等温输送管道实验指导说明书

1、等温输送管道使用指导书“等温输油管路”实验指导书一、实验目的(1) 学习和掌握测定管路特性曲线、用图解法求管路与泵站联合工作时的工作点的 方法；(2) 熟悉“泵到泵”密闭输送工艺运行时输油管路各站协调工作的情况；(3) 观察管道发牛异常工况或突然事故时(如某泵站突然停电等)全线运行参数的 变化，学会根据运行参数变化，分析事故原因、事故发生地点及应采取的处理措施，在 实验中加以验证；(4) 观察翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素和消除翻越点的措施，在实 验中加以验证；(5) 学习和掌握清管球的收、发操作，观察清管球在管道中的运动状况；(6) 了解计算机数据釆集系统的组成及运行情况。二、实验

2、原理在密闭输送的多泵站等温输油管道系统屮，泵站和管道组成一个统一的水力系统， 管道所消耗的能量(包括摩阻损失、髙程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力) 等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。全线的能量供需平衡关系式如下：h、 +n(a-bq2f)= flq1- + (zz -zq) + nhm + hsz 式中：0管道的工作流量，m3/s；全线运行的泵站数；单位流量的水力坡降；乩一管道首站进站压头，m液柱；hl竟道终点剩余压头，m液柱；厶一管道总长度，m；冻厶.管道起、终点高程，4_个泵站的站内损失，m液柱。根据上述能量平衡方程，对以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析

3、事故丄 况时运行参数的变化趋势。图1等温输油管道实验装置流程图三、实验装置流程实验装置管道采用dn40不锈钢管材，管路全长315余米，全线设有三座泵站，等 间距布置，平均站间距约105米。每座泵站设有两台离心泵串联工作(其中笫1#泵可以 变频调节)，全线采用泵到泵密闭输送流程。1、各站离心泵工作参数全线各站离心泵型号相同，额定转速下的工作参数见表k表1各站离心泵工作参数流量，m'/h36.39151718扬程，m282726242322.52、站内及站间流程设置等温输油管道实验装置有首站1座，中间泵站1座，末站1座；全线采用密闭输送 方式工作，实验装置工艺流程图见图1。首站流程：正输、

4、站内泵串联；中间泵站流程：正输、压力越站、站内泵串联。在第23站间，设冇清管球收发装置和用于观察清管球在竹道内运行情况的冇机玻 璃管，并设有清管切换流程和清管球收发流程；在笫3站间(最后一个站间)，设有观 察翻越点流动状态的透明管段和相应的切换、调节流程；模拟管道堵塞和泄漏的控制阀 门设在第12、23、3罐站间。四、实验内容和步骤给实验装置操作控制台送电，开启泵机组控制柜总电源，打开计算机数据采集系统, 做好各项准备工作。根据输汕管道设计与管理课程的要求，确定的实验内容如下：1、学习管道正常启动、正常启停泵站的操作方法(1) 启动前确保管路沿线阀门全开，各泵站出口阀开度50%；(2) 按下1#

5、站1#泵的启动开关，缓慢全开1#站出站阀；(4) 待压力、流量稳定后，启动2#站1#泵，全开2#站出站阀；(5) 待压力、流量稳定后，启动3#站1#泵，全开3#站出站阀。管道正常启动时记录各站进出站压力和管道流量，分析压力参数的变化情况。停运 时的操作顺序与启动时相反。全线以四个泵站的1#泵全部投入运行作为正常运行工况，规定各站进站压力不得低 于-10kpa,出站压力不得高于230kpao2、管路特性曲线测定管路特性illi线是指管路摩阻与流量之间的关系illi线。测定管路特性的实验步骤如下:(1) 启动1#站1#泵，打开1#站出站阀，待压力、流量稳定后，记录各站进出站压力 和流量；(2) 启

6、动2#站1#泵，打开2#站出站阀,待压力、流量稳定后，记录同上数据;(3) 启动3#站1#泵，打开3#站出站阀,待压力、流量稳定后,记录同上数据；(4) 启动3#站2#泵，打开2#泵出口阀，待压力、流坤:稳定后，记录同上数据。3、界常工况及事故分析处理(1) 模拟管道堵塞实验装置恢复到止常运行工况，关小2#泵站和3#泵站之间的堵塞阀门，模拟悸道堵 塞情况。理论分析应采取什么描施才能使管道恢复正常工作，列出调节步骤并在实验中 加以验证。调节好管道运行参数后，记录各站进出站压力和流量。(2) 模拟泵站突然停电实验装置恢复到正常运行工况，停2#泵站，模拟突然停电。记录各站进出站压力和 流量。理论分析

7、应采取什么调节措施才能使管道重新恢复正常工作(即各站的进出站压 力处于规定范围)，列出调节步骤并在实验中加以验证。调节好管道运行参数后，记录各 站的进出站压力和流量。(3) 模拟管道泄漏实验装置恢复到止常运行工况，打开泄漏阀，记录泄漏后各站进出站压力和漏点前 后流量。4、翻越点及翻越点后的流动状态观察操作步骤：(1) 保持1#站1#泵在运彳亍，其余关闭；(2) 打开阀q403和阀q40-4,关闭阀q40-2,将流程切换到翻越点观察流程；(3) 若此时透明管的最高点不是翻越点(即最高点后无不满流现彖发生)，请分析如 何才能使最高点变为翻越点？(4) 通过调节使透明管的最高点变为翻越点，并观察翻越

8、点后的流动状态，记录管 道的流量利各站的进出站压力；(5) 分析消除不满流的措施并在实验中加以验证；(6) 若要将翻越点处的动水压力提高到某个设定值(比如0.2mpa)以上，分析应采 取的措施并在实验中加以验证；(7) 打开阀q40-2,关闭阀q403和阀q404 将流程恢复到正常工况流程。5、清管球收发作业(1) 将泵关闭，保持收发球筒内无水。(2) 做好收球发球准备工作：如图2所示，打开阀q40-7. q409、q406、q40-10(3) 做好发球准备工作：先打开发球筒排污阀和进气阀，完全泄压后关闭排污阀和进 气阀；打开快速肓板，将清管球塞到发球筒中至变径处；关闭阀q40-k q40-5

9、和q408,打开1#泵或1#2#泵同时，发球开始。记录管道流量和各站进出站压力的变化；（4）观察清管球在管内的运行情况；（5）当清管球进入收球筒后，打开阀q40-1,关闭阀q406、q407、q40-9和q40-10； 打开收球筒排污阀和进气阀，完全泄压后关闭排污阀和进气阀；打开收球筒快速自板， 将清管球从收球筒中取出，然后关好收球筒快速肓板；6、停运针对正常工况，按合理顺序停运输油管道（实验装置），关闭相关的阀门和电源。 全部实验完成后，关闭所有相关的阀门和电源。五、数据采集系统数据采集系统软件用组态软件编制，换件釆用西门子s7-200plco在每个泵站布置 有2个压力变送器，分别测量泵站入

10、口和泵站出口的压力。在1#泵站出口后和3#泵站出 口后各安装有1台流量计，用于测量管道的流量或泄漏点前后的流量。所冇的压力和流量信号均为标准齐20ma信号，传入数据采集箱供计算机采集。1、研华采集卡pci1713选用研华pci1713作为数据采集模块，32路模拟量输入模块，配接端子，接入压力 和流量传感器。2、涡轮流量计该流量计由涡轮流量变送器、前置放大器、数字积算器、瞬时流量（频率）指示表 组成。当流体流过变送器时，变送器的涡轮旋转，将流体动能转化成电能输出，产牛电 脉冲信号，输出的电脉冲频率/与流量0之间成线性关系：q=f/其小f是涡轮流量计 每流过单位体积液体所发出的电脉冲数（脉冲次数/

11、升），称为涡轮流量计的平均常数。3、压力传感器在实验装置中，泵站的进站压力冇时会低于大气压或者为真空，因此需要选用绝压 传感器，具压力零点为真空；泵站的出站压力一般耍高于大气压，只需选用表压传感器, 压力零点为大气压。实验装置管道中最高压力为0.5mpao本实验装置共安装了 13个压 力传感器，其中pi、p3、p5三个传感器为绝压传感器，接在各泵站的进口处；其余传感 器为表压传感器，接在各泵站出口处。各传感器相对于起点的位置见表2。表2压力传感器位置传感器标号首站2#站3#站p1p2p3p4p5p6距起点的位k(m)01.9105.5107.8213.3215.6六、实验报告要求1、将实验数据

12、整理列表表3实验数据记录表况p1p2p3p4p5p6p7pgp901qi2、绘制管路特性曲线，求正常工况下管道与泵站配合的工作点。(1) 计算出每个流量下各个站间的摩阻损失，并数据整理列表；(2) 在总角处标纸上作出每个站间的管路特性曲线和相应的泵站特性曲线；(3) 在直角坐标纸上作出总管路特性曲线和总泵站特性曲线，求出管道与泵站止常 工况下的工作点流量；(4) 用图解法求岀正常工况下各个站的进出站压力；(5) 用公式计算岀正常工况下的管道流量和各个站的进岀站压力；(6) 将图解法结果和解析法计算结果与实测结果进行对比，分析产生偏差的原因；(7) 画出不同数目泵站工作时的水力坡降线。3、比较各

13、种事故工况和正常工况的数据，根据运行参数的变化判断事故发牛的站间, 分析各种事故工况下运行参数的变化趋势，与理论分析结果进行比较，讨论可采取的调 节措施；画出各种事故工况下的水力坡降线（分理论与实际）和正常工况的水力坡降线 对比，以及调节z后的水力坡降线；从能量供求关系的角度讨论堵塞事故工况和停电事 故工况的运行参数变化有什么相同和不同z处。4、比较清管球发送前后管道流量和各站进出站压力的变化，分析清管过程的能耗情 况。5、描述翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素，给出消除翻越点后不满流以 及将翻越点处动水压力提高到20kpa以上应采取的扌告施。6、实验的收获及改进建议。七、思考题1、离心泵的启动步骤有哪些？2、离心泵启动前为