输油工艺培训技巧课件1

1、授课人授课人: :梁飞华梁飞华第一章第一章 概述概述 一、管道分类一、管道分类按输送介质分类按输送介质分类: 按管输的介质不同，管道可分为输油管道、输气按管输的介质不同，管道可分为输油管道、输气管道、油气混输管道等。输油管道又可分为原油管道、油气混输管道等。输油管道又可分为原油管道与成品油管道两类。管道与成品油管道两类。按输送距离和经营方式不同按输送距离和经营方式不同 : 油气管道可分为两大类：一种是输送距离较短，油气管道可分为两大类：一种是输送距离较短，属于企业内部经营的管道；一种是长距离输送油、属于企业内部经营的管道；一种是长距离输送油、气的，独立经营的长输管道。气的，独立经营的长输管道。

2、中石化成品油管道介绍中石化成品油管道介绍u 西南管道西南管道茂名茂名-昆明管道是一条长距离、多品种、多分输点、昆明管道是一条长距离、多品种、多分输点、单管顺序输送成品油的输油管道。单管顺序输送成品油的输油管道。管道全长管道全长1691km，其中主干线，其中主干线1539km，黎塘，黎塘南宁支线南宁支线107km，柳州，柳州柳州库支线柳州库支线27km，昆，昆东支线东支线18km。管道始于广东茂名，终至云南昆明，途径广东、管道始于广东茂名，终至云南昆明，途径广东、广西、贵州、云南四省区，全线设广西、贵州、云南四省区，全线设 19 个站场，个站场， 1 个控制中心。个控制中心。 管道输送介质包括管

3、道输送介质包括0#柴油、柴油、97#汽油、汽油、93#汽油三种油品，汽油三种油品，设计年输送天数设计年输送天数350天，采取天，采取起点连续进油起点连续进油，各分输点均匀连续分输下载各分输点均匀连续分输下载的输送方式的输送方式 。混油处理采用混油处理采用分散接收直接掺混分散接收直接掺混与与末站进混末站进混油处理装置油处理装置加工处理相结合的方式加工处理相结合的方式 。u 西南管道西南管道湛江湛江-深圳管道是一条长距离、多集输点、多分输深圳管道是一条长距离、多集输点、多分输点、单管密闭顺序输送多品种成品油的管道。点、单管密闭顺序输送多品种成品油的管道。起始输送的品种为起始输送的品种为0#柴油、柴

4、油、90#、93#、97#汽油汽油四个牌号油品，今后也可以输送其它牌号的液体四个牌号油品，今后也可以输送其它牌号的液体石化产品。石化产品。管道全长管道全长1150公里，新改扩建站场公里，新改扩建站场20座，另有座，另有2座分输阀室；新增库容座分输阀室；新增库容33.1万立方米，扩建万立方米，扩建5万吨万吨级码头一个。级码头一个。u 珠三角管道珠三角管道管道采用管道采用X52、X60两种材质，管径有两种材质，管径有406、356、324、273、219等等5种。种。管道运行管理及控制采用先进可靠的管道运行管理及控制采用先进可靠的SCADA系统系统进行远程监控及数据采集管理，全线按照权限分进行远程

5、监控及数据采集管理，全线按照权限分中控、站控、就地三级进行控制和管理。中控、站控、就地三级进行控制和管理。u 珠三角管道珠三角管道第二章第二章 水力学基础知识水力学基础知识 定义：单位面积所承受的力。常用定义：单位面积所承受的力。常用P表示表示单位：单位：Pa(牛顿平方米牛顿平方米) 一、水力基本概念一、水力基本概念n压力压力压力有绝对压力、相对压力和真空压力之分压力有绝对压力、相对压力和真空压力之分 绝对压力绝对压力：以绝对真空为零点而计量的压力。：以绝对真空为零点而计量的压力。 相对压力相对压力（表压）：（表压）： 以当地大气压为零点而计以当地大气压为零点而计量的压力，质是指某点绝对压力超

6、过大气压的量的压力，质是指某点绝对压力超过大气压的数值，即为绝对压力与大气压之差。数值，即为绝对压力与大气压之差。 真空压力（真空压力（真空度）：流体的绝对压力小于大真空度）：流体的绝对压力小于大气压产生真空的程度。气压产生真空的程度。 图图2-1 绝对压力、相对压力和真空度的关系绝对压力、相对压力和真空度的关系现用图现用图2-1表示它们三者之间的相互关系表示它们三者之间的相互关系n静压静压定义：静止液体内部某一点处的压力即为该点定义：静止液体内部某一点处的压力即为该点静压。静压。n动压动压定义：流动液体在某一点处的压力即为该点动定义：流动液体在某一点处的压力即为该点动压。压。n压头压头定义：

7、压头是液体所具有的压力能和位置势能定义：压头是液体所具有的压力能和位置势能转换成的液柱高度。单位：转换成的液柱高度。单位：m液柱液柱gn泵扬程泵扬程定义：单位质量的流体经过泵以后所获得的能定义：单位质量的流体经过泵以后所获得的能量，通常用量，通常用H表示。表示。泵扬程和过泵流量之间的关系可用泵特性曲泵扬程和过泵流量之间的关系可用泵特性曲线描述，见图线描述，见图2-2。 泵效率 泵扬程 泵功率 图图2-2 泵特性曲线泵特性曲线泵流量、扬程、功率跟泵的转速关系如下：泵流量、扬程、功率跟泵的转速关系如下： 2121nnQQ22121nnHH32121nnPP 2121DDQQ22121DDHH321

8、21DDPP泵流量、扬程、功率跟泵的叶轮直径关系如下：泵流量、扬程、功率跟泵的叶轮直径关系如下： 在额定排量下，为保证泵的正常工作，在泵的在额定排量下，为保证泵的正常工作，在泵的入口处液体必须具有的、高于其蒸汽压力的能入口处液体必须具有的、高于其蒸汽压力的能量，以克服泵入口处的内部损失，这部分能量量，以克服泵入口处的内部损失，这部分能量我们称之为泵的允许汽蚀余量（我们称之为泵的允许汽蚀余量（NPSH）。）。 故其数值主要决定于泵的结构。泵入口处绝对故其数值主要决定于泵的结构。泵入口处绝对压力与汽蚀余量压力与汽蚀余量h的关系为的关系为 : n泵的允许汽蚀余量泵的允许汽蚀余量gPgVgPhvr22

9、式中：式中：Pr泵入口处液体的绝对压力，泵入口处液体的绝对压力，Pa所输液体的密度，所输液体的密度，kg/m3V泵入口处液体的平均流速，泵入口处液体的平均流速，m/sP所输液体在该处的蒸汽压，所输液体在该处的蒸汽压，Pa稳定流稳定流 在每一空间点上，液体的全部运动参数都不随时间而变化的液流称为稳定流。不稳定流不稳定流 流体的全部或部分运动参数随时间而变化的液流称为不稳定流。层流层流 流体流动时，如果质点没有横向脉动，不引起流体质点的混杂，而是层次分明，能够维持稳定的流束状态，这种流态称为层流。紊流紊流 流体流动时，质点具有横向脉动，引起流层质点的相互错杂交换，这种流动状态称为紊流。n摩阻损失摩

10、阻损失 在管路中流动的流体质点之间和质点与管路在管路中流动的流体质点之间和质点与管路之间的摩擦所消耗的能量，称为管道摩阻损之间的摩擦所消耗的能量，称为管道摩阻损失。摩阻损失包括沿程摩阻和局部摩阻，长失。摩阻损失包括沿程摩阻和局部摩阻，长输管道站间管路的摩阻损失主要是沿程摩阻，输管道站间管路的摩阻损失主要是沿程摩阻，局部摩阻只占局部摩阻只占1%-2%。雷诺数是液流中惯性力与粘滞力之比雷诺数是液流中惯性力与粘滞力之比: DvQvDV4Ren雷诺数雷诺数式中：式中： 油品的运动粘度，油品的运动粘度，m2/s Q油品的体积流量，油品的体积流量，m3/s V油品流速，油品流速，m/s Re比较小时，粘滞

11、力起主要作用，比较小时，粘滞力起主要作用，Re大时，惯大时，惯性损失起主要作用。性损失起主要作用。 a) 管道纵断面图：在直角坐标上表示管道长度管道纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为管道纵断面图，与沿线高程变化的图形称为管道纵断面图，如图如图2-3所示。其横坐标表示管道的实际长度，所示。其横坐标表示管道的实际长度，纵坐标为线路的海拔高程。纵坐标为线路的海拔高程。 图图2-3 管道纵断面图（绿线）管道纵断面图（绿线） n管道纵断面图和水力坡降线管道纵断面图和水力坡降线b) 水力坡降线水力坡降线: 管道的水力坡降就是单位长度管道的摩阻损失。管道的水力坡降就是单位长度管道的摩

12、阻损失。如图如图2-4所示。我们通常用所示。我们通常用i表示，计算公式如下：表示，计算公式如下：Lhil式中式中 hl沿程摩阻损失，沿程摩阻损失，m； i水利坡降，水利坡降，m/m（m/km）；）； L管长，管长，m。图图2-4 管道纵断面图和水力坡降线管道纵断面图和水力坡降线c)绘制力坡降线的方法是绘制力坡降线的方法是：在管道纵断面图上，按：在管道纵断面图上，按照纵、横坐标的比例，平行于横坐标画出一段线照纵、横坐标的比例，平行于横坐标画出一段线段段ca，由，由c点，平行于纵坐标，向上画出对应点，平行于纵坐标，向上画出对应ca段管道长度内的摩阻损失段管道长度内的摩阻损失cb，连接，连接ab得出

13、水力坡得出水力坡降三角形。降三角形。Ab直线的斜率为水力坡降直线的斜率为水力坡降i。 再在管道纵断面图的泵站位置上，以高程为起点再在管道纵断面图的泵站位置上，以高程为起点往上作垂线，按纵坐标的比例，取高为往上作垂线，按纵坐标的比例，取高为df的值等的值等于单位为米液柱的泵站出站压头于单位为米液柱的泵站出站压头Hd，即进站压头，即进站压头Hs与工作点的泵扬程与工作点的泵扬程Hc之和再减去站内摩阻之和再减去站内摩阻hm之值。之值。 在线路地形起伏剧烈的情况下，线路中会有一在线路地形起伏剧烈的情况下，线路中会有一f高峰点，设该高峰高峰点，设该高峰f处的高程为处的高程为Zf ，距起点的距，距起点的距离

14、为离为Lf ，则将规定输量的液流输送到该高峰处，则将规定输量的液流输送到该高峰处所需的起点压力为：所需的起点压力为： HZZiLZZiLHQZQfffn翻越点翻越点 为使液流通过该高峰为使液流通过该高峰f，必须使液流在起点具有，必须使液流在起点具有比比H更高的压头。线路上的这种高峰就称为翻更高的压头。线路上的这种高峰就称为翻越点。即液流流过此点后，可以自流至终点的越点。即液流流过此点后，可以自流至终点的点叫翻越点。如图点叫翻越点。如图2-5所示。所示。图图2-5 翻越点翻越点 n油柱分离油柱分离 当管道受到减压波的作用，管内压力降至低于当管道受到减压波的作用，管内压力降至低于溶解气的饱和压力时

15、，油品中的溶解气就会过溶解气的饱和压力时，油品中的溶解气就会过饱和而逸出，在液体内形成许多小气泡。当压饱和而逸出，在液体内形成许多小气泡。当压力进一步下降，低于液体的饱和蒸气压时，管力进一步下降，低于液体的饱和蒸气压时，管内液体就会汽化，产生蒸汽。蒸汽与已形成的内液体就会汽化，产生蒸汽。蒸汽与已形成的溶解气泡结合，形成较大的气团在管内上升。溶解气泡结合，形成较大的气团在管内上升。液体内气泡倾向于停留、聚集在管道高点或某液体内气泡倾向于停留、聚集在管道高点或某些顶端的局部位置，形成较大的气泡区，而液些顶端的局部位置，形成较大的气泡区，而液体则在气泡的下面流过，如下图所示。这种情体则在气泡的下面流

16、过，如下图所示。这种情况称为况称为液柱分离液柱分离。 图图2-6 油品在输送过程中发生液柱分离油品在输送过程中发生液柱分离水力坡降线和管线的纵断面图相交时，就会水力坡降线和管线的纵断面图相交时，就会发生液柱分离。发生液柱分离。液柱分离的本质就是管内压力低于该温度下液柱分离的本质就是管内压力低于该温度下油品的饱和蒸汽压，使油品汽化。油品的饱和蒸汽压，使油品汽化。 二、流体动力学基本方程式二、流体动力学基本方程式1）流量与流速）流量与流速p单位时间内流过有效断面流体的量称为流量。单位时间内流过有效断面流体的量称为流量。p有两种表示方法有两种表示方法: 一种是以单位时间通过的流体体积表示，称为一种是

17、以单位时间通过的流体体积表示，称为体积流量，用体积流量，用Q表示，其单位为表示，其单位为m3/s； 另一种是以单位时间的流体质量表示，称为质另一种是以单位时间的流体质量表示，称为质量流量，用量流量，用G表示，其单位为表示，其单位为kg/s。p流量与有效断面的比值称平均流速，其关系式流量与有效断面的比值称平均流速，其关系式为：为：AQv 2）实际流体能量方程）实际流体能量方程流体能量方程又称伯努利方程，其形式为：流体能量方程又称伯努利方程，其形式为：hgapZgapZ222222221111gapZ221111为通过选定断面单位液流所具有的总机械为通过选定断面单位液流所具有的总机械能，又称总水头

18、能，又称总水头 其中，其中，Z 比位能，又称位置水头，即以某基准面至所选比位能，又称位置水头，即以某基准面至所选横截面指定点的位置高度。横截面指定点的位置高度。 比压能，又称压力水头，即动压换算的高度。比压能，又称压力水头，即动压换算的高度。 比动能，又称流速水头，即液流从指定断面某比动能，又称流速水头，即液流从指定断面某点处的点处的 平均流速所产生的水柱高度。是修正系数，它与平均流速所产生的水柱高度。是修正系数，它与断面流速分布情况有关，流速分布越不均匀，其值越大。断面流速分布情况有关，流速分布越不均匀，其值越大。一般对稳定流和缓流，其值为一般对稳定流和缓流，其值为1.05-1.1；在某些情

19、况下可；在某些情况下可达达2.0或更大的数值；通常为了计算简便起见，取或更大的数值；通常为了计算简便起见，取=1.3。为。为流过断面液流的流速，流过断面液流的流速，g为重力加速度，为重力加速度，g=9.8m/s2。 h能量损失，又称损失水头，即液流从指定的一能量损失，又称损失水头，即液流从指定的一个断面流到另一个断面损失的平均水头，水头损失的计算个断面流到另一个断面损失的平均水头，水头损失的计算将在后面介绍。将在后面介绍。pga22单位质量液体在重力作用下，整个流程中的总水单位质量液体在重力作用下，整个流程中的总水头损失头损失hw等于在该流程中沿程水头损失与局部水等于在该流程中沿程水头损失与局

20、部水头损失之和，即头损失之和，即三、液流阻力和水头损失三、液流阻力和水头损失jfwhhh式中式中 hf液流在整个流程中的沿程水头损失之和；液流在整个流程中的沿程水头损失之和； hj液流在整个流程中的局部水头损失之和。液流在整个流程中的局部水头损失之和。一般情况下，液体在长距离输液管路中的总水头损失以沿一般情况下，液体在长距离输液管路中的总水头损失以沿程水头损失为主，但是，某些管路由于联接的局部装置较程水头损失为主，但是，某些管路由于联接的局部装置较多，有时局部水头损失在总水头损失中常占较大的比例。多，有时局部水头损失在总水头损失中常占较大的比例。1） 沿程水头损失计算沿程水头损失计算达西公式达

21、西公式 管路沿程摩阻损失管路沿程摩阻损失h1可按达西公式计算可按达西公式计算:gVdLhf22式中式中 L 管路长度，管路长度，m; d 管内径，管内径，m; v 平均流速，平均流速，m/s； g重力加速度，重力加速度，m/s; 水力摩阻系数。水力摩阻系数。水力摩阻系数随流态不同而不同，理论和实验都水力摩阻系数随流态不同而不同，理论和实验都表明水力摩阻系数是雷诺数表明水力摩阻系数是雷诺数Re和管壁相对当量粗和管壁相对当量粗糙度糙度的函数。雷诺数的函数。雷诺数Re的表达式为的表达式为:dvQvd4VRe式中式中 v油品在管内流动速度，油品在管内流动速度，m/s； d管内径，管内径，m； v油品的

22、运动粘度，油品的运动粘度，m/s； Q油品在管路中的体积流量，油品在管路中的体积流量，m/s。雷诺数标志着油流中惯性力与粘性力之比。雷诺数雷诺数标志着油流中惯性力与粘性力之比。雷诺数小时，粘性力气主要作用；雷诺数大时，惯性力起小时，粘性力气主要作用；雷诺数大时，惯性力起主要作用。主要作用。管壁的相对当量粗糙度由下式表示：管壁的相对当量粗糙度由下式表示：de2式中式中管壁的绝对当量粗糙度，管壁的绝对当量粗糙度，m我国我国输油管道工程设计规范输油管道工程设计规范推荐了推荐了e的设计取值：的设计取值：无缝钢管，无缝钢管，e=0.06mm；直缝钢管，直缝钢管，e=0.054mm；螺旋缝钢管，螺旋缝钢管

23、，DN250DN350时，时，e=0.125mm，DN400以上，以上，e=0.1mm。列宾宗公式列宾宗公式使用达西公式计算沿程摩阻，由于与使用达西公式计算沿程摩阻，由于与Re和和有关，有关，不便分析各参数对摩阻的影响。对达西公式中的不便分析各参数对摩阻的影响。对达西公式中的各参数进行重新整理，可得到便于使用的综合参各参数进行重新整理，可得到便于使用的综合参数摩阻计算式，即列宾宗公式。数摩阻计算式，即列宾宗公式。L.d.Qmm5m2fhgAmm248其中其中流态流态Amhl层流层流641紊紊流流水力光水力光滑区滑区0.31640.25混合摩混合摩擦区擦区0.123粗糙区粗糙区0627. 0lg

24、127. 010de15. 4128g0246. 0482gAmmAgAmm0802. 04820826. 082gLdQhl415. 4LdQhl75. 425. 075. 10246. 0627.0lg127.0877.4123.0877.1100802.0delALdQAh25.052)(11.00826.0deLdQhl各流态区的各流态区的A、m、值机沿程摩阻计算式见下表值机沿程摩阻计算式见下表不同流态时的不同流态时的A、m、值、值2） 局部水头损失计算局部水头损失计算液体流经管道系统中的管件、阀件或某些设备时，液体流经管道系统中的管件、阀件或某些设备时，由于流动状态的变化，会产生局部

25、摩阻损失。局由于流动状态的变化，会产生局部摩阻损失。局部摩阻损失可按下式计算部摩阻损失可按下式计算:gVhj22gVdLhDj22或或式中，式中，局部摩阻系数；局部摩阻系数； LD管件或阀件的当量长度。管件或阀件的当量长度。长输管道的站场（泵站、计量站、清管站等）相长输管道的站场（泵站、计量站、清管站等）相对于整个管道系统，也可以视为局部阻力源。对于整个管道系统，也可以视为局部阻力源。站内管道交错，并且连接众多的管件、阀件与设站内管道交错，并且连接众多的管件、阀件与设备，站内摩阻损失备，站内摩阻损失hm等于流体流经的管道、管件、等于流体流经的管道、管件、阀件和设备所产生的局部阻力损失之和。阀件

26、和设备所产生的局部阻力损失之和。第三章第三章 成品油管道输油工艺成品油管道输油工艺一、成品油管道基本构成一、成品油管道基本构成 站场站场u 线路线路u 辅助系统辅助系统 三部分构成。三部分构成。（下图为西南管道概况（下图为西南管道概况 ）成品油管道由：成品油管道由：图图3-1：西南管道概况：西南管道概况1）站场站场：成品油管道的站场分为首站、中间分输泵站、成品油管道的站场分为首站、中间分输泵站、中间泵站、中间分输站、末站、集输站等。首站的任务中间泵站、中间分输站、末站、集输站等。首站的任务是收集石油产品，经计量后向下站输送，首战的主要组是收集石油产品，经计量后向下站输送，首战的主要组成部分是油

27、罐区、输油泵房和油品计量装置等。末站可成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置等。末站可能是属于成品油管道的转运油库，也可能是其他企业的能是属于成品油管道的转运油库，也可能是其他企业的附属油库。末站的任务是接收来油并向用油单位供油，附属油库。末站的任务是接收来油并向用油单位供油，同时接收并处理沿线产生的混油。同时接收并处理沿线产生的混油。 2）线路线路：成品油管道的线路部分包括管道本身、管线阀成品油管道的线路部分包括管道本身、管线阀室、通过河流、山谷、铁路、公路的穿（跨）越构筑物，室、通过河流、山谷、铁路、公路的穿（跨）越构筑物，阴极保护设施，以及沿线的简易公路。阴极保护设施，以及沿线的简易公路

28、。 3）辅助系统辅助系统：成品油管道的配套辅助设施，如通讯系成品油管道的配套辅助设施，如通讯系统、道路、水电供应系统，为检修中心等是不可缺少的设统、道路、水电供应系统，为检修中心等是不可缺少的设施。有线及无线通讯系统是其中之一，它是生产调度和指施。有线及无线通讯系统是其中之一，它是生产调度和指挥的重要工具。调度控制中心及挥的重要工具。调度控制中心及SCADA系统是输油管道系统是输油管道的神经中枢，通常由全线中心控制、站场控制和就地控制的神经中枢，通常由全线中心控制、站场控制和就地控制三级组成。对全线各个站场、关键设备进行远距离数据采三级组成。对全线各个站场、关键设备进行远距离数据采集、传输和记

29、录、处理，对管道进行监控、统一调度和控集、传输和记录、处理，对管道进行监控、统一调度和控制。具有报警、联锁保护、紧急关断等安全保护功能。制。具有报警、联锁保护、紧急关断等安全保护功能。二、成品油管道的水力特性二、成品油管道的水力特性成品油输油管道主要由输油站和管路两部分组成成品油输油管道主要由输油站和管路两部分组成1）管道的工作特性管道的工作特性：管道的工作特性系指管径、管管道的工作特性系指管径、管长一定的某管道，输送性质一定的某种油品时，管长一定的某管道，输送性质一定的某种油品时，管道压降道压降H随流量随流量Q变化的关系。其数学关系式为：变化的关系。其数学关系式为：)ZZ(Qgd8QdLHQ

30、Z242m2m5m 由于长距离管道上，局部阻力总是占很少的一部分，上由于长距离管道上，局部阻力总是占很少的一部分，上式的第二项可以忽略不计。上式可用下图的曲线表示，式的第二项可以忽略不计。上式可用下图的曲线表示，该曲线就称为管道的工作特性曲线。该曲线就称为管道的工作特性曲线。 紊流区Zz-Zq层流区HQ 图图32 管道的工作特性曲线管道的工作特性曲线 一条管道（一条管道（d、L、Z一定），输送一种油品（一定）一定），输送一种油品（一定）时，有一条一定的特性曲线。当时，有一条一定的特性曲线。当d、L、Z和中有一参和中有一参数发生变化时，就有另一条特性曲线数发生变化时，就有另一条特性曲线 ，粘度愈

31、大、节流，粘度愈大、节流愈多，管道特性曲线愈陡。不同的管道，管径愈小、管愈多，管道特性曲线愈陡。不同的管道，管径愈小、管道愈长时，管道特性曲线愈陡。道愈长时，管道特性曲线愈陡。 对于前后管径不同的变径管，其总的管道特性曲线为前对于前后管径不同的变径管，其总的管道特性曲线为前后两段管道特性曲线的串联相加。对于平行管段，其总后两段管道特性曲线的串联相加。对于平行管段，其总的管道特性曲线由主、副两管段的特性曲线并联相加。的管道特性曲线由主、副两管段的特性曲线并联相加。如图如图3-3。并联管道特性曲线Gd1+d2串联管道特性曲线HQGd2Gd1HGd1Gd2QGd1+d2图图3-3 串、并联管道特性曲

32、线串、并联管道特性曲线2）输油泵工作特性输油泵工作特性：离心输油泵的工作特性是：离心输油泵的工作特性是指泵所输出的流量指泵所输出的流量Q和提供的压头和提供的压头H之间的之间的关系，可以用关系，可以用H=f（Q）之间的数学关系式）之间的数学关系式或曲线表示。或曲线表示。A、固定转速离心泵的工作特性固定转速离心泵的工作特性： 在恒定转速下，泵的扬程与排量的变化关系称为泵的在恒定转速下，泵的扬程与排量的变化关系称为泵的工作特性。对固定转速的离心泵机组，可以由实测的工作特性。对固定转速的离心泵机组，可以由实测的几组扬程、排量数据，用最小二乘法回归得泵机组的几组扬程、排量数据，用最小二乘法回归得泵机组的

33、特性方程特性方程H=f（Q），为便于长输管道的应用，可近似），为便于长输管道的应用，可近似表示为：表示为：式中式中 H离心泵扬程，离心泵扬程，m液柱；液柱； Q离心泵排量，离心泵排量，m3/h； a、b常数；常数； m管道流量管道流量-压降公式（即列宾宗公式）中的指压降公式（即列宾宗公式）中的指数，在水力光滑区内数，在水力光滑区内m=0.25，混合摩擦区中，混合摩擦区中m=0.123。H=a-bQ2-mB、调速泵的工作特性调速泵的工作特性： 调速离心泵的转速，可以改变泵的工作特性，调速离心泵的转速，可以改变泵的工作特性，进而调节泵的排量和扬程进而调节泵的排量和扬程 ，转速变化后的泵，转速变化后

34、的泵特性可用下式描述特性可用下式描述 ：m-2m020Q)nnb()nna(H式中式中 n调速后泵的转速，调速后泵的转速，r/min； n0调速前泵的转速，调速前泵的转速，r/min； a、b对应于转速对应于转速n0时，泵特性方程中的两个常时，泵特性方程中的两个常系数。系数。3）泵站工作综合特性泵站工作综合特性：泵站的工作特性指泵站：泵站的工作特性指泵站的排量和扬程的相互关系的排量和扬程的相互关系 ，根据泵机组的，根据泵机组的组合方式，一般离心泵站的组合方式，一般离心泵站的Q-H特性也可以特性也可以类似于描述泵特性的二次方程来描述。类似于描述泵特性的二次方程来描述。 Hc=A-BQ2m式中式中

35、 Hc泵站扬程，泵站扬程，m液柱；液柱； Q 泵站排量，泵站排量，m3/s； A、B由离心泵特性及组合方式确定的常数。由离心泵特性及组合方式确定的常数。A、多台泵串联的泵站特性多台泵串联的泵站特性: 离心泵串联时，通过每台泵的排量相同，均等于离心泵串联时，通过每台泵的排量相同，均等于泵站的排量；泵站扬程等于各泵扬程之和。泵站的排量；泵站扬程等于各泵扬程之和。泵站的特性方程：泵站的特性方程：m2N1iiN1iiN1iiQ.baHHc111式中式中 N1串联离心泵的台数。串联离心泵的台数。B、多台泵并联的泵站特性多台泵并联的泵站特性: 离心泵并联时，每台泵提供的扬程相同，均等于离心泵并联时，每台泵

36、提供的扬程相同，均等于泵站扬程，泵站的排量为每台泵的排量之和，则泵站扬程，泵站的排量为每台泵的排量之和，则Np台相同型号的离心泵并联工作时，泵站特性方台相同型号的离心泵并联工作时，泵站特性方程为程为:m-2p)NQb(aHcC、多台泵串联、并联的泵站特性多台泵串联、并联的泵站特性: 当泵站上的泵机组既串联又并联工作时，也应当泵站上的泵机组既串联又并联工作时，也应先由各泵机组特性串联和并联相加得到泵站特先由各泵机组特性串联和并联相加得到泵站特性曲线，然后在特性曲线上取点，回归出泵站性曲线，然后在特性曲线上取点，回归出泵站特性方程。如图特性方程。如图3-4中（中（1）所示的四台泵机组）所示的四台泵

37、机组的组合方式，其泵站特性曲线可由单泵特性曲的组合方式，其泵站特性曲线可由单泵特性曲线串联相加后再并联得到，如图线串联相加后再并联得到，如图3-4中（中（2）所）所示，也可以由单泵特性曲线并联后再串联相加示，也可以由单泵特性曲线并联后再串联相加得到，如图得到，如图3-4中（中（3）所示。）所示。（ 1） 离 心 泵 的 串 、 并 联 工 作泵泵泵泵泵 站 的 特 性 曲 线1（ 2）2Q4（ 3）31Q4HH图图34 串、并联泵特性曲线串、并联泵特性曲线4）泵站泵站管道系统工作特性管道系统工作特性：p管道的流量就是泵站的排量，泵站的总扬程就是管管道的流量就是泵站的排量，泵站的总扬程就是管道需

38、要的总压能，泵站道需要的总压能，泵站管道系统的工作点是指在管道系统的工作点是指在压力供需平衡条件下，管道流量与泵站进、出站压压力供需平衡条件下，管道流量与泵站进、出站压力等参数之间的关系。在设计和生产管理工作中，力等参数之间的关系。在设计和生产管理工作中，常用作泵站特性曲线和管道特性曲线，求二者交点常用作泵站特性曲线和管道特性曲线，求二者交点的方法，来确定泵站的排量和进、出站压力。的方法，来确定泵站的排量和进、出站压力。p以全线仅有一座泵站的管道系统为例，如图以全线仅有一座泵站的管道系统为例，如图3-5所所示，曲线示，曲线C为泵站出站压头随排量的变化关系，为泵站出站压头随排量的变化关系，G为管

39、道特性曲线，忽略进站压头，二者的交点称为为管道特性曲线，忽略进站压头，二者的交点称为系统的工作点，即泵站的排量系统的工作点，即泵站的排量QA，出站压头为，出站压头为HA。ZHQQAHAACG图图3 35 5 泵站与管道工作点泵站与管道工作点5）油品交替时管道系统工作点的变化：油品交替时管道系统工作点的变化： 顺序输送管道中，不同油品过泵时，由于其顺序输送管道中，不同油品过泵时，由于其密度的差异，同样的输量下会引起泵出口压密度的差异，同样的输量下会引起泵出口压力的变化，从而会引起管道系统工作点的变力的变化，从而会引起管道系统工作点的变化。化。 这里假设管道交替输送柴油和汽油两种油品这里假设管道交

40、替输送柴油和汽油两种油品（因为在输送温度下，两种油品的粘度均在（因为在输送温度下，两种油品的粘度均在2010-6 m2/s以下，可以不对泵的特性进行以下，可以不对泵的特性进行换算），则输送柴油时泵的出口压力为：换算），则输送柴油时泵的出口压力为：gQbaDnimiiDD120gKQbaDmDD20或或输送汽油时泵的出口压力为：输送汽油时泵的出口压力为：gQbaGnimiiGG120gKQbaGmGG20或或式中式中 P0D，P0G第一级运行输油主泵的入口压力第一级运行输油主泵的入口压力 D、G柴油和汽油的密度柴油和汽油的密度 ai、bii号泵的特性参数号泵的特性参数 a、 b并联离心泵的特性参

41、数，假设并联离并联离心泵的特性参数，假设并联离心泵的的型号和类型相同心泵的的型号和类型相同 n站内串联的离心泵机组数站内串联的离心泵机组数交替输送汽油和柴油时，工作点的变化可用图交替输送汽油和柴油时，工作点的变化可用图36来近似表示。来近似表示。DGCDCG1234图图36 柴油和汽油交替过泵时，管道系统工作点的变化柴油和汽油交替过泵时，管道系统工作点的变化当管道输送汽油时，当管道输送汽油时，管道的工作点为管道的工作点为1，输送柴油时，管道输送柴油时，管道的工作点为的工作点为3。v当柴油顶汽油时，站内离心泵机组内很快就被当柴油顶汽油时，站内离心泵机组内很快就被柴油充满，泵特性曲线由柴油充满，泵

42、特性曲线由G变为变为D，而这时管线，而这时管线内仍为汽油，所以管道特性曲线仍为内仍为汽油，所以管道特性曲线仍为CG，此时，此时系统的工作点由系统的工作点由1变为变为2，即泵的排量和出口压力，即泵的排量和出口压力均突然升高。均突然升高。v随着管内柴油长度的逐渐增加，管道特性曲线随着管内柴油长度的逐渐增加，管道特性曲线逐渐由逐渐由CG向向CD移动，直到管线内全部充满柴油，移动，直到管线内全部充满柴油，系统的工作点就稳定在点系统的工作点就稳定在点3。v该过程表现为泵的排量逐渐减小，出口压力逐该过程表现为泵的排量逐渐减小，出口压力逐渐升高的渐变过程渐升高的渐变过程 。v当汽油顶柴油时，站内离心泵机组内

43、很快就被当汽油顶柴油时，站内离心泵机组内很快就被汽油充满，泵特性曲线由汽油充满，泵特性曲线由D变为变为G，而这时管线，而这时管线内仍为柴油，所以管道特性曲线仍为内仍为柴油，所以管道特性曲线仍为CD，此时，此时系统的工作点由系统的工作点由3变为变为4，即泵的排量和出口压力，即泵的排量和出口压力均突然下降。均突然下降。v随着管内汽油长度的逐渐增加，管道特性曲线随着管内汽油长度的逐渐增加，管道特性曲线逐渐由逐渐由CD向移动，向移动，CG直到管线内全部充满汽油，直到管线内全部充满汽油，系统的工作点就稳定在点系统的工作点就稳定在点1。v因此，在两种油品交替输送的过程中，泵站的因此，在两种油品交替输送的过

44、程中，泵站的系统工作点将经历由点系统工作点将经历由点1 2 3 和和 3 4 1 的跃变的跃变 渐变过程。渐变过程。三、成品油管道特点三、成品油管道特点 输送介质输送介质成品油是最终产品成品油是最终产品 常采用密闭顺序输送常采用密闭顺序输送 服务于市场服务于市场 输送的油品种类多、工况变化频繁输送的油品种类多、工况变化频繁 顺序输送时会产生混油顺序输送时会产生混油 混油的处理混油的处理 界面跟踪监测复杂界面跟踪监测复杂 第四章第四章 成品油管道工艺流程成品油管道工艺流程一、管道系统工艺流程一、管道系统工艺流程“从罐到罐从罐到罐”式输油工艺式输油工艺“旁接油罐旁接油罐”式输油工艺式输油工艺“泵到

45、泵泵到泵”密闭输油工艺密闭输油工艺二、成品油管道站场的工艺流程二、成品油管道站场的工艺流程 在输油站内，把设备、管件、阀件等连接起来在输油站内，把设备、管件、阀件等连接起来的输油管路系统，称为输油站工艺流程（简称工的输油管路系统，称为输油站工艺流程（简称工艺流程）。艺流程）。序号序号名名 称称图图 例例作用（或作用（或 功能）功能）1工艺管道工艺管道使用于主干线，输送成品使用于主干线，输送成品油油2绝缘接头绝缘接头连接连接38字盲板字盲板隔离隔离4通球带隔栅的三通通球带隔栅的三通分支分支5球阀球阀接通或截断管线中的介质接通或截断管线中的介质6闸阀闸阀接通或截断管线中的介质接通或截断管线中的介质

46、7止回阀止回阀阻止介质倒流阻止介质倒流8碟阀碟阀接通或截断管线中的介质接通或截断管线中的介质1、工艺流程图图例说明、工艺流程图图例说明序号序号名名 称称图图 例例作用（或作用（或 功能）功能）9DBB阀阀接通或截断管线中的介质接通或截断管线中的介质10减压阀减压阀接通或截断管线中的介质接通或截断管线中的介质11压力泄放阀压力泄放阀泄压泄压12水击泄放阀水击泄放阀水击时缓冲水击时缓冲13内浮顶罐内浮顶罐装汽油装汽油14拱顶罐拱顶罐装柴油装柴油15离心泵离心泵提高压力提高压力16齿轮泵齿轮泵提高压力提高压力序号序号名名 称称图图 例例作用（或作用（或 功能）功能）17污水泵污水泵提高压力提高压力1

47、8清管器收发球筒清管器收发球筒收发清管球收发清管球19蓝式过滤器蓝式过滤器过滤过滤20超声波流量计超声波流量计测量流量测量流量21质量流量计质量流量计测量流量测量流量22电动阀电动阀电动操作电动操作23电液联动阀电液联动阀操作操作24调节阀调节阀调节调节2、输油站单体工艺流程、输油站单体工艺流程1）输油泵）输油泵a) 串联：串联：泵的进出口管线连接方式为首尾相连，即第泵的进出口管线连接方式为首尾相连，即第一台泵的出口与第二台泵的入口相连；一台泵的出口与第二台泵的入口相连；输油泵串联运行时，管内总流量等于单泵流输油泵串联运行时，管内总流量等于单泵流量；量；输油站总扬程等于各输油泵扬程之和；输油站

48、总扬程等于各输油泵扬程之和；整个管道构成一个统一的水力系统，可充分整个管道构成一个统一的水力系统，可充分利用上站余压，减少节流损失，它要求各站必利用上站余压，减少节流损失，它要求各站必须有可靠的自动调节和保护装置。须有可靠的自动调节和保护装置。串联泵工艺流程的特点：串联泵工艺流程的特点：b) 并联：并联：并联泵工艺流程的特点：并联泵工艺流程的特点：泵的入口、出口都分泵的入口、出口都分别连接与同一管线；别连接与同一管线；输油泵并联运行时，输油泵并联运行时，管内总流量等于各输油管内总流量等于各输油泵流量之和；泵流量之和；输油站总扬程等于各输油站总扬程等于各输油泵扬程（输油泵出输油泵扬程（输油泵出口

49、阀门不节流口阀门不节流 时）。时）。2）清管工艺流程）清管工艺流程a) 收球：收球：正常输油时，上站来油经正常输油时，上站来油经102阀进站。收清管阀进站。收清管球时，打开球时，打开101阀、阀、103阀，逐渐关闭阀，逐渐关闭102阀。阀。当接收指示器动作，并确认清管器到收球筒后，当接收指示器动作，并确认清管器到收球筒后，先打开先打开102阀，后逐渐关闭阀，后逐渐关闭101阀、阀、103阀，恢阀，恢复正常输油。泄压、排除清管器收球筒内存油，复正常输油。泄压、排除清管器收球筒内存油，打开收球筒盲板取出清管器。打开收球筒盲板取出清管器。b) 发球：发球：正常输油时，油品经正常输油时，油品经2阀出站

50、。发清管球时，阀出站。发清管球时，打开快开盲板，将清管器放入清管器发球筒内，打开快开盲板，将清管器放入清管器发球筒内，关好盲板。缓慢打开关好盲板。缓慢打开103阀，使发球筒内充满阀，使发球筒内充满油品。缓慢打开排气阀，排尽筒内气体。打开油品。缓慢打开排气阀，排尽筒内气体。打开101阀至全开，缓慢关闭阀至全开，缓慢关闭102阀，使清管器通过阀，使清管器通过发送系统发送出站。待发送指示器动作后，可发送系统发送出站。待发送指示器动作后，可恢复正常流程，打开恢复正常流程，打开102阀，逐渐关闭阀，逐渐关闭101和和103阀，确定阀，确定101和和103阀关严后，打开排污阀，阀关严后，打开排污阀，将发球

51、筒内的油品回收。将发球筒内的油品回收。3）交接计量系统工艺流程）交接计量系统工艺流程 长输成品油管道在首站进站处或下载站下载油品处，都长输成品油管道在首站进站处或下载站下载油品处，都使用质量流量计交接计量系统，记录油品流量大小并进行使用质量流量计交接计量系统，记录油品流量大小并进行流量累加。一般采用两用一备或三用一备。其后通常接有流量累加。一般采用两用一备或三用一备。其后通常接有流量标定系统或移动式体积管。流量标定系统或移动式体积管。4）密度计系统工艺流程）密度计系统工艺流程 为了能够做好油品的为了能够做好油品的检测和切割工作，长输检测和切割工作，长输成品油管道在各站进站成品油管道在各站进站处

52、使用密度计检测系统，处使用密度计检测系统，检测当前输送油品的密检测当前输送油品的密度。度。5）水击泄压系统工艺流程）水击泄压系统工艺流程 在长输成品油在长输成品油管道上，为了防管道上，为了防止管线压力超高止管线压力超高对管道造成破坏，对管道造成破坏，一般在进出站都一般在进出站都设有水击泄压保设有水击泄压保护系统，当管道护系统，当管道发生水击泄压后，发生水击泄压后，通过回注泵将泄通过回注泵将泄压罐内油品注入压罐内油品注入管道或用户库区。管道或用户库区。6）污油系统工艺流程）污油系统工艺流程3、输油站总体工艺流程、输油站总体工艺流程 为了满足长输成品油管道的生产需要，输油站为了满足长输成品油管道的

53、生产需要，输油站总体工艺流程一般应能进行以下生产操作：来油总体工艺流程一般应能进行以下生产操作：来油与计量、正输、反输、越站、清管、下载与计量与计量、正输、反输、越站、清管、下载与计量等。上述功能并不是要求每个输油站都具备，在等。上述功能并不是要求每个输油站都具备，在生产实际中应根据具体情况而选择。生产实际中应根据具体情况而选择。1）首站工艺流程）首站工艺流程正输：炼厂来油正输：炼厂来油给油泵给油泵 主输泵主输泵出站阀出站阀 下站；下站；罐内油品向下游正输：油罐来油罐内油品向下游正输：油罐来油 给油泵给油泵 主输泵主输泵出站阀出站阀下站；下站；发送清管器。发送清管器。 该首站采用了该首站采用了

54、“旁接油罐旁接油罐”、并联给油泵、并联给油泵、串联输油主泵等流程，具有如下流程：串联输油主泵等流程，具有如下流程：2）分输泵站）分输泵站密度计 正输：上站来油正输：上站来油进站阀进站阀泵机组泵机组出站调节出站调节阀阀出站阀出站阀下站下站 下载：上站来油下载：上站来油进站阀进站阀下载第一道阀下载第一道阀交交接计量系统接计量系统至用户库区至用户库区 压力越站：上站来油压力越站：上站来油进站阀进站阀出站调节阀出站调节阀 出站阀出站阀下站下站 全越站：上站来油全越站：上站来油越站阀越站阀下站下站 收发清管球收发清管球 该站采用了该站采用了“密闭输送密闭输送”、串联输油主泵等、串联输油主泵等流程，具有如

55、下流程：流程，具有如下流程：3）泵站）泵站该站采用了该站采用了“密闭输送密闭输送”、串联输油主泵等流程。其站内流程除、串联输油主泵等流程。其站内流程除了没有下载流程外，其他与分输泵站流程基本相同。了没有下载流程外，其他与分输泵站流程基本相同。 4）分输站）分输站 正输：正输：上站来油上站来油进站阀进站阀交接计量系交接计量系统统至用户库区至用户库区 越站：上站来油越站：上站来油越站阀越站阀下站下站 该站具有如下流程：该站具有如下流程：5）集输泵站）集输泵站油品注入：油罐来油油品注入：油罐来油 给油泵给油泵主输泵主输泵 该站采用了该站采用了“密闭输送密闭输送”、串联输油主泵等流程。、串联输油主泵等

56、流程。其站内流程其他与分输泵站流程基本相同，只是其站内流程其他与分输泵站流程基本相同，只是还有油品注入流程还有油品注入流程: 6）末站）末站 纯油下载：上站来油纯油下载：上站来油进站阀进站阀纯油下载阀纯油下载阀交接计量系统交接计量系统至用户库区至用户库区 混油下载：上站来油混油下载：上站来油进站阀进站阀混油下载阀混油下载阀混油罐混油罐 接收清管球接收清管球 该站具有如下流程：该站具有如下流程：4、如何看流程图、如何看流程图 以上我们讲到了单体工艺流程的表示和作用以上我们讲到了单体工艺流程的表示和作用以及几种典型站场工艺流程的表示和作用，那是以及几种典型站场工艺流程的表示和作用，那是工艺管道及仪

57、表流程图最基本的知识。掌握了这工艺管道及仪表流程图最基本的知识。掌握了这些基本知识，就可以很快地看出该站工艺管道及些基本知识，就可以很快地看出该站工艺管道及仪表流程图的一些简单的操作功能。那么，当我仪表流程图的一些简单的操作功能。那么，当我们拿到一副站场流程图时，应该怎样看，从何入们拿到一副站场流程图时，应该怎样看，从何入手呢？手呢？ 看流程图的步骤：看流程图的步骤： 找出单体工艺流程，并分析其功能； 找单体工艺流程的目的在于使得看图更加简便和直观，那么就可以更好地分析操作功能。 用主干线连接单体工艺流程； 这里要注意的是：是用主干线连接，而不是支线、污水线或污油线。我们注重的是站场的主要作用

58、或功能。 添加越站线（或泄压线）； 泄压线包括主干线上和支线上的泄压线。如果没有越站线或泄压线，此步省略。一般来说，一个站场只有一条越站线（除首站和末站外），但有可能有好几处的泄压设备，即泄压线可能不止一条，如进站有泄压设备，出站有泄压设备，还有注入泵也有泄压设备，那么就有三条泄压线了。 越站线主要存在于分输泵站或泵站里，首站是不存在越站线的，末站也是不存在越站线的。而泄压线在每个站场里都有。 *注意：有些泄压线是依附在越站线上的。 添加主干线上的电动阀门、手动阀门等主要阀门； 这些阀门对于操作人员来说是至关重要的，因为他们必须知道这些阀门是手动的还是电动的，是常关的还是常开的，等等。并且一定

59、要在图上注明是手动的还是电动的，是常关的还是常开的。 标出流向。 即流量的流向。*注意：有一些管线有两种流向。 下面我们以某分输泵站为例，来说明如何快速下面我们以某分输泵站为例，来说明如何快速的简单而快捷地看的简单而快捷地看 站场工艺流程图：站场工艺流程图： 找单体工艺流程 找到了8个单体工艺流程：密度检测系统，收球筒，发球筒，过滤器组，主线泵组，调节阀组，减压阀组，交接流量计组。 初步分析得知：该站可以进行收发清管器；可以给油品加压（即提供能量）；有分支，说明可以下载油品等等。 连线 这里说的线，其实就是主干线。那么可以得到如下图形，同时清楚地看出该站场的功能： 上站来油-密度检测-清管器接

60、收-过滤 加压-流量调节-发清管器-到下站 减压处理-计量下载 画出越站线（或泄压线） 当添加越站线后，就知道该站有越站功能；泄压线是为了防止管道因压力超高而被破坏。 画出主干线上的电动阀门、手动阀门等主要阀门。 这里有五个电动阀门等等。 标出流向 在分析过程中，要注意正常使用时关闭的阀门、止回阀的方向及卸压阀的连接，还有油品的流向等等。 第五章第五章 成品油管道成品油管道运行操作与控制运行操作与控制一、操作控制原则一、操作控制原则v成品油管道全线的操作控制按照中心控制、站成品油管道全线的操作控制按照中心控制、站控和就地控制三级管理的原则。控和就地控制三级管理的原则。v流程的操作与切换，必须实