西部原油輸送管道設(shè)計--長輸管道工藝課程設(shè)計

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文檔簡介

1、　　《長輸管道工藝課程設(shè)計》　設(shè)計任務(wù)西部原油輸送管道設(shè)計　指導(dǎo)教師　學(xué) 院機(jī)械與儲運(yùn)工程學(xué)院　班級　姓名　學(xué) 號&l

2、t;p>　小組　同組學(xué)生　完成日期　成績　　課程設(shè)計任務(wù)書　　初步設(shè)計參數(shù)

3、;　　1、管線長度及高程　　原油及成品油管道干線起于新疆的鄯善終于甘肅的蘭州市，干線實長見里程、高程表(里程、高程表另附表格，注意保密)。　　2、設(shè)計輸量　　鄯善——蘭州原油干線為：2000×104 t/a；<p&

4、gt;　　3、鄯善——蘭州原油干線設(shè)計壓力主要為8.0 MPa　　4、原油物性　　原油主要物性　　原油動力粘度　　5、地溫

5、;　　冬季埋深處平均地溫2℃；　　夏季埋深處平均地溫22℃。　　6、管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)　　管線長度為L=1300+60k(km)，其中為學(xué)生所在組號(每組人數(shù)不超過3人；含留學(xué)生的小組，人數(shù)不超4人)。管道首站里程坐標(biāo)為290km，管道實際

6、長度以該點(diǎn)為0km計。若管線長度超過管道里程表里程1550(1840-290)，則里程增加，高程維持1539不變。　　土壤導(dǎo)熱系數(shù)=1.4W/(m℃)。　　管道埋深1.8 m。　　首站進(jìn)站壓力：0.2 MPa，其余各站的最低允許進(jìn)站壓力：0.2MPa。　　7、分輸：玉門原

7、油分輸支線分輸量為：200×104 t/a　　8、輸油泵特性曲線、加熱爐參數(shù)見附錄。　　9、經(jīng)濟(jì)參數(shù)　　燃料油參考價格：3600元/噸。電力價格：0.55元/度。　　每公里管長投資 Y=508153e0.0026d，d為管

8、徑mm。　　中間泵站造價約 0.60 億元/座+N臺輸油泵價格；(每臺輸油泵 580萬)　　中間加熱站造價：0.48 億元/座+N臺加熱爐價格；(每臺加熱爐 360萬)　　中間熱泵站造價：0.74億元/座+ N臺加熱爐價格+ N臺輸油泵價格。　　初步工藝

9、設(shè)計內(nèi)容　　繪制管線縱斷面圖。　　管材等級為X70。根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速比選管徑、壁厚(做不少于三個管徑的比選)、確定管徑、壁厚等。根據(jù)已給設(shè)計參數(shù)進(jìn)行管道熱力計算和水力計算，布置熱站。調(diào)整泵站和加熱站的位置，達(dá)到熱泵站合一，重新確定調(diào)整后各站的進(jìn)、出站溫度；判斷翻越點(diǎn)。校核動、靜水壓力是否超壓。如有必要

10、須考慮減壓站。比較不同管徑對泵站數(shù)和布站的影響。　　確定輸油泵機(jī)組、加熱爐。　　計算靜態(tài)投資和動態(tài)投資，推薦投資和運(yùn)行費(fèi)用最低的設(shè)計方案。　　繪制首站工藝流程圖。　　編寫初步工藝設(shè)計報告。　　設(shè)計報告基本要求&l

11、t;/b>　　設(shè)計報告要求用A4紙打印(或手寫)、裝訂，內(nèi)容包括：　　封皮(包括設(shè)計題目、班級、姓名、學(xué)號、同組同學(xué)姓名指導(dǎo)教師姓名)；　　課程設(shè)計任務(wù)書；　　計算說明書一份(可以計算機(jī)打印，也可以手寫)；

12、　　計算書一份(可以計算機(jī)打印，也可以手寫)；　　源程序代碼、程序運(yùn)行結(jié)果以及結(jié)果分析；　　工藝流程圖(可用計算機(jī)繪圖，也可以手工繪制)。　　成績評定　　課程設(shè)計總成績由：平時成績(占25%)+答辯成績(占50%)

13、+設(shè)計報告成績(占25%)組成。答辯以組為單位進(jìn)行，按照自主報名+現(xiàn)場隨機(jī)抽取。未答辯組的成績按參加答辯組的平均答辯成績計算。　　計算說明書　　鋼管規(guī)格選取　　1、確定管道直徑

14、　　依據(jù)管道情況選定出站溫度TR，按照《GB50253-2003輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，對于含蠟原油，進(jìn)站溫度TZ不得低于凝點(diǎn)3℃，計算管輸條件下油品的平均溫度，如下：　?。?）　　已知油品在20℃下的密度，可計算出平均溫度下油品的密度：<b&g

15、t;　　（2）　　式中，—原油在計算溫度下的密度；—原油相對密度；　　—原油在20℃時的相對密度；—溫度系數(shù)；T—計算溫度。　　其中，溫度系數(shù)計算如下：　?。?）　　年輸油

16、時間取350d(8400h)，將年輸量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)單位的體積輸量Q，經(jīng)濟(jì)流速取1.5 m/s，計算管徑如下：　　（4）　　計算出管徑后，查閱API標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格，選取至少三個最接近的標(biāo)準(zhǔn)管徑方案，針對每一種管徑方案，進(jìn)行管道壁厚計算、熱力計算、水力計算，并通過經(jīng)濟(jì)比選，確定出最優(yōu)管徑。<p&

17、gt;　　2、確定管道壁厚　　選定鋼材等級，確定其許用應(yīng)力：　　（5）　　式中：K—設(shè)計系數(shù)，按一級地區(qū)取值為0.72；　　φ—焊縫系數(shù)，取1.0；　　σ

18、s—最低屈服強(qiáng)度。　　對于每一個管徑方案，計算其壁厚如下：　　（6）　　式中，P—設(shè)計壓力，MPa；　　D—管道直徑，mm；　　查閱API標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格，選取每個管徑方案下最接近計算壁厚的標(biāo)準(zhǔn)壁

19、厚。　　3、反算經(jīng)濟(jì)流速　　根據(jù)選出的管徑和壁厚計算出實際流速，驗證是否處在經(jīng)濟(jì)流速內(nèi)。　　熱力計算　　1、計算總傳熱系數(shù)<p&

20、gt;　　確定鋼管防腐層材料和厚度，由土壤的導(dǎo)熱系數(shù)計算管外壁至土壤的放熱系數(shù)：　?。?）　　式中，—土壤導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；　　—管中心埋深；　　—與土壤接觸的管外徑。</

21、p>　　計算總傳熱系數(shù)，如下：　?。?）　　式中，K—總傳熱系數(shù)W/(m·℃)；　　D—計算直徑，m；　　α1—油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)，W/(m2·

22、℃)；　　D1—管內(nèi)徑，m；　　D2—鋼管外徑，m；　　D3—結(jié)構(gòu)外徑，m；　　2、加熱站間距計算　　由列賓宗溫降公式得加熱站間距計算如下：</p&

23、gt;　?。?）　　式中，LRjs—管道加熱輸送的計算長度，m；　　K—管道總傳熱系數(shù)，W/(m·℃)；　　TR—油品出站溫度，℃；　　TL—進(jìn)站溫度，℃；

24、T0—管道埋深處自然地溫，℃；　　g—重力加速度，m/s2；　　c—油品的比熱容，J/(kg·℃)，計算如下：　?。?0）　　3、確定加熱站數(shù)

25、　上面確定出了加熱站間距，因而可以計算全線所需加熱站數(shù)：　?。?1）　　對加熱站數(shù)取整，重新計算站間距，固定進(jìn)站溫度，反算不同輸量臺階、不同季節(jié)的出站溫度，迭代計算，直到前后兩次出站溫度值的差值在合理范圍內(nèi)。　?。?2）

26、;　　4、確定加熱站位置　　編程迭代計算后，可得到調(diào)整后的各個加熱站的位置以及進(jìn)出口溫度，在縱斷面圖上進(jìn)行布置。　　水力計算　　1、確定流體流態(tài)<p

27、>　　a.計算流速：　?。?3）　　式中，d—管內(nèi)徑，mm；　　b.確定計算溫度下油品的粘度：　　由原油的粘溫數(shù)據(jù)擬合粘溫曲線關(guān)系，可確定出其粘溫指數(shù)：<p&g

28、t;　?。?4）　　式中，，—溫度T1、T2時油品的運(yùn)動粘度，m2/s；u—粘溫指數(shù)，1/℃。　　代入粘溫指數(shù)，可以確定計算溫度下原油的運(yùn)動粘度。　　c.計算雷諾數(shù)：　?。?5）

29、　　第一臨界雷諾數(shù)，；　　式中，ε—管道相對粗糙度。確定出流動處于水力光滑區(qū)。　　2、計算沿程摩阻　　由列賓宗水力坡降公式得：<

30、b>　?。?6）　　考慮到局部摩阻，總摩阻取沿程摩阻的1.01倍。　　3、計算泵站數(shù)　　設(shè)出站壓力達(dá)到設(shè)計壓力8MPa（951.62m），進(jìn)站壓力為0.2MPa（17m），則可確定泵站數(shù)為：

31、　　（17）　　對計算泵站數(shù)取整，在保證出站不超壓、進(jìn)站不欠壓的前提下，重新確定每個泵站的位置并計算在不同輸量臺階下每個泵站所需提供的揚(yáng)程。　　熱泵合一　　調(diào)整泵站和加熱站的位置，達(dá)到熱泵站合一，重新進(jìn)行熱力計算和水力計算，確定出各站的出站溫度和所需提供的

32、最大揚(yáng)程。其中熱力計算按管道投產(chǎn)初期和末期的生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行，水力計算按滿負(fù)荷進(jìn)行。　　校核動、靜水壓力是否超壓。　　如有必要則考慮減壓站。　　泵機(jī)組加熱爐配置　　1、確定泵參數(shù)和泵機(jī)組的配置方案

33、　　按照計算所得的的每個泵站所需的揚(yáng)程，選擇泵的臺數(shù)，計算一臺泵的揚(yáng)程：　?。?8）　　每臺泵的原動機(jī)的功率應(yīng)大于等于輸油時泵的軸功率　?。?9）　　式中，QV—泵的額定流量，m3/s； ρ—原油

34、密度，kg/m3；　　H—泵的額定揚(yáng)程； η—泵效率。　　2、確定各站加熱爐的配置方案　　每個加熱站的有效熱負(fù)荷必須大于加熱站需要提供的熱能，加熱設(shè)備聯(lián)接形式為并聯(lián)，且《GB50253-2006輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定每個加熱站加熱設(shè)備不少于2臺，依此確定出加熱設(shè)備的臺數(shù)，確定出每一臺加熱設(shè)備的流量，則其熱負(fù)

35、荷計算如下：　?。?0）　　式中，Q—加熱設(shè)備的熱負(fù)荷，W；　　qm—進(jìn)入加熱設(shè)備的油品流量，kg/s；　　c—加熱設(shè)備進(jìn)出口平均溫度下油品的比熱容，J/(kg·℃)；　　t1—加熱

36、設(shè)備出口油品溫度，℃；　　t2—加熱設(shè)備進(jìn)口油品溫度，℃。　　技術(shù)經(jīng)濟(jì)計算　　目前所確定的三方案互斥，用費(fèi)用現(xiàn)值法進(jìn)行方案比選，即把管道從投資到運(yùn)行的20年的費(fèi)用折算到第0年進(jìn)行比較。費(fèi)用包括固定資產(chǎn)投資，流動資金和經(jīng)營成本。<

37、b>　　固定資產(chǎn)投資　　管道站場建設(shè)費(fèi)用：　　式中，Sg—管道建設(shè)總資費(fèi)；　　s—單位長度總投資；　　L—管線長度。<b&

38、gt;　　站場建設(shè)費(fèi)用：　　中間泵站造價約 0.60 億元/座+N臺輸油泵價格；(每臺輸油泵 580萬)　　中間加熱站造價：0.48 億元/座+N臺加熱爐價格；(每臺加熱爐 360萬)　　中間熱泵站造價：0.74億元/座+ N臺加熱爐價格+ N臺輸油泵價格。<p&

39、gt;　　所有建設(shè)費(fèi)用均發(fā)生在第0年。每公里管長投資 Y=508153e0.0026d 元，d為管徑mm。其中，60%的資金為貸款，利率按當(dāng)前利率計算，設(shè)貸款的付息周期為半年。　　利息按單利公式計算：　　將個方案應(yīng)付利息折算至第0年：　　因此，固定資產(chǎn)費(fèi)用現(xiàn)值為：；　　式

40、中，G-固定資產(chǎn)建設(shè)費(fèi)用，-利息費(fèi)用現(xiàn)值　　經(jīng)營成本　　加熱爐的燃料費(fèi)用　　式中，─燃料費(fèi)用，元/年；　　─燃料油價格，3600元/噸；　　─原油比熱，J

41、/（kg?℃）；　　─燃料油熱值，J/kg；　　─第i加熱站的出站溫度，℃；　　─第i加熱站的進(jìn)站溫度，℃；　　─第i加熱站的加熱爐效率；　　G──管道年輸量，噸/年；

42、　─加熱站個數(shù)。　　泵機(jī)組的電力費(fèi)用　　式中，─全線泵機(jī)組所消耗的電力費(fèi)用，元/年；　　─第i泵站的揚(yáng)程，m；　　─電力價格，元/kWh；　　─第i泵站泵機(jī)組的效率，取83

43、.3%；　　G─年輸量，噸/年；　　─泵站數(shù)。　　經(jīng)營成本的計算　　經(jīng)營成本以能源消耗的3倍計算。將每年的經(jīng)營成本按折現(xiàn)公式折算至第0年。1-20年總經(jīng)營成本的計算公式：&

44、lt;p>　　流動資金計算　　流動資金按管內(nèi)存油價值計算，則　　式中，ey—原油價格，美元/桶；　　r—美元對人民幣的匯率；　　d—管道內(nèi)徑，m；

45、　L—管道總長，km；　　第一年發(fā)生資金流動，最后一年年末回收流動資金。第一年的流動資金折算至第0年為：；　　最后一年的流動資金折算至第0年為：　　流動資金費(fèi)用現(xiàn)值為;　　總費(fèi)用現(xiàn)值　　繪制首

46、站熱泵站的工藝流程　　為了保證安全經(jīng)濟(jì)地輸送油品，設(shè)計首站加熱站的工藝流程，使其具有接收來油、計量、站內(nèi)循環(huán)、正輸、反輸、加熱、收發(fā)清管器、壓力越站、熱力越站、跨越站等功能。由于是密閉輸油流程，因而必須設(shè)置壓力泄放罐等水擊保護(hù)裝置，并采用SCADA超前保護(hù)，配套使用調(diào)節(jié)閥出站調(diào)節(jié)和啟停泵操作，防止水擊超壓。　　計算書

47、　　鋼管規(guī)格的選取　　1、確定管道直徑　　由于油品的凝點(diǎn)為10℃，最高加熱溫度為50℃，因此設(shè)定出站溫度為50℃，進(jìn)站溫度為13℃，則平均溫度為：　　由此可以計算得到平均密度為：

48、;　　分輸前體積流量為：　　分輸送后體積流量為：　　取經(jīng)濟(jì)流速為1.5m/s，1.7 m/s，1.8m/s。　　因此，計算管內(nèi)徑為：　　查閱《輸油管道設(shè)計與管理》API標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格，可取三個管外徑方案，分別為：8

49、64.0mm，813.0mm，762.0mm.　　2、確定管道壁厚　?、?方案一管外徑取864.0mm　　對于X70的鋼材，由《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨條件第1部分：A級鋼管》GB/T 9711.1-1997 查得其最低屈服強(qiáng)度σs為485MPa，則其許用應(yīng)力為：<

50、/p>　　式中，K—設(shè)計系數(shù)，按一級地區(qū)取值為0.72；　　φ—焊縫系數(shù)，取1.0；　　σs—最低屈服強(qiáng)度。　　則計算壁厚為：　　式中，P—設(shè)計壓力，MPa；　　D

51、—管道直徑，mm；　　查API標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格，取壁厚為10.3mm，則管內(nèi)徑為845mm。　?、?方案二管外徑取813.0mm　　查API標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格，取壁厚為9.5mm，管內(nèi)徑為794mm。　?、?方案三管外徑取762.0mm

52、　　查API標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格，取壁厚為9.5mm，管內(nèi)徑為743mm。　　3、反算經(jīng)濟(jì)流速　　根據(jù)選出的管徑和壁厚計算出實際流速，驗證是否處在經(jīng)濟(jì)流速內(nèi)。　　以上算法可在C#編程計算，運(yùn)行后結(jié)果如下：　　以下以分案以為例，分別對三個方案逐

53、一進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和必選。　　熱力計算　　1、計算總傳熱系數(shù)　　管道防腐層選用3層PE，依據(jù)SY-0413-2002，厚度選為3.2mm（加強(qiáng)級），查得其導(dǎo)熱系數(shù)為0.42W/(m·K)。

54、;　　計算管外壁至土壤的放熱系數(shù)：　　=　　=1.57　　式中，—土壤導(dǎo)熱系數(shù),取1.4W/(m·℃)；　　—管中心埋深，取1.8m；　　—與土

55、壤接觸的管外徑，取0.8824m。 　　計算總傳熱系數(shù)：　　式中，K—總傳熱系數(shù)W/(m·℃)；　　D—計算直徑，取0.864m；　　α1—油流至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)，W/(m2·℃)，本計算中忽略；</p&g

56、t;　　D1—管內(nèi)徑，本計算中忽略；　　D2—鋼管外徑，0.864m；　　D3—結(jié)構(gòu)外徑，0.8824m；　　α2—管外壁至土壤的放熱系數(shù)，計算得1.57W/(m2·℃)；　　Dw—管道的結(jié)構(gòu)外徑，0.8824m。&

57、lt;p>　　上式中代入數(shù)值計算，得：Ｋ＝1.56 W/(m·℃).　　2、加熱站間距計算：　　由列賓宗溫降公式求Ljs。　　式中，G—油品的質(zhì)量流量，kg/s；　　c—輸油平均溫度下油品的比熱容，J/(kg·℃)；<

58、;p>　　D—管道外徑，m；　　Ljs—管道加熱輸送的計算長度，m；　　K—管道總傳熱系數(shù)，W/(m·℃)；　　TR—油品出站溫度，取50℃；　　TL—進(jìn)站溫度，取13℃；

59、T0—管道埋深處自然地溫，2℃；　　i—油流水力坡降；　　g—重力加速度，m/s2；　　c—油品的比熱容J/(kg·℃)，?。?lt;/p>　　所需設(shè)置的加熱站數(shù)為：　　對站數(shù)取整NR，得到調(diào)整后

60、站間距　　C#編程固定進(jìn)站溫度為13℃，對出站溫度進(jìn)行迭代計算，直到滿足前后兩次結(jié)果誤差小于0.01。運(yùn)行結(jié)果如下圖：　　水力計算　　此部分編程計算，可得到不同方案、冬季夏季、分輸前分輸后在加熱站間距上的水力坡降及流量。計算結(jié)果見上圖。

61、;　　熱泵合一　　調(diào)整泵站和加熱站的位置，達(dá)到熱泵站合一，重新進(jìn)行熱力計算和水力計算，確定出各站的出站溫度和所需提供的最大揚(yáng)程。其中熱力計算按管道投產(chǎn)初期和末期的生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行，水力計算按滿負(fù)荷進(jìn)行。　　校核動、靜水壓力是否超壓。如有必要則考慮減壓站。　　泵機(jī)組加熱爐布置方案&

62、lt;/p>　　1、泵機(jī)組布置　　根據(jù)初步設(shè)計資料提供的2種泵曲線圖整理得以下數(shù)據(jù)：　　編程水力計算得到以下數(shù)據(jù)：　　首站泵站的進(jìn)站壓頭為0.2MPa，各站最低進(jìn)站壓力0.2MPa，出站壓頭為滿負(fù)荷8.0MPa，站內(nèi)摩阻20m，對各站進(jìn)行布置，保證

63、進(jìn)站不欠壓，出站不超壓。在縱斷面圖上繪出各站布置以及運(yùn)行時壓力狀態(tài)。　　2、加熱爐布置　　加熱爐的設(shè)計數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)　　熱負(fù)荷法： N=Q/Qf，Q為輸油熱負(fù)荷，Qf為加熱爐額定熱負(fù)荷。　　流量法：N=Qv/Qvf, Qv為輸油體

64、積流量，Qvf為加熱爐介質(zhì)額定流量。　　綜合所述泵機(jī)組及加熱爐布置如下：　　762/9.5　　813/9.5　　864/10.3<

65、;p>　　技術(shù)經(jīng)濟(jì)計算　　目前所確定的三方案互斥，用費(fèi)用現(xiàn)值法進(jìn)行方案比選，即把管道從投資到運(yùn)行的20年的費(fèi)用折算到第0年進(jìn)行比較。費(fèi)用包括固定資產(chǎn)投資，流動資金和經(jīng)營成本。　　固定資產(chǎn)投資　　管道站場建設(shè)費(fèi)用：&

66、lt;/b>　　式中，Sg—管道建設(shè)總資費(fèi)；　　s—單位長度總投資；　　L—管線長度。　　站場建設(shè)費(fèi)用：　　中間泵站造價約 0.60 億元/座+N臺

67、輸油泵價格；(每臺輸油泵 580萬)　　中間加熱站造價：0.48 億元/座+N臺加熱爐價格；(每臺加熱爐 360萬)　　中間熱泵站造價：0.74億元/座+ N臺加熱爐價格+ N臺輸油泵價格。　　所有建設(shè)費(fèi)用均發(fā)生在第0年。每公里管長投資 Y=508153e0.0026d 元，d為管徑mm。

68、　　其中，60%的資金為貸款，利率按當(dāng)前利率計算，設(shè)貸款的付息周期為半年。　　利息按單利公式計算：　　將個方案應(yīng)付利息折算至第0年：　　因此，固定資產(chǎn)費(fèi)用現(xiàn)值為：；　　式中，G-固定資產(chǎn)建設(shè)費(fèi)用，-利息費(fèi)用現(xiàn)值&

69、lt;b>　　經(jīng)營成本　　加熱爐的燃料費(fèi)用　　式中，─燃料費(fèi)用，元/年；　　─燃料油價格，3600元/噸；　　─原油比熱，J/（kg?℃）；　　─燃料油熱值，J/kg

70、；　　─第i加熱站的出站溫度，℃；　　─第i加熱站的進(jìn)站溫度，℃；　　─第i加熱站的加熱爐效率0.85；　　G──管道年輸量，噸/年；　　─加熱站個數(shù)。

71、;　　泵機(jī)組的電力費(fèi)用　　式中，─全線泵機(jī)組所消耗的電力費(fèi)用，元/年；　　─第i泵站的揚(yáng)程，m；　　─電力價格，元/kWh；　　─第i泵站泵機(jī)組的效率，取83.3%；　　G─年輸量，噸/年；&

72、lt;/p>　　─泵站數(shù)。　　經(jīng)營成本的計算　　經(jīng)營成本以能源消耗的3倍計算。　　總費(fèi)用現(xiàn)值　　總費(fèi)用現(xiàn)值為固定投資和運(yùn)營費(fèi)用的總

73、和，計算如下：　　選用864/10.3方案。　　源程序及運(yùn)行結(jié)果　　主程序　　using System;　　using System.Collection

74、s.Generic;　　using System.Linq;　　using System.Text;　　namespace ConsoleApplication1　　{　　class Prog

75、ram　　{static void Main(string[] args)　　{ double Q = 20000000;//年輸量kg　　double Tz = 13;//進(jìn)站溫度℃　　double Tr = 50;//初定出站溫度℃<

76、p>　　double TR;//校核出站溫度℃　　double T0 = 2;//冬季地溫℃　　double T1 = 22;//夏季地溫℃　　double L;//管道長度m　　double Qv;//冬季體積流量m3/s

77、　　double Qvx;//夏季體積流量m3/s　　double Tpj;//平均溫度℃　　double v;//動力粘度　　double Gc;//質(zhì)量流量kg/s　　double i = 0;//冬季水力坡降m/km　　do

78、uble ix = 0;//夏季水力坡降m/km　　double lr = 0;//加熱站間距　　double Nlr = 0;//加熱站個數(shù)　　double[] Ve = new double[3];//經(jīng)濟(jì)流速m/s　　double[] d = new double[

79、3];//計算內(nèi)管徑mm　　double[] thickness = new double[3];//計算內(nèi)管徑mm　　double[] ve = new double[3];//實際流速m/s　　string Relable;//流態(tài)形式　　Tpj = 2 * Tz /

80、 3 + Tr / 3;　　Parameter pipeline_parameter = new Parameter();　　Qv = pipeline_parameter.Qv1(Q, Tpj); 　　Console.WriteLine("計算內(nèi)管徑");<

81、p>　　//Console.WriteLine("體積流量{0}", Qv);　　for (int w = 0; w < Ve.Length; w++)　　{　　Console.Write("請輸入第{0}個經(jīng)濟(jì)流速：",

82、w + 1);　　Ve[w] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());　　}　　for (int w = 0; w < d.Length; w++)　　{

83、;　　d[w] = pipeline_parameter.diameter(Qv, Ve[w]);　　Console.WriteLine("第{0}個計算內(nèi)管徑{1}", w + 1, d[w]);　　}　　Con

84、sole.WriteLine();　　Console.WriteLine("查API鋼材表圓整外徑");　　for (int w = 0; w < d.Length; w++)　　{ Console.Write("查表圓整后第{0}個外徑", w + 1);<

85、/p>　　d[w] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); }　　Console.WriteLine();　　Console.WriteLine("計算壁厚");　　for (int w = 0; w < thick

86、ness.Length; w++)　　{ thickness[w] = pipeline_parameter.thickness(d[w]); ;　　Console.WriteLine("第{0}個壁厚:{1}", w + 1, thickness[w]); }　　Console.Wri

87、teLine();　　Console.WriteLine("查API鋼材表圓整壁厚");　　for (int w = 0; w < thickness.Length; w++)　　{ Console.Write("查表圓整后第{0}個壁厚", w + 1);&l

88、t;/p>　　thickness[w] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); }　　for (int w = 0; w < ve.Length; w++)　　{ ve[w] = 4 * Qv / (3.1415926 * d[w] * d[w] / 1000 / 1000)

89、; }　　Console.WriteLine();　　Console.WriteLine("\t外徑\t壁厚\t內(nèi)徑\t實際流速");　　for (int w = 0; w < thickness.Length; w++)　　{ Conso

90、le.WriteLine("方案{0}\t{1}\t{2}\t{3}\t{4}", w + 1, d[w], thickness[w], d[w] - 2 * thickness[w], ve[w]); }　　Console.WriteLine();　　Gc = Q * 1000 / (8400 * 3600);

91、;　　for (int w = 0; w < d.Length; w++)　　{ Console.WriteLine("{0}管徑熱站布置方案", d[w]);　　Console.WriteLine();　　d[w] = d[w] / 1000;//單位換算成m

92、　　//Console.WriteLine("分輸前熱站布置");　　Heat pipeline_heat = new Heat();　　Head pipeline_head = new Head();　　TR = Tr;</b

93、>　　double e = 0;　　for (int j = 0; Math.Abs(TR - e) > 0.1; j++)　　{ L = 688000;　　e = TR;

94、Tpj = 2 * Tz / 3 + TR / 3;　　Parameter pipeline_parameter1 = new Parameter();　　Qv = pipeline_parameter1.Qv1(Q, Tpj);　　v = 0.0001 * System.Math.Exp(-0.055 * Tp

95、j); 　　Relable = pipeline_head.Re(Qv, d[w], v);　　//Console.WriteLine(Relable);　　lr = pipeline_heat.lr(d[w], TR, Tz, T0, Tpj, Qv, Gc, v);

96、　Nlr = (int)(L / lr) + 1;　　//Console.WriteLine("計算熱泵站個數(shù){0}",Nlr);　　//Console.WriteLine("調(diào)整熱泵站個數(shù)");　　//Nlr = Convert.ToDouble(Console.Read

97、Line());　　lr = L / Nlr;　　TR = pipeline_heat.Tr(d[w], lr, Tz, T0, Tpj, Qv, Gc, v);　　i = pipeline_head.i(Qv, d[w], v); }　　Qvx = pipelin

98、e_parameter.Qv1(Q, T1);　　v = 0.0001 * System.Math.Exp(-0.055 * T1);　　ix = pipeline_head.i(Qvx, d[w], v);　　Console.WriteLine("狀態(tài)\t個數(shù) 間距出站溫度水力坡降

99、體積流量夏季水力坡降夏季體積流量");　　Qv = Qv * 3600;　　Qvx = Qvx * 3600;　　Console.WriteLine("分輸前\t{0}\t{1:#####}\t{2:##.000}\t{3:##.00000000} {4:####.000}

100、{5:##.00000000} {6:####.000}", Nlr, lr, TR, i, Qv, ix, Qvx);　　TR = Tr;　　e = 0;　　for (int j = 0; Math.Abs(TR - e)

101、> 0.1; j++)　　{ L = 1222000;　　e = TR;　　Tpj = 2 * Tz / 3 + TR / 3;　　Parameter pipeline_parameter1 = new Parameter(

102、);　　Qv = pipeline_parameter1.Qv1(Q, Tpj);　　Qv = Qv * 0.9;　　v = 0.0001 * System.Math.Exp(-0.055 * Tpj);　　Relable = pipeline_head.Re(Qv, d

103、[w], v);　　//Console.WriteLine(Relable);　　lr = pipeline_heat.lr(d[w], TR, Tz, T0, Tpj, Qv, Gc, v);　　Nlr = (int)(L / lr) + 1;　　//Console.W

104、riteLine("計算熱泵站個數(shù){0}",Nlr);　　//Console.WriteLine("調(diào)整熱泵站個數(shù)");　　//Nlr = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());　　lr = L / Nlr;<

105、;p>　　TR = pipeline_heat.Tr(d[w], lr, Tz, T0, Tpj, Qv, Gc, v);　　i = pipeline_head.i(Qv, d[w], v); }　　Qvx = pipeline_parameter.Qv1(Q, T1)*0.9;

106、　　v = 0.0001 * System.Math.Exp(-0.055 * T1);　　ix = pipeline_head.i(Qvx, d[w], v);　　Qv = Qv * 3600;　　Qvx = Qvx * 3600;　　Console.WriteLine

107、("分輸后\t{0}\t{1:#####}\t{2:##.000}\t{3:##.00000000} {4:####.000} {5:##.00000000} {6:####.000}", Nlr, lr, TR, i, Qv, ix, Qvx);　　Console.WriteLine();　　}</

108、b>　　}　　}　　}　　水頭計算　　namespace Console

109、Application1　　{　　class Head　　{　　public string Re(double Qv, double d,double v)//判斷流動狀態(tài)

110、　　{　　double Re;　　double Re1;　　double e = 0.0001;//m 　　double n = 2 * e / d;　　double m

111、= (double)(8.0/7);　　string lable; 　　Re = 4 * Qv / 3.1415926 / d / v;　　//Re1=59.7/System.Math.Pow((2*e/d),(8/7));　　Re1 = 59.7 / System.

112、Math.Pow(n,m);　　if(3000<Re)　　{ if (Re < Re1)　　{ lable = "水力光滑區(qū)"; }　　else　　{

113、 lable = "非水力光滑區(qū)"; }　　}　　else　　{ lable = "非水力光滑區(qū)"; }　　return(lable);</p

114、>　　}　　public double i(double Qv, double d, double v)//計算水力坡降m/Km　　{　　double i;</p&g

115、t;　　double m = 0.25;　　double beta = 0.0246;　　i = beta * System.Math.Pow(Qv, 2 - m) * System.Math.Pow(v, m) / System.Math.Pow(d, 5 - m) *1000;　　ret

116、urn(i);　　}　　}　　}　　熱力計算　　namespace Conso

117、leApplication1　　{　　class Heat　　{　　public double lr(double d, double Tr,double Tz,double T0,double

118、Tpj,double Qv,double Gc,double v)//加熱站間距　　{ double lr;　　double K;　　double c;　　double a;

119、　　double b;　　double i;　　Head head = new Head();　　i = head.i(Qv,d,v);

120、;　　K=Ktransfer(d);　　c = Capacity(Tpj);　　a = K * 3.1415926 * d / Gc / c;　　b = 9.8 * Gc *i / K / 3.1415926 / d/1000;　　lr = 1 / a * Math.Lo

121、g((Tr - T0 - b) / (Tz - T0 - b));　　return(lr); }　　public double Tr(double d, double lr, double Tz, double T0, double Tpj, double Qv, double Gc, double v)//核算出站溫度<

122、p>　　{　　double Tr;　　double K;　　double c;　　double a;</p&

123、gt;　　double b;　　double i;　　Head head = new Head();　　i = head.i(Qv, d, v);　　K = Ktransfe

124、r(d);　　c = Capacity(Tpj);　　a = K * 3.1415926 * d / Gc / c;　　b = 9.8 * Gc * i / K / 3.1415926 / d / 1000;　　Tr = (T0 + b) + (Tz - T0 - b)

125、* Math.Exp((a * lr));　　return (Tr);　　}　　private double Capacity(double Tpj)//比熱容　　{<

126、;p>　　double xi = 0.000698177;//溫度系數(shù)　　double d15;//相對密度　　double cy;　　d15 = 0.8569 - xi * (15 - 20);　　cy = (1.687 + 0.00339 * Tpj) / Sy

127、stem.Math.Sqrt(d15) * 1000;//j/(kg℃)　　return (cy);　　}　　private double Ktransfer(double d)//傳熱系數(shù)　　{

128、　　double lambadat = 1.4;//土壤導(dǎo)熱系數(shù)　　double ht = 1.8;//管道埋深　　double Dw;//與土壤接觸的管外徑　　double ef = 0.005;//防腐絕緣層厚度m　　//do

129、uble dg = 50;//鋼管導(dǎo)熱系數(shù)　　//double df = 1.1;//防腐絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)　　//double alpha1;　　double alpha2;　　//double alpha3;

130、　double K;　　double nu1;//運(yùn)算中間量　　double nu2;//運(yùn)算中間量　　double nu3;//運(yùn)算中間量　　Dw = d + 2 * ef;　　nu1=System.Math

131、.Sqrt((2 * ht / Dw) * (2 * ht / Dw) - 1);　　nu2 = nu1 + 2 * ht / Dw;　　nu3 = System.Math.Log(nu2);　　alpha2 = 2 * lambadat / Dw /nu3;　　K =

132、alpha2;　　return (K);　　}　　}　　}　　管徑壁厚計算&l

133、t;/p>　　using System;　　using System.Collections.Generic;　　using System.Linq;　　using System.Text;　　namespace ConsoleApplicat

134、ion1　　{　　class Parameter　　{　　public double Qv1(double Q1, double Tpj)

135、;　　{　　double Q = Q1;//年輸量　　double Rho;//密度　　double Qv1;//分輸前體積流量　　Rho=density(Tpj);//調(diào)用密度函數(shù)　　Qv1=Qv(Q,Rho

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