《输油管道设计与管理》

《输油管道设计与管理》- 、2 _m Q1IQ2LL _x(1 八)h e，输量为Q/2时各泵站的扬程均为hd，常有倍增泵站、铺设副管和变径管，如果要求提高的输送能力大于22-倍，则可以采用既倍增泵站又铺设副管的综合方法，试证明此时所需要的副管长度为x =上（1 _盒）。

（其中：•• = Q l，Qi f）。

i证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：N（H c -h m H fQ"L （1）倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：2N（H C -h m） = fQ；』L -x（1 - •）］（2）联立解（1 ）和（2 ）得Q1 一Qx= ±(1-侖)3、某等温输油管道，地形平坦沿线高程均相等，三个泵站等间距布置，每站二台相同型号的离心泵并联工作，输量为Q;现由于油田来油量减少，输量降为Q/2，问可对运行的泵组合及泵站出口阀进行哪些调节？哪种方案最好？说明理由（已知管线流态均为水力光滑区，忽约Hs1，Ht，hm)。

解：设：管线长为L,输量为Q时各泵站的扬程均为输量为Q 时的能量平衡方程为：2-mH“+3(h e—h m) = fLQ +H t 输量为Q/2时的能量平衡方程为:H s1 + 3(hd 比较①和②可得:2- m)+H t、2— m) =0.2973所以，按题意可知只需一个泵站的一台泵即可完成 Q/2的输量。

当然，还可采取把泵站出口关小节流、调节泵机组速度、换用离心泵的叶轮直径等措施。

但以全线能耗费用最低为基本原则考 虑，前者为最优。

4、在管道建设中，常为某种目的而铺设副管或变径管来降低摩阻，在流态相同（如水力光滑 区）的情况下，试分析降低相同水力摩阻时，采用铺设副管还是变径管在经济上更为合理？（设 铺设副管与变径管的长度均为 解：因为在水力光滑区，且据题意有I 0=0.298 I , 钢材耗量分别为：副管为 变径管为可见铺设变径管可节约钢材L f ；副管的管径与干线管径相同，即d=d f ；变径管直径为d 。

）1 75d= d f , i f = o i = i /2 . = 0.298 14 75即 Q =（d/d 0）. =0.298，解得 d 0=1.29 d2 n d S L f p1.29 n d S L f p35.5%，所以铺设变径管比铺设副管在经济上更为合理。

四、计算题1、某埋地原油管道等温输送管线,任务输量2500X 104t/a ，管内径D=0.703m;年平均地温T o =19 C6 2(0=82.2 X 10-m/s);油温20C 时的密度为874Kg/m 3;钢管绝对粗糙度 e 取0.1mm 全线 长176Km 求全线的沿程摩阻损失 h 。

解：（1）、计算输送温度下的流量油品19C 时的密度为：：爲=『20-二（T 0-20）'=1.825 -0.001315 鳥0 =1.825 -0.01315 874 = 0.6757 Kg/m 3C「19=874.68 Kg/m 3CG 103体积流量：Q 190.9452 m/s气异 8400^3600（2）、计算雷诺数4Q19R e ——'■-20826■D1 ^19(3)、 用列宾宗公式计算沿程摩阻3、某管线J0D 1 J0 吧论。

e 0.1 10 ■ 3000 R e 70300故流态为水力光滑区，即m=0.25人叮叽=0.0246 O.945,75(82；25 10冷 °2517600^ 1992m D ； 0.7034D ° =325mm ，站间距32Km ，总传热系数 K=1.8W/m 2.C ,输量G=98Kg/S,出站温度T L二T°(T R-Ge®1.8 ：3.14〉0.325 ：32000——--------- 3 ----=3 (65_3)e 98 2.0 10=49 Ch l L R二0.02460.118381.75 (7.8 10 冷0254 750.325432000 二207m65 C ,沿线地温T o=3 C ,所输油品物性为:-20 =852Kg/m3,C = 2.0KJ / Kg. C, T R =5.3 10（m2/s,」=0.036 （粘温系数），按平均温度计算法求热油管路的站间摩阻。

（按水力光滑区计算=0.0246, m =0.25, \ =1.825 - 0.001315 订0,亠二咕一：（t 一20））。

解：（1）计算平均温度」T R2T L」65 248.9 =54.3 C3 3 3 3（2）由平均温度计算平均粘度• i Pj由粘温指数公式：TR二e’^f）得%円=7.8 10^m2 /s（3）求站间摩阻h l“ 54.3 = 20 - ：(54.3 -20)3 D:-=1.825 -0.001315 爲0= 0.70426Kg/m3. CP54.3 =827.8Kg /m3Q54.3 = 0.11838m3/s「54.3五、问答题1、输油站的主要作业区由哪几部分组成？简述输油站的主要功能（或操作）。

主要作业区包括：输油泵房；阀组间；清管器收发装置；计量间；油罐区；加热系统；站控室;油品预处理设施。

输油站的主要功能（或操作）包括：来油与计量；正输；反输；越站输送（包括全越站、压力越站、热力越站）；收发清管器；站内循环或倒罐；停输再启动。

2、简述顺序输送管道有哪几个特点? 顺序输送时会产生混油；混油需要采用合理的工艺进行处理和销售；批量和最优循环次答：影响混油量的因素有管内流动状态、管径、混油界面所经过的管道长度、输送次序、首站初始混油量、中间泵站、停输对混油量的影响。

9、简述怎样用图解法判断翻越点？在接近末端的纵断面的上方，按其纵横坐标的比例作一水力坡降线，将此线向下平移，直到与纵断面线相切为止。

如水力坡降线在与终点相交之前，不与管道纵断面线上的任一点相切，即不存在翻越点，如水力坡降线在与终点相交之前，与管道纵断面线相切，第一个切点就是翻越点。

10、为什么外伴随加热可以避免石蜡沉积？答：（1）分子扩散方向从管壁向中心扩散；（2）剪切弥散被热运动削弱六、判断题1、一般情况下，紊流时，扩散混油是主要的；层流时，流速分布不均而形成楔形油头造成的混油是主要的。

因此，对于长距离顺序输送管道，一般都在紊流区工作，主要是扩散混油。

（V）2、有一条顺序管道，设计输送n种油品，在一个循环内，形成混油段的数量m为：m=n-1。

（X）3、对于大直径的热含蜡油管道，加热站间常见流态变化顺序为：从加热站出口处的牛顿紊流T牛顿层流T非牛顿紊流T非牛顿层流。

（X）4、热油管道中，在m=0.25的紊流情况下，可能出现不稳定区的条件是屮（T R-T O）>3;在层流情况下，可能出现不稳定区的条件是U（T R-T O）>20。

（X）5、泵的扬程和泵的排出压力均等于泵的出口压力。

（X）6、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点的富裕量最大，则该高点就是翻越点。

（V）7、热油管道的运行方式是导致是否出现不稳定工作区的首要条件，当流态为层流时，维持进站温度T Z一定运行时，易出现不稳定工作区。

（X）8、我们知道只要铺设副管总有减阻效果，并且随雷诺数的升高，铺副管和变径管的减阻效果增强。

（X）9、管道某点堵塞后由于流量减小，因此堵点前后的压力均下降。

（X）10、在管道运行中反算总传热系数K时，若发现K减小，如果此时输量Q降低，摩阻H i增大,则说明管壁结蜡可能较严重，应采取清蜡措施。

（V）第11题为了运行安全和检修需要，一般泵站均设备用泵，加热站均设备用加热炉。

错第12题顺序输送工艺主要用于输送性质相差很大的成品油和性质相近的原油。

错第13题管线纵断面图是表示沿线地形情况的图形，图上的曲折线表示管线的实长，纵座标表示线路的海拔高程。

错第14题对于一条输油管线来说，翻越点是否存在，只取决于地形，而与管线的输量无关。

错第15题热油管线是否存在不稳定区，只取决于热力条件。

错第16题对于以“从泵到泵”方式工作的输油系统来说，翻越点只可能有一个，且一定是管线上的最高点。

错第17题起始接触面是两种油品刚开始接触时的截面，该面始终位于管线的起点位置。

错第18题管道终点储存A油的油罐内允许混入多少E油量，仅仅取决于两种油品的性质，而与其他因素无关。

错第19题在设计热油管线时，如果不考虑摩擦升温和原油析蜡的影响，设计方案将偏于安全（假设运行中不存在管壁结蜡问题）。

对第20题管道内壁结蜡会引起管道压降增大、散热损失减小。

对七、多项选择题1、评价含蜡原油流变特性的主要指标有：（A B D ）A粘度，B凝点，C含蜡量，D静屈服值。

2、含蜡原油管道中的蜡沉积机理主要包括：（BCD ）A蜡晶吸附，B分子扩散，C布朗运动，D剪切弥散。

3、输油管道的勘察工作是设计工作的基础，勘察一般按以下哪几个阶段进行：（AC D ）A踏勘，B选线勘察，C初步设计勘察，D施工图勘察。

4、改变泵特性的方法主要有：（ABC）A切削叶轮，B改变泵的转速，C进口负压调节，D调节泵的出口压力。

5、影响热油管道结蜡量的主要因数有：（ABC D）A油温和管壁温差，B油流速度，C原油的组成，D管壁材质。

6、影响热油管道温降的因素包括：（ABCD）A 土壤温度场，B 土壤湿度，C大气温度，D管道运行参数。

7、铺设副管的目的主要是为了：（BCD）A增大散热面积，B降低摩阻，C增大泵站布置范围，D增加输量。

P461:10 000~1:100 000。

1 : 500~1: 1 000。

管输工艺复习题1、 长输管道由哪两部分组成？ P2答：输油站和线路 2、 长输管道分为哪两类？ P2答：原油管道和成品油管道3、 长距离输油管道的设计阶段一般分为哪三个阶段？ P13答：可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段4、 热含蜡原油管道、大直径轻质成品油管道，小直径轻质成品油管道，高粘原油和燃料油管道分别处 于哪个流态？ 答：热含蜡原油管道、大直径轻质成品油管道：水力光滑区。

小直径轻质成品油管道：混合摩擦区。

高粘原油和燃料油管道：层流区5、 旁接油罐输油方式的工作特点有哪些？P42答：（1）各泵站的排量在短时间内可能不相等；（2）各泵站的进出口压力在短时间内相互没有直接影响。

课件：•每个泵站与其相应的站间管路各自构成独立的水力系统 ；•上下游站输量可以不等（由旁接罐调节）；•各站的进出站压力没有直接联系； •站间输量的求法与一个泵站的管道相同：6、 密闭输油方式的工作特点有哪些？ P43答：（1）各站的输油量必然相等；（2）各站的进、出站压力相互直接影响。

课件：•全线为一个统一的水力系统，全线各站流量相同；•输量由全线所有泵站和全线管路总特性决 疋；7、管道纵断面图的横坐标和纵坐标分别表示什么? 答：横坐标表示管道的实际长度，常用的比例为 纵坐标为线路的海拔高程，常用的比例为8、管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度。