輸油管道設(shè)計(jì)與管理課程綜合復(fù)習(xí)資料1

1、輸油管道設(shè)計(jì)與管理綜合復(fù)習(xí)資料一.填空題1 .長距離輸油管道的設(shè)計(jì)階段一般分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì) 。2 .在管道縱斷面圖上，橫坐標(biāo)表示 管道的實(shí)長 、縱坐標(biāo)表示 管道的海拔高程。3 .解決靜水壓力超壓的方法有增大壁厚、減壓站減壓。4 .翻越點(diǎn)后管道存在不滿流的危害有不滿流的存在將使管道出現(xiàn)兩相流動(dòng)，當(dāng)流速突然變化時(shí)會(huì)增大水擊壓力、 對(duì)于順序輸送的管道還會(huì)增大混油 。5 .解決翻越點(diǎn)后管道不滿流的措施有在翻越點(diǎn)后采用小管徑、在中途或終點(diǎn)設(shè)減壓站節(jié)流。6 .當(dāng)管道某處發(fā)生堵塞時(shí)，全線輸量 減少.堵塞點(diǎn)前各站的講、出站壓力均增高、堵塞點(diǎn)后各站的進(jìn)、出站壓力均下降7 .當(dāng)管道某處發(fā)生泄漏

2、時(shí)，泄漏點(diǎn)前輸量 增大；泄漏占后輸量減小， 泄漏點(diǎn)前各站的進(jìn)、出站壓力均下降,泄漏點(diǎn)后各站的進(jìn)、出站壓力均下降。8 .影響等溫輸油管道水力坡降的主要因素是流量、 粘度、徑和流態(tài) 。9 .熱泵站上，根據(jù)輸油泵與加熱爐的相對(duì)位置可分為先爐后泵 流程和先泵后爐流程。10.影響熱油管道水力坡降的主要因素是管道內(nèi)徑油品粘度、輸量 和 運(yùn)行溫度、流態(tài)11 .熱油管路當(dāng)u（tr-t0）3時(shí)，管路特性曲線出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)，該結(jié)論的 前提條件是 層流、 維持出站油溫不變運(yùn)行、粘溫指數(shù)u為常數(shù)。12 .長輸管道停輸?shù)脑蚍譃橛?jì)劃停輸、事故停輸。13 .熱油管道的總能耗費(fèi)用包括熱能費(fèi)用和動(dòng)能費(fèi)用。14 .一般來說，層流

3、時(shí)，流速分布不均造成的幾何混油是造成混油的主要原因；紊流時(shí)， 擴(kuò)散混油是造成混油的主要原因。15 .混油段實(shí)現(xiàn)兩段切割的充要條件是 一kat3 kat2。16 .順序輸送中混油在管道終點(diǎn)的處理方法有（1）將混油直接調(diào)和到兩種油品中銷售；（2）降級(jí)銷售；（3）在末站建分儲(chǔ)裝置對(duì)混油進(jìn)行分儲(chǔ)，然后 調(diào)和到兩種油品中銷售；（4）送回?zé)拸S回?zé)挕?7翻越點(diǎn)可采用 圖解法,和 解析法兩種方法判別。18 .選擇輸油泵機(jī)組的原則是 滿足輸量要求、 充分利用管路的承 壓能力 、泵在高效區(qū)工作、泵的臺(tái)數(shù)符合規(guī)范要求。19 .串聯(lián)泵的優(yōu)點(diǎn)是 不存在超裁問題、調(diào)節(jié)方便、流程簡單 、調(diào) 節(jié)方案多、效率高。20 .熱油管

4、道的啟動(dòng)投產(chǎn)方法主要有冷管直接啟動(dòng)、加稀釋劑或降凝劑啟動(dòng)、預(yù)熱啟動(dòng) 。21 .順序輸送一般用于輸送輸送性質(zhì)相近的成品油 和 輸送送質(zhì)不同的原油 。22 .影響管路終點(diǎn)純a油罐中允許混入的b油量的主要因素是兩種油 品的件質(zhì)、7由品的質(zhì)景指標(biāo)、a油罐的容積。23 .改變離心泵站特性的主要方法有切削葉輪，改變轉(zhuǎn)速，拆級(jí),改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)，改變運(yùn)行的泵站數(shù)（任選 3）。24 .長輸管道輸量調(diào)節(jié)的主要方法有改變泵機(jī)組轉(zhuǎn)速、改變運(yùn)行的泵站數(shù)、改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)、節(jié)流調(diào)節(jié)、切削液輪、多級(jí)泵拆級(jí)（任選3）。25 .熱油管不同于等溫管的特點(diǎn)就在于 沿程的能量損失包括熱能損 失和壓能損失兩部分、熱能損失和壓能損

5、失互相聯(lián)系，且熱能損失起主導(dǎo)作用 、沿程水力坡降不是常數(shù)。26 .影響熱油管道沿程摩阻損失的因素有管道直徑、輸量、油品粘度（溫度）、管道長度（任選2）。27 .減輕管內(nèi)壁石蠟沉積的措施有 提高油溫、縮小油壁溫差、提高流 速、采用不易結(jié)蠟的管材、定期清管（任選 3）。28 .長距離輸油管道由 一線路和輸油站兩大部分組成。29 .在順序輸送管道終點(diǎn)，混油的主要切割方法有兩段切割、二段切割、五段切割。30 .順序輸送中的起始接觸面是兩種油品剛 一開始接觸時(shí)垂直干管線 的平面，它以平均流速向前移動(dòng)。31 .解決動(dòng)水壓力超壓的措施有增大管道壁厚、減壓站減壓一。32 .管道輸送中所遇到的流態(tài)一般為：熱輸含

6、蠟原油管道為水力光滑取、小直徑的輕質(zhì)成品油管道為混合摩擦區(qū)、高粘原油和燃料油管道為層流 。33 .當(dāng)長輸管道某中間站突然停運(yùn)時(shí)，全線輸量 減小，停運(yùn)站前各站 的進(jìn)、出站壓力均 升高，停運(yùn)站后各站的進(jìn)、出站壓力均下降一。34 .熱油管道摩阻計(jì)算的方法有平均溫度計(jì)算法 、基于粘溫關(guān)系的方法、分段摩阻計(jì)算。35 .設(shè)計(jì)長距離輸油管道時(shí)，設(shè)計(jì)工作壓力取得越大，則泵站間距 越 大，泵站數(shù)就 越少。36 . “旁接油罐”輸油工藝的缺點(diǎn)是油氣損耗嚴(yán)重、流程和設(shè)備復(fù)雜，固定資產(chǎn)投資大、 全線難以在最優(yōu)工況下運(yùn)行，能量浪費(fèi)大。37 .沿程混油的機(jī)理是流諫分布不均引起的幾何混油、比重差引起的混油、擴(kuò)散混油。二.請(qǐng)

7、回答下列問題1 .簡述離心泵的啟動(dòng)過程。答：灌泵、盤泵、關(guān)閉泵出口、啟泵、緩慢開啟出口閥2 .熱油管道設(shè)計(jì)中確定加熱站的進(jìn)出站溫度時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？答：確定加熱站的進(jìn)站溫度時(shí)，需要考慮三方面的因素：(1)油品的粘溫特性和其它的物理性質(zhì)；(2)管道的停輸時(shí)間，熱脹和溫度應(yīng)力等因素；(3)經(jīng)濟(jì)比較，使總的能耗費(fèi)用最低。3 .維持進(jìn)站油溫不變運(yùn)行的管道會(huì)不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)，為什么？答：維持進(jìn)站油溫不變運(yùn)行的管線不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)。這是因?yàn)椋簈變化時(shí)，影響摩阻h的因素有兩個(gè)方面：q v h (與等溫管相似)、q tr tm m h ；總的趨勢是qt ht,即h=f(q)是單調(diào)上升的曲線。4 .簡述順序輸送

8、管道的特點(diǎn)。答：(1)對(duì)所輸產(chǎn)品的質(zhì)量和各種油品沿途的分輸量均有嚴(yán)格要求。(2) 成品油管道依托市場生存，要能適應(yīng)市場的變化。(3) 成品油管道大都是多分支、多出口、多入口，輸送的油品種類多，運(yùn)行 調(diào)度難度大。(4) 產(chǎn)生混油， 混油段的跟蹤和混油的控制是成品油管道的關(guān)鍵技術(shù)， 混油處理存在經(jīng)濟(jì)損失。(5) 首、末站，分輸、注入站需要的罐容大、數(shù)量多。(6) 順序輸送時(shí)管道的水力特性不穩(wěn)定。5簡述熱油管道節(jié)能降耗的主要措施。答： (1) 提高輸油泵的效率: 以高效泵代替低效泵、加強(qiáng)輸油泵的維護(hù)保養(yǎng)與檢修，減少泵內(nèi)損失(2) 提高電機(jī)的負(fù)載率(3) 提高加熱系統(tǒng)的效率：用高效加熱爐替代效率低下的

9、加熱爐可大幅度降低原油加熱的燃料消耗。也可對(duì)現(xiàn)用加熱爐進(jìn)行技術(shù)改造，增加煙氣余熱回收裝置，降低加熱爐的排煙溫度，在運(yùn)行中加強(qiáng)調(diào)節(jié)，降低過?？諝庀禂?shù)，加大油盤管的換熱面積，改造油盤管使其容易清垢等。(4) 保證管道系統(tǒng)始終處于最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)：利用信息網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)以及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，確定合理的優(yōu)化運(yùn)行方案，可大幅度降低熱油管道運(yùn)行的總能耗費(fèi)用，提高管輸效率。(5) 減少管輸過程中原油泄漏。6簡述順序輸送中減少混油的措施?答： (1)設(shè)計(jì)時(shí)使管線工作在紊流區(qū)，盡量不用副管，盡量采用簡單流程及先進(jìn)的檢測儀表、閥門等；(2)運(yùn)行中避免不滿流，采用合理的輸送順序，終點(diǎn)及時(shí)切換，油品交 替時(shí)避

10、免停輸?shù)龋?3)采取隔離措施；(4)采用從泵到泵”的輸送工藝；(5)確定合理的油品循環(huán)周期。(7) 泵站上先爐后泵流程的優(yōu)點(diǎn)。答：(1)進(jìn)泵油溫高，泵效高；(2)站內(nèi)管道油溫高，管內(nèi)結(jié)蠟輕，站內(nèi)阻力小；(3)加熱爐承受低壓，投資小，運(yùn)行安全。(8) 品油管道為什么一般均采用順序輸送工藝？答：成品油輸送的特點(diǎn)是種類多、批量(batch)小。若每一種油品 都建一條管線，必然是要建多條小口徑的管線。若順序輸送這些油品，則 只需建一條大口徑的管線。 后者與前者相比，所需的投資和經(jīng)營費(fèi)用都要 節(jié)省一半以上，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，故國內(nèi)外成品油管線廣泛采用順序輸 送的方法。三.等溫輸油管道分析題1、某等溫輸油

11、管，全線地形平坦。全線共設(shè) 8座泵站，等間距布置。 正常運(yùn)行時(shí)，每站三臺(tái)同型號(hào)的離心泵并聯(lián)工作，輸量為 q。如果管線輸 量降為2q:3(1 )計(jì)算全線摩阻損失變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?(已知流態(tài)為水力光滑區(qū))？(2)給出最佳的調(diào)節(jié)方案，并說明理由。答：(1)設(shè)輸量為q和2/3q時(shí)全線摩阻損失分別為hi和h2,流態(tài)為水力光滑區(qū)，故m=0.25,根據(jù)列賓宗公式有(2q/3)1.750.25h2 hi,4.75 d1.750.251.7520.4934.75全線摩阻損失變?yōu)樵瓉淼亩种弧?2)沿線地形平坦，泵站所提供的能量主要用于克服摩阻，而全線摩阻損失不到原來的二分之一，故可停開 4座泵站，由于輸量減少

12、了三分之一, 故運(yùn)行的站可停開一臺(tái)泵。所以最佳的調(diào)節(jié)方案是：2、4、6、8站停運(yùn)，1、3、5、7站各停運(yùn)一 臺(tái)泵，同時(shí)運(yùn)行的站每站出口稍微節(jié)流。2、某等溫輸油管道，全線水平，三個(gè)泵站等間距布置。每站三臺(tái)相同 型號(hào)的離心泵并聯(lián)。旁接油罐方式輸油。首站與第二站之間有一分支管路， 間歇分油，管線布置如下圖所示。不分油時(shí)，各站兩臺(tái)泵運(yùn)行，輸量為 48m3/h。分油時(shí)，分油量24m3/h,輸往末站24m3/h。問分油時(shí)，應(yīng)對(duì)運(yùn)行 的泵組合及泵出口閥門進(jìn)行哪些調(diào)節(jié)？說明理由(已知流態(tài)為水力光滑 區(qū))答：設(shè)分油前后2#站到終點(diǎn)的摩阻損失分別為hi和h2,流態(tài)為水力光滑區(qū),故m=0.25,根據(jù)列賓宗公式有hi

13、(24/3600)1.75 0.25,4.75ld1.751.750.25(48/3600),4.75l0.297沿線地形平坦，泵站所提供的能量主要用于克服摩阻， 而2#站到終點(diǎn)的摩阻損失摩阻損失不到原來的一半， 故可停開3#站，同時(shí)還必須關(guān)小2#站出口閥 的開度，由于2#站到終點(diǎn)輸量減少了二分之一，故2#站可停開一臺(tái)泵，另外由于1#站到2#站之間的摩阻降低，還必須關(guān)小1#站出口閥的開度。所以最佳的調(diào)節(jié)方案是：3#站停運(yùn)，2險(xiǎn)占停運(yùn)一臺(tái)泵，同時(shí)關(guān)小1#站和2#站出口閥的開度（節(jié)流調(diào)節(jié)）。3、某等溫輸油管道，四個(gè)泵站等間距布置，各站高差為 0,采用 從泵 到泵”方式工作，若第二站因故障停運(yùn)，1）

14、試根據(jù)能量平衡原理定性分析管線輸量和各站進(jìn)出站壓力的變化趨勢；2）為了維持管線運(yùn)行，可采取的調(diào)節(jié)措施有哪些？那種調(diào)節(jié)措施最好？為什么？答：1）第二站停運(yùn)后，由于全線能量供應(yīng)減少，全線流量下降，首站出站 壓力上升，三、四站的進(jìn)出站壓力均下降。2）第一種調(diào)節(jié)措施：3#、4#站出站節(jié)流。第二種調(diào)節(jié)措施：停運(yùn)4#站。第二種調(diào)節(jié)措施較好，因?yàn)榈谝环N調(diào)節(jié)措施太浪費(fèi)能量。四.熱油管道計(jì)算題1、一條0 529 x的埋地?zé)嵊凸艿溃斄繛?50t/h ,加熱站間距為50km,1#2#3#維持進(jìn)站油溫tz= 30c不變運(yùn)行。管道允許的最高出站溫度和最低進(jìn)站溫度分別為65c和35 co正常運(yùn)行時(shí)，總傳熱系數(shù) k=2.

15、1w/m2 c （按鋼管外徑計(jì)算），管道中心埋深處的自然地溫為7c,原油比熱為2100j/kgc,平均密度為870kg/m3,油品粘溫關(guān)系為14 10 6e 0.038(t 65) (m2/s),摩擦升溫忽略不計(jì)。(1)試計(jì)算該管線的允許最小輸量gmin ；（2）用平均溫度法計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)該站間的摩阻損失（已知流態(tài)為水 力光滑區(qū)）？解：（1）gmink dlrclntrmax t0tzmin to2.10.529 50 100065 72100ln 30 789.83kg/s(2)g管道輸量：950 1000 oo263.883600kg/sq=g/ k263.88870=0.3033m3/s

16、出站油溫為:trt0tz t0 exp=7 35 7 expk dgc lr2.10.52950 100045.4 c263.88 2100平均溫度為:tpj3tr12tz 49.8 2 3038.473c平均粘度為:pj14 10 6e0.038(丁065)14 10 6e 0.038(3846 65)38.38 10 6 m2/s流態(tài)為水力光滑區(qū)，m=0.25,0.0246摩阻損失為:q2 m m0.303338.38 10 6hr一5-lr0.0246 4-75 50 1000d0.515=280.6米油柱 2、一條08 x衲埋地?zé)嵊凸芫€，加熱站間距為 65km,管線年輸量為700 萬噸(每年按350天計(jì)算)，維持進(jìn)站油溫tz=35c不變運(yùn)行，油品平均密 度p= 850kg/m3,油品粘溫關(guān)系為u= 5.3 x塘-0.036(t-65) m2/s ,原油比熱c = 2200j/kgc ,地溫t0= 5,正常運(yùn)行時(shí)總傳熱系數(shù) k=2.0w/m2 c (以防腐層 外徑計(jì))，防腐層厚7mm,管線為水力光滑區(qū)。(1)、計(jì)算加熱站間的出站溫度;(2)、用平均溫度法計(jì)算加熱站間的沿程摩阻損失43解：(1) g 700 10 231.48 kg/s350 24 3600a k-d 0522