等溫輸送管道實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)說明書

1、等溫輸送管道使用指導(dǎo)書“等溫輸油管路”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 學(xué)習(xí)和掌握測(cè)定管路特性曲線、用圖解法求管路與泵站聯(lián)合工作時(shí)的工作點(diǎn)的 方法；(2) 熟悉“泵到泵”密閉輸送工藝運(yùn)行時(shí)輸油管路各站協(xié)調(diào)工作的情況；(3) 觀察管道發(fā)牛異常工況或突然事故時(shí)(如某泵站突然停電等)全線運(yùn)行參數(shù)的 變化，學(xué)會(huì)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)變化，分析事故原因、事故發(fā)生地點(diǎn)及應(yīng)采取的處理措施，在 實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證；(4) 觀察翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài)，分析影響翻越點(diǎn)的因素和消除翻越點(diǎn)的措施，在實(shí) 驗(yàn)中加以驗(yàn)證；(5) 學(xué)習(xí)和掌握清管球的收、發(fā)操作，觀察清管球在管道中的運(yùn)動(dòng)狀況；(6) 了解計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)的組成及運(yùn)行情況。二、實(shí)驗(yàn)

2、原理在密閉輸送的多泵站等溫輸油管道系統(tǒng)屮，泵站和管道組成一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)， 管道所消耗的能量(包括摩阻損失、髙程差、站內(nèi)局部摩阻和終點(diǎn)所要求的剩余壓力) 等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡關(guān)系。全線的能量供需平衡關(guān)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；全線運(yùn)行的泵站數(shù)；單位流量的水力坡降；乩一管道首站進(jìn)站壓頭，m液柱；hl竟道終點(diǎn)剩余壓頭，m液柱；厶一管道總長(zhǎng)度，m；凍厶.管道起、終點(diǎn)高程，4_個(gè)泵站的站內(nèi)損失，m液柱。根據(jù)上述能量平衡方程，對(duì)以確定管道的輸量和各個(gè)站的進(jìn)出站壓力，分析

3、事故丄 況時(shí)運(yùn)行參數(shù)的變化趨勢(shì)。圖1等溫輸油管道實(shí)驗(yàn)裝置流程圖三、實(shí)驗(yàn)裝置流程實(shí)驗(yàn)裝置管道采用dn40不銹鋼管材，管路全長(zhǎng)315余米，全線設(shè)有三座泵站，等 間距布置，平均站間距約105米。每座泵站設(shè)有兩臺(tái)離心泵串聯(lián)工作(其中笫1#泵可以 變頻調(diào)節(jié))，全線采用泵到泵密閉輸送流程。1、各站離心泵工作參數(shù)全線各站離心泵型號(hào)相同，額定轉(zhuǎn)速下的工作參數(shù)見表k表1各站離心泵工作參數(shù)流量，m'/h36.39151718揚(yáng)程，m282726242322.52、站內(nèi)及站間流程設(shè)置等溫輸油管道實(shí)驗(yàn)裝置有首站1座，中間泵站1座，末站1座；全線采用密閉輸送 方式工作，實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程圖見圖1。首站流程：正輸、

4、站內(nèi)泵串聯(lián)；中間泵站流程：正輸、壓力越站、站內(nèi)泵串聯(lián)。在第23站間，設(shè)冇清管球收發(fā)裝置和用于觀察清管球在竹道內(nèi)運(yùn)行情況的冇機(jī)玻 璃管，并設(shè)有清管切換流程和清管球收發(fā)流程；在笫3站間(最后一個(gè)站間)，設(shè)有觀 察翻越點(diǎn)流動(dòng)狀態(tài)的透明管段和相應(yīng)的切換、調(diào)節(jié)流程；模擬管道堵塞和泄漏的控制閥 門設(shè)在第12、23、3罐站間。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟給實(shí)驗(yàn)裝置操作控制臺(tái)送電，開啟泵機(jī)組控制柜總電源，打開計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。根據(jù)輸汕管道設(shè)計(jì)與管理課程的要求，確定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：1、學(xué)習(xí)管道正常啟動(dòng)、正常啟停泵站的操作方法(1) 啟動(dòng)前確保管路沿線閥門全開，各泵站出口閥開度50%；(2) 按下1#

5、站1#泵的啟動(dòng)開關(guān)，緩慢全開1#站出站閥；(4) 待壓力、流量穩(wěn)定后，啟動(dòng)2#站1#泵，全開2#站出站閥；(5) 待壓力、流量穩(wěn)定后，啟動(dòng)3#站1#泵，全開3#站出站閥。管道正常啟動(dòng)時(shí)記錄各站進(jìn)出站壓力和管道流量，分析壓力參數(shù)的變化情況。停運(yùn) 時(shí)的操作順序與啟動(dòng)時(shí)相反。全線以四個(gè)泵站的1#泵全部投入運(yùn)行作為正常運(yùn)行工況，規(guī)定各站進(jìn)站壓力不得低 于-10kpa,出站壓力不得高于230kpao2、管路特性曲線測(cè)定管路特性illi線是指管路摩阻與流量之間的關(guān)系illi線。測(cè)定管路特性的實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1) 啟動(dòng)1#站1#泵，打開1#站出站閥，待壓力、流量穩(wěn)定后，記錄各站進(jìn)出站壓力 和流量；(2) 啟

6、動(dòng)2#站1#泵，打開2#站出站閥,待壓力、流量穩(wěn)定后，記錄同上數(shù)據(jù);(3) 啟動(dòng)3#站1#泵，打開3#站出站閥,待壓力、流量穩(wěn)定后,記錄同上數(shù)據(jù)；(4) 啟動(dòng)3#站2#泵，打開2#泵出口閥，待壓力、流坤:穩(wěn)定后，記錄同上數(shù)據(jù)。3、界常工況及事故分析處理(1) 模擬管道堵塞實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到止常運(yùn)行工況，關(guān)小2#泵站和3#泵站之間的堵塞閥門，模擬悸道堵 塞情況。理論分析應(yīng)采取什么描施才能使管道恢復(fù)正常工作，列出調(diào)節(jié)步驟并在實(shí)驗(yàn)中 加以驗(yàn)證。調(diào)節(jié)好管道運(yùn)行參數(shù)后，記錄各站進(jìn)出站壓力和流量。(2) 模擬泵站突然停電實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到正常運(yùn)行工況，停2#泵站，模擬突然停電。記錄各站進(jìn)出站壓力和 流量。理論分析

7、應(yīng)采取什么調(diào)節(jié)措施才能使管道重新恢復(fù)正常工作(即各站的進(jìn)出站壓 力處于規(guī)定范圍)，列出調(diào)節(jié)步驟并在實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證。調(diào)節(jié)好管道運(yùn)行參數(shù)后，記錄各 站的進(jìn)出站壓力和流量。(3) 模擬管道泄漏實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到止常運(yùn)行工況，打開泄漏閥，記錄泄漏后各站進(jìn)出站壓力和漏點(diǎn)前 后流量。4、翻越點(diǎn)及翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài)觀察操作步驟：(1) 保持1#站1#泵在運(yùn)彳亍，其余關(guān)閉；(2) 打開閥q403和閥q40-4,關(guān)閉閥q40-2,將流程切換到翻越點(diǎn)觀察流程；(3) 若此時(shí)透明管的最高點(diǎn)不是翻越點(diǎn)(即最高點(diǎn)后無不滿流現(xiàn)彖發(fā)生)，請(qǐng)分析如 何才能使最高點(diǎn)變?yōu)榉近c(diǎn)？(4) 通過調(diào)節(jié)使透明管的最高點(diǎn)變?yōu)榉近c(diǎn)，并觀察翻越

8、點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài)，記錄管 道的流量利各站的進(jìn)出站壓力；(5) 分析消除不滿流的措施并在實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證；(6) 若要將翻越點(diǎn)處的動(dòng)水壓力提高到某個(gè)設(shè)定值(比如0.2mpa)以上，分析應(yīng)采 取的措施并在實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證；(7) 打開閥q40-2,關(guān)閉閥q403和閥q404 將流程恢復(fù)到正常工況流程。5、清管球收發(fā)作業(yè)(1) 將泵關(guān)閉，保持收發(fā)球筒內(nèi)無水。(2) 做好收球發(fā)球準(zhǔn)備工作：如圖2所示，打開閥q40-7. q409、q406、q40-10(3) 做好發(fā)球準(zhǔn)備工作：先打開發(fā)球筒排污閥和進(jìn)氣閥，完全泄壓后關(guān)閉排污閥和進(jìn) 氣閥；打開快速肓板，將清管球塞到發(fā)球筒中至變徑處；關(guān)閉閥q40-k q40-5

9、和q408,打開1#泵或1#2#泵同時(shí)，發(fā)球開始。記錄管道流量和各站進(jìn)出站壓力的變化；（4）觀察清管球在管內(nèi)的運(yùn)行情況；（5）當(dāng)清管球進(jìn)入收球筒后，打開閥q40-1,關(guān)閉閥q406、q407、q40-9和q40-10； 打開收球筒排污閥和進(jìn)氣閥，完全泄壓后關(guān)閉排污閥和進(jìn)氣閥；打開收球筒快速自板， 將清管球從收球筒中取出，然后關(guān)好收球筒快速肓板；6、停運(yùn)針對(duì)正常工況，按合理順序停運(yùn)輸油管道（實(shí)驗(yàn)裝置），關(guān)閉相關(guān)的閥門和電源。 全部實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)閉所有相關(guān)的閥門和電源。五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件用組態(tài)軟件編制，換件釆用西門子s7-200plco在每個(gè)泵站布置 有2個(gè)壓力變送器，分別測(cè)量泵站入

10、口和泵站出口的壓力。在1#泵站出口后和3#泵站出 口后各安裝有1臺(tái)流量計(jì)，用于測(cè)量管道的流量或泄漏點(diǎn)前后的流量。所冇的壓力和流量信號(hào)均為標(biāo)準(zhǔn)齊20ma信號(hào)，傳入數(shù)據(jù)采集箱供計(jì)算機(jī)采集。1、研華采集卡pci1713選用研華pci1713作為數(shù)據(jù)采集模塊，32路模擬量輸入模塊，配接端子，接入壓力 和流量傳感器。2、渦輪流量計(jì)該流量計(jì)由渦輪流量變送器、前置放大器、數(shù)字積算器、瞬時(shí)流量（頻率）指示表 組成。當(dāng)流體流過變送器時(shí)，變送器的渦輪旋轉(zhuǎn)，將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能輸出，產(chǎn)牛電 脈沖信號(hào)，輸出的電脈沖頻率/與流量0之間成線性關(guān)系：q=f/其小f是渦輪流量計(jì) 每流過單位體積液體所發(fā)出的電脈沖數(shù)（脈沖次數(shù)/

11、升），稱為渦輪流量計(jì)的平均常數(shù)。3、壓力傳感器在實(shí)驗(yàn)裝置中，泵站的進(jìn)站壓力冇時(shí)會(huì)低于大氣壓或者為真空，因此需要選用絕壓 傳感器，具壓力零點(diǎn)為真空；泵站的出站壓力一般耍高于大氣壓，只需選用表壓傳感器, 壓力零點(diǎn)為大氣壓。實(shí)驗(yàn)裝置管道中最高壓力為0.5mpao本實(shí)驗(yàn)裝置共安裝了 13個(gè)壓 力傳感器，其中pi、p3、p5三個(gè)傳感器為絕壓傳感器，接在各泵站的進(jìn)口處；其余傳感 器為表壓傳感器，接在各泵站出口處。各傳感器相對(duì)于起點(diǎn)的位置見表2。表2壓力傳感器位置傳感器標(biāo)號(hào)首站2#站3#站p1p2p3p4p5p6距起點(diǎn)的位k(m)01.9105.5107.8213.3215.6六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

12、整理列表表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表況p1p2p3p4p5p6p7pgp901qi2、繪制管路特性曲線，求正常工況下管道與泵站配合的工作點(diǎn)。(1) 計(jì)算出每個(gè)流量下各個(gè)站間的摩阻損失，并數(shù)據(jù)整理列表；(2) 在總角處標(biāo)紙上作出每個(gè)站間的管路特性曲線和相應(yīng)的泵站特性曲線；(3) 在直角坐標(biāo)紙上作出總管路特性曲線和總泵站特性曲線，求出管道與泵站止常 工況下的工作點(diǎn)流量；(4) 用圖解法求岀正常工況下各個(gè)站的進(jìn)出站壓力；(5) 用公式計(jì)算岀正常工況下的管道流量和各個(gè)站的進(jìn)岀站壓力；(6) 將圖解法結(jié)果和解析法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析產(chǎn)生偏差的原因；(7) 畫出不同數(shù)目泵站工作時(shí)的水力坡降線。3、比較各

13、種事故工況和正常工況的數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)的變化判斷事故發(fā)牛的站間, 分析各種事故工況下運(yùn)行參數(shù)的變化趨勢(shì)，與理論分析結(jié)果進(jìn)行比較，討論可采取的調(diào) 節(jié)措施；畫出各種事故工況下的水力坡降線（分理論與實(shí)際）和正常工況的水力坡降線 對(duì)比，以及調(diào)節(jié)z后的水力坡降線；從能量供求關(guān)系的角度討論堵塞事故工況和停電事 故工況的運(yùn)行參數(shù)變化有什么相同和不同z處。4、比較清管球發(fā)送前后管道流量和各站進(jìn)出站壓力的變化，分析清管過程的能耗情 況。5、描述翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài)，分析影響翻越點(diǎn)的因素，給出消除翻越點(diǎn)后不滿流以 及將翻越點(diǎn)處動(dòng)水壓力提高到20kpa以上應(yīng)采取的扌告施。6、實(shí)驗(yàn)的收獲及改進(jìn)建議。七、思考題1、離心泵的啟動(dòng)步驟有哪些？2、離心泵啟動(dòng)前為