輸油管道設(shè)計(jì)與管理(2011級(jí)第5次課)

上次課總結(jié)復(fù)習(xí)重點(diǎn)：翻越點(diǎn)及計(jì)算長(zhǎng)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(jìn)出口壓力校核動(dòng)、靜水壓力校核第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算（3）管道大落差段的設(shè)計(jì)管道大落差帶來(lái)的問(wèn)題下坡段低點(diǎn)動(dòng)、靜水壓力超高。管道下坡段的高處可能出現(xiàn)不滿(mǎn)流，造成液柱分離，形成氣體段塞（氣袋），管道發(fā)生振動(dòng)，離心泵發(fā)生氣蝕甚至斷流，損壞站內(nèi)設(shè)備。氣袋降低壓力波的傳遞速度，使水擊分析和控制變得復(fù)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(jì)算解決管道大落差的方法按“等強(qiáng)度”原則，采用變壁厚管道設(shè)計(jì)，在低點(diǎn)處增加壁厚保證管道安全；采用變徑管設(shè)計(jì)，在下坡段采用較小管徑，加大沿程摩阻，降低低點(diǎn)處的動(dòng)水壓力，并減少管材的用量，降低工程投資。在地勢(shì)陡峭的地區(qū)采用隧道敷設(shè)以降低下坡段的高差，同時(shí)縮短線(xiàn)路，降低投資及動(dòng)力費(fèi)用。設(shè)置減壓站，運(yùn)行時(shí)減壓閥節(jié)流降低動(dòng)水壓力，停輸時(shí)關(guān)閉減壓閥隔斷靜壓。第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算我國(guó)輸油管道的大落差情況和解決方法庫(kù)鄯線(xiàn)蘭成渝成品油管道第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算庫(kù)鄯線(xiàn)減壓站的設(shè)計(jì)第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算庫(kù)爾勒—鄯善輸油管道805.3線(xiàn)路全長(zhǎng)：475km；管徑：610mm；設(shè)計(jì)輸量：500×104t/a～1000×104t/a；管道設(shè)計(jì)院與意大利斯南普及提公司合作設(shè)計(jì)。第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)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(huì)導(dǎo)致工況變化？2、工況的變化過(guò)程第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算2.6等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)（P68）2.6.1中間站停運(yùn)工況分析L

N個(gè)泵站

l1lc-2第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算提問(wèn)：流量會(huì)怎么變？停運(yùn)前：停運(yùn)后：停運(yùn)后流量：Q

Q*

第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算（1）停運(yùn)站前各站

停運(yùn)前：停運(yùn)后：兩式相減：出站壓力：

結(jié)論：

中間站停運(yùn)，停運(yùn)站前各個(gè)站停運(yùn)前后進(jìn)出站壓力均增加，離停運(yùn)站越遠(yuǎn)，這種變化越小。（2）停運(yùn)站后各站

思路：由第c+1站進(jìn)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(jì)算停運(yùn)前：停運(yùn)后：

結(jié)論：

中間站停運(yùn)，停運(yùn)站后各個(gè)站停運(yùn)前后進(jìn)出站壓力均降低，離停運(yùn)站越遠(yuǎn)，這種變化越小。（3）總結(jié)

中間站停運(yùn)，全線(xiàn)流量減少。停運(yùn)站前各站進(jìn)出口壓力均增加；停運(yùn)站后各站進(jìn)出口壓力均降低，離停運(yùn)站越遠(yuǎn)，這種變化越小。

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

流量的變化（Q

Q*Q*-q之間的關(guān)系？）

qQ*-qQ*Q漏油點(diǎn)前漏油點(diǎn)后怎么寫(xiě)能量平衡方程？第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算兩式相加漏油前，全線(xiàn)能量平衡式：

對(duì)比兩式

結(jié)論：干線(xiàn)漏油，漏點(diǎn)前面流量變大，漏點(diǎn)后面流量減小。第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算進(jìn)出站壓力漏點(diǎn)前：第C站

兩式相減：漏油前漏油后

結(jié)論

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

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

改變泵的工作特性(改變能量供應(yīng))改變運(yùn)行的泵站數(shù)和泵機(jī)組數(shù)改變泵機(jī)組轉(zhuǎn)速改變離心泵的葉輪直徑離心泵撤級(jí)改變泵的轉(zhuǎn)速

通過(guò)調(diào)整泵機(jī)組轉(zhuǎn)速，調(diào)整泵的工作特性。適用于輸量改變小的場(chǎng)合。對(duì)于串連泵機(jī)組全線(xiàn)可僅對(duì)一臺(tái)泵實(shí)行調(diào)速；對(duì)并聯(lián)泵機(jī)組，只需對(duì)部分泵機(jī)組進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速通過(guò)調(diào)整原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者調(diào)速器來(lái)實(shí)現(xiàn)。改變運(yùn)行的泵站數(shù)或泵機(jī)組數(shù)

調(diào)整范圍大，適合于輸量波動(dòng)較大的場(chǎng)合。對(duì)串連泵機(jī)組，可以調(diào)整全線(xiàn)各站運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)及大、小泵的組合，或改變?nèi)€(xiàn)運(yùn)行的泵站數(shù)；對(duì)并聯(lián)機(jī)組可以改變站內(nèi)運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)和全線(xiàn)運(yùn)行的泵站數(shù)。換用（切削）葉輪直徑適用于輸量調(diào)整可持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的情況。切削葉輪有一定范圍。多級(jí)泵撤級(jí)輸量減少，需要揚(yáng)程減少剛好接近一級(jí)或多級(jí)的情況。第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算改變管道的工作特性調(diào)節(jié)出口管路閥門(mén)（節(jié)流調(diào)節(jié)）

管道投產(chǎn)后，改變管道工作特性只能通過(guò)關(guān)小干線(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)度，人為增加閥門(mén)的局部阻力，從而改變管道總的能量消耗。故稱(chēng)為節(jié)流調(diào)節(jié)。簡(jiǎn)單易行，但能耗大。HQQ1Q第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算輸油管道的調(diào)節(jié)原則保證完成任務(wù)輸量的前提下，全線(xiàn)能耗費(fèi)用最低；對(duì)密閉輸送管道，全線(xiàn)綜合考慮，優(yōu)先改變泵站的能量供應(yīng)，使節(jié)流損失最小；對(duì)旁接油罐方式，管道調(diào)節(jié)主要是各站間的協(xié)調(diào)，原則同上。當(dāng)流量波動(dòng)大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先改變運(yùn)行的泵站數(shù)或泵機(jī)組數(shù)，然后在小范圍調(diào)整各站參數(shù)。各站自行調(diào)節(jié)過(guò)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(jì)算2.7等溫輸油管道的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和工藝計(jì)算步驟2.7.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法可行性研究階段：對(duì)工程的各項(xiàng)技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)條件做出詳細(xì)論證，提交可行性研究報(bào)告。初步設(shè)計(jì)階段：

從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)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(gè)參數(shù)互有聯(lián)系，可以組成不同的方案。對(duì)這些方案進(jìn)行比較，選擇經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的方案?？梢圆捎梅桨副容^法進(jìn)行評(píng)價(jià)。以年折合費(fèi)用作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算2.7.2經(jīng)濟(jì)流速和經(jīng)濟(jì)管徑

最佳方案中的管徑即是設(shè)計(jì)條件下，該設(shè)計(jì)輸量所對(duì)應(yīng)的最佳管徑。換句話(huà)說(shuō)，該設(shè)計(jì)輸量就是所選管徑對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)輸量，此時(shí)管內(nèi)的流速即為對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)流速。長(zhǎng)輸管道經(jīng)濟(jì)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(jì)算2.7.4輸油管道工藝計(jì)算步驟原始資料

1）輸送量（包括沿線(xiàn)分油或加油量）；

2）管道起、終點(diǎn)，分油或加油點(diǎn)，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(dòng)機(jī)型號(hào)及性能；

5）所輸油品的物性；

6）沿線(xiàn)氣象及地溫資料。第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算計(jì)算步驟

1）計(jì)算年平均地溫；

2）計(jì)算年平均地溫下的密度；

3）計(jì)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(jì)算7）按任務(wù)輸量和初定工作壓力選泵，確定工作泵的臺(tái)數(shù)以及組合情況；8）作一個(gè)泵站的特性曲線(xiàn)，確定任務(wù)輸量下泵站提供的揚(yáng)程HC，然后據(jù)此壓頭確定計(jì)算壓力9）求壁厚，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，求出管道的內(nèi)徑；10）計(jì)算流速；11）計(jì)算雷諾數(shù)，判定流態(tài)；12）計(jì)算水力摩阻系數(shù)，計(jì)算水力坡降；第二章等溫輸油管道的工藝計(jì)算13）縱斷面圖上判斷翻越點(diǎn)，確定計(jì)算長(zhǎng)度LP；14）計(jì)算輸油管道計(jì)算長(zhǎng)度全線(xiàn)的摩阻損失；15）確定全線(xiàn)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(jìn)行比較，確定最優(yōu)方案；

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