输油管道设计与管理复习

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1、输油管道设计与管理复习输油管道设计与管理复习本文由 314243530 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。输油管道设计与管理 复习主要内容输油管道设计与管理设计管理 等温管道概况勘察设计 等温输油管道工艺计算热油管道加热输油管道易凝高粘原油输油站顺序输送管道SCADA 系统 SCADA 系统瞬变流21,输油管道特点() 输油管道特点()优点: 输量大 占地少,距离短 安全性高,损耗小 易于自动控制 运费低.缺点: 不够灵活 投资大 油品积压严重 易被盗32,输油管道组成() 输油管道组成(输油 输 油 管 道 管 , 输 管 建 合

2、43,输油管道历史() 输油管道历史(现代管道运输始于 19 世纪中叶. 1865 年美国宾州建成世界第一条原油管道. 真正具有现代规模的长距离输油管道始建于二战期 间的美国. 1958 年 12 月建成的克拉玛依独山子原油管道,标 志了中国长输管道建设史的起点 中国最早的长距离的成品油管道是1973 年开工修建 的格拉管道,1977 年 10 月全部工程基本完工,开始 正式运行.54,世界著名输油管道() 世界著名输油管道()世界上距离最长的原油管道,9912km 前苏联“友谊“输油管道(1973 ) 世界上最大的成品油管道系统,8413km 美国科洛尼尔成品油管道(1979) 世界上第一条

3、深入北极圈的输油管道 美国阿拉斯加原油管道(1977) 世界上管径最大的输油管道,1422mm 沙特东-西原油管道(1987) 我国目前距离最长的输油管道: 西部原油成品油管道(2006)65,勘察设计() 勘察设计(可行性研究: 可行性研究设计任务书 勘察: 踏勘初测 定测 设计: 方案设计 初步设计施工图设计. 施工 投产运行76,识图() 识图()输油管道纵断面图(P11 . 图 13)横,纵坐标含义?87,输油泵站的工作特性() 输油泵站的工作特性(1. 2. 3. 4. 5.定转速的离心泵的工作特性 调速泵的工作特性 叶轮直径变化后泵的工作特性 泵站(泵的串并联)工作特性 液体粘度对

4、离心泵工作特性的影响98,摩阻损失() 摩阻损失()沿程摩油流通 过直管段所产 生的摩阻损失 阻损失 长输管道站间管 道的摩阻损失主 要是沿程摩阻, 局部摩阻只占 1%2%.沿程摩阻摩阻损失 沿程摩油品通 过各种阀门, 管件所产生的 摩阻损失阻损 失 站场,罐区的站 内摩阻主要是局 部摩阻 ,沿程 摩阻只占小部分局部摩阻109,沿程摩阻损失的计算() 沿程摩阻损失的计算()达西公式: 达西公式L V2 hl = D 2g列宾宗公式: 列宾宗公式 m L 2m hl = 5 m Q d8A = m 2 m 4 g1110,局部摩阻损失的计算( 10,局部摩阻损失的计算()V h = 2g局部摩阻

5、通常按沿程摩阻的 1%计算.21211,管道压降的计算() 11,管道压降的计算()对管内径和管长一定的管道,输送一定量的油品时 ,由起点至终点的总压降 H 计算如下:H = hl + hmi + ( Z z Z Q )i =1n实际计算中可只计算沿程摩阻,局部摩阻可忽略, 或乘以一定的系数即可,如 1.01.1312,管道的水力坡降() 12,管道的水力坡降()管道的水力坡降就是单位长度管道的摩阻损失,可表 示为:hl Q 2 m m i= = 5 m L d水力坡降与管道长度无关,只随流量,粘度,管径和 流态的不同而不同.对于长距离输油管道,如果水 力坡降已知,全线的压头损失可表示为:H

6、= iL + Z1413,泵站管道系统工作点() 13,泵站管道系统工作点()在长输管道系统中,泵站和管道组成统一的水力系统,管 道所消耗的能量(包括终点所要求的剩余压力)必然等于 泵站所提供的压力能,即二者必然会保持能量供求的平衡 关系.管道的流量就是泵站的排量,泵站的总扬程就是管 道所需要的总压能. 泵站管道系统的工作点是指在压力供需平衡条件下,管 道流量与泵站进出站压力等参数间的关系. 在设计与管理中,常用作泵站和管道特性曲线,求二者交 点的方法,来确定泵站的排量和进出站压力.1514,能量平衡法求工作点() 14,能量平衡法求工作点()假设一条管道有 N 座泵站,且泵站特性相同,全线管

7、径相同 ,无分支,首站进站压头和各站内摩阻均为常量,可写出全 线的压力供需平衡关系式如下:H s1 + N ( A BQ 2 m ) Nhm = fLQ 2 m + ( Z 2 Z1 ) + H t由上式可求出管道的工作流量:H s1 + NA ( Z 2 Z 1 ) Nhm H t Q= NB + fL 1 2m求出工作流量后,即可根据站间压力供需平衡的原则,确定 各站的进出站压力.1615,设计参数( 15,设计参数()计算温度 埋深处地温,常用年平均地温代替 油品密度 油品粘度 粘温指数公式 计算流量 年输量/年输送天数1716,关于翻越点() 16,关于翻越点()什么是翻越点? 什么是

8、翻越点?在规定输量下,根据首末站高程绘制的沿线水力坡降线 ,可能会出现与中途的高点相交的情况,而在高点后,油品 会借助于高差自流到终点,而且还有剩余能量.如不采取其 它措施以利用或消耗这部分能量,则在高点以后的管段内将 发生不满流现象,即通过局部流速变大来消耗剩余的能量. 线路上的这种高点就称为翻越点.有何危害? 有何危害?浪费能量,增大水击压力1816,关于翻越点() 16,关于翻越点()如何避免? 如何避免 1. 变径管 2. 减压站 3. 安装油流涡轮发电装置 注意: 注意: 翻越点不一定是管道沿线的最高点,往往是接近末 端的某高点.1917,泵站数的确定() 17,泵站数的确定()基础

9、:能量平衡 能量供应=能量消耗 泵站数的化整 泵站数化整后的处理:变径管,副管长度的计算2018,中间站停运的工况变化() 18,中间站停运的工况变化()i* c-1 c i c+1lc-2 lc-1 lc L2118,中间站停运的工况变化( 18,中间站停运的工况变化()流量: 流量 全线流量下降 压力: 压力 停运站前压力上升,停运站后压力下降 且越靠近 停运站前压力上升 停运站后压力下降,且越靠近 停运站后压力下降 停运站变化幅度越大2219,干线漏油后的工况变化() 19,干线漏油后的工况变化()Q* c-1 c c+1 Q* -q c+2lc-1 lcq L2319,干线漏油后的工况

10、变化() 19,干线漏油后的工况变化()流量: 流量 漏油点前流量上升,漏油点后流量下降 漏油点前流量上升 漏油点后流量下降 压力: 压力 漏油点前后压力均下降,且越靠近漏油点变化幅 漏油点前后压力均下降 且越靠近漏油点变化幅 度越大2420,热油管轴向温降计算() 20,热油管轴向温降计算()苏霍夫轴向温降公式 1,不考虑摩擦生热时TR T0 kD ln = L TL T0 Gc2,考虑摩擦生热时TR T0 b kD ln = L TL T0 b Gc温降公式的应用2521,平均油温法计算摩阻( 21,平均油温法计算摩阻()按管道起终点的平均温度下的油流粘度,用等温输送的方法 计算一个加热站

11、间的摩阻 平均油温的计算T pj i全线摩阻1 2 = Ti + Ti +1 3 32 mhR = i =1nQim pjiD5 m ili2622,径向温降对摩阻的影响( 22,径向温降对摩阻的影响()管道内油流径向温差,会引起油流在径向的对流运 动,提前进入紊流状态. 由于径向温降引起的扰动及管壁附近油流粘度的增 大,会引起附近的压头损失.在层流时的影响比紊 流时要大得多.径向温降引起的压头损失,可用径 向温降摩阻修正系数进行修正.2723,三高原油概念( 23,三高原油概念()什么是流体的流变特性? 流体的流变类型及各自特点 与时间无关的 牛顿流体 假塑性流体 塑性流体 膨肿性流体 与时

12、间有关的 触变性流体 反触变性流体2824, 三高“原油的输送( 24,“三高“原油的输送()加热输送 热处理输送 加降凝剂输送 稀释输送乳化降粘输送 加紊流减阻剂输送 其它: 水悬浮输送 液环输送 原油改质输送 气饱和输送,油气顺序输送 磁处理输送2925,影响热处理效果的因素( 25,影响热处理效果的因素()原油的组成 热处理条件 热处理温度 冷却速度 剪切影响 重复加热的影响 掺入生油的影响3026,影响管壁结蜡强度的因素() 26,影响管壁结蜡强度的因素()油温及油壁温差的影响 流速的影响 原油组成的影响 管壁材质的影响 结蜡层厚度与运行时间3127,热油管道( 27,热油管道()热油

13、管道的工作特性的分区(图 5-2) 热油管道工作的不稳定区热油管道的启动方法: 冷管直接启动 预热启动 加稀释剂或降凝剂启动3228,热油管道温降() 28,热油管道温降()影响热油管道轴向温降的因素 架空,含蜡热油管道停输温降过程 三个阶段 埋地管道停输温降 两个阶段3329,顺序输送的特点() 29,顺序输送的特点()顺序输送管道和单一油品输送管道比较,主要有以 下特点: (1)形成混油 (2)水力特性不稳定 顺序输送中的混油扩展机理层流状态 紊流状态3430,混油量(长度)的计算() 30,混油量(长度)的计算()理论公式(P170,6-18)C = 4Z dL3000 + 60.7 R

14、e 0.545 pj Re pj经验公式(P171,6-21,6-23 )C = 11.75 dL Re 0.1 C = 18384 dL Re 0.9 e 2.18dRe Re j Re Re j3531,顺序输送其它问题() 31,顺序输送其它问题()混油的处理方式:回掺,降价销售,沉降,重新加工切割与回掺(P177 例题) 界面检测 密度型界面检测系统(应用较广) 超声波型界面检测系统 记号型界面检测系统3632,顺序输送短管道工作点() 32,顺序输送短管道工作点()P3 4II I 2 1 A Q37B33,影响混油量主要因素() 33,影响混油量主要因素()1. 2.3. 4. 5

15、. 6. 7.管道距离 雷诺数(管道内径,油品流动平均速度,油品运 动粘度) 两种油品的物性差异 油品的输送顺序 泵站和管道附件 停输及地形 首站油品切换技术3834,减少混油的措施( 34,减少混油的措施()工艺措施 专用措施 机械隔离器 橡胶球隔离器 皮碗式隔离器 液体隔离塞3935,输油站工艺流程() 35,输油站工艺流程()简单工艺流程的绘制或分析1 324 654036,清管器() 36,清管器()清管作用 清管器类型清扫型 隔离型 检测型如何确定经济清管周期?4137,SCADA 系统() 37,SCADA 系统() 系统SCADA 系统的组成: 远程终端装置 PLC 或 RTU 控制中心计算机系统(核心) 数据传输及网络系统 应用软件(决定了功能及灵活性)4238,瞬变流分析中的部分概念() 38,瞬变流分析中的部分概念()稳定流动 不稳定流动 瞬变流动 水击 管道充装 液柱分离4339,水击周期的四个阶段() 39,水击周期的四个阶段()时间过程流体密度0L/a L/a2L/a 2L/a3L/a 3L/a4L/a增压逆波 减压顺波 减压逆波 增压顺波增大 减小 减小 增大4440,水击的危害及控制方法( 40,水击的危害及控制方法()危害: 超压(管道破裂,爆炸) 低压(气体逸出,液柱分离,管道失稳) 振动 控制方法451