输油管道设计与管理(2011级第5次课)

上次课总结复习重点：翻越点及计算长度泵站的布置（理论泵站数及化整，泵站的布置方法）泵站进出口压力校核动、静水压力校核第二章等温输油管道的工艺计算（3）管道大落差段的设计管道大落差带来的问题下坡段低点动、静水压力超高。管道下坡段的高处可能出现不满流，造成液柱分离，形成气体段塞（气袋），管道发生振动，离心泵发生气蚀甚至断流，损坏站内设备。气袋降低压力波的传递速度，使水击分析和控制变得复杂，水击压力增加使气袋破灭，上下游液柱高速相遇，产生巨大的压力而使管道超限，威胁管道安全。第二章等温输油管道的工艺计算解决管道大落差的方法按“等强度”原则，采用变壁厚管道设计，在低点处增加壁厚保证管道安全；采用变径管设计，在下坡段采用较小管径，加大沿程摩阻，降低低点处的动水压力，并减少管材的用量，降低工程投资。在地势陡峭的地区采用隧道敷设以降低下坡段的高差，同时缩短线路，降低投资及动力费用。设置减压站，运行时减压阀节流降低动水压力，停输时关闭减压阀隔断静压。第二章等温输油管道的工艺计算我国输油管道的大落差情况和解决方法库鄯线兰成渝成品油管道第二章等温输油管道的工艺计算库鄯线减压站的设计第二章等温输油管道的工艺计算第二章等温输油管道的工艺计算库尔勒—鄯善输油管道805.3线路全长：475km；管径：610mm；设计输量：500×104t/a～1000×104t/a；管道设计院与意大利斯南普及提公司合作设计。第二章等温输油管道的工艺计算1、除了粘度变化造成输油工况变化外，还有些什么原因会导致工况变化？2、工况的变化过程第二章等温输油管道的工艺计算2.6等温输油管道运行工况分析与调节（P68）2.6.1中间站停运工况分析L

N个泵站

l1lc-2第二章等温输油管道的工艺计算提问：流量会怎么变？停运前：停运后：停运后流量：Q

Q*

第二章等温输油管道的工艺计算（1）停运站前各站

停运前：停运后：两式相减：出站压力：

结论：

中间站停运，停运站前各个站停运前后进出站压力均增加，离停运站越远，这种变化越小。（2）停运站后各站

思路：由第c+1站进口至末站油罐液面的能量平衡式求得。

第二章等温输油管道的工艺计算停运前：停运后：

结论：

中间站停运，停运站后各个站停运前后进出站压力均降低，离停运站越远，这种变化越小。（3）总结

中间站停运，全线流量减少。停运站前各站进出口压力均增加；停运站后各站进出口压力均降低，离停运站越远，这种变化越小。

lC-2lC-1lCLCC-1C+1第二章等温输油管道的工艺计算i*i第二章等温输油管道的工艺计算2.6.2漏油工况分析

流量的变化（Q

Q*Q*-q之间的关系？）

qQ*-qQ*Q漏油点前漏油点后怎么写能量平衡方程？第二章等温输油管道的工艺计算两式相加漏油前，全线能量平衡式：

对比两式

结论：干线漏油，漏点前面流量变大，漏点后面流量减小。第二章等温输油管道的工艺计算进出站压力漏点前：第C站

两式相减：漏油前漏油后

结论

中间站漏油，漏油点前流量增加，漏油点后流量降低。漏油点前后各站（全线各站）进出口压力均下降；离漏油点越远，这种变化越小。lC-1lCLCC+1第二章等温输油管道的工艺计算i*iiq*想一想：i

i*iq*三者之间是什么大小关系？输油管道的调节Q2Q1QHQ2.6.3输油管道的调节

改变泵的工作特性(改变能量供应)改变运行的泵站数和泵机组数改变泵机组转速改变离心泵的叶轮直径离心泵撤级改变泵的转速

通过调整泵机组转速，调整泵的工作特性。适用于输量改变小的场合。对于串连泵机组全线可仅对一台泵实行调速；对并联泵机组，只需对部分泵机组进行调速。调速通过调整原动机转速或者调速器来实现。改变运行的泵站数或泵机组数

调整范围大，适合于输量波动较大的场合。对串连泵机组，可以调整全线各站运行的泵机组数及大、小泵的组合，或改变全线运行的泵站数；对并联机组可以改变站内运行的泵机组数和全线运行的泵站数。换用（切削）叶轮直径适用于输量调整可持续时间较长的情况。切削叶轮有一定范围。多级泵撤级输量减少，需要扬程减少刚好接近一级或多级的情况。第二章等温输油管道的工艺计算改变管道的工作特性调节出口管路阀门（节流调节）

管道投产后，改变管道工作特性只能通过关小干线阀门的开度，人为增加阀门的局部阻力，从而改变管道总的能量消耗。故称为节流调节。简单易行，但能耗大。HQQ1Q第二章等温输油管道的工艺计算输油管道的调节原则保证完成任务输量的前提下，全线能耗费用最低；对密闭输送管道，全线综合考虑，优先改变泵站的能量供应，使节流损失最小；对旁接油罐方式，管道调节主要是各站间的协调，原则同上。当流量波动大时，应优先改变运行的泵站数或泵机组数，然后在小范围调整各站参数。各站自行调节过程中，尽量减少旁接油罐液位的变化。

第二章等温输油管道的工艺计算2.7等温输油管道的技术经济比较和工艺计算步骤2.7.1技术经济比较方法可行性研究阶段：对工程的各项技术要求、经济条件做出详细论证，提交可行性研究报告。初步设计阶段：

从技术上和经济上对设计方案进行选择，最终选定方案。

描述输油管道的参数包括：D、P（H）、N、ε。这四个参数互有联系，可以组成不同的方案。对这些方案进行比较，选择经济上最优的方案。可以采用方案比较法进行评价。以年折合费用作为评价指标。第二章等温输油管道的工艺计算2.7.2经济流速和经济管径

最佳方案中的管径即是设计条件下，该设计输量所对应的最佳管径。换句话说，该设计输量就是所选管径对应的经济输量，此时管内的流速即为对应的经济流速。长输管道经济流速的变化范围，一般为1.0～2.0m/s。

(表2.4)2.7.3输油管道的管材（P64）第二章等温输油管道的工艺计算2.7.4输油管道工艺计算步骤原始资料

1）输送量（包括沿线分油或加油量）；

2）管道起、终点，分油或加油点，及管道纵断面图；

3）可供选用的管材规格；

4）可供选用的泵、原动机型号及性能；

5）所输油品的物性；

6）沿线气象及地温资料。第二章等温输油管道的工艺计算计算步骤

1）计算年平均地温；

2）计算年平均地温下的密度；

3）计算年平均地温下的粘度；

4）换算流量G-Q；

5）根据表（2-4）初定管径D0和工作压力；

6）根据管道规格，选出与D0

相近的三种管径D1

、D2

、D3

；

第二章等温输油管道的工艺计算7）按任务输量和初定工作压力选泵，确定工作泵的台数以及组合情况；8）作一个泵站的特性曲线，确定任务输量下泵站提供的扬程HC，然后据此压头确定计算压力9）求壁厚，并进行强度校核，求出管道的内径；10）计算流速；11）计算雷诺数，判定流态；12）计算水力摩阻系数，计算水力坡降；第二章等温输油管道的工艺计算13）纵断面图上判断翻越点，确定计算长度LP；14）计算输油管道计算长度全线的摩阻损失；15）确定全线需要的总压头（摩阻+高程差）16）求泵站数，并化整；17）采用方案比较法进行比较，确定最优方案；

18）按最优方案的参数作全线泵站总特性曲线和管路总特性曲线，以此求得全线的工作点；第二章等温输油管道的工艺计算19）按工作点流量求水力坡降ip；20）按水力