輸油管道設計與管理(2011級第5次課)

上次課總結復習重點：翻越點及計算長度泵站的布置（理論泵站數(shù)及化整，泵站的布置方法）泵站進出口壓力校核動、靜水壓力校核第二章等溫輸油管道的工藝計算（3）管道大落差段的設計管道大落差帶來的問題下坡段低點動、靜水壓力超高。管道下坡段的高處可能出現(xiàn)不滿流，造成液柱分離，形成氣體段塞（氣袋），管道發(fā)生振動，離心泵發(fā)生氣蝕甚至斷流，損壞站內設備。氣袋降低壓力波的傳遞速度，使水擊分析和控制變得復雜，水擊壓力增加使氣袋破滅，上下游液柱高速相遇，產(chǎn)生巨大的壓力而使管道超限，威脅管道安全。第二章等溫輸油管道的工藝計算解決管道大落差的方法按“等強度”原則，采用變壁厚管道設計，在低點處增加壁厚保證管道安全；采用變徑管設計，在下坡段采用較小管徑，加大沿程摩阻，降低低點處的動水壓力，并減少管材的用量，降低工程投資。在地勢陡峭的地區(qū)采用隧道敷設以降低下坡段的高差，同時縮短線路，降低投資及動力費用。設置減壓站，運行時減壓閥節(jié)流降低動水壓力，停輸時關閉減壓閥隔斷靜壓。第二章等溫輸油管道的工藝計算我國輸油管道的大落差情況和解決方法庫鄯線蘭成渝成品油管道第二章等溫輸油管道的工藝計算庫鄯線減壓站的設計第二章等溫輸油管道的工藝計算第二章等溫輸油管道的工藝計算庫爾勒—鄯善輸油管道805.3線路全長：475km；管徑：610mm；設計輸量：500×104t/a～1000×104t/a；管道設計院與意大利斯南普及提公司合作設計。第二章等溫輸油管道的工藝計算1、除了粘度變化造成輸油工況變化外，還有些什么原因會導致工況變化？2、工況的變化過程第二章等溫輸油管道的工藝計算2.6等溫輸油管道運行工況分析與調節(jié)（P68）2.6.1中間站停運工況分析L

N個泵站

l1lc-2第二章等溫輸油管道的工藝計算提問：流量會怎么變？停運前：停運后：停運后流量：Q

Q*

第二章等溫輸油管道的工藝計算（1）停運站前各站

停運前：停運后：兩式相減：出站壓力：

結論：

中間站停運，停運站前各個站停運前后進出站壓力均增加，離停運站越遠，這種變化越小。（2）停運站后各站

思路：由第c+1站進口至末站油罐液面的能量平衡式求得。

第二章等溫輸油管道的工藝計算停運前：停運后：

結論：

中間站停運，停運站后各個站停運前后進出站壓力均降低，離停運站越遠，這種變化越小。（3）總結

中間站停運，全線流量減少。停運站前各站進出口壓力均增加；停運站后各站進出口壓力均降低，離停運站越遠，這種變化越小。

lC-2lC-1lCLCC-1C+1第二章等溫輸油管道的工藝計算i*i第二章等溫輸油管道的工藝計算2.6.2漏油工況分析

流量的變化（Q

Q*Q*-q之間的關系？）

qQ*-qQ*Q漏油點前漏油點后怎么寫能量平衡方程？第二章等溫輸油管道的工藝計算兩式相加漏油前，全線能量平衡式：

對比兩式

結論：干線漏油，漏點前面流量變大，漏點后面流量減小。第二章等溫輸油管道的工藝計算進出站壓力漏點前：第C站

兩式相減：漏油前漏油后

結論

中間站漏油，漏油點前流量增加，漏油點后流量降低。漏油點前后各站（全線各站）進出口壓力均下降；離漏油點越遠，這種變化越小。lC-1lCLCC+1第二章等溫輸油管道的工藝計算i*iiq*想一想：i

i*iq*三者之間是什么大小關系？輸油管道的調節(jié)Q2Q1QHQ2.6.3輸油管道的調節(jié)

改變泵的工作特性(改變能量供應)改變運行的泵站數(shù)和泵機組數(shù)改變泵機組轉速改變離心泵的葉輪直徑離心泵撤級改變泵的轉速

通過調整泵機組轉速，調整泵的工作特性。適用于輸量改變小的場合。對于串連泵機組全線可僅對一臺泵實行調速；對并聯(lián)泵機組，只需對部分泵機組進行調速。調速通過調整原動機轉速或者調速器來實現(xiàn)。改變運行的泵站數(shù)或泵機組數(shù)

調整范圍大，適合于輸量波動較大的場合。對串連泵機組，可以調整全線各站運行的泵機組數(shù)及大、小泵的組合，或改變全線運行的泵站數(shù)；對并聯(lián)機組可以改變站內運行的泵機組數(shù)和全線運行的泵站數(shù)。換用（切削）葉輪直徑適用于輸量調整可持續(xù)時間較長的情況。切削葉輪有一定范圍。多級泵撤級輸量減少，需要揚程減少剛好接近一級或多級的情況。第二章等溫輸油管道的工藝計算改變管道的工作特性調節(jié)出口管路閥門（節(jié)流調節(jié)）

管道投產(chǎn)后，改變管道工作特性只能通過關小干線閥門的開度，人為增加閥門的局部阻力，從而改變管道總的能量消耗。故稱為節(jié)流調節(jié)。簡單易行，但能耗大。HQQ1Q第二章等溫輸油管道的工藝計算輸油管道的調節(jié)原則保證完成任務輸量的前提下，全線能耗費用最低；對密閉輸送管道，全線綜合考慮，優(yōu)先改變泵站的能量供應，使節(jié)流損失最小；對旁接油罐方式，管道調節(jié)主要是各站間的協(xié)調，原則同上。當流量波動大時，應優(yōu)先改變運行的泵站數(shù)或泵機組數(shù)，然后在小范圍調整各站參數(shù)。各站自行調節(jié)過程中，盡量減少旁接油罐液位的變化。

第二章等溫輸油管道的工藝計算2.7等溫輸油管道的技術經(jīng)濟比較和工藝計算步驟2.7.1技術經(jīng)濟比較方法可行性研究階段：對工程的各項技術要求、經(jīng)濟條件做出詳細論證，提交可行性研究報告。初步設計階段：

從技術上和經(jīng)濟上對設計方案進行選擇，最終選定方案。

描述輸油管道的參數(shù)包括：D、P（H）、N、ε。這四個參數(shù)互有聯(lián)系，可以組成不同的方案。對這些方案進行比較，選擇經(jīng)濟上最優(yōu)的方案?？梢圆捎梅桨副容^法進行評價。以年折合費用作為評價指標。第二章等溫輸油管道的工藝計算2.7.2經(jīng)濟流速和經(jīng)濟管徑

最佳方案中的管徑即是設計條件下，該設計輸量所對應的最佳管徑。換句話說，該設計輸量就是所選管徑對應的經(jīng)濟輸量，此時管內的流速即為對應的經(jīng)濟流速。長輸管道經(jīng)濟流速的變化范圍，一般為1.0～2.0m/s。

(表2.4)2.7.3輸油管道的管材（P64）第二章等溫輸油管道的工藝計算2.7.4輸油管道工藝計算步驟原始資料

1）輸送量（包括沿線分油或加油量）；

2）管道起、終點，分油或加油點，及管道縱斷面圖；

3）可供選用的管材規(guī)格；

4）可供選用的泵、原動機型號及性能；

5）所輸油品的物性；

6）沿線氣象及地溫資料。第二章等溫輸油管道的工藝計算計算步驟

1）計算年平均地溫；

2）計算年平均地溫下的密度；

3）計算年平均地溫下的粘度；

4）換算流量G-Q；

5）根據(jù)表（2-4）初定管徑D0和工作壓力；

6）根據(jù)管道規(guī)格，選出與D0

相近的三種管徑D1

、D2

、D3

；

第二章等溫輸油管道的工藝計算7）按任務輸量和初定工作壓力選泵，確定工作泵的臺數(shù)以及組合情況；8）作一個泵站的特性曲線，確定任務輸量下泵站提供的揚程HC，然后據(jù)此壓頭確定計算壓力9）求壁厚，并進行強度校核，求出管道的內徑；10）計算流速；11）計算雷諾數(shù)，判定流態(tài)；12）計算水力摩阻系數(shù)，計算水力坡降；第二章等溫輸油管道的工藝計算13）縱斷面圖上判斷翻越點，確定計算長度LP；14）計算輸油管道計算長度全線的摩阻損失；15）確定全線需要的總壓頭（摩阻+高程差）16）求泵站數(shù)，并化整；17）采用方案比較法進行比較，確定最優(yōu)方案；

18）按最優(yōu)方案的參數(shù)作全線泵站總特性曲線和管路總特性曲線，以此求得全線的工作點；第二章等溫輸油管道的工藝計算19）按工作點流量求水力坡降ip；20）按水力