青島科技大學(xué)油氣管道設(shè)計與管理期末復(fù)習(xí)題

一、判斷題1、為了運行安全和檢修需要，一般泵站均設(shè)備用泵，加熱站均設(shè)備用加熱爐?！?、順序輸送工藝主要用于輸送性質(zhì)相差很大的成品油和性質(zhì)相近的原油。×3、管線縱斷面圖是表示沿線地形情況的圖形，圖上的曲折線表示管線的實長，縱座標(biāo)表示線路的海拔高程?！?、對于一條輸油管線來說，翻越點是否存在，只取決于地形，而與管線的輸量無關(guān)?！?、熱油管線是否存在不穩(wěn)定區(qū)，只取決于熱力條件?！?、對于以“從泵到泵”方式工作的輸油系統(tǒng)來說，翻越點只可能有一個，且一定是管線上的最高點?！?、起始接觸面是兩種油品剛開始接觸時的截面，該面始終位于管線的起點位置?！?、管道終點儲存Ａ油的油罐內(nèi)允許混入多少Ｂ油量，僅僅取決于兩種油品的性質(zhì)，而與其他因素?zé)o關(guān)?！?、在設(shè)計熱油管線時，如果不考慮摩擦升溫和原油析蠟的影響，設(shè)計方案將偏于安全（假設(shè)運行中不存在管壁結(jié)蠟問題）。√10、管道內(nèi)壁結(jié)蠟會引起管道壓降增大、散熱損失減小?！?1、一般情況下，紊流時，擴散混油是主要的；層流時，流速分布不均而形成楔形油頭造成的混油是主要的。因此，對于長距離順序輸送管道，一般都在紊流區(qū)工作，主要是擴散混油。（√）12、有一條順序管道，設(shè)計輸送n種油品，在一個循環(huán)內(nèi)，形成混油段的數(shù)量m為：m=n-1。（×）13、對于大直徑的熱含蠟油管道，加熱站間常見流態(tài)變化順序為：從加熱站出口處的牛頓紊流→牛頓層流→非牛頓紊流→非牛頓層流。（×）14、熱油管道中，在m=0.25的紊流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是μ(TR-T0)＞3；在層流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是μ(TR-T0)＞20。（×）15、泵的揚程和泵的排出壓力均等于泵的出口壓力。（×）16、如果一定輸量的液體從某高點自流到終點還有能量富裕，且在所有的高點中該點的富裕量最大，則該高點就是翻越點。（√）17、熱油管道的運行方式是導(dǎo)致是否出現(xiàn)不穩(wěn)定工作區(qū)的首要條件，當(dāng)流態(tài)為層流時，維持進(jìn)站溫度TZ一定運行時，易出現(xiàn)不穩(wěn)定工作區(qū)。（×）18、我們知道只要鋪設(shè)副管總有減阻效果，并且隨雷諾數(shù)的升高，鋪副管和變徑管的減阻效果增強。（×）19、管道某點堵塞后由于流量減小，因此堵點前后的壓力均下降。（×）20、在管道運行中反算總傳熱系數(shù)K時，若發(fā)現(xiàn)K減小，如果此時輸量Q降低，摩阻Hl增大,則說明管壁結(jié)蠟可能較嚴(yán)重，應(yīng)采取清蠟措施。（√）二、名詞解釋1、泵站工作特性：是指在轉(zhuǎn)速一定的情況下，泵站提供的揚程H和排量Q之間的相互關(guān)系。2、工作點：管路特性曲線與泵站特性曲線的交點，稱為工作點。3、水力坡降：管道單位長度上的水力摩阻損失，叫做水力坡降。4、油長度：混油段所占管道的長度。5、翻越點：在地形起伏變化較大的管道線路上，從線路上某一凸起高點，管道中的原油如果能按設(shè)計量自流到達(dá)管道的終點，這個凸起高點就是管道的翻越點。6、可行性研究：是一種分析、評價各種建設(shè)方案和生產(chǎn)經(jīng)營決策的一種科學(xué)方法。7、等溫輸送：管道輸送原油過程中，如果不人為地向原油增加熱量，提高原油的溫度，而是使原油輸送過程中基本保持接近管道周圍土壤的溫度，這種輸送方式稱為等溫輸送。8、混油長度：混油段所占管道的長度。9、線路縱斷面圖：在直角坐標(biāo)上表示管道長度與沿線高程變化的圖形稱為線路縱斷面圖。10、管路工作特性：是指管長、管內(nèi)徑和粘度等一定時，管路能量損失H與流量Q之間的關(guān)系。三、填空題1、線路上有沒有翻越點，除了與地形起伏有關(guān)，還取決于水力坡降的大小，水力坡降愈小，愈易出現(xiàn)翻越點。2、泵站總的特性曲線都是站內(nèi)各泵的特性曲線疊加起來的，方法是：并聯(lián)時，把相同揚程下的流量相加；串聯(lián)時，把相同流量下的揚程相加。3、由于粘度對摩阻的影響，當(dāng)Lc/C＞L/N時，由最大粘度確定允許最小進(jìn)站壓頭；由最小粘度確定允許最大進(jìn)站壓頭。4、加熱站加熱原油所用設(shè)備有加熱爐和換熱器兩類。5、泵站-管道系統(tǒng)的工作點是指在壓力供需平衡條件下，管道流量與泵站進(jìn)、出站壓力等參數(shù)之間的關(guān)系。6、有多個泵站的長輸管道，中間站C停運后的工況變化具體情況是：在C以前各站的進(jìn)出站壓力均上升，在C以后各站的進(jìn)出站壓力均下降，且距C站愈遠(yuǎn)，變化幅度愈小。7、順序輸送時，循環(huán)周期越長，產(chǎn)生的混油量越少，所需要的油罐容量越大。8、熱油管道中，在m=0.25的紊流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是μ(TR-T0)＞20；在層流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是μ(TR-T0)＞3。9、由于在層流狀態(tài)時，兩種油品在管道內(nèi)交替所形成的混油量比紊流時大得多，因而順序輸送管道運行時，一般應(yīng)控制在紊流狀態(tài)下運行。10、采用順序輸送時，在層流流態(tài)下，管道截面上流速分布的不均勻時造成混油的主要原因。11、石油運輸包括水運、公路、鐵路、管道等幾種方式。12、輸油管道由輸油站和線路兩部分組成。13、原油管道勘察工作一般按踏堪、初步勘察與詳細(xì)勘察三個階段進(jìn)行。14、在縱斷面圖上，其橫坐標(biāo)表示管道的實際長度，縱坐標(biāo)為線路的海拔高程。15、在長輸管道中C點漏油后，漏油前的泵站的進(jìn)出站壓力都下降，漏點后面各站的進(jìn)出站壓力也都下降，且距漏點愈近的站，壓力下降幅度愈大。16、熱油管道中，對溫降影響較大的兩個參數(shù)是總傳熱系數(shù)K和流量G，K值增大，溫降將加快，隨著流量減小，溫降將加快。17、管路特性曲線反映了當(dāng)管長L，管內(nèi)徑D和粘度μ一定，Q與Hz的關(guān)系。18、若管路的管徑D增加，特性曲線變得較為平緩，并且下移；管長、粘度增加，特性曲線變陡，并且上升。四、證明題及分析1、某等溫輸油管道，地形平坦沿線高程均相等，三個泵站等間距布置，每站二臺相同型號的離心泵并聯(lián)工作，輸量為Q；現(xiàn)由于油田來油量減少，輸量降為Q/2，問可對運行的泵組合及泵站出口閥進(jìn)行哪些調(diào)節(jié)？哪種方案最好？說明理由（已知管線流態(tài)均為水力光滑區(qū)，忽約）。解：設(shè)：管線長為L，輸量為Q時各泵站的揚程均為hc，輸量為Q/2時各泵站的揚程均為hc1，輸量為Q時的能量平衡方程為：①輸量為Q/2時的能量平衡方程為：②比較①和②可得：所以，按題意可知只需一個泵站的一臺泵即可完成Q/2的輸量。當(dāng)然，還可采取把泵站出口關(guān)小節(jié)流、調(diào)節(jié)泵機組速度、換用離心泵的葉輪直徑等措施。但以全線能耗費用最低為基本原則考慮，前者為最優(yōu)。2、設(shè)某管線長為L，有N座泵站，輸量為Q（提高輸量后為Q1）。提高管路輸送能力的方法通常有倍增泵站、鋪設(shè)副管和變徑管，如果要求提高的輸送能力大于倍，則可以采用既倍增泵站又鋪設(shè)副管的綜合方法，試證明此時所需要的副管長度為。（其中：，）。證明：倍增泵站并鋪副管前的能量平衡式為：（1）倍增泵站并鋪副管后的能量平衡式為：（2）聯(lián)立解（1）和（2）得五、計算題1、某管線，站間距，總傳熱系數(shù)K=1.8W/m2.℃,輸量G=98Kg/S,出站溫度65℃，沿線地溫T0=3℃，所輸油品物性為（粘溫系數(shù)），按平均溫度計算法求熱油管路的站間摩阻。（按水力光滑區(qū)計算。解：（1）計算平均溫度（2）由平均溫度計算平均粘度由粘溫指數(shù)公式：得（3）求站間摩阻2、某埋地原油管道等溫輸送管線，任務(wù)輸量2500×104t/a，管內(nèi)徑D=0.703m;年平均地溫T0=19℃（μ19=82.2×10-6m2/s）；油溫20℃時的密度為874Kg/m3；鋼管絕對粗糙度e取0.1mm；全線長176Km。求全線的沿程摩阻損失hl。解：（1）、計算輸送溫度下的流量油品19℃時的密度為：Kg/m3℃Kg/m3℃體積流量:m3/s(2)、計算雷諾數(shù)故流態(tài)為水力光滑區(qū)，即m=0.25（3）、用列賓宗公式計算沿程摩阻六、問答題1、熱油管道在中等流量區(qū)時，為什么隨流量減小，摩阻反而增大？進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)的條件是什么？在中等流量區(qū)，一方面隨著流速的增大而使摩阻增加，另一方面隨著流量的增加，終點油溫TZ顯著上升，對于μ或B值較大的含蠟原油和重油，當(dāng)油溫較低時，粘度隨溫度的變化是較劇烈的。因此T的上升會使油流的粘度顯著下降，而使摩阻減小。加之層流時粘度對摩阻的影響較大，故可能出現(xiàn)隨流量減小，摩阻反而增大的現(xiàn)象。進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)的條件是：在m=0.25的紊流情況下,;在層流情況下,。2、簡述順序輸送時，影響混油的因素有哪些？答：管內(nèi)流動狀態(tài)、管徑、混油界面所經(jīng)過的管道長度（或時間）；此外還有輸送次序、首站初始混油量、中間泵站、停輸?shù)葘煊土烤杏绊憽?、兩種油品在管內(nèi)交替時，產(chǎn)生混油的主要原因是什么？答：一是管道橫截面沿徑向流速分布不均勻使后行油品呈楔形進(jìn)入前行的油品中；二是管內(nèi)流體沿管道徑向、軸向造成的紊流擴散作用；三是兩種油品的密度差而引起的混油。4、影響混油量多少的因素有哪些?答：影響混油量的因素有管內(nèi)流動狀態(tài)、管徑、混油界面所經(jīng)過的管道長度、輸送次序、首站初始混油量、中間泵站、停輸對混油量的影響。5、輸油站的主要作業(yè)區(qū)由哪幾部分組成？簡述輸油站的主要功能（或操作）。主要作業(yè)區(qū)包括：輸油泵房；閥組間；清管器收發(fā)裝置；計量間；油罐區(qū)；加熱系統(tǒng)；站控室；油品預(yù)處理設(shè)施。輸油站的主要功能（或操作）包括：來油與計量；正輸；反輸；越站輸送（包括全越站、壓力越站、熱力越站）；收發(fā)清管器；站內(nèi)循環(huán)或倒罐；停輸再啟動。6、簡述順序輸送管道有哪幾個特點？順序輸送時會產(chǎn)生混油；混油需要采用合理的工藝進(jìn)行處理和銷售；批量和最優(yōu)循環(huán)次數(shù)；首末站批量油品的儲存；管道的水力特性不穩(wěn)定。7、簡述管道輸送的特點？管