摘 要

管道运输作为原油运输的主要方式，具有运量大、安全性好、对环境污染小的特点。

论文主要研究了输油管道热力及水力计算过程，在输油管道设计中，工艺计算对站点布置、管道施工、设备选型以及最优方案的选择都有着重要作用。其中，输油管道的水力计算是输油管道工艺设计的基础，主要涉及管道的稳态工况计算以及管道动态工况分析计算，水力计算结果是输油管道工程设计压力、沿线站场设置及输油泵选择的主要依据；而输油管道的热力计算主要包括原油加热管道的温降计算，其计算结果是沿线热站布置及加热炉选择的主要依据。^[1]

研究结果表明：油品在输油管道中的流动涉及到复杂的热力过程和水力过程，而且热力计算和水力计算公式复杂，计算繁重。因此，有必要对输油管道设计中热力及水力计算进行相关程序的开发和研究，以降低管道设计工程人员的工作强度，使他们能够将精力更多地放在管道设计方案的优化上去。通过研究，可以更好地掌握管道输送规律，并通过程序编制用于实际生产，对长输管道的运行管理提供可靠数据依据。

本文的特色：在理论计算的基础上，应用Visual Basic2013开发平台编制了输油管道热力-水力计算程序，建立了具有一定开放性的原油流动计算数据库概念模式，包含了SQL Server数据库的设计过程。这种数据库概念模式有益于相关输油管道工艺计算参数数据库的建立，同时也方便用户对计算结果进行二次开发，对输油管道热力和水力过程进行模拟和计算。该程序给出的计算结果，为管道设计中站点的布置、管道的施工、设计方案的提出与筛选提供了有力的理论依据。最后，将编写的输油管道热力-水力计算程序应用于某输油管道的计算，并讨论了计算结果的可靠程度。

关键词：输油管道；热力计算；水力计算；程序开发；数据库

Abstract

Pipeline transportation of crude oil is the main mode of transport, with a large capacity, safety, environmental pollution features.

Thesis, a thermodynamic calculation pipeline and hydraulic processes in pipeline design, process calculation for the site layout, pipeline construction, equipment selection and choose the best program all have an important role. Which is the basis of hydraulic calculation of pipeline pipeline process design, mainly related to the steady-state conditions and calculation of dynamic behavior of the pipe pipeline analysis and calculation, hydraulic calculation result is pressure pipeline engineering design, set up along the station and pump selection the main basis; and thermodynamic calculation pipeline temperature drop calculation includes heating oil pipeline, which is the main basis for the calculation results along the hot site layout and selection of the furnace.

The results show that: the oil flow in the pipeline involves complex thermodynamic process and process water, and thermal and hydraulic calculation formulas complex, computationally heavy. Therefore, it is necessary to design the pipeline thermal and hydraulic calculation procedures related to research and development, in order to reduce the intensity pipeline design engineering staff, allowing them to focus more on optimizing the design of piping up. Through research, we can better understand the law of the pipeline, and by the programming for the actual production, operation and management of long-distance pipeline to provide reliable data basis.

Features of this paper: on the basis of theoretical calculations based on the application development platform Visual Basic2013 compiled pipeline thermal - hydraulic calculation procedures, established a certain openness of crude oil flow computation model database concepts, including the design process for SQL Server databases. This mode is useful for the establishment of database concepts related pipeline process calculation parameters of the database, as well as user-friendly secondary development of the results of pipeline thermal and hydraulic simulation and calculation processes. The results given in this program, and screening for the proposed pipeline design, site layout, pipeline construction, design scheme provides a strong theoretical basis. Finally, the preparation of thermal oil pipeline - the pipeline hydraulic calculation procedures applied to a computing and discusses the reliability of the calculated results.

Key Words：Oil Pipeline; thermodynamic calculation; hydraulic calculation; program development; database

目 录

第1章 绪论 1

1.1 输油管道计算程序开发研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 SPS软件 2

1.2.2 HYSYS软件 2

1.2.3 Pipeline Studio软件 3

1.2.4油气管道常用计算工具箱软件 5

1.2.5 原油管道设计中的热力计算 5

1.2.6 原油管道设计中的水力计算 6

1.2.7 原油管道输送中的水力-热力耦合计算 6

1.3 主要研究内容与技术路线 6

1.3.1 基本内容 6

1.3.2 技术方案 6

1.4 本章小结 7

第2章 输油管道设计中热力和水力计算分析 9

2.1 物性参数的计算 9

2.1.1 油品的相对密度 9

2.1.2 油品的比热容 9

2.1.3 油品导热系数 10

2.1.4 油品的动力粘度 10

2.2 热力分析计算方法 11

2.2.1 轴向温降公式 11

2.2.2 热油管道的总传热系数 12

2.2.3 埋地管道总传热系数K值的选用 16

2.2.4 温度参数的确定 17

2.3 水力分析计算方法 17

2.3.1 沿程摩阻水力计算 17

2.3.2 局部摩阻水力计算 19

2.3.3 水力坡降 20

2.3.4 管道全线的总压降 20

2.3.5 翻越点及计算长度 21

2.4 本章小结 21

第3章 输油管道计算程序的开发 23

3.1 程序开发环境 23

3.2 程序运行环境 24

3.3 程序系统体系框架 24

3.3.1 菜单及界面简介 24

3.3.2 SQL Server数据库的应用 25

3.3.3 系统主要功能模块 26

3.4 本章小结 28

第4章 工程算例 29

4.1 算例原始数据与资料 29

4.1.1 油品物性 29

4.1.2 沿线地温数据 30

4.1.3 输油温度范围 30

4.1.4 沿线高里程 30

4.1.5 土壤导热系数 31

4.1.7 管道埋深 31

4.2 工艺方案 31

4.3 计算软件 31

4.4 工艺计算 31

结 论 32

参考文献 33

致 谢 34

附录一 程序代码 35

第1章 绪 论