管道工程输油管道(编辑修改稿)

管道工程输油管道(编辑修改稿)内容摘要：

HnAQ 2 1式中： LJ为管道计算长度 △ Z为管道计算高程差 输油管道的压能损失 NCWU 当各站特性不同时 ， 输量计算公式为： mJnjjcsnjjfLBnhZHAQ 2111Aj、 Bj为第 j座泵站特性方程中的两个系数。 输油管道的压能损失 NCWU ● 各站进、出站压力相互影响 首站： co n s tH s 1ccsd hHHH  111第二站： 由站间能量平衡方程 : 12121 dsm HHZQfL 12112 ZQfLHH mds  ccsd hHHH  222 输油管道的压能损失 NCWU 第 j 站： jmjsjdj ZQfLHH   21ccjdjsj hHHH 式中： Lj1为第 j 1 站到第 j 站的管道长度， △ Zj1为第 j 站与第 j 1站的高程差 1211   jmjdjsj ZQfLHH 输油管道的压能损失 NCWU 翻越点和计算长度 H Hf F Lf 输油管道的压能损失 NCWU (1) 翻越点的定义 如果使一定数量的液体通过线路上的某高点所需的压头比输送到终点所需的压头大，且在所有高点中该高点所需的压头最大，那么此高点就称为翻越点。 根据该定义有： QzQFFf ZZiLZZiLHH 0)()(  FzF LLiZZ上式表明，输量为 Q 的液体从翻越点自流到终点还有能量富裕。 输油管道的压能损失 NCWU 由此可给出翻越点的另一个定义： 如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富裕 ， 且在所有的高点中该高点的富裕能量最大 ， 则该高点叫做翻越点。 (2) 翻越点的确定 翻越点的确定可用图解法和解析法。 ① 图解法 在管道纵断面图右上角作水力坡降线的直角三角形，将水力坡降线向下平移，如果水力坡降线与终点相交之前首先与某高点 F相切，则 F点即为翻越点。 输油管道的压能损失 NCWU ② 解 析 法 在线路上选若干个高点进行计算 ， 一般选最高点及最高点之后的高点进行计算。 计算方法有两种： A、 计算从起点到高点 j 所需的总压头 Hj , 并与从起点到终点所需的总压头 H比较 ， 如果有若干个高点的 Hj 都大于 H， 则 Hj 最大者为翻越点。 若所有的 Hj 都小于 H，则不存在翻越点。 Qjjj ZZiLH Qz ZZiLH 式中： Lj、 Zj 分别为高点 j 的里程和高程。 输油管道的压能损失 NCWU B、 计算 )()(jZjj LLiZZH 如果有若干个点的 △ Hj 均大于零 ， 则其中最大者为翻越点。 若所有点的 △ Hj 均小于零 ， 则不存在翻越点。 管线设计和运行时，无论是旁接油罐流程还是密闭流程，翻越点均只有一个 ，且确定方法相同。 但翻越点会随水力坡降的变化 而变化。 输油管道的压能损失 NCWU (3) 翻越点后的流动状态 管道上存在翻越点时 ， 翻越点后的管内液流将有剩余能量。 如果不采用措施利用和消耗这部分能量 ， 翻越点后管内将出现不满流。 不满流的存在将使管道出现两相流动 ， 而且当流速突然变化时会增大水击压力。 对于顺序输送的管道还会增大混油。 措施 ： ：使流速增大，这可能会产生静电危害，且对清管不利。 输油管道的压能损失 NCWU (4) 计算长度 管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度 管道上存在翻越点时 ， 管线所需的总压头不能按线路起 、终点计算 ， 而应按起点与翻越点计算。 ① 不存在翻越点时，管线计算长度等于管线全长。 )( QZ ZZiLH ② 存在翻越点时，计算长度为起点到翻越点的距离，计算高差为翻越点高程与起点高程之差 )( Qfff ZZiLHH  输油管道的压能损失 NCWU 例题： 某 φ325 7的等温输油管 ， 原设计为一个泵站。 管路纵断面数据见下表。 全线设有两座泵站 ， 以 “ 从泵到泵 ” 方式工作。 试计算该管线的输量为多少。 已知：全线为水力光滑区，油品计算粘度 ν= 106m2/s， 首站泵站特性方程： H＝ 中间站泵站特性方程： H＝ （ Q： m3/s） 首站进站压力： Ｈ s1＝ 20米油柱，站内局部阻力忽略不计。 测点 1 2 3 4 5 里程 (km) 0 26 55 64 高程 (m) 0 83 94 122 输油管道的压能损失 NCWU 解： 方法一：根据纵断面数据 ， 只有 64km处可能为翻越点 ， 为此 ，分别按 64km和终点分别计算输量 ， 其中最小者即为管道应达到的输量。 单位输量的水力坡降：   28 31 f按里程 64km处计算输量： / 9 1/sm1 3 6 1 0 0 0642 8 5 2 5 03 0 5 5)01 2 2( 1 7 0331　　Q 输油管道的压能损失 NCWU 按终点计算输量： /)(332　　Q12  ，故 64km处不是翻越点，管道输量为 3/h。 方法二： 先按终点计算输量 ， 然后计算该输量下的水力坡降 ，然后分别计算该输量下从起点到 64km处和到终点的总压降 ，判断翻越点 ， 然后计算管道所达到的输量。 输油管道的压能损失 NCWU 单位输量的水力坡降：   28 31 f按终点计算输量： /)(330　　Q水力坡降： 0 0 8 2 3 2 8 5  fQi从起点到 64km处的总压降： 5 101 2 21 0 0 0640 0 8 2 H 输油管道的压能损失 NCWU 从起点到终点的总压降： H21 HH 故 64km处不是翻越点，线路上不存在翻越点， Q0=即为管道的输量。 输油管道的压能损失 NCWU 等温输油管道运行工况分析与调节 工况变化原因及运行工况分析方法 “从泵到泵 ” 运行的等温输油管道，有许多因素可以引起运行工况的变化，可将其分为正常工况变化和事故工况变化。 (1) 正常工况变化 ① 季节变化 、 油品性质变化引起的全线工况变化 ， 如油品的 ρ 、 ν 变化； ② 由于供销的需要 ， 有计划地调整输量 、 间歇分油或收油导致的工况变化。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU (2) 事故工况变化 ① 电力供应中断导致某中间站停运或机泵故障使某台泵机组停运； ② 阀门误开关或管道某处堵塞； ③ 管道某处漏油。 不论是正常工况变化还是事故工况变化 ， 都会引起运行参数的变化。 这些参数主要包括输量 ， 各站的进出站压力及泵效等。 严重时 ， 会使某些参数超出允许范围。 为了维持输送 ， 必须对各站进行调节。 为了对各站进行正确无误的调节 ， 事先必须知道工况变化时各种参数的变化趋势。 因此 ， 掌握输油管运行工况的分析方法 ， 对于管理好一条输油管道是十分重要的。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU (3) 运行工况的分析方法 突然发生工况变化时 （ 如某中间站停运或有计化地调整输量而启 、 停泵 ） ， 在较短时间内全线运行参数剧烈变化 ，属于不稳定流动。 我们这里不讨论不稳定流动工况 ， 只讨论变化前后的稳定工况。 为此 ， 我们假设在各种工况变化的情况下 ， 经过一段时间后 ， 全线将转入新的稳定工况。 运行分析的出发点是能量供求平衡。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU 某中间泵站停运时的工况变化 Lc1， △ Zc Lc， △ Zc+1 1 c1 c c+1 n Lc2, △ Zc1 L， △ Z 设有一条密闭输送的长输管道 ， 长度为 L， 有 n座泵站 ， 正常工况下输量为 Q， 各站的站特性相同 ， Hc=ABQ2m， 假设中间第 c 站停运。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU (1) 输量变化 c 站停运前输量： m szcs fLnBHnhZHnAQ 2 1 c 站停运后输量变为： m sZcs fLBn HhnZHAnQ    2 1 )1( )1()1(由于 c 站停运，全线泵站所提供的总能量减小，所以输量减下，即：  等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU (2) c 站前面各站进出站压力的变化 列首站入口到 c1 站进口的能量平衡方程： c 站停运前： ))(2( 21 ms BQAcH  csccmc hcHZQfL )2(1122  c 站停运后： ))(2( 2*1 ms BQAcH  csccmc hcHZQfL )2(* 112*2   两式相减得：   )()2( 2*221* 1 mmcscsc fLBcHH  由上式可知： 01* 1   scsc HH即 1* 1   scsc HH 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU 结 论： ① c 站停运后 ， 其前面一站 (c1站 )的进站压力上升。 停运站愈靠近末站 ( c 越大 )， 其前面一站的进站压力变化愈大。 ② 利用同样的方法，我们可以得出结论： c 站停运后，其前面各站的进站压力均上升。 距停运站越远，变化幅度越小。 ③ 出站压力的变化 ** 1* 1 cscdc HHH    * 1** 1 dccsc HHHQ ，，即停运站前各站的出站压力均升高，距停运站越远，变化幅度越小。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU (3) c 站后面各站进出站压力的变化 列 c+1 站入口到末站入口的能量平衡方程： c站停运前： ))(( 21 msc BQAH   cszczmc hHZZQLLf )()()( 12  c站停运后： cszczmc hHZZQLLf )()()( 12*  ))(( 2** 1 msc BQAH  两式相减得：   0)()()( 2*2* 11   mmcscsc LLfBHH 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU 分 析 ： ① 由上式知： , 即 c 站后面一站的进站压力下降，且停运站愈靠近首站 (c越小 )，其后面一站的进站压力 变化愈大。 1* 1   scsc HH* 1scH ② c站停运后 ， c站后面各站的进站压力均下降 ， 且距停运站愈远 ， 其变化幅度愈小。 ③ 出站压力的变化 * 2122*1* 1 )()(   scccmccdc HZZQLLfH  * 1* 2 dcsc HHQ ，即停运站后面一站的出站压力下降。 同理可得出停运站后各站的出站压力均下降 ， 且变化趋势与进站压力相同。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU 干线漏油后的工况变化 1 c c+1 c+2 n Q* Q*q q Lc LLc 设某条长输管道有 n 座泵站 ， 在 c+1 站进口处发生漏油 ， 漏油量为 q ， 漏油前全线输量为 Q ， 漏油后漏点前输量为 Q* ，漏点后输量为 Q* q。 等温输油管道运行工况分析与调节 NCWU (1) 输量变化 漏油前全线能量平衡方程为： cszmms nhHZf LQBQAnH   221 )(漏油后分段写出能量平衡方程： ① 首站至漏点： cscQcmcms chHZZQfLBQAcH   * 112*2*1 )()。