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1、等温输油管道实验指导书实验一 离心泵的开车及停车试运一、 实验目的（1） 了解测量装置的原理及使用方法；（2） 掌握离心泵的综合工作性能。（3） 了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。二、 实验原理在密闭输送的多泵站等温输油管道系统中，泵站和管道组成一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括摩阻损失、高程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。全线的能量供需平衡关系式如下：式中：Q管道的工作流量，m3/s；n全线运行的泵站数； f单位流量的水力坡降；Hs1管道首站进站压头，m液柱；Ht管道终点剩余压头，m液柱；L管道总长度，m；Z管道起终
2、点高程差，m；hc每个泵站的站内损失，m液柱。根据上述能量平衡方程，可以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析事故工况时运行参数的变化趋势。三、各站离心泵工作参数1、全线各站离心泵型号相同，额定转速下的工作参数见表1。表1 各站离心泵工作参数流量，m3/h0.51.01.52.02.53.03.5扬程，m 19181614131192、站内及站间流程设置等温输油管道实验架有首站1座，中间泵站1座，末站1座，全线采用密闭输送方式工作，实验架工艺流程图见图1。四、实验步骤给实验架操作控制台送电，开启泵站总电源，打开计算机数据采集系统，做好准备工作。根据输油管道设计与管理课程的要求，确定的实验内容
3、如下：1、学习管道正常启动、正常启停泵站的操作方法(1) 按下1#站1#泵的启动开关，启动1#泵站1#泵，缓慢打开1#站出站阀；(2) 待压力、流量稳定后，启动3#站1#泵，缓慢打开3#站出站阀；(3) 待压力、流量稳定后，启动2#站1#泵，缓慢打开2#站出站阀；管道正常启动时记录各站进出站压力和管道流量，分析压力参数的变化情况。停运时的操作顺序与启动时相反。全线以三个泵站的1#泵全部投入运行作为正常运行工况，规定各站进站压力不得低于-10kPa，出站压力不得高于230kPa。五、实验数据处理表3 实验数据记录表状态P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16
4、Q1Q2Q3T1T2T3六、思考题1. 离心泵启动前为什么要灌泵？采取什么措施进行灌泵？如何判断泵已经灌好？2. 为什么要关闭泵出口阀后才能启动离心泵？往复泵能否这样启动？3. 为什么流量越大，入口处真空表的读数越大，出口处压力表的读数越小？实验二 管道工作特性测定一、实验目的（1）了解测量装置的原理及使用方法；（2）学习测定管道的H-Q特性曲线和用图解法求管道与泵站配合工作时的工作点，了解以“密闭输送”工艺运行的输油管道各站协调工作的情况；（3）了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。二、 实验原理在密闭输送的多泵站等温输油管道系统中，泵站和管道组成一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括
5、摩阻损失、高程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。全线的能量供需平衡关系式如下：式中：Q管道的工作流量，m3/s；n全线运行的泵站数； f单位流量的水力坡降；Hs1管道首站进站压头，m液柱；Ht管道终点剩余压头，m液柱；L管道总长度，m；Z管道起终点高程差，m；hc每个泵站的站内损失，m液柱。根据上述能量平衡方程，可以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析事故工况时运行参数的变化趋势。三、 相关设备介绍1、数据采集系统数据采集系统软件用组态软件编制，硬件采用远程数据采集模块DAQ8017、DAQ8024、DAQ8060。在每个泵站布置
6、有4个压力变送器，分别测量泵站入口、1#泵出口、2#泵出口和泵站出口的压力。在1每个泵站出口后各安装有1台流量计，用于测量管道泄漏点前后的流量。数据采集模块介绍 DAQ8017：8路模拟量输入模块；DAQ8024：4路模拟量输出模块；DAQ8060：4路开关量输入、4路开关量输出模块。2、涡轮流量计该流量计由涡轮流量变送器、前置放大器、数字积算器、瞬时流量（频率）指示表组成。当流体流过变送器时，变送器的涡轮旋转，将流体动能转化成电能输出，产生电脉冲信号，输出的电脉冲频率f与流量Q之间成线性关系：Q=，其中是涡轮流量计每流过单位体积液体所发出的电脉冲数（脉冲次数/升），称为涡轮流量计的平均常数。
7、3、压力传感器在实验装置中，泵站的进站压力有时会低于大气压或者为真空，因此需要选用绝压传感器，其压力零点为真空；泵站的出站压力一般要高于大气压，只需选用表压传感器，压力零点为大气压。实验装置管道中最高压力为0.4MPa。本实验装置共安装了13个压力传感器，其中P1、P5、P9三个传感器为绝压传感器，接在各泵站的进口处，其余传感器为表压传感器，接在各站1#泵的出口、2#泵的出口和泵站出口处。各传感器相对于起点的位置见表2。表2 压力传感器位置传感器标号首站中间站P1P4P5P8距起点的位置（m）00.81616.8传感器标号末站P9P12距起点的位置（m）104.8105.6四、 实验步骤管道工
8、作特性是指管道压降与流量之间的关系。测定管道特性的实验步骤如下：(1) 启动1#站1#泵，缓慢打开1#站出站阀，待压力、流量稳定后，记录各站进出站压力和管道流量；(2) 启动3#站1#泵，缓慢打开3#站出站阀，待压力、流量稳定后，记录各站进出站压力和管道流量；(3) 启动2#站1#泵，缓慢打开2#站出站阀，待压力、流量稳定后，记录各站进出站压力和管道流量；(4) 启动1#站2#泵，缓慢打开2#泵出口阀，待压力、流量稳定后，记录各站进出站压力和管道流量。五、实验数据处理绘制管道工作特性曲线，求正常工况下的工作点流量(1) 计算出每个流量下各个站间的摩阻损失，并数据整理列表；(2) 在直角坐标纸上
9、作出每个站间的管道工作特性曲线和相应的泵站特性曲线；(3) 在直角坐标纸上作出总管道工作特性曲线和总泵站特性曲线，求出管道系统正常工况下的工作点流量；(4) 在每个站间的工作特性曲线图上求出每个站正常工况下的进出站压力；(5) 用公式（解析法）计算出正常工况下的管道流量和各个站的进出站压力；(6) 将图解法结果和解析法计算结果与实验实测结果进行对比，分析产生偏差的原因。六、思考题1.试说明管线工作时，启动和停运的正确步骤。2.管路工作点的调节方式有几种？各有何特点？实验三 异常工况及事故分析处理一、实验目的（1）了解测量装置的原理及使用方法；（2）观察管道发生异常工况或突然事故时（如某泵站突然
10、停电等）全线运行参数的变化，学会根据运行参数变化，分析事故原因、事故发生地点及应采取的处理措施，在实验中加以验证；（3）了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。二、实验原理在密闭输送的多泵站等温输油管道系统中，泵站和管道组成一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括摩阻损失、高程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。全线的能量供需平衡关系式如下：式中：Q管道的工作流量，m3/s；n全线运行的泵站数； f单位流量的水力坡降；Hs1管道首站进站压头，m液柱；Ht管道终点剩余压头，m液柱；L管道总长度，m；Z管道起终点高程差，m；hc每个泵站的
11、站内损失，m液柱。根据上述能量平衡方程，可以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析事故工况时运行参数的变化趋势。五、 相关设备介绍1、数据采集系统数据采集系统软件用组态软件编制，硬件采用远程数据采集模块DAQ8017、DAQ8024、DAQ8060。在每个泵站布置有4个压力变送器，分别测量泵站入口、1#泵出口、2#泵出口和泵站出口的压力。在1每个泵站出口后各安装有1台流量计，用于测量管道泄漏点前后的流量。数据采集模块介绍 DAQ8017：8路模拟量输入模块；DAQ8024：4路模拟量输出模块；DAQ8060：4路开关量输入、4路开关量输出模块。2、涡轮流量计该流量计由涡轮流量变送器、前置放大
12、器、数字积算器、瞬时流量（频率）指示表组成。当流体流过变送器时，变送器的涡轮旋转，将流体动能转化成电能输出，产生电脉冲信号，输出的电脉冲频率f与流量Q之间成线性关系：Q=，其中是涡轮流量计每流过单位体积液体所发出的电脉冲数（脉冲次数/升），称为涡轮流量计的平均常数。3、压力传感器在实验装置中，泵站的进站压力有时会低于大气压或者为真空，因此需要选用绝压传感器，其压力零点为真空；泵站的出站压力一般要高于大气压，只需选用表压传感器，压力零点为大气压。实验装置管道中最高压力为0.4MPa。本实验装置共安装了13个压力传感器，其中P1、P5、P9三个传感器为绝压传感器，接在各泵站的进口处，其余传感器为表
13、压传感器，接在各站1#泵的出口、2#泵的出口和泵站出口处。各传感器相对于起点的位置见表2。表2 压力传感器位置传感器标号首站中间站P1P4P5P8距起点的位置（m）00.81616.8传感器标号末站P9P12距起点的位置（m）104.8105.6四、实验步骤(1) 模拟泵站突然停电停2#泵站，模拟突然停电。记录各站进出站压力和流量。理论分析应采取什么调节措施才能使管道重新恢复正常工作（即各站的进出站压力处于规定范围），列出调节步骤并在实验中加以验证。调节好管道运行参数后，记录各站的进出压力、流量。(2) 模拟管道堵塞实验架恢复到正常工作状态，关小堵塞阀门模拟管道堵塞情况。理论分析应采取什么措施
14、才能使管道恢复正常工作，列出调节步骤并加以验证。调节好管道运行参数后，记录各站进出站压力和流量。(3) 管道泄漏检测实验实验装置恢复到正常运行工况，打开泄漏阀，记录泄漏后各站进出站压力和漏点前后流量。五、 实验数据处理1、比较各种事故工况和正常工况的数据，根据运行参数的变化判断事故发生的站间，分析各种事故工况下运行参数的变化趋势，并与理论分析结果进行比较，讨论可采取的调节措施；从能量供求关系的角度讨论事故工况1和2的运行参数有什么相同和不同之处。2、在发生异常工况时，要根据监控系统采集的实验数据进行分析和判断。若发生停电和模拟堵塞的事故后，采取的主要处理措施就是泵站特性调节，即在泵出口阀进行节流调节。在发生管线泄漏后，要及时发现，查找漏点。实验四、清管器收发及翻越点实验一、实验目的（1）了解测量装置的原理及使用方法；（2）观察翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素和消除翻越点的措施，在实验中加以验证；（3）学习清管
