毕业设计-原油输送管线设计及太阳能辅助加热应用.doc

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1、青岛科技大学本科毕业设计（论文）1绪论1.1背景及研究目的和意义人类社会的发展与能量的应用息息相关，人类的生存、生活、生产与发展离不开能源的应用。人类的一切活动必须有能量的参与，能源是人类社会过去、现在、未来发展的基础[1]。石油被称为工业血液，充分显示出石油对工业的重要性，就目前而言，石油在目前使用得能源中，占据很大比例，如果突然石油短缺，短时间内就会出现人类文明的倒退。因此在新能源没有完全取代石油的情况下必须保证石油开采与应用。石油绝大部分储藏与底层下，必须需要人力开采出来，开采出来的石油被称为原油，

2、粘度很大，含蜡量，含硫量，含胶量高。原油必须经过运输后，在炼油厂经过加工后，产出汽油、柴油、沥青等产品。原油在运输过程中会产生析蜡、结垢、凝管及堵塞现象，会严重影响运输效率与能力。为了提高输油管道的运输效率与运输能力，解决运输过程中产生的析蜡、结垢、凝管及堵塞现象。各学者研究出各种各样的输送工艺密闭加热、热处理降凝、加轻油稀释、添加化学剂、混输和顺序输送等，以及各种物理与化学方法。由于原油的粘度很高，为了提高原有的流动性，降低输送过程中的能耗，安全输油，延长管线的使用年限，原油在输送过程中必须进行加热保温

3、。目前原油输送过程中采用的加热形式一般为用燃料油，以及燃气来加热，但是用燃料油以及燃气加热原油会造成能源浪费，燃烧过程中产生的废气会造成环境污染，破坏生态环境，影响人类以及各种生物的生活，生产，生存[2]。现在各国都开始进行各种新能源的开发，如风、地热能、潮汐能、太阳能等。其中太阳能为最理想的未来能源。利用太阳能代替部分燃料油，燃气加热原油输送管道，即可以减少燃料的使用，降低能耗，也可以减少环境污染，改善生态环境，也可以节省费用，提高经济效益。1.2太阳能利用现状太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。

4、在现今社会，环境污染严重，生态系统严重破坏，煤炭与石油资源为不可再生能源，而且污染严重，各国政府都将利用太阳能资源作为新能源发展的主要方向[3]。1992年6月联合国在巴西召开的“世界环境与发展大会”之后,世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发，使太阳能的开发利用工作走出低谷,得到越来越多国家的重视和加强。目前国内外太阳能的发展方向主要集中于太阳能热水器、太阳能热发电、太阳能制冷、太阳能热泵、太阳能推进器等。其中太阳能热水器、太阳能热发电方面的研究已经有了很大的发展。41青岛科技大学本科毕业设计（论文）中

5、国太阳能的利用主要在热利用、光伏发电等方面。我国太阳能的开发利用虽然时间不长,但技术上有了长足进步，太阳能利用已利用工农业生产和公众日常生活的各个领域，但是由于设备技术依赖进口、装置成本比较高、气象因子变化等影响,推广利用市场率低。因此我国太阳能应用市场光阔，有很大的发展前景。目前太阳能热水器在我国得到极大的发展，家用太阳能热水器不管在城市还是在农村都得到大量的使用。但是在原油辅助加热方面则很少使用[4]。1.3太阳能辅助加热设备我国幅员辽阔，日照时间充足，各地太阳能资源丰富，有很大的利用空间，为利用太阳

6、能加热原油提供了条件。在输油管线的加热站中除了建设费用燃料加热的燃烧炉等设备外，还可以建设太阳能辅助加热设施包括换热器、太阳能集热板区、水泵、蓄水箱等[5]。由于原油粘度高在运输过程中产生的析蜡、结垢、凝管以及堵塞现象，而且太阳能集热板的集热管管径很小，如果用太阳能集热板直接加热原油会造成集热管阻塞，影响原油的输送与加热。因此，用太阳能加热原油不能直接加热，必须通过加热热媒，然后通过换热器，用热媒间接加热原油。在日照充足时，太阳能集热板区吸收太阳能，水流经太阳能集热区，将水加热至80℃后，通过管道输送至换

7、热器，然后通过换热器间接加热原油，将原油加热到合理的输送温度，输送出加热站。通过太阳能加热设施加热的热水不仅可以用来加热原油，还可以供加热站中的工作人员使用，减少加热饮用水的费用，一举多得。在阴天多云等阳光不足或者夜间太阳能辅助加热设施不工作时，可以通过燃料加热炉对原油进行加热，提高原油的运输温度，保证原油输送管线的工作效率以及工作能力。1.4输油管线工艺此次输油管线采用全线泵到泵密闭输送工艺，为了减少了额外油品损耗，取消了旁接油罐，减少了油品损耗，使全管道成为了一个统一的输送系统，实现了全线自动化控制，

8、提高了系统效率。热泵站的泵机组采用串联泵流程，合理调配了泵型号及台数，优化了运行程序控制，使全线节流损失达到最小。首站和中间站工艺流程中安装了出站调节阀，不但可以进行泵站机泵逻辑控制与调节，而且还可以实现水击保护。末站进站采用电联动调节阀。首站及中间站工艺管道设有高压泄压阀，末站进站装有低压泄压阀，在管道发生水击时进行水击超前保护，且可实现水击超限泄放，确保管道安全运行。加热炉采用热媒间接加热。输油管道的自动化控制设备包括三个