mn原油输送管道初步设计学士学位论文.doc

分类号 单位代码 11395 密 级 学 号 0606230135 学生毕业设计（论文）题 目M-N原油输送管道初步设计作 者李 博院 (系)化学与化学工程学院专 业油气储运工程指导教师范晓勇答辩日期2010年 05 月 22 日榆 林 学 院毕业设计（论文）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年 月 日摘 要 本文对年输入量500万吨的原油输送管道进行初步的设计。利用给予的原始数据，在充分收集输油管道工艺设计资料的基础上，以L360钢管作为设计管材，采用密闭加热输送流程，先炉后泵的工艺进行原油管道的初步工艺设计。全文主要分为工艺说明、工艺计算两大部分。其中又以工艺计算为核心内容。工艺计算主要包括：确定经济管径、确定站址、工况校核及调整、设备选型、反输计算、站内工艺流程设计。通过计算得到：经济管径为377mm，全线加热站、泵站 ，经过校核，全线不存在翻越点，动静水压均满足要求。本文也进行了中间站的工艺流程设计，中间站工艺流程有：正输、反输、压力越站、热力越站、清管球的收发等操作。由计算分析证明该管线的运行可收到良好的效益并有一定的抗风险能力。关键词：热输管道；工艺计算；加热站ABSTRACTIn this paper, we preliminary design a crude oil pipeline with the input capacity of 500 million tons. We use the original data and on the basis of the full collection of pipelines process design data, the crude oil pipeline uses L360 steel pipe and conveys the closed heating process, the first furnace technology of the pump after the initial process of crude oil pipeline design.The article consists of the two most parts as process description and process to calculate. The process to calculate is calculated as the core technology. The process calculation includes: determine the economic diameter; determine the station site; check and adjust the working conditions; equipment selection; Anti-lose calculations; Website Design Process. By calculation: the economic diameter of 377mm, full line of heating station, pumping station, after checking the whole line does not exist climbing point, static pressure requirements are met.The article also does the process design for the intermediate station. The intermediate stops processes includes: being lost, anti-lose, the more points the pressure, heat the more stations, pigging operations such as sending and receiving the ball. From the calculation show that the pipeline can be received well in the run and have a certain ability to resist risk.Keywords：Thermal Pipeline; Process Calculation; Heating stationsI目 录目 录摘 要IABSTRACTII1 前言22 管道工艺计算32.1 国内常用输油工艺32.2 加热输送的特点32.3 热油管道沿程温降的计算42.4 热油管道的摩阻计算62.5 加热站、泵站的确定和布置73 基础数据确定103.1 设计准则103.2 设计原始数据104 设备的选择和工艺流程的设计124.1 主要设备的选择124.2 站内工艺流程的设计145 工艺计算165.1 线路用管165.2 管径的选择175.3 站址确定及热力、水力校核195.4 反输计算22结论24I主要符号表1 前言换对油气储运专业本科毕业生综合素质和能力的一次重要培养与锻炼，也是对其专业知识学习的一次综合考验。此设计管材采用L360钢管；采用加热密闭式输送流程，先炉后泵的工艺，充分利用设备，全线输油主泵和给油泵均采用并联方式，加热炉采用直接加热的方法。设计主要内容包括：确定经济管径、站址确定、调整及工况校核、设备选型、反输计算、站内工艺流程设计和开炉开泵方案；绘制首站及中间热泵站的工艺流程图、首站的平面布置图、泵房安装图、管道的纵断面图。此外还进行了一定量的外文翻译。在本次设计中，自己学到了许多平常课堂无法学到的东西，使自己不但系统地整理了以前的所学的知识，而且对管输设计有了更深刻的理解和掌握，为以后的工作打下夯实的基础。由于自己水平有限，难免存在疏漏和错误之处，希望老师和同学们多批评、指正。2 管道工艺计算2.1 国内常用输油工艺原油加热输送：国内主要的输油方式为加热输送，通过加热来改变其流变性，降低原油粘度。加热输送是各种高粘高凝原油行之有效的输送方式，有成熟的工艺技术，但它的缺点是能耗大，工艺流程复杂，输送温度高。据统计，由于热原油沿途热损失所消耗的能量相当可观，为维持原油输到终点的温度，全线需烧掉管输原油的131。热处理降凝输送：当原油中石蜡和沥青质较高时，在合适的比例下，将原油加热到70100，以每小时1020的速度将原油冷却，改变原油中石蜡的结晶状态，降低原油的凝固点，达到热处理后常温输送的目的。通过对原油进行热处理降凝试验，对降凝效果明显的原油实行热处理输送工艺，已实现热处理输送的有马惠宁管道等。原油加降凝剂输送：含蜡原油采用加降凝剂处理旨在改善原油低温流动特性的物理方法，它通过在原油中加入化学剂并控制石蜡的结晶习性来降低原油的粘度和凝点，达到降低管道临界输量，减少沿线加热站数，大幅度降低工程投资和燃料油消耗的目的。长庆油田已实现加剂输送的管道有靖咸输油管道和靖惠输油管道。2.2 加热输送的特点原油的加热输送具有如下特点：在热油沿管道向前输送的过程中，由于其油温高于管道周围的环境温度，在径向温降的推动下，油流所携带的热量将不断地往管外散失，因而油流在前进过程中不断地降温，即引起轴向温降。轴向温降的存在，使油流的粘度在前进过程中不断上升，单位管长的摩阻逐渐增大。当油温降低到接近凝点时，单位管长的摩阻将急剧升高；故在设计热油管道时必须考虑需将油流加热到多高温度输入管道。当温降降低到什么范围时，要重新加热油流（在管道沿途隔多远需要建一个中间加热站中间加热站间间距的长短，决定于加热站进出站温度的高低和沿线的散热情况）2。热油输送不同于等温输送的的特点在于输送过程中存在着两方面的能量损失(摩阻损失和散热损失)。因此也必须从两方面给油流供应能量，由加热站供应热能，由泵站供应压力能。在设计和管理工作中，要正确处理这两种能量的供求平衡关系。这两种能量损失的多少又是互相影响的，其中散热损失往往是起决定作用的因素。因为摩擦损失的大小决定于油品的粘度，而粘度的大小则决定于输送温度的高低。如多建中间加热站，提高加热站的进出站温度，使油品在较高的温度下输送，散热损失将因之增大，而摩阻损失则可减小。故对于某一输送任务，存在着能耗最小的最优输送条件，也就是热油输送管工艺计算所要确定的目标。为此，首先要确定沿线的温降。2.3 热油管道沿程温降的计算 油流在加热站加热到一定的温度后进入管道。沿管道流动中不断向周围介质散热，使油流温度降低，散热量及沿线油温的分布受很多因素的影响。工程上将管道正常运行情况近似为热力、水力稳定工况，在此前提下进行轴向温降计算。2.3.1轴向温降计算式 根据能量平衡式可以得到沿程温降求解公式， （2.1），l-计算段的长度，m；G-油品的质量流量，kgs； -分别为各微元计算管段起点和终点的油流温度；c-计算管段平均温度下的原油比热容D-管道外直径，m；g-重力加速度，ms2；K-计算管段的管道总传热系数，与管道埋深有关；to-管道埋深位置周围土壤的自然温度；f-油流水力坡降。2.3.2温度参数的确定 对加热站进、出站温度的确定需要考虑三个方面的因素。首先是油品的粘温特性和其它物理性质；其次是管道的停输时间，热胀和温度应力等安全因素；第三是经济比较，使总的能耗费用最低。(1)加热站出站油温的选择 考虑到原油和重油都难免含水，故其加热温度一般不超过lOO度如原油为加热后进泵，其加热温度不应高于初馏点，以免影响泵的吸入。另外，在确定加热温度时，还需要考虑由于运行和安装温度的温差，而使管道遭受的温度应力是否在强度温度范围内，以及防腐层和保温层的耐热能力是否适应。(2)加热站进站油温的选择 加热站进站油温主要取决于经济比较，对凝点较高的含蜡原油，由于在凝点附近时粘温曲线很陡，故其经济进站温度常略高于凝点。当进站油温接近凝点时，必须考虑管道可能停输后的温降情况及其再启动措施，要规定适当的安全停输时间。(3)周围介质温度的确定对于架空管道，就是周围大气的温度。对于埋地管道，则取管道埋深处的土壤自然温度。是随地区、季节变化的，各加热站间可能不同。设计热油管道时，至少应分别按其最低及最高的月平均温度计算温降及热负荷。值应从气象资料上取多年实测值的平均值；没有实测值时可由大气温度按理论公式计算：运行时按实测值核算3。2.3.3热力计算所需的物性参数(1)原油及成品油的物性参数密度与相对密度 油品在标准状态下的密度可由实验室测定或在有关手册上查到。相对密度是某物质一定体积的质量与4时同体积水的质量之比。原油相对密度与温度近似为线性关系，其温度系数与密度有关。由下式可求得某温度T时原油的相对密度 （2.2）式中：原油相对密度； 原油在20的相对密度； 温度系数。 （2.3）比热容液态原油和成品油的比热容C，在输送温度范围内的变化趋势相同：比热容随温度的升高而缓慢上升，可按下式确定 （2.4）式中：油品比热容，M(kgC)； 原油在15度的相对密度； t油品温度。导热系数液态石油产品的导热系数随温度变化而变化，可按式(2.5)计算 （2.5）式中：t油温，： 油品在15的相对密度。粘度关于原油和成品油的粘温特性，国内外曾进行了大量的研究、测定工作，普遍认为，由于原油和成品的粘度在很大程度上取决于其化学组成，故粘温关系的理论公式的实用意义是有限的。以往大都是在实验室测定的基础上，总结其经验关系式，但迄今也没有找出普遍适用的关系式。在牛顿流型的温度范围内，国外曾推荐多种粘温关系经验公式，我们常用的公式为粘温指数关系式： （2.6）式中：，温度、时的运动黏度； 粘温指数。（2）土壤的热物性参数导热系数 土壤的导热系数取决于土壤的种类及土壤的孔隙度、温度、含水量等，其中含水量的影响最大。此外，降雨、下雪及土壤温度的昼夜及季节的波动等气象因素也会影响土壤热物性。敷设管道时，回填土的特性不同于自然条件下土壤的特性。热油管道投产运行后，烘烤管周围土壤使其温度升高，也变得干燥了。管道沿线不同地区土壤种类、性质不尽相同，同一管段在不同季节，土壤的导热系数也不同，因此很难通过计算得出较准确的土壤导热系数。实际上，土壤的导热系数是一种统计特性，因此，综合实验资料进行统计处理是有效的、合理的。应在不同季节，在管道沿线每隔一定距离(20km左右)，测定土壤导热系数；也可以取土样在实验室测定或在现场用探针法测量。导温系数 土壤的密度、比热容与土壤种类及含水量有关，故导温系数也是土壤种类、含水量的函数。钢管、保温层、沥青绝缘层的导热系数 钢材的导热系数在之间，预应力混凝土管的导热系数在0.6-1.2W(m)之间。 关于沥青保温绝缘层，目前还缺少详细数据，对一般热油管道，可取为0.15W(m)。埋地管道保温材料常用聚氨酯硬质泡沫塑料，其导热系数可取0035-0047W(m)。(4)空气的密度、导热系数、粘度 大气压下空气的密度、导热系数、运动粘度可参考有关表格得到。2.2.4 热油管道的总传热系数K管道总传热系数K系指油流与周围介质温差为1时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量。它表示油流至周围介质散热的强弱，在计算热油管道沿程温降时，K值是关键参数。根据热平衡关系式，可以得出K值的求解公式为 （2.7）2.4 热油管道的摩阻计算 热油管道的摩阻计算不同于等温输送管道的特点在于：(1)热油管道沿线单位长度上的摩阻(即水力坡降)不是定值，因为热油在沿管道流动过程中，温度不断降低，粘度不断增大，水力坡降也就不断增大。故热油管道的水力坡降线不是直线，而是一条斜率不断增大的曲线。因此，计算热油管道的摩阻时，必须考虑管道沿线的温降情况以及油品的粘温特性。即必须先作热力计算，确定沿线的温度变化及粘度变化，在此基础上作摩阻计算。(2)热油管道的摩阻损失应按一个加热站间距来计算，如一个加热站间距的摩阻损失为，全线共有n个加热站，则全线的摩阻损失h为各加热站间摩阻的总和，即 （2.8） 热油管道摩阻的计算方法有两种：一种按平均油温的粘度作计算粘度，按此粘度计算摩阻；第二种是根据粘温关系式，计算粘度随温度的变化。 平均油温计算法 这种方法是按管道起终点的平均温度下的油流粘度，用等温输送的方法计算一个加热站间的摩阻。具体步骤为： 计算加热站间油流的平均温度：由粘温关系曲线查出温度为时的油流粘度；一个加热站间的摩阻hR为： （2.9） 由粘温关系式推导的摩阻计算式 在上述温降公式和粘温方程的基础上，可以列出热油管道摩阻计算的微分关系式。在热油管道沿线dl段落内的摩阻为 （2.10）忽略摩擦热的作用，沿程温降的微分方程为 （2.11）将粘温关系式带入上式，然后对整个站间进行积分整理可得 （2.12）式中油温为时等温管道的摩阻。2.5 加热站、泵站的确定和布置 热油管道工艺设计过程是首先进行热力计算，得出全线所需加热站数。按加热站间，管道进行水力计算，根据全线所需压头计算所需泵站数。在线路纵断面图上布置加热站、泵站并进行调整，根据布站结果再核算热力与水力工况。2.5.1 确定加热站数及其热负荷 确定了加热站的出、进口温度，即加热站间的起、终点温度和后，可按冬季月平均最低地温，及全线的K值估算加热站间距。由式(2.1)可得： (2.13) 加热站数nR按下式计算并化整 (2.14)式中L-管路总长，m； -初步计算的加热站间距，m。 显然，这只是初步估算，实际上各站间的K值不完全相同。更重要的是，为了便于生产管理，应尽可能使加热站与泵站合并。因此在布置泵站时，加热站的位置要相互调整。 在加热站的位置最终确定以后，可按站问实长及具体的K值，重新计算各站的进、出站温度。 加热站的有效热负荷q可根据所要求的进、出站温度TR和Tz计算如下 （2.15）式中q-加热炉有效热负荷，kW； G-邮流质量流量，kg/s； C-平均油温下的油品比热容。加热站的燃料油耗量为 （2.16）式中：g-加热用燃料油耗量； -加热系统效率； E-燃料油热值。2.5.2确定泵站数、布站 在初步确定加热站的基础上进行站间水力计算。计算加热站间管道摩阻全线所需压头，根据每个泵站所提供的压头，确定全线所需泵站数。若按平均油温法计算摩阻，水力坡降视为定值，则布置泵站的方法与等温管相同。对沿线高差起伏大的管道，同样要判断翻越点，确定管道的计算长度，据此计算所需压头，再确定泵站数。 若沿线油流粘度变化大，按分小段计算或理论公式计算摩阻，站间水力坡降线是曲线，其泵站布置不同于等温管道。其特点是：加热站间管道的水力坡降线是一条斜率不断增大的曲线。可根据各油温对应的摩阻值在纵断面图上按比例画出，连成曲线。在加热站处，由于进、出站油温突变，水力坡降线的斜率也会突变，而在加热站之间，水力坡降线斜率逐渐变化。 初步布站后，应调整加热站、泵站位置，尽可能合并设置，以节省投资和方便管理。若管道初期的输量较低时，所需加热站数多，泵站数少。待后期任务输量增大时，所需加热站数减少，泵站数增多。设计时应考虑到不同时期不同输量的特点按低输量作热力计算、布置加热站，待输量增大后改为热泵站。 并非所有情况下泵站、加热站均能合并。在地形起伏大的山区，上坡段泵站间距可能小于加热站间距，需设单独泵站；在下坡段，泵站间距可能大于加热站，需设单独的加热站。 在断面图上初定站址后，经过现场勘察，最后确定站址。站址调整后，应进行热力、水力核算，计算不同季节的进出站油温、进出站压力、允许的最小输量、加热站热负荷等。3 基础数据确定3.1 设计准则3.1.1 设计依据 烟景输油管道初步设计任务书 中国石油大学储运教研室 输油管道工程设计规范 GB 502532003 石油库设计规范 GBJ 74 工程管道安装手册 中国石化出版社 输油管道设计与管理 中国石油大学出版社3.1.2 设计原则 （1）设计中贯彻国家有关政策，积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量；（2）保护环境，降低能耗，节约土地；处理好与铁路、公路、空运、水路间的相互关系，在满足管线设计要求的前提下，充分利用管线的承压能力以减少不必要的损耗；（3）积极采用先进技术、合理吸取国内外新的科技成果。管线线路选择应根据沿线的气象、水文、地形、地质、地震等自然条件和交通、电力、水利、工矿企业、城市建设等的现状与发展规划，在施工便利和运行安全的前提下，通过综合分析和技术比较确定； （4）采用地下埋设方式。受自然条件的限制时，局部地段可采用土堤埋设或地上敷设； （5）充分利用地形条件，兼顾热力站、泵站的布置，本着“热泵合一”的原则，尽量减少土地占用。 3.2 设计原始数据3.2.1 年输量 最大输量为500万吨/年生产期生产负荷（各年输量与最大输量的比率）见下表3-1。表3-1 生产期生产负荷表年12345678910111213生产负荷（%）70809010010010010010010010010090803.2.2 环境参数年最低月平均温度1； 年最高月平均温度18；管道中心埋深1.5m； 土壤导热系数1.4w/(m)； 沥青防腐层导热系数0.15w/（m）；3.2.3 原油物性20的密度885kg/m；初馏点85；反常点32；凝固点28；比热2.1kJ/(kg)；燃油热值4.1810kJ/kg。 粘温关系, 见表3-2表3-2 油品温度与粘度数据温度（）3235404550556065粘度（cp）6053.444.136.43026.423.3213.2.4 沿程里程、高程 数据见表3-3表3-3 管道纵断面数据高程（km）15206082100110160210里程（km）1350303515382622高程（km）179220里程（km）28304 设备的选择和工艺流程的设计4.1 主要设备的选择4.1.1 输油泵的选择首站而言，输油管道用泵根据用途可分为给油泵和输油主泵，而中间站一般不设给油泵，一般情况下，给油泵选用大流量，低扬程，泵吸入口扬程要求低的平行泵，其扬程一般为几十米，并采用并联运作，用以输油主泵的正常吸入，由于本次设计的输量较大，给油泵除要提供输油主泵所需的吸入压力外，还需要提供克服站内摩阻所需要的压头，因而应综合考虑后选泵。可供选择的输油泵类型有离心泵和往复泵；原动机主要有电动机，其次是柴油机、燃气轮机。选泵原则：1）满足工艺要求，排量、压力、功率及所能输的液体要与输油任务相适应。一般情况下，每座泵站可选用34台泵，其中一台备用；2）便于维修和管理，尽量选取同系列泵；3）满足防爆、防腐或露天安装使用地要求；4）为保证工作稳定，持续性好，满足密闭输送要求，选用大排量的离心泵，配用效率高的电动机为原动机；5）效率高、价格低，能充分利用现有资源。给油泵选泵原则：大排量、低扬程、高效率；另设泵房，也可作倒罐，站内循环，辅助增压之用。故所选输油主泵为：SJA68P18输油主泵选泵原则：1）满足管线输量要求，使泵在各输量下均在高效区工作；2）充分利用管线承压能力，减少泵站数，降低工程造价。故所选输油主泵为：200D-6510 H=795-0.006415Q 额定流量280m/h，选泵方案见后计算书。反输泵：管道在以下两种情况下需要反输：1）输量不足，需要正反输交替来活动管道以防止凝管；2）出现事故工况时进行反输，如末站着火。主要考虑资源利用问题所以选用输油主泵充当。经计算满足要求。4.1.2 加热炉的选择为管输介质提供热量提高油温的设备有两种：加热炉和换热器，按照其加热方式可以分为直接加热和间接加热式，而间接加热式使用于自动化程度较高的热站，在本设计中考虑实际情况后，选择直接加热方式，即选用圆筒形加热炉。选炉原则： 1）应满足加热站的热负荷要求，炉效高； 2）为便于检修，各站宜选用两台以上加热炉； 3）每个加热站不得小于2台加热炉，加热炉型号差异不宜过多。加热站的热负荷由下面的公式计算： Q=Gc(TR-TZ) （4.1）式中 Q加热站的热负荷，kW； G油品流量，m3/h； C油品比热，kJ/(kg)。提供的加热炉型号如下：800kW，1000kW，1250kW，1600kW，2000kW，2500kW，3150kW，4000kW，5000kW。4.1.3 首末站罐容的选择 首、末站的油罐分别用来调节来油、收油（转运）单位与管道的输量不平衡，罐容较大。由实际输量的要求，首、末站各设20000m的油罐3座。容积由下式确定： V=K (4.2) 式中 V输油首站、输入站、分输站、末站原油储罐总容量（m）； G输油首站、输入站、分输站、末站原油年总运转量（m）； k原油储备天数，（d）,首站3d，末站4d； 储油温度下的原油密度（t/m）； 油罐装量系数，宜取0.9。 又根据规范要求，输油站原油储罐应采用金属罐，并且如果单罐容积大于或等于5000立方米，宜于选用浮顶罐，反之用拱顶罐。 所以，首末站均选用3个20000立方米的浮顶罐。4.1.4 阀门选取 根据规范及各种阀门的用途，站内选用的阀门类型如下：（1） 油罐上的阀门用手动闸阀；（2） 泵入口用手动闸阀；（3） 串联泵出口用闸阀；（4） 出站处设调节阀阀组；（5） 为防止泵出口管线超压，泵出口管线上设高压泄压阀；（6） 热泵站设低压泄压阀；（7） 清管器收发球筒与站间管线连接用球阀。阀门选用规格：（1） 阀门的公称直径应与管线的公称直径相同；（2） 阀门的公称压力应大于阀门安装处的压力。4.1.5 管材选取输油管道所采用的钢管材质应根据使用压力、温度、原油物性等因素确定，经技术比较后确定，应具有良好的韧性和可焊性。本设计采用L245钢。4.2 站内工艺流程的设计输油站的工艺流程是指油品在站内的流动过程，实际上是由站内管道、器件、阀门所组成的，并与其他输油设备（包括泵机组、加热炉和油灌）相连的输油系统。该系统决定了油品在站内可能流动的方向、输油站的性质和所能承担的任务。制定和规划工艺流程的原则：（1）满足输送工艺及各生产环节；（2）便于事故处理和维修；（3）采用先进工艺及设备，提高输油水平；（4）在满足上述条件下，流程尽量简单，充分发挥设备性能，节约投资，减少经营费用。4.2.1 输油站工艺流程（1）首站，接受来油、计量、站内循环或倒罐，正输、向来油处反输、加热、收发清管器等操作。（2）中间站，正输、反输，越站，收发清管器。（3）末站，接受来油，正输、反输，收发清管器，站内循环，外输，倒罐等操作。4.2.2 工艺流程简介（1）来油计量 来油计量阀组（2）站内循环及倒罐 罐阀组泵加热炉阀组罐（3）正输（首站） 上站来油阀组给油泵加热炉主输泵下站（4）反输 下站来油阀组给油泵加热炉主输泵上站（5）压力越站 来油阀组加热炉下站（6）热力越站来油阀组泵阀组下站（7）全越站来油阀组下站（8）收发清管球收球来油收球筒阀组炉阀组下站发球来油阀组炉泵阀组发球筒下站5 工艺计算5.1 线路用管5.1.1 钢管类型选择按制管方式钢管主要分为无缝钢管和焊接钢管两大类。焊接钢管根据焊缝的形式和形成方法不同又分为直缝电阻焊钢管(ERW)、螺旋缝埋弧焊钢管(SSAW)、直缝埋弧焊钢管(LSAW)三种钢管。各类钢管的性能对比详见下表。表5-1 钢管性能对比表内容ERW钢管SSAW钢管无缝管LSAW钢管力学性能强度按要求按要求按要求按要求塑性好好好好韧性好好好好尺寸精度外径偏差小偏差小偏差较大偏差小椭圆好较好差好壁厚均匀均匀偏差大均匀工艺性能可焊性好 好 较好好 延性好 好 较好好 外观质量一般一般一般一般焊缝质量较好好 /好价格较低较低较高高无缝钢管受制管工艺限制，大口径钢管壁厚不均匀、误差大、管口椭圆度差、造价高，在输油管道较大口径时，一般不采用。螺旋缝埋弧焊钢管(SSAW)尽管焊缝处受力情况好，钢管的直径和长度调整容易，强度一般比直缝焊钢管高。但相同长度，焊缝长度大约是直缝焊钢管的4-5倍，焊缝质量不好控制：由于其焊缝区大，焊缝内应力有拉也有压，应力状态比ERW管复杂；管壁内部产生的摩阻大。UOE钢管属于LSAW钢管的一种，主要采用钢板卷制焊接而成，焊缝受力情况好，但主要用于DN500以上大口径管道，价格高，生产周期长，所以本工程不考虑采用。小口径直缝埋弧焊钢管(LSAW)，主要采用钢带卷制焊接而成，焊缝受力情况好，但目前国内生产线极少，价格较高，相对于ERW管，介质流动时，管壁的内部产生的摩阻较大。直缝电阻焊钢管(ERW)，国内生产工艺成熟，生产厂家较多，尺寸精度高，表面光洁，外形美观，有利于外防腐层的涂敷，且焊缝长度短，内焊瘤能去除，介质流动时，管道内壁产生的摩阻小，且目前国内DN200DN450口径的长输管道采用ERW管比较普遍并已有成熟应用经验。综合所述，本线路用管采用国产直缝电阻焊钢管(ERW)。5.1.2 钢种等级选择 长输管道的钢管材质应具有强度高、塑性及韧性好、焊接性和抗腐蚀性好，且要易于加工制造并成本低廉。选用高强度等级钢更能节省钢材，但过分强调高强度薄壁管，虽节省投资，但带来的管道失稳、抗断裂及抗震性差等不利因素不可忽视。所以在满足强度的同时，还要满足刚度与稳定的要求；输油管道要求钢材具有较高的塑性和韧性，以防止发生延性和脆性断裂造成严重事故；焊接钢管在管厂的焊接以及施工时管道的环向焊缝，均要求材质的可焊性能良好。按照上述要求，经初步筛选和对不同钢种等级技术性能的调查，并结合本输送工艺及沿途自然条件，初选L290、L360、L415三种钢级进行对比。按照输油管道工程设计规范(GB50253-2003)的规定，经工艺计算，线路三种钢级的钢管壁厚计算成果详见下表。表5-2 不同钢级的钢管壁厚计算成果表管道外径（mm）377377377377管道长度（km）167331149管道设计压力（Mpa）6.46.4910L415选用壁厚5.5678耗钢量8415.131811.37702.573567.2总投资13482L360选用壁厚6789耗钢量9166.632107.71800.84001.83总投资13344L290选用壁厚781011耗钢量10666.292402.4995.54864.72总投资15711由上表所示采用L360钢管投资最低，并且由于管道沿线地形起伏变化较大，要求管道具有较好的刚度、轴向稳定性及延展性，因此经综合对比，本文推荐采用L360直缝电阻焊钢管。5.2 管径的选择5.2.1 输量换算将年输量换算成不同单位下的输量，按最小和任务两种输量，取20摄氏度时的密度0.8509t/m3，生产天数按350天计算。表5-3 经过换算后的各种输量年输量每小时流量每秒流量500万吨700m3/h0.1923 m3/h5.2.2 管径选择根据规范要求输油管道经济流速范围为1-2m/s，管径计算公式为： (5.1)式中：Q-任务输量(m3s)；V-管内原油经济流速(ms)；d一管道内径(m)。计算结果见表5-2。5-4 管径计算表任务输量经济流速计算管径实际管径500万吨1.0383.3mm406.4mm1.2349.9mm377mm1.5312.9mm323.9mm2.0271mm323.9mm