度e取0.03mm，第一臨界雷諾數=59.5/=由3000Re iL+=H起點首站壓頭作圖如下圖所示，藍色各線條分別代表水力坡降分別為、時的水力坡降線，初步判斷沒有翻越點。高程（m）80070060050040030020010000 100 200 300 400

8、500 600 700 里程（km）14計算輸油管道計算長度全線的沿程摩阻損失 ；三種不同管徑的沿程壓頭損失上面已求得，考慮到還有一部分局部阻力損失，將壓頭損失再乘上1.01作為全線的壓頭損失。15確定全線需要的總壓頭。 末站剩余壓力10m。16按D508求泵站數，并化整；泵站數N： 任務輸量下單個泵站提供的揚程，m；泵站內摩阻損失取15m。綜上三組數據分析，在完成全年輸量任務的前提下，考慮管徑材料投資，能量耗費，泵站建設方便經濟，應取DN508管徑設泵站。17.將泵站數化小，N取3，敷設副管，主管與副管直徑相同。副管長度計算公式：x所需副管的長度，km; w副管水力坡降與單管主管水力坡降的比

9、值，對于主管與副管直徑相同：故有18.將泵站數化大，N=4。 一個泵站的性能方程：=A-B采用最小二乘法，取一組流量值，查出對應的揚程值，使用Excel里的計算功能SLOPE是計算斜率，INTERCEPT是計算截距。Y為HC，X為Q1.75。f=0.046 A= B=1193采取三項使流量保持不變的措施如下：（1）將部分管徑換小 x所需變徑管的長度，km; 變徑管水力坡降與單管主管水力坡降的比值， 式中，N=3.84 =4 =520m =15m ，m=0.25變徑管換為 DN457的管子 所以（2） 調節泵的轉速 要保持流量不變，則需要使提供的能量保持不變 所以，令 式中，A=652.43 B

10、=1193 Q=819.182 m=0.25 所以可以解得=0.994 （3）改變葉輪的直徑 要保持流量不變，則需要使提供的能量保持不變 所以，令 式中，A=652.43 B=1193 Q=819.182 m=0.25 所以可以解得= 0.99419按最優方案的參數作全線泵站總特性曲線和管路總特性曲線，以此求得全線的工作點 ；已求得f=0.046 A= B=1193工作流按工作點流量求水力坡降19分別求夏季最高溫和冬季最低溫時的工作點，按水力坡降和工作點的壓頭在縱斷面圖上布站確定中間站的布站范圍，并布置中間站。根據粘溫特性方程：，求得冬季最低氣溫下的粘度夏季最高氣溫下的粘度：冬季最低氣溫下工作

11、點的流量水力坡降和單個泵站的揚程：=0.226m/s= 652.43-1193 =564 m夏季最高氣溫下工作點的流量水力坡降和單個泵站的揚程：=0.229m/s= 652.43-1193 =562 m中間泵站需有一定的進站壓力范圍30m到80m液柱，如下圖所示高程m里程km20求第一站間動水壓力的表達式，并校核出站壓力，全線動水壓力和靜水壓力。 按最不利的情況校核，即冬季。第一站間動水壓力表達式（按第一站間鋪設一段變徑管算）第一站出站壓力為550m液柱校核動水壓力：從縱斷面圖上可求得最大動水壓力為：Hmax =653.4mPmax =*g* Hmax=5.62MPa6MPa所以全線的動水壓力都在管道的設計承受壓力范圍之內。校核靜水壓力：各站間高點的高程。第一站和第二站間的最大靜水壓力：185m第二站和第三站間的最大靜水壓力：338m第三站和第四站間的最大靜水壓力：519m所以站間的最大靜水壓力為：Hmax=519m 液柱即Pmax =*g* Hmax=4.46MPa6MPa,所以停輸時靜水壓力不會對管道造成破壞。20.電機總輸出功率在最大最小數量時的總輸出功率計算 冬季出現最小輸量：N泵=（877.261*9.8*523*0.2262）/1000=1017.