輸油管道設(shè)計(jì)與管理1

1、 管道是石油生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，是石油工業(yè)的動(dòng)脈。管道是石油生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，是石油工業(yè)的動(dòng)脈。在石油的生產(chǎn)過程中，自始至終都離不開管道。我們可在石油的生產(chǎn)過程中，自始至終都離不開管道。我們可以把石油的生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單的表示為：以把石油的生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單的表示為：用戶用戶煉油廠煉油廠礦場(chǎng)油庫礦場(chǎng)油庫轉(zhuǎn)油站轉(zhuǎn)油站聯(lián)合站聯(lián)合站計(jì)量站計(jì)量站油井油井礦場(chǎng)油氣集輸系統(tǒng)礦場(chǎng)油氣集輸系統(tǒng)長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)輸管道原油管道原油管道成品油管道成品油管道一、輸油管道概況一、輸油管道概況1、輸油管道的發(fā)展歷、輸油管道的發(fā)展歷史史1879年，在美國的賓夕法尼亞鋪設(shè)了一條口徑為年，在美國的賓夕法尼亞鋪設(shè)了一條口徑為150mm，長(zhǎng)，

2、長(zhǎng)為為17.4km的輸油管道。的輸油管道。 1886年，美國又鋪設(shè)了一條口徑為年，美國又鋪設(shè)了一條口徑為200mm，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為139km的輸?shù)妮斢凸艿?。油管道?管道工業(yè)有著悠久的歷史。中國是最早使用管道輸送流體的國管道工業(yè)有著悠久的歷史。中國是最早使用管道輸送流體的國家。早在公元前的秦漢時(shí)代，就有人用打通家。早在公元前的秦漢時(shí)代，就有人用打通了了節(jié)的竹子連接起節(jié)的竹子連接起來輸送鹵水，隨后又用于輸送天然氣。現(xiàn)代管道始于來輸送鹵水，隨后又用于輸送天然氣?，F(xiàn)代管道始于19世紀(jì)中世紀(jì)中葉，葉，1859年，美國賓夕法尼亞打出了第一口油井，所生產(chǎn)的原年，美國賓夕法尼亞打出了第一口油井，所生產(chǎn)的原油起初

3、用馬車?yán)\(yùn)，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的交通擁擠。直到油起初用馬車?yán)\(yùn)，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的交通擁擠。直到1865年，年，才建造了第一條用于輸送原油的管道。直徑為才建造了第一條用于輸送原油的管道。直徑為50mm，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為10km，輸量為，輸量為2.8 m3/h,用往復(fù)泵驅(qū)動(dòng)。用往復(fù)泵驅(qū)動(dòng)。 1920年前，管道均采用絲扣連接，因此管徑較小。年前，管道均采用絲扣連接，因此管徑較小。1920年，年，在管道鋪設(shè)中開始采用氣焊，隨后又被電焊所取代。金屬焊在管道鋪設(shè)中開始采用氣焊，隨后又被電焊所取代。金屬焊接工藝的發(fā)展和完善促進(jìn)了大口徑、長(zhǎng)距離管道的發(fā)展，同接工藝的發(fā)展和完善促進(jìn)了大口徑、長(zhǎng)距離管道的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了

4、新管材的使用。但真正具有現(xiàn)代規(guī)模的長(zhǎng)輸管道時(shí)也促進(jìn)了新管材的使用。但真正具有現(xiàn)代規(guī)模的長(zhǎng)輸管道始于第二次世界大戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，美國急需將西始于第二次世界大戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，美國急需將西南部油田生產(chǎn)的油運(yùn)往東海岸，但由于戰(zhàn)爭(zhēng)，海上運(yùn)輸常常南部油田生產(chǎn)的油運(yùn)往東海岸，但由于戰(zhàn)爭(zhēng)，海上運(yùn)輸常常被封鎖而中斷，這就促使美國鋪設(shè)了兩條輸油管道。一條是被封鎖而中斷，這就促使美國鋪設(shè)了兩條輸油管道。一條是原油管道，口徑為原油管道，口徑為600mm，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為2158km，輸量為，輸量為47700m3/d(1500萬噸萬噸/年年)，由德克薩斯到賓夕法尼亞。另一條，由德克薩斯到賓夕法尼亞。另一條

5、為成品油管道，口徑為為成品油管道，口徑為500mm，包括支線全長(zhǎng)為，包括支線全長(zhǎng)為2745km，輸，輸量為量為3760m3/d(1300萬噸萬噸/年年)，由德克薩斯到新澤西，同時(shí)還，由德克薩斯到新澤西，同時(shí)還鋪設(shè)了一條輸氣管道，口徑為鋪設(shè)了一條輸氣管道，口徑為600mm，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為2035km，由西南，由西南部到東海岸。部到東海岸。從從60年代起，輸油管道向大口徑、長(zhǎng)距離的方向發(fā)展，并出年代起，輸油管道向大口徑、長(zhǎng)距離的方向發(fā)展，并出現(xiàn)許多跨國管線。較著名的有：現(xiàn)許多跨國管線。較著名的有： 1964年，原蘇聯(lián)建成了蘇聯(lián)東歐的年，原蘇聯(lián)建成了蘇聯(lián)東歐的“友誼友誼”輸油管道，輸油管道，口徑為口徑為

6、1020mm,長(zhǎng)為長(zhǎng)為5500km。 1977年，建成了第二條年，建成了第二條“友誼友誼”輸油管道，在原蘇聯(lián)境內(nèi)與輸油管道，在原蘇聯(lián)境內(nèi)與第一條管線平行，口徑為第一條管線平行，口徑為1220mm,長(zhǎng)為長(zhǎng)為4412km,經(jīng)波蘭至東經(jīng)波蘭至東德。兩條管線的輸量約為德。兩條管線的輸量約為1億噸億噸/年。年。 1977年，美國建成了世界上第一條伸入北極的橫貫阿拉斯加年，美國建成了世界上第一條伸入北極的橫貫阿拉斯加管道管道,口徑為口徑為1220mm，全長(zhǎng)為，全長(zhǎng)為1287km，其中，其中900km管道采用管道采用架空保溫鋪設(shè)。年輸量約為架空保溫鋪設(shè)。年輸量約為1.2億億m3，不設(shè)加熱站，流速達(dá)，不設(shè)加熱

7、站，流速達(dá)3m/s，靠摩擦熱保持油溫不低于，靠摩擦熱保持油溫不低于60，投資，投資77億美元。億美元。 1988年，美國建成了從西部圣巴巴拉至休斯頓的原油管道，年，美國建成了從西部圣巴巴拉至休斯頓的原油管道，管徑管徑762mm,總長(zhǎng)總長(zhǎng)2731km，年輸油能力約為，年輸油能力約為1600萬噸。萬噸。同時(shí)，成品油管道也獲得了迅速發(fā)展。典型的是美國的科同時(shí)，成品油管道也獲得了迅速發(fā)展。典型的是美國的科羅尼爾成品油管道系統(tǒng)。干線口徑為羅尼爾成品油管道系統(tǒng)。干線口徑為750、800、900、1000mm,總長(zhǎng)為總長(zhǎng)為8413km,輸油能力為輸油能力為1.4億噸億噸/年。年。 2、長(zhǎng)輸管道的發(fā)展趨勢(shì)、長(zhǎng)

8、輸管道的發(fā)展趨勢(shì) (1) 高壓力、大口徑的大型輸油管道高壓力、大口徑的大型輸油管道 (2) 采用高強(qiáng)度、高韌性、可焊性良好的管材采用高強(qiáng)度、高韌性、可焊性良好的管材 (4) 采用先進(jìn)的輸油工藝和技術(shù)采用先進(jìn)的輸油工藝和技術(shù) (3) 采用新型、高效、露天設(shè)備采用新型、高效、露天設(shè)備 a. 設(shè)計(jì)方面，采用航空選線設(shè)計(jì)方面，采用航空選線. b.采用密閉輸送工藝流程，減少油氣損耗和采用密閉輸送工藝流程，減少油氣損耗和 壓壓 能損耗。能損耗。 c.采用計(jì)算機(jī)自控、遙控技術(shù)。采用計(jì)算機(jī)自控、遙控技術(shù)。 d.用化學(xué)藥劑（減阻劑、降凝劑）降低能耗。用化學(xué)藥劑（減阻劑、降凝劑）降低能耗。 3、管道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)、管

9、道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) 運(yùn)量大，基建費(fèi)用低（與鐵路相比）運(yùn)量大，基建費(fèi)用低（與鐵路相比） 。 管輸適于大量、單向、定點(diǎn)的運(yùn)輸，不如鐵路、公路運(yùn)管輸適于大量、單向、定點(diǎn)的運(yùn)輸，不如鐵路、公路運(yùn)輸靈活。輸靈活。 占地少，受地形限制少。占地少，受地形限制少。 運(yùn)價(jià)低，耗能少。運(yùn)價(jià)低，耗能少。 便于管理，易于實(shí)現(xiàn)集中控制，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。便于管理，易于實(shí)現(xiàn)集中控制，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。 受外界限制少，可長(zhǎng)期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，對(duì)環(huán)境受外界限制少，可長(zhǎng)期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，對(duì)環(huán)境 的污染小。的污染小。輸油管道概況輸油管道概況一條一條720管線的輸量約等于一條單線管線的輸量約等于一條單線鐵路的運(yùn)量，但造價(jià)不如鐵路的鐵路的運(yùn)量，但造價(jià)不

10、如鐵路的1/2。管線埋于地下，基本不受惡管線埋于地下，基本不受惡劣氣候的影響，油氣污染和劣氣候的影響，油氣污染和噪聲污染都比鐵路小得多。噪聲污染都比鐵路小得多。原蘇聯(lián)管線運(yùn)價(jià)約為鐵路的原蘇聯(lián)管線運(yùn)價(jià)約為鐵路的1/2，美國約為鐵路的美國約為鐵路的1/7-1/10 ，我國，我國目前基本與鐵路持平目前基本與鐵路持平。管線埋于地下，地面仍可耕種。鐵路管線埋于地下，地面仍可耕種。鐵路的坡度一般不能超過的坡度一般不能超過30度，而管線不度，而管線不受坡度的限制，有利于翻山越嶺，取受坡度的限制，有利于翻山越嶺，取捷徑，起終點(diǎn)相同的兩地間，管線的捷徑，起終點(diǎn)相同的兩地間，管線的長(zhǎng)度一般要比鐵路短長(zhǎng)度一般要比鐵

11、路短30%。4、我國輸油管道概況、我國輸油管道概況 1958年以前，我國輸油管道還是一個(gè)空白。年以前，我國輸油管道還是一個(gè)空白。1958年，我國修年，我國修建了第一條長(zhǎng)輸管道：克拉瑪依建了第一條長(zhǎng)輸管道：克拉瑪依獨(dú)山子原油管道。隨著我獨(dú)山子原油管道。隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，國石油工業(yè)的發(fā)展，20世紀(jì)世紀(jì)70年代開始興建大型輸油管道，年代開始興建大型輸油管道，我國管道工業(yè)進(jìn)入第一個(gè)發(fā)展高潮我國管道工業(yè)進(jìn)入第一個(gè)發(fā)展高潮,建設(shè)的管道主要是原油建設(shè)的管道主要是原油管道。到目前為止管道。到目前為止,我國鋪設(shè)的百公里以上的原油長(zhǎng)輸管道我國鋪設(shè)的百公里以上的原油長(zhǎng)輸管道40余條余條,管徑為管徑為15972

12、0,形成了具有一定規(guī)模的原油管網(wǎng)形成了具有一定規(guī)模的原油管網(wǎng)(見見全國油氣管線分布圖全國油氣管線分布圖)。我國管道工業(yè)繼第一個(gè)發(fā)展高潮之后，于我國管道工業(yè)繼第一個(gè)發(fā)展高潮之后，于20世紀(jì)世紀(jì)90年代中期年代中期逐漸進(jìn)入第二個(gè)發(fā)展高潮，而且目前已經(jīng)處在發(fā)展高潮之中。逐漸進(jìn)入第二個(gè)發(fā)展高潮，而且目前已經(jīng)處在發(fā)展高潮之中。此次發(fā)展高潮以天然氣管道和成品油管道建設(shè)為主。近幾年此次發(fā)展高潮以天然氣管道和成品油管道建設(shè)為主。近幾年來，我國已經(jīng)建成的或正在興建中的管道有，西氣東輸管道、來，我國已經(jīng)建成的或正在興建中的管道有，西氣東輸管道、澀北西寧蘭州天然氣管道、蘭州成都重慶成品油管道、茂名澀北西寧蘭州天然氣

13、管道、蘭州成都重慶成品油管道、茂名至昆明成品油管道、忠縣至武漢天然氣管道、寧波上海至昆明成品油管道、忠縣至武漢天然氣管道、寧波上海南南京進(jìn)口原油管道、環(huán)珠江三角洲液化天然氣管道、鎮(zhèn)海至蕭京進(jìn)口原油管道、環(huán)珠江三角洲液化天然氣管道、鎮(zhèn)海至蕭山成品油管道，以及平湖至上海的海底天然氣管道等。正準(zhǔn)山成品油管道，以及平湖至上海的海底天然氣管道等。正準(zhǔn)備興建的管道還有中俄天然氣管道、中俄原油管道，遠(yuǎn)景規(guī)備興建的管道還有中俄天然氣管道、中俄原油管道，遠(yuǎn)景規(guī)劃可能還有吐庫曼斯坦至中國的天然氣管道、西西伯利亞至劃可能還有吐庫曼斯坦至中國的天然氣管道、西西伯利亞至中國天然氣管道，以及蘇里格氣田的外輸管道等。中國天

14、然氣管道，以及蘇里格氣田的外輸管道等。阿爾善阿爾善-賽漢賽漢塔拉原油管道塔拉原油管道在東北和華北地區(qū)，先后建成了慶鐵在東北和華北地區(qū)，先后建成了慶鐵線、鐵大線、鐵秦線、秦京線、鐵扶線、鐵大線、鐵秦線、秦京線、鐵扶線、撫鞍線和任京線，形成了規(guī)模較線、撫鞍線和任京線，形成了規(guī)模較大的東北管網(wǎng)，擔(dān)負(fù)了大慶油田、遼大的東北管網(wǎng)，擔(dān)負(fù)了大慶油田、遼河油田、華北油田的原油外輸任務(wù)。河油田、華北油田的原油外輸任務(wù)。在華東華北地區(qū)，先后建成了魯寧線、濮臨線、在華東華北地區(qū)，先后建成了魯寧線、濮臨線、滄臨線、中洛線、東臨線、東黃線、東黃復(fù)線、滄臨線、中洛線、東臨線、東黃線、東黃復(fù)線、東辛線、臨濟(jì)線，形成了規(guī)模較

15、大的華東原油東辛線、臨濟(jì)線，形成了規(guī)模較大的華東原油管網(wǎng)，擔(dān)負(fù)了勝利油田、中原油田的原油外輸管網(wǎng)，擔(dān)負(fù)了勝利油田、中原油田的原油外輸任務(wù)。另外，已經(jīng)停止運(yùn)行的任滄線實(shí)際上已任務(wù)。另外，已經(jīng)停止運(yùn)行的任滄線實(shí)際上已將東北和華東兩大管網(wǎng)連為一體。將東北和華東兩大管網(wǎng)連為一體。在華中地區(qū)，魏荊線擔(dān)負(fù)了河南油田的原在華中地區(qū)，魏荊線擔(dān)負(fù)了河南油田的原油外輸任務(wù)。在華南地區(qū)，湛茂線擔(dān)負(fù)了油外輸任務(wù)。在華南地區(qū)，湛茂線擔(dān)負(fù)了茂名石化的供油任務(wù)。在內(nèi)蒙境內(nèi)阿賽線茂名石化的供油任務(wù)。在內(nèi)蒙境內(nèi)阿賽線擔(dān)負(fù)了二連油田的原油外輸任務(wù)。擔(dān)負(fù)了二連油田的原油外輸任務(wù)。在西北地區(qū)，克獨(dú)線、克烏線擔(dān)負(fù)了克拉在西北地區(qū)，克獨(dú)

16、線、克烏線擔(dān)負(fù)了克拉瑪依油田的原油外輸任務(wù)；花格線擔(dān)負(fù)了瑪依油田的原油外輸任務(wù)；花格線擔(dān)負(fù)了青海油田的原油外輸任務(wù)；馬惠寧線、靖青海油田的原油外輸任務(wù)；馬惠寧線、靖咸線擔(dān)負(fù)了長(zhǎng)慶油田的原油外輸任務(wù)；庫咸線擔(dān)負(fù)了長(zhǎng)慶油田的原油外輸任務(wù)；庫鄯線擔(dān)負(fù)了塔里木油田的原油外輸任務(wù)。鄯線擔(dān)負(fù)了塔里木油田的原油外輸任務(wù)。四川油田管網(wǎng)四川油田管網(wǎng)馬惠寧馬惠寧線線花格花格線線魏荊線魏荊線二、二、 輸油泵站的工作特性輸油泵站的工作特性 1、長(zhǎng)輸管道的泵機(jī)組類型、長(zhǎng)輸管道的泵機(jī)組類型 輸油泵站的作用輸油泵站的作用:由于離心泵具有排量大、揚(yáng)程高、效率高、流量調(diào)節(jié)方便、由于離心泵具有排量大、揚(yáng)程高、效率高、流量調(diào)節(jié)方便

17、、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)輸管道上得到廣泛應(yīng)用。運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)輸管道上得到廣泛應(yīng)用。 不斷向油流提供一定的壓力能，以便其能繼續(xù)流動(dòng)。不斷向油流提供一定的壓力能，以便其能繼續(xù)流動(dòng)。 長(zhǎng)距離輸油管道均采用離心泵，很少使用其他類型的泵。長(zhǎng)距離輸油管道均采用離心泵，很少使用其他類型的泵。 離心泵的型式有兩種：離心泵的型式有兩種： 多級(jí)（高壓）泵多級(jí)（高壓）泵:排量較小排量較小,又稱為并聯(lián)泵；又稱為并聯(lián)泵； 單級(jí)（低壓）泵單級(jí)（低壓）泵:排量大，揚(yáng)程低，又稱為串聯(lián)泵。排量大，揚(yáng)程低，又稱為串聯(lián)泵。 (1) 長(zhǎng)輸管道用泵長(zhǎng)輸管道用泵 一般來說，輸油泵站上均采用單一的并聯(lián)泵或串聯(lián)泵，很一般來說，輸油泵站上

18、均采用單一的并聯(lián)泵或串聯(lián)泵，很少串并聯(lián)泵混合使用，有時(shí)可能在大功率并聯(lián)泵或串聯(lián)泵前串少串并聯(lián)泵混合使用，有時(shí)可能在大功率并聯(lián)泵或串聯(lián)泵前串聯(lián)低揚(yáng)程大排量的給油泵，以提高主泵的進(jìn)泵壓力。聯(lián)低揚(yáng)程大排量的給油泵，以提高主泵的進(jìn)泵壓力。 串聯(lián)泵具有排量大、揚(yáng)程低、效率高的特點(diǎn)。我國試制的串聯(lián)泵具有排量大、揚(yáng)程低、效率高的特點(diǎn)。我國試制的KS型串聯(lián)泵比并聯(lián)泵效率高型串聯(lián)泵比并聯(lián)泵效率高10%左右，而國外生產(chǎn)的串聯(lián)泵左右，而國外生產(chǎn)的串聯(lián)泵比國內(nèi)多數(shù)管道采用的并聯(lián)泵效率高出比國內(nèi)多數(shù)管道采用的并聯(lián)泵效率高出18%左右。左右。 長(zhǎng)距離輸油管道是耗能大戶，而長(zhǎng)距離輸油管道是耗能大戶，而等溫輸?shù)葴剌斢凸艿赖暮?/p>

19、能油管道的耗能設(shè)備主要是輸油主泵，因此提高輸油主泵的效率是提高等設(shè)備主要是輸油主泵，因此提高輸油主泵的效率是提高等溫溫輸輸油管道經(jīng)濟(jì)效益的主要途徑。如果將我國目前輸油管油管道經(jīng)濟(jì)效益的主要途徑。如果將我國目前輸油管道的輸油主泵效率由道的輸油主泵效率由70%左右提高左右提高85%左右，輸油電耗將左右，輸油電耗將減少減少20%以上。因此，在成品油管道的日常管理中，加強(qiáng)以上。因此，在成品油管道的日常管理中，加強(qiáng)對(duì)輸油主泵的維修保養(yǎng)，使其始終處于高效狀態(tài)，對(duì)提高對(duì)輸油主泵的維修保養(yǎng)，使其始終處于高效狀態(tài)，對(duì)提高輸油管道的經(jīng)濟(jì)效益非常重要。輸油管道的經(jīng)濟(jì)效益非常重要。(2) 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)

20、柴油機(jī)柴油機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī) 輸油泵的原動(dòng)機(jī)應(yīng)根據(jù)泵的性能參數(shù)、原動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)、輸油泵的原動(dòng)機(jī)應(yīng)根據(jù)泵的性能參數(shù)、原動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)、能源供應(yīng)情況、管道自控及調(diào)節(jié)方式等因素決定。分為能源供應(yīng)情況、管道自控及調(diào)節(jié)方式等因素決定。分為 ：電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、噪音低、運(yùn)行電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于平穩(wěn)可靠、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于電力供應(yīng)充足的地區(qū)一般均采用電動(dòng)機(jī)作為電力供應(yīng)充足的地區(qū)一般均采用電動(dòng)機(jī)作為的原動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是調(diào)速困難，需要專門的的原動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是調(diào)速困難，需要專門的調(diào)速裝置。但對(duì)于電網(wǎng)覆蓋不到的地區(qū)，是調(diào)速裝置。但對(duì)于電網(wǎng)覆蓋不到的

21、地區(qū)，是否采用電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。如果需要架否采用電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。如果需要架設(shè)長(zhǎng)距離輸電線路，采用電動(dòng)機(jī)是不合適的。設(shè)長(zhǎng)距離輸電線路，采用電動(dòng)機(jī)是不合適的。與電動(dòng)機(jī)相比，柴油機(jī)有許多不足之處：與電動(dòng)機(jī)相比，柴油機(jī)有許多不足之處：體積大、噪音大、運(yùn)行管理不方便、易體積大、噪音大、運(yùn)行管理不方便、易損件多、維修工作量大、需要解決燃料損件多、維修工作量大、需要解決燃料供應(yīng)問題。其優(yōu)點(diǎn)是可調(diào)速。對(duì)于未被供應(yīng)問題。其優(yōu)點(diǎn)是可調(diào)速。對(duì)于未被電網(wǎng)覆蓋或電力供應(yīng)不足的地區(qū)，采用電網(wǎng)覆蓋或電力供應(yīng)不足的地區(qū)，采用柴油機(jī)可能更為經(jīng)濟(jì)。柴油機(jī)可能更為經(jīng)濟(jì)。燃?xì)廨啓C(jī)單位功率的重量和體積都比柴油燃?xì)廨啓C(jī)單位功率

22、的重量和體積都比柴油機(jī)小得多，可以用油品和天然氣作燃料，機(jī)小得多，可以用油品和天然氣作燃料，不用冷卻水，便于自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可不用冷卻水，便于自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠，功率大，轉(zhuǎn)速可調(diào)。一些退役的航空靠，功率大，轉(zhuǎn)速可調(diào)。一些退役的航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)改型后可用于驅(qū)動(dòng)離心泵。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)改型后可用于驅(qū)動(dòng)離心泵。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的大型油氣管線，采用燃?xì)廨啓C(jī)偏遠(yuǎn)地區(qū)的大型油氣管線，采用燃?xì)廨啓C(jī)可能是比較好地選擇。如前面提到的橫貫可能是比較好地選擇。如前面提到的橫貫阿拉斯加管線采用的就是改型后的航空燃阿拉斯加管線采用的就是改型后的航空燃?xì)廨啓C(jī)。氣輪機(jī)。2、離心泵的工作特性、離心泵的工作特性 對(duì)于電動(dòng)離心泵機(jī)組，

23、目前原動(dòng)機(jī)普遍采用異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)于電動(dòng)離心泵機(jī)組，目前原動(dòng)機(jī)普遍采用異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為常數(shù)。因此轉(zhuǎn)速為常數(shù)。因此H=f(q)，揚(yáng)程是流量的單值函數(shù)，一般，揚(yáng)程是流量的單值函數(shù)，一般可用二次拋物線方程可用二次拋物線方程H=a-bq2表示。表示。 對(duì)于長(zhǎng)輸管道，常采用對(duì)于長(zhǎng)輸管道，常采用H=a-bq2-m的形式，其中的形式，其中a、b為常為常數(shù)，可根據(jù)泵特性數(shù)據(jù)由最小二乘法求得；數(shù)，可根據(jù)泵特性數(shù)據(jù)由最小二乘法求得；m與流態(tài)有與流態(tài)有關(guān)關(guān);q為單泵排量。采用上式描述泵特性，與實(shí)測(cè)值的最大為單泵排量。采用上式描述泵特性，與實(shí)測(cè)值的最大偏差偏差 2%。3、改變泵特性的方法、改變泵特性的方法 改變泵特性

24、的方法主要有：改變泵特性的方法主要有： (1) 切削葉輪切削葉輪 mmqDDbDDaH 2020a,b與葉輪直徑與葉輪直徑D0 對(duì)應(yīng)的泵特性方程中對(duì)應(yīng)的泵特性方程中的兩個(gè)常系數(shù)的兩個(gè)常系數(shù)mm,0變化前后的葉輪直徑變化前后的葉輪直徑、式中：式中：DD(2) 改變泵的轉(zhuǎn)速改變泵的轉(zhuǎn)速 mmqnnbnnaH 2020n調(diào)速后泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)速后泵的轉(zhuǎn)速，r/min n0調(diào)速前泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)速前泵的轉(zhuǎn)速，r/mina,b與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n0 對(duì)應(yīng)的泵特性方程中的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的泵特性方程中的兩個(gè)常系數(shù)常系數(shù)式中：式中：4、輸油泵站的工作特性、輸油泵站的工作特性 輸油泵站的工作特性可用輸油泵站的工作特性可用H=f(Q

25、)表示表示 輸油泵的基本組合方式一般有兩種：串聯(lián)和并聯(lián)輸油泵的基本組合方式一般有兩種：串聯(lián)和并聯(lián) (1) 并聯(lián)泵站的工作特性并聯(lián)泵站的工作特性QHc q2 q1并聯(lián)泵站的特點(diǎn)并聯(lián)泵站的特點(diǎn) ：泵站的流量等于正在運(yùn)行的輸油泵的流量之和，每臺(tái)泵的泵站的流量等于正在運(yùn)行的輸油泵的流量之和，每臺(tái)泵的揚(yáng)程均等于泵站的揚(yáng)程。即：揚(yáng)程均等于泵站的揚(yáng)程。即： mmcbqaBQAH 22 qQ設(shè)有設(shè)有n1臺(tái)型號(hào)相同的泵并聯(lián)，即臺(tái)型號(hào)相同的泵并聯(lián)，即 1/nQq mmmcQnbanQbaH 22121 A=a bnBm 211注意注意 ：泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，在改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)時(shí)，要防止電泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，在改變運(yùn)行的泵機(jī)

26、組數(shù)時(shí)，要防止電機(jī)過載。機(jī)過載。則：則：例如兩臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)，若一臺(tái)泵停運(yùn)，由例如兩臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)，若一臺(tái)泵停運(yùn)，由特性曲線知，單泵的排量特性曲線知，單泵的排量qQ/2，排量，排量增加，功率上升，電機(jī)有可能過載。增加，功率上升，電機(jī)有可能過載。H管路管路單泵單泵并聯(lián)并聯(lián)QqQ/2(2) 串聯(lián)泵站的工作特性串聯(lián)泵站的工作特性 Q Hc q2,H2 q1,H1 各泵流量相等，各泵流量相等，q=Q icHH設(shè)有設(shè)有n2臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)，則：臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)，則： mcbQnanHnH 2222bnBanA22 ， 泵站揚(yáng)程等于各泵揚(yáng)程之和：泵站揚(yáng)程等于各泵揚(yáng)程之和：特點(diǎn)：特點(diǎn)：(3) 串、并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的

27、確定串、并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定 選擇泵機(jī)組數(shù)的原則主要有四條：選擇泵機(jī)組數(shù)的原則主要有四條： 滿足輸量要求；滿足輸量要求；充分利用管路的承壓能力；充分利用管路的承壓能力；泵在高效區(qū)工作；泵在高效區(qū)工作；泵的臺(tái)數(shù)符合規(guī)范要求（不超過四臺(tái)）。泵的臺(tái)數(shù)符合規(guī)范要求（不超過四臺(tái)）。 并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定qQn 其其中中 :Q為任務(wù)輸量，為任務(wù)輸量， q為單泵的額定排量為單泵的額定排量 顯然顯然 不一定是整數(shù)不一定是整數(shù) ，只能取與之相近的整數(shù)，這就是泵機(jī)，只能取與之相近的整數(shù)，這就是泵機(jī)組數(shù)的化整問題。組數(shù)的化整問題。 n如果管線的發(fā)展趨勢(shì)是輸量增加，則應(yīng)向大化，否則向小化。如果管線的發(fā)展

28、趨勢(shì)是輸量增加，則應(yīng)向大化，否則向小化。一般情況下要向大化。一般情況下要向大化。 由此可見并聯(lián)泵的臺(tái)數(shù)主要根據(jù)輸量確定，而泵的級(jí)數(shù)（揚(yáng)由此可見并聯(lián)泵的臺(tái)數(shù)主要根據(jù)輸量確定，而泵的級(jí)數(shù)（揚(yáng)程）則要根據(jù)管路的允許工作壓力確定。另外根據(jù)規(guī)范規(guī)定，程）則要根據(jù)管路的允許工作壓力確定。另外根據(jù)規(guī)范規(guī)定，泵站至少設(shè)一臺(tái)備用泵。泵站至少設(shè)一臺(tái)備用泵。 串聯(lián)泵串聯(lián)泵 HHn 其中：其中：H 為管路的許用強(qiáng)度（允許承壓能力）為管路的許用強(qiáng)度（允許承壓能力） H 為單泵的額定揚(yáng)程。為單泵的額定揚(yáng)程。 一般來說，串聯(lián)泵的應(yīng)向小化，如果向大化，則排出壓力可一般來說，串聯(lián)泵的應(yīng)向小化，如果向大化，則排出壓力可能超過管子

29、的許用強(qiáng)度，是很危險(xiǎn)的。而且向大化后，泵站能超過管子的許用強(qiáng)度，是很危險(xiǎn)的。而且向大化后，泵站數(shù)將減少，開泵方案少，操作不靈活。串聯(lián)泵的額定排量根數(shù)將減少，開泵方案少，操作不靈活。串聯(lián)泵的額定排量根據(jù)管線任務(wù)輸量確定。據(jù)管線任務(wù)輸量確定。(4) 串、并聯(lián)組合形式的確定串、并聯(lián)組合形式的確定 從管特性和地形方面考慮，串聯(lián)泵更適合于地形平坦的地從管特性和地形方面考慮，串聯(lián)泵更適合于地形平坦的地區(qū)和下坡段，這種情況下管路特性較陡，所以也可以說串區(qū)和下坡段，這種情況下管路特性較陡，所以也可以說串聯(lián)泵更適合于管路特性較陡的情況。這一點(diǎn)可以用如圖所聯(lián)泵更適合于管路特性較陡的情況。這一點(diǎn)可以用如圖所示的特性

30、曲線解釋。示的特性曲線解釋。 從經(jīng)濟(jì)方面考慮，串聯(lián)效率較高，比較經(jīng)濟(jì)。我國并聯(lián)泵從經(jīng)濟(jì)方面考慮，串聯(lián)效率較高，比較經(jīng)濟(jì)。我國并聯(lián)泵的效率一般只有的效率一般只有70%左右，而串聯(lián)泵的效率可達(dá)左右，而串聯(lián)泵的效率可達(dá)90%。串。串聯(lián)泵的特點(diǎn)是：揚(yáng)程低、排量大、葉輪直徑小、流通面積聯(lián)泵的特點(diǎn)是：揚(yáng)程低、排量大、葉輪直徑小、流通面積大，故泵損失小，效率高。大，故泵損失小，效率高。 Q1 Q2ABC h1h2并聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)單泵并聯(lián)單泵串聯(lián)單泵串聯(lián)單泵HQ平坦地區(qū)或下坡段串聯(lián)泵與并聯(lián)泵的比較平坦地區(qū)或下坡段串聯(lián)泵與并聯(lián)泵的比較 如圖所示，正常運(yùn)行時(shí)，串、并聯(lián)泵均需兩臺(tái)泵工作，如圖所示，正常運(yùn)行時(shí)，串

31、、并聯(lián)泵均需兩臺(tái)泵工作，工作點(diǎn)為工作點(diǎn)為A ，流量為，流量為Q1。當(dāng)需將輸量降為當(dāng)需將輸量降為Q2=1/2Q1時(shí)，串、時(shí)，串、并聯(lián)泵均只開一臺(tái)泵即可。工作點(diǎn)分別為并聯(lián)泵均只開一臺(tái)泵即可。工作點(diǎn)分別為B、C。串聯(lián)泵的。串聯(lián)泵的節(jié)流損失為節(jié)流損失為 ，并聯(lián)泵的節(jié)流損失為，并聯(lián)泵的節(jié)流損失為 ，顯然，顯然 ，因此采用串聯(lián)泵較經(jīng)濟(jì)，可適應(yīng)輸量的較大變化。因此采用串聯(lián)泵較經(jīng)濟(jì)，可適應(yīng)輸量的較大變化。1h 2h 12hh 并聯(lián)泵更適合于地形比較陡、高差比較大的爬坡地區(qū)，并聯(lián)泵更適合于地形比較陡、高差比較大的爬坡地區(qū)，此時(shí)站間管道較短，管路特性較平，泵所提供的能量主要用此時(shí)站間管道較短，管路特性較平，泵所提

32、供的能量主要用于克服很大的位差靜壓頭。于克服很大的位差靜壓頭。 Q2 Q1ABC h1 h2并聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)單泵并聯(lián)單泵串聯(lián)單泵串聯(lián)單泵HQ上坡段串聯(lián)泵與并聯(lián)泵的比較上坡段串聯(lián)泵與并聯(lián)泵的比較如圖所示，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)泵運(yùn)行，輸量為如圖所示，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)泵運(yùn)行，輸量為Q1，當(dāng)輸量需降，當(dāng)輸量需降為為Q2=1/2Q1時(shí)，并聯(lián)泵只開一臺(tái)泵即可，節(jié)流損失為時(shí)，并聯(lián)泵只開一臺(tái)泵即可，節(jié)流損失為 ，而，而串聯(lián)泵仍需開兩臺(tái)泵，節(jié)流損失為串聯(lián)泵仍需開兩臺(tái)泵，節(jié)流損失為 ，顯然，顯然 。因此，對(duì)于管路特性較平（地形較陡）的情況，并聯(lián)泵更能因此，對(duì)于管路特性較平（地形較陡）的情況，并聯(lián)泵更能適應(yīng)流量的較大變

33、化。適應(yīng)流量的較大變化。1h 2h 12hh 串聯(lián)泵便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和優(yōu)化運(yùn)行。串聯(lián)泵便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和優(yōu)化運(yùn)行。 目前國內(nèi)管線使用的基本上都是并聯(lián)泵組合形式，而目前國內(nèi)管線使用的基本上都是并聯(lián)泵組合形式，而我國大部分管線處于平原地帶，高差很小，因而造成節(jié)流我國大部分管線處于平原地帶，高差很小，因而造成節(jié)流損失大，調(diào)節(jié)困難，不易實(shí)現(xiàn)密封輸送。因此，東部管線損失大，調(diào)節(jié)困難，不易實(shí)現(xiàn)密封輸送。因此，東部管線改造的一個(gè)重要任務(wù)是并聯(lián)泵改串聯(lián)泵，進(jìn)而改旁接油罐改造的一個(gè)重要任務(wù)是并聯(lián)泵改串聯(lián)泵，進(jìn)而改旁接油罐流程為密閉流程，實(shí)行優(yōu)化運(yùn)行。流程為密閉流程，實(shí)行優(yōu)化運(yùn)行。 A、不存在超載問題、不存在超載

34、問題B、調(diào)節(jié)方便、調(diào)節(jié)方便C、流程簡(jiǎn)單、流程簡(jiǎn)單D、調(diào)節(jié)方案多、調(diào)節(jié)方案多1、管路的壓降計(jì)算、管路的壓降計(jì)算根據(jù)流體力學(xué)理論，輸油管道的總壓降可表示為：根據(jù)流體力學(xué)理論，輸油管道的總壓降可表示為： QjLzzhhH 其中：其中：hL為沿程摩阻為沿程摩阻 h為局部摩阻為局部摩阻 (zj-zQ) 為計(jì)算高程差為計(jì)算高程差 三、輸油管道的壓能損失三、輸油管道的壓能損失2、水力摩阻系數(shù)的計(jì)算、水力摩阻系數(shù)的計(jì)算 計(jì)算長(zhǎng)輸管道的摩阻損失主要是計(jì)算沿程摩阻損失計(jì)算長(zhǎng)輸管道的摩阻損失主要是計(jì)算沿程摩阻損失 hL 。達(dá)西公式達(dá)西公式 ：gVDLhL22 對(duì)于一條給定的長(zhǎng)輸管道，對(duì)于一條給定的長(zhǎng)輸管道，L和和D

35、都是已知的，輸量（或都是已知的，輸量（或流速）也是已知的，現(xiàn)在的問題就是如何計(jì)算水力摩阻流速）也是已知的，現(xiàn)在的問題就是如何計(jì)算水力摩阻系數(shù)系數(shù) 。 根據(jù)流體力學(xué)理論根據(jù)流體力學(xué)理論 Def，Re 其中：其中：e為管壁的絕對(duì)粗糙度，為管壁的絕對(duì)粗糙度，D為管道內(nèi)徑。為管道內(nèi)徑。 是是Re和和e/D 的二元函數(shù)，具體的函的二元函數(shù)，具體的函 數(shù)關(guān)系視流態(tài)而定。數(shù)關(guān)系視流態(tài)而定。在解決工程實(shí)際問題時(shí)，為了安全，一般盡量避開過渡區(qū)，在解決工程實(shí)際問題時(shí)，為了安全，一般盡量避開過渡區(qū)，因該區(qū)的流態(tài)不穩(wěn)定。實(shí)在無法避開時(shí)，該區(qū)的因該區(qū)的流態(tài)不穩(wěn)定。實(shí)在無法避開時(shí)，該區(qū)的按紊流按紊流光滑區(qū)計(jì)算。光滑區(qū)計(jì)算

36、。 流態(tài)：分為層流和紊流，中間還存在一個(gè)過濾區(qū)。流態(tài)：分為層流和紊流，中間還存在一個(gè)過濾區(qū)。(1) 流態(tài)劃分和輸油管道的常見流態(tài)流態(tài)劃分和輸油管道的常見流態(tài) 層流：層流：Re2000 過渡流：過渡流：2000Re3000 紊流光滑區(qū)：紊流光滑區(qū)：3000Re Re1 （簡(jiǎn)稱光滑區(qū)）（簡(jiǎn)稱光滑區(qū)） 紊流混合摩擦區(qū)：紊流混合摩擦區(qū)：Re1Re Re2 （簡(jiǎn)稱粗糙區(qū)）（簡(jiǎn)稱粗糙區(qū)）我國我國輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的流態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)是：規(guī)定的流態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)是：其中：其中：輸油管道中所遇到的流態(tài)一般為：輸油管道中所遇到的流態(tài)一般為： 熱含蠟原油管道：水力光滑區(qū)熱含蠟原油管道：水力光滑區(qū) 小

37、口徑小口徑輕質(zhì)成品油管道：混合摩擦區(qū)輕質(zhì)成品油管道：混合摩擦區(qū) 高粘原油和燃料油管道：層流區(qū)高粘原油和燃料油管道：層流區(qū) 長(zhǎng)輸管道一般很少工作在粗糙區(qū)。長(zhǎng)輸管道一般很少工作在粗糙區(qū)。7817 .59Re lg765665Re2 De2 (2) 管壁粗糙度的確定管壁粗糙度的確定 管壁粗糙度管壁粗糙度 ：相對(duì)粗糙度：絕對(duì)粗糙度與管內(nèi)徑的比值相對(duì)粗糙度：絕對(duì)粗糙度與管內(nèi)徑的比值(e/D或或2e/D)。 絕對(duì)粗糙度：管內(nèi)壁面突起高度的統(tǒng)計(jì)平均值。絕對(duì)粗糙度：管內(nèi)壁面突起高度的統(tǒng)計(jì)平均值。紊流各區(qū)分界雷諾數(shù)紊流各區(qū)分界雷諾數(shù)Re1、Re2及水力摩阻系數(shù)都與管壁粗糙及水力摩阻系數(shù)都與管壁粗糙度有關(guān)。我國度

38、有關(guān)。我國輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的各種管子中規(guī)定的各種管子的絕對(duì)粗糙度如下：的絕對(duì)粗糙度如下： 無縫鋼管：無縫鋼管：0.06mm直縫鋼管：直縫鋼管：0.054mm 螺旋焊縫鋼管：螺旋焊縫鋼管：DN=250350時(shí)取時(shí)取0.125mm DN400時(shí)取時(shí)取0.1mm(4) 水力摩阻系數(shù)的計(jì)算水力摩阻系數(shù)的計(jì)算 我國常用的各區(qū)水力摩阻系數(shù)的計(jì)算公式見下表。我國常用的各區(qū)水力摩阻系數(shù)的計(jì)算公式見下表。 流態(tài)流態(tài) 劃分范圍劃分范圍 f(Re,) 層流層流 Re2000 =64/Re紊紊流流水力光滑區(qū)水力光滑區(qū) 3000ReRe1=混合摩擦區(qū)混合摩擦區(qū) ReRe2=7/87 .59

39、7/85 .59 lg765665 51.2Relg21 25. 0Re3164. 0 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)510Re 11. 14 . 7Re8 . 6lg8 . 11 lg274. 11 3、流量壓降綜合計(jì)算公式、流量壓降綜合計(jì)算公式列賓宗公式列賓宗公式 (1) 列賓宗公式列賓宗公式 LDQvhmmmL 52 mARe DQ4Re 24DQV 代入達(dá)西公式代入達(dá)西公式、和和把把令令gAmm 248 LDQgAhmmmmmL 52248 整理得整理得即得到列賓宗公式：即得到列賓宗公式： 627. 0lg127. 010 de 流態(tài)流態(tài)Am 層流層流 64 1 4.15紊紊流流水力光滑區(qū)水力光滑區(qū) 0.3

40、164 0.25 0.0246混合摩擦區(qū)混合摩擦區(qū) 0.123 0.0802A粗糙區(qū)粗糙區(qū)00.0826不同流態(tài)下的不同流態(tài)下的A、m、值值4、管路的水力坡降、管路的水力坡降 定義：定義：管道單位長(zhǎng)度上的摩阻損失稱為水力坡降。管道單位長(zhǎng)度上的摩阻損失稱為水力坡降。用用 i 表示：表示： mmmDQi 52 gVDi212 或或單位輸量的水力坡降單位輸量的水力坡降:水力坡降與管道長(zhǎng)度無關(guān)，只隨流量、粘度、管徑和流態(tài)水力坡降與管道長(zhǎng)度無關(guān)，只隨流量、粘度、管徑和流態(tài)不同而不同。不同而不同。mmDvf 5 mfQi 2Q=1時(shí)的水力坡降，即單位流量下，單位管道長(zhǎng)度上的摩時(shí)的水力坡降，即單位流量下，單

41、位管道長(zhǎng)度上的摩阻損失，用阻損失，用f表示表示5、管路工作特性、管路工作特性 定義：定義： 已定管路（已定管路（D , L , Z 一定）輸送某種已定粘度油品時(shí)，一定）輸送某種已定粘度油品時(shí)，管路所需壓頭（即壓頭損失）和流量的關(guān)系（管路所需壓頭（即壓頭損失）和流量的關(guān)系（H-Q關(guān)系）關(guān)系）稱為管路工作特性。稱為管路工作特性。ZhDLQHmmm 52/ZhfLQm 2ZHQ層層流流區(qū)區(qū)過過渡渡區(qū)區(qū)紊流區(qū)紊流區(qū)QLJ輸油管道的工作特性曲線輸油管道的工作特性曲線6、離心泵與管路的聯(lián)合工作、離心泵與管路的聯(lián)合工作 泵站與管路的工作點(diǎn)的方法有兩種，即圖解法和解析法。泵站與管路的工作點(diǎn)的方法有兩種，即圖解

42、法和解析法。 AHHAQAQ管路特性曲線管路特性曲線泵站特性曲線泵站特性曲線圖解法：圖解法：下面重點(diǎn)討論解析法。下面重點(diǎn)討論解析法。(1) (1) 一個(gè)泵站的管道一個(gè)泵站的管道 1122)(121ZZhhHHLccs 由斷面由斷面1-11-1到到2-22-2列能量方程有：列能量方程有：式中：式中：HS1泵的吸入壓力為常數(shù)。泵的吸入壓力為常數(shù)。HC 泵站揚(yáng)程泵站揚(yáng)程 hc 站內(nèi)損失站內(nèi)損失 hL 沿程摩阻沿程摩阻 Z2-Z1起終點(diǎn)計(jì)算高差起終點(diǎn)計(jì)算高差 即：即： ZfLQhBQAHmcms 221mcsfLBhZAHQ 21mcBQAH 2(2) 多泵站與管路的聯(lián)合工作多泵站與管路的聯(lián)合工作 旁

43、接油罐輸油方式（也叫開式流程）旁接油罐輸油方式（也叫開式流程） Q1 Q2優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)安全可靠，水擊危害小，安全可靠，水擊危害小，對(duì)自動(dòng)化水平要求不高。對(duì)自動(dòng)化水平要求不高。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 流程和設(shè)備復(fù)雜，固定資產(chǎn)投資大流程和設(shè)備復(fù)雜，固定資產(chǎn)投資大油氣損耗嚴(yán)重油氣損耗嚴(yán)重 全線難以在最優(yōu)工況下運(yùn)行，能量浪費(fèi)大全線難以在最優(yōu)工況下運(yùn)行，能量浪費(fèi)大 工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)每個(gè)泵站與其相應(yīng)的站間管路各自構(gòu)成獨(dú)立的水力系統(tǒng)每個(gè)泵站與其相應(yīng)的站間管路各自構(gòu)成獨(dú)立的水力系統(tǒng) 上下站輸量可以不等（由旁接罐調(diào)節(jié)）上下站輸量可以不等（由旁接罐調(diào)節(jié)） 各站的進(jìn)出站壓力沒有直接聯(lián)系各站的進(jìn)出站壓力沒有直接聯(lián)系 站間輸量的求法與一

44、個(gè)泵站的管道相同站間輸量的求法與一個(gè)泵站的管道相同 mjjjcjsjjfLBZhAHQ 2Lj、Zj第第 j 站至第站至第 j 1 站間的計(jì)算長(zhǎng)度和計(jì)算高差站間的計(jì)算長(zhǎng)度和計(jì)算高差A(yù)j、Bj第第 j 站的站特性方程的系數(shù)站的站特性方程的系數(shù)式中：式中： 密閉輸油方式（也叫泵到泵流程）密閉輸油方式（也叫泵到泵流程） QQ優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 全線密閉，中間站不存在蒸發(fā)損耗；全線密閉，中間站不存在蒸發(fā)損耗； 流程簡(jiǎn)單，固定資產(chǎn)投資小；流程簡(jiǎn)單，固定資產(chǎn)投資??； 可全部利用上站剩余壓頭，便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行?？扇坷蒙险臼Ｓ鄩侯^，便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求自動(dòng)化水平高，要有可靠的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。要求自動(dòng)化

45、水平高，要有可靠的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。工作特點(diǎn)工作特點(diǎn) 全線為一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，全線各站流量相同；全線為一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，全線各站流量相同； 輸量由全線所有泵站和全線管路總特性決定；輸量由全線所有泵站和全線管路總特性決定； 設(shè)全線有設(shè)全線有n個(gè)泵站，各站特性相同，則輸量為：個(gè)泵站，各站特性相同，則輸量為：mJcsfLnBnhZHnAQ 21式中：式中： LJ為管道計(jì)算長(zhǎng)度為管道計(jì)算長(zhǎng)度 Z為管道計(jì)算高程差為管道計(jì)算高程差 當(dāng)各站特性不同時(shí)，輸量計(jì)算公式為：當(dāng)各站特性不同時(shí)，輸量計(jì)算公式為：mJnjjcsnjjfLBnhZHAQ 2111Aj、Bj為第為第j座泵站特性方程中的兩個(gè)系數(shù)。座泵站特性方

46、程中的兩個(gè)系數(shù)。各站進(jìn)、出站壓力相互影響各站進(jìn)、出站壓力相互影響 首站：首站： constHs 1ccsdhHHH 111第二站：第二站：由站間能量平衡方程由站間能量平衡方程 :12121dsmHHZQfL 12112ZQfLHHmds ccsdhHHH 222第第 j 站：站： jmjsjdjZQfLHH 21ccjdjsjhHHH 式中：式中： Lj-1為第為第 j -1 站到第站到第 j 站的管道長(zhǎng)度，站的管道長(zhǎng)度， Zj-1為第為第 j 站與第站與第 j -1站的高程差站的高程差 1211 jmjdjsjZQfLHH 7、翻越點(diǎn)和計(jì)算長(zhǎng)度、翻越點(diǎn)和計(jì)算長(zhǎng)度 HHfFLf(1) 翻越點(diǎn)的

47、定義翻越點(diǎn)的定義 如果使一定數(shù)量的液體通過線路上的某高點(diǎn)所需的壓頭如果使一定數(shù)量的液體通過線路上的某高點(diǎn)所需的壓頭比輸送到終點(diǎn)所需的壓頭大，且在所有高點(diǎn)中該高點(diǎn)所比輸送到終點(diǎn)所需的壓頭大，且在所有高點(diǎn)中該高點(diǎn)所需的壓頭最大，那么此高點(diǎn)就稱為翻越點(diǎn)。需的壓頭最大，那么此高點(diǎn)就稱為翻越點(diǎn)。 根據(jù)該定義有：根據(jù)該定義有：QzQFFfZZiLZZiLHH 0)()( FzFLLiZZ上式表明，輸量為上式表明，輸量為 Q 的液體從翻越點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能的液體從翻越點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能量富裕量富裕。由此可給出翻越點(diǎn)的另一個(gè)定義：由此可給出翻越點(diǎn)的另一個(gè)定義：如果一定輸量的液體從某高點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能量富如果

48、一定輸量的液體從某高點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能量富裕，且在所有的高點(diǎn)中該高點(diǎn)的富裕能量最大，則該裕，且在所有的高點(diǎn)中該高點(diǎn)的富裕能量最大，則該高點(diǎn)叫做翻越點(diǎn)。高點(diǎn)叫做翻越點(diǎn)。(2) 翻越點(diǎn)的確定翻越點(diǎn)的確定 翻越點(diǎn)的確定可用圖解法和解析法。翻越點(diǎn)的確定可用圖解法和解析法。 圖解法圖解法 在管道縱斷面圖右上角作水力坡降線的直角三角形，將在管道縱斷面圖右上角作水力坡降線的直角三角形，將水力坡降線向下平移，如果水力坡降線與終點(diǎn)相交之前水力坡降線向下平移，如果水力坡降線與終點(diǎn)相交之前首先與某高點(diǎn)首先與某高點(diǎn)F相切，則相切，則F點(diǎn)即為翻越點(diǎn)。點(diǎn)即為翻越點(diǎn)。 FLf i由圖可知：水力坡降線不一定先與管路上的最高點(diǎn)

49、相由圖可知：水力坡降線不一定先與管路上的最高點(diǎn)相切，所以翻越點(diǎn)不一定是管路上的最高點(diǎn)，而是靠近切，所以翻越點(diǎn)不一定是管路上的最高點(diǎn)，而是靠近線路終點(diǎn)的某個(gè)高點(diǎn)。線路終點(diǎn)的某個(gè)高點(diǎn)。 解解 析析 法法 在線路上選若干個(gè)高點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，一般選最高點(diǎn)及最高點(diǎn)在線路上選若干個(gè)高點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，一般選最高點(diǎn)及最高點(diǎn)之后的高點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算方法有兩種：之后的高點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算方法有兩種：A、計(jì)算從起點(diǎn)到高點(diǎn)、計(jì)算從起點(diǎn)到高點(diǎn) j 所需的總壓頭所需的總壓頭Hj , 并與從起點(diǎn)到并與從起點(diǎn)到終點(diǎn)所需的總壓頭終點(diǎn)所需的總壓頭H比較，如果有若干個(gè)高點(diǎn)的比較，如果有若干個(gè)高點(diǎn)的Hj 都都大于大于H，則，則Hj 最大者為翻

50、越點(diǎn)。若所有的最大者為翻越點(diǎn)。若所有的Hj 都小于都小于H，則不存在翻越點(diǎn)。則不存在翻越點(diǎn)。QjjjZZiLH QzZZiLH 式中：式中：Lj、Zj 分別為高點(diǎn)分別為高點(diǎn) j 的里程和高程。的里程和高程。 B、計(jì)算計(jì)算 )()(jZjjLLiZZH 如果有若干個(gè)點(diǎn)的如果有若干個(gè)點(diǎn)的 Hj 均大于零，則其中最大者為翻均大于零，則其中最大者為翻越點(diǎn)。若所有點(diǎn)的越點(diǎn)。若所有點(diǎn)的 Hj 均小于零，則不存在翻越點(diǎn)。均小于零，則不存在翻越點(diǎn)。管線設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，無論是旁接油罐流程還是密閉流程，管線設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，無論是旁接油罐流程還是密閉流程，翻越點(diǎn)均只有一個(gè)翻越點(diǎn)均只有一個(gè)，且確定方法相同。但翻越點(diǎn)會(huì)隨水

51、，且確定方法相同。但翻越點(diǎn)會(huì)隨水力坡降的變化力坡降的變化而變化。而變化。(3) 翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài)翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài) 管道上存在翻越點(diǎn)時(shí)，翻越點(diǎn)后的管內(nèi)液流將有剩余能管道上存在翻越點(diǎn)時(shí)，翻越點(diǎn)后的管內(nèi)液流將有剩余能量。如果不采用措施利用和消耗這部分能量，翻越點(diǎn)后量。如果不采用措施利用和消耗這部分能量，翻越點(diǎn)后管內(nèi)將出現(xiàn)不滿流。不滿流的存在將使管道出現(xiàn)兩相流管內(nèi)將出現(xiàn)不滿流。不滿流的存在將使管道出現(xiàn)兩相流動(dòng)，而且當(dāng)流速突然變化時(shí)會(huì)增大水擊壓力。對(duì)于順序動(dòng)，而且當(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。輸送的管道還會(huì)增大混油。措施措施 ：1.在翻越點(diǎn)后采用小管徑：使流速增大，

52、這可在翻越點(diǎn)后采用小管徑：使流速增大，這可能會(huì)產(chǎn)生靜電危害，且對(duì)清管不利。能會(huì)產(chǎn)生靜電危害，且對(duì)清管不利。 2.在中途或終點(diǎn)設(shè)減壓站節(jié)流在中途或終點(diǎn)設(shè)減壓站節(jié)流。(4) 計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)度 管道起點(diǎn)與翻越點(diǎn)之間的距離稱為管道的計(jì)算長(zhǎng)度管道起點(diǎn)與翻越點(diǎn)之間的距離稱為管道的計(jì)算長(zhǎng)度 管道上存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線所需的總壓頭不能按線路起、管道上存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線所需的總壓頭不能按線路起、終點(diǎn)計(jì)算，而應(yīng)按起點(diǎn)與翻越點(diǎn)計(jì)算。終點(diǎn)計(jì)算，而應(yīng)按起點(diǎn)與翻越點(diǎn)計(jì)算。 不存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線計(jì)算長(zhǎng)度等于管線全長(zhǎng)。不存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線計(jì)算長(zhǎng)度等于管線全長(zhǎng)。 )(QZZZiLH 存在翻越點(diǎn)時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度為起點(diǎn)到翻越點(diǎn)的距離，計(jì)

53、存在翻越點(diǎn)時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度為起點(diǎn)到翻越點(diǎn)的距離，計(jì)算高差為翻越點(diǎn)高程與起點(diǎn)高程之差算高差為翻越點(diǎn)高程與起點(diǎn)高程之差 )(QfffZZiLHH 例題：例題：某某3257的等溫輸油管，原設(shè)計(jì)為一個(gè)泵站。管路縱斷的等溫輸油管，原設(shè)計(jì)為一個(gè)泵站。管路縱斷面數(shù)據(jù)見下表。全線設(shè)有兩座泵站，以面數(shù)據(jù)見下表。全線設(shè)有兩座泵站，以“從泵到泵從泵到泵”方式方式工作。試計(jì)算該管線的輸量為多少？工作。試計(jì)算該管線的輸量為多少？ 已知：全線為水力光滑區(qū)，油品計(jì)算粘度已知：全線為水力光滑區(qū)，油品計(jì)算粘度=4.210-6m2/s，首站泵站特性方程：首站泵站特性方程：H370.5-3055Q1.75中間站泵站特性方程：中間站泵站

54、特性方程：H516.7-4250Q1.75 （Q：m3/s）首站進(jìn)站壓力：首站進(jìn)站壓力：s120米油柱，站內(nèi)局部阻力忽略不計(jì)。米油柱，站內(nèi)局部阻力忽略不計(jì)。 測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn) 12345里程里程(km) 026556476.4高程高程(m) 0839412264.2解：解：方法一：根據(jù)縱斷面數(shù)據(jù)，只有方法一：根據(jù)縱斷面數(shù)據(jù)，只有64km處可能為翻越點(diǎn)，為此，處可能為翻越點(diǎn)，為此，分別按分別按64km和終點(diǎn)分別計(jì)算輸量，其中最小者即為管道應(yīng)和終點(diǎn)分別計(jì)算輸量，其中最小者即為管道應(yīng)達(dá)到的輸量達(dá)到的輸量。 單位輸量的水力坡降：?jiǎn)挝惠斄康乃ζ陆担?2858. 0311. 0102 . 40246. 075.

55、 425. 06 f按里程按里程64km處計(jì)算輸量：處計(jì)算輸量： /hm6.491/sm1365.01000642858.042503055)0122(207.5165.3703375.11 Q按終點(diǎn)計(jì)算輸量：按終點(diǎn)計(jì)算輸量：/hm4 .475/sm1321. 010004 .762858. 042503055)02 .64(207 .5165 .3703375. 12 Q12QQ ，故，故64km處不是翻越點(diǎn)，管道輸量為處不是翻越點(diǎn)，管道輸量為475.4m3/h。 方法二：方法二：先按終點(diǎn)計(jì)算輸量，然后計(jì)算該輸量下的水力坡降，先按終點(diǎn)計(jì)算輸量，然后計(jì)算該輸量下的水力坡降，然后分別計(jì)算該輸量下

56、從起點(diǎn)到然后分別計(jì)算該輸量下從起點(diǎn)到64km處和到終點(diǎn)的總壓降，處和到終點(diǎn)的總壓降，判斷翻越點(diǎn)，然后計(jì)算管道所達(dá)到的輸量。判斷翻越點(diǎn)，然后計(jì)算管道所達(dá)到的輸量。 單位輸量的水力坡降：?jiǎn)挝惠斄康乃ζ陆担?2858. 0311. 0102 . 40246. 075. 425. 06 f按終點(diǎn)計(jì)算輸量：按終點(diǎn)計(jì)算輸量：/hm4 .475/sm1321. 010004 .762858. 042503055)02 .64(207 .5165 .3703375. 10 Q水力坡降：水力坡降： 00827.01321.02858.075.175.1 fQi從起點(diǎn)到從起點(diǎn)到64km處的總壓降：處的總壓降：3

57、 .651012210006400827. 01 H從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總壓降：從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總壓降：0 .69602 .6410004 .7600827. 02 H21HH 故故64km處不是翻越點(diǎn)，線路上不存在翻越點(diǎn)，處不是翻越點(diǎn)，線路上不存在翻越點(diǎn)，Q0=475.4m3/h即為管道的輸量。即為管道的輸量。 四、等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)四、等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)1、工況變化原因及運(yùn)行工況分析方法、工況變化原因及運(yùn)行工況分析方法 “從泵到泵從泵到泵”運(yùn)行的等溫輸油管道，有許多因素可以引起運(yùn)運(yùn)行的等溫輸油管道，有許多因素可以引起運(yùn)行工況的變化，可將其分為正常工況變化和事故工況變化。行工

58、況的變化，可將其分為正常工況變化和事故工況變化。 (1) 正常工況變化正常工況變化 季節(jié)變化、油品性質(zhì)變化引起的全線工況變化，如油季節(jié)變化、油品性質(zhì)變化引起的全線工況變化，如油品的品的、變化；變化； 由于供銷的需要，有計(jì)劃地調(diào)整輸量、間歇分油或收由于供銷的需要，有計(jì)劃地調(diào)整輸量、間歇分油或收油導(dǎo)致的工況變化。油導(dǎo)致的工況變化。 (2) 事故工況變化事故工況變化 電力供應(yīng)中斷導(dǎo)致某中間站停運(yùn)或機(jī)泵故障使某臺(tái)泵電力供應(yīng)中斷導(dǎo)致某中間站停運(yùn)或機(jī)泵故障使某臺(tái)泵機(jī)組停運(yùn)；機(jī)組停運(yùn)； 閥門誤開關(guān)或管道某處堵塞；閥門誤開關(guān)或管道某處堵塞； 管道某處漏油。管道某處漏油。 不論是正常工況變化還是事故工況變化，都

59、會(huì)引起運(yùn)行參數(shù)的變化。不論是正常工況變化還是事故工況變化，都會(huì)引起運(yùn)行參數(shù)的變化。這些參數(shù)主要包括輸量，各站的進(jìn)出站壓力及泵效等。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使這些參數(shù)主要包括輸量，各站的進(jìn)出站壓力及泵效等。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使某些參數(shù)超出允許范圍。為了維持輸送，必須對(duì)各站進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了某些參數(shù)超出允許范圍。為了維持輸送，必須對(duì)各站進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了對(duì)各站進(jìn)行正確無誤的調(diào)節(jié)，事先必須知道工況變化時(shí)各種參數(shù)的變對(duì)各站進(jìn)行正確無誤的調(diào)節(jié)，事先必須知道工況變化時(shí)各種參數(shù)的變化趨勢(shì)。因此，掌握輸油管運(yùn)行工況的分析方法，對(duì)于管理好一條輸化趨勢(shì)。因此，掌握輸油管運(yùn)行工況的分析方法，對(duì)于管理好一條輸油管道是十分重要的。油管道是十分重要的

60、。 (3) 運(yùn)行工況的分析方法運(yùn)行工況的分析方法 突然發(fā)生工況變化時(shí)（如某中間站停運(yùn)或有計(jì)化地調(diào)整輸突然發(fā)生工況變化時(shí)（如某中間站停運(yùn)或有計(jì)化地調(diào)整輸量而啟、停泵），在較短時(shí)間內(nèi)全線運(yùn)行參數(shù)劇烈變化，量而啟、停泵），在較短時(shí)間內(nèi)全線運(yùn)行參數(shù)劇烈變化，屬于不穩(wěn)定流動(dòng)。我們這里不討論不穩(wěn)定流動(dòng)工況，只討屬于不穩(wěn)定流動(dòng)。我們這里不討論不穩(wěn)定流動(dòng)工況，只討論變化前后的穩(wěn)定工況。為此，我們假設(shè)在各種工況變化論變化前后的穩(wěn)定工況。為此，我們假設(shè)在各種工況變化的情況下，經(jīng)過一段時(shí)間后，全線將轉(zhuǎn)入新的穩(wěn)定工況。的情況下，經(jīng)過一段時(shí)間后，全線將轉(zhuǎn)入新的穩(wěn)定工況。 運(yùn)行分析的出發(fā)點(diǎn)是能量供求平衡。運(yùn)行分析的出發(fā)點(diǎn)