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1、输油管道设计与管理一、名词解释（本大题X X分，每小题X X分）1可行性研究：是一种分析、评价各种建设方案和生产经营决策的一种科学方法。2等温输送：管道输送原油过程中，如果不人为地向原油增加热量，提高原油的温度， 而是使原油输送过程中基本保持接近管道周围土壤的温度，这种输送方式称为等温输 送。4、线路纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为线路纵断 面图。5、管路工作特性：是指管长、管内径和粘度等一定时，管路能量损失H与流量Q 之间的关系。6、泵站工作特性：是指在转速一定的情况下，泵站提供的扬程H和排量Q之间的 相互关系。7、工作点：管路特性曲线与泵站特性曲线的交点，称为工作
2、点。8水力坡降：管道单位长度上的水力摩阻损失，叫做水力坡降。10、翻越点：在地形起伏变化较大的管道线路上，从线路上某一凸起高点，管道中 的原油如果能按设计量自流到达管道的终点，这个凸起高点就是管道的翻越点。11、计算长度：从管道起点到翻越点的线路长度叫做计算长度。12、总传热系数K :指油流与周围介质温差为FC时，单位时间内通过管道单位传热 表面所传递的热量。13、析蜡点：蜡晶开始析出的温度，称为析蜡点。14、反常点：牛顿流体转变为非牛顿流体的温度，称为反常点。15、结蜡：是指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂和其它 机械杂质的混合物。19、顺序输送：在一条管道内，按照一定批
3、量和次序，连续地输送不同种类油品的 输送方法。20、压力越站：指油流不经过输油泵流程。21、热力越站：指油流不经过加热炉的流程。25 混油长度：混油段所占管道的长度。26 起始接触面：前后两种（或A、B ）油品开始接触且垂直于管轴的平面。27、动水压力：油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。二、填空题1、由于在层流状态时，两种油品在管道内交替所形成的混油量比紊流时兰得多, 因而顺序输送管道运行时，一般应控制在J紊埜_状态下运行。2、采用顺序输送时，在层流流态下，管道截面上流速分布的不均匀时造成混油的 主要原因。3、石油运输包括水运、公路、铁路、管道等几种方式。4、输油管道由输油站和线路两部分组成
4、。5、原油管道勘察工作一般按踏堪、初步勘察与详细勘察三个阶段进行。6、在纵断面图上，其横坐标表示管道的实际长度，纵坐标为线路的海拔高程。9、管路特性曲线反映了当管长L，管内径D和粘度厂定，Q与Hz的关系。10、若管路的管径D增加，特性曲线变得较为平缓，并且下移；管长、粘度增加， 特性曲线变陡，并且上升。11、线路上有没有翻越点，除了与地形起伏有关，还取决于水力坡降的大小，水力 坡降愈小，愈易出现翻越点。12、泵站总的特性曲线都是站内各泵的特性曲线叠加起来的，方法是：并联时，把 相同扬程下的流量相加；串联时，把相同流量下的扬程相加。14、加热站加热原油所用设备有加热炉和换热器两类。15、泵站-管
5、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 压力等参数之间的关系。16、有多个泵站的长输管道，中间站C停运后的工况变化具体情况是：在C以前各 站的进出站压力均上升，在C以后各站的进出站压力均下降，且距C站愈远，变化 幅度愈小。17、在长输管道中C点漏油后，漏油前的泵站的进出站压力都下降，漏点后面各站的进出站压力也都下降，且距漏点愈近的站，压力下降幅度愈大。18、热油管道中，对温降影响较大的两个参数是总传热系数K和流量G，K值增大， 温降将加快，随着流量减小，温降将加快。20、顺序输送时，循环周期越长，产生的混油量越少，所需要的油罐容量越大。21、热油管道中，在m=0.25的
6、紊流情况下，可能出现不稳定区的条件是皿込) 20 ；在层流情况下，可能出现不稳定区的条件是氏TbzLH。22、由于粘度对摩阻的影响，当Lc/C L/N时，由最大粘度确定允许最小进站压头; 由最小粘度确定允许最大进站压头。三、证明题及分析2、设某管线长为L ,有N座泵站，输量为Q (提高输量后为Q1 )。提高管路输送能 力的方法通常有倍增泵站、铺设副管和变径管，如果要求提高的输送能力大于2瓷倍， 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 (1 -2-)。(其中：0 = 1 f )1-B0 2 - mQi证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：N(H h ) fQ2
7、-mL( 1 )C m倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：2 N (H h ) fQ 2 - m l x(1 o )(2)联立解(1)和(2 )得Q ) Q丿2m2 LC m1L x(1 o )L1 一(1 -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H , H , h )。sit m解：设：管线长为L，输量为Q时各泵站的扬程均为hc，输量为Q/2时各泵站的扬 程均为hc1，输量为Q时的能量
8、平衡方程为：H + 3(h -h ) = fLQ2-m + HSicmt输量为Q/2时的能量平衡方程为：2m + HH + 3(h -h ) = fL(Q)sici m22-m = 0.2973比较和可得：hc1h = (1c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
9、的长度均为Lf ；副管的管径与干线管径相同， 即d=df ；变径管直径为d0)解：因为在水力光滑区，且d= df，If=3i =i/2i.75= 0.298i据题意有i0=0.298i，即Q = (d/d0)4.75=O.298，解得 d0=1.29 d钢材耗量分别为：副管为2 nd6 Lfp变径管为1.29 nd。LfP可见铺设变径管可节约钢材35.5%，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2500x104t/a，管内径D=0.703m;年 平均地温T=19C (人9=82.2x10-6m2/s )；油温20工时的密度为874Kg/m3
10、 ； 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0。解：(11计算输送温度下的流量油品19C时的密度为：p =p -a(T -20)19200a 二 1.825 0.001315 p 二 1.825 0.01315 x 874 二 0.6757 Kg/m3 C20AP 9 二 874.68 Kg/m3 C 体积流量:Q = G103= 0.9452 m3/s19 p x 8400 x 360019(2)、计算雷诺数4QR 二 4 二 20826 e 兀D卩119Re110 De10 x 0.7030.1 x 10-3=70300.3000R70300e故流态为水力光
11、滑区，即m=0.25Q 2m L! m理19 L = 0.0246 xD 5m1(3 )、用列宾宗公式计算沿程摩阻x176000二1992m0.94521.75 x (82.2 x 10-6)0.250.7034.753、某管线D -325mm ，站间距32Km ,总传热系数K=1.8W/m2.C,输量G=98Kg/S,0出站温度65 C ,沿线地温T0=3 C ,所输油品物性为p - 852 Kg / m 3, C - 2.0 KJ / Kg .C ,u - 5.3 x 10 -6 m 2/s,0.036 (粘温系数)，按平20TR均温度计算法求热油管路的站间摩阻。（按水力光滑区计算B= 0
12、.0246,m = 0.25,a = 1.825 0.001315p , p =p a(t 20)。20 t20解：(1 )计算平均温度T = T + (T T )e -aLL 0R 01.8x3.14x0.325x320003 + (65 3)e98x2.0x103T = 1T + 2T = 1 x 65 + - x 48.9 = 54.3。C pj 3 R 3 l 33（2）由平均温度计算平均粘度p Pj由粘温指数公式： 匕r 二 e-叫-Tj 得 upju =u e.Tp-TPj) = 7.8x 105m2 /sPj TR(3 )求站间摩阻h1p = p a (54.3 20)54.32
13、0a = 1.825 0.001315p = 0.70426Kg /m3.。C20p = 827.8Kg /m354.3GQ =0.11838m 3/s54.3 p54.3Q 2mU h = p 亠3p-L1D 5mR1=0 0246 % 0.118381.75 x (7.8 x 10-6)0.250.3254.75x 32000 = 207m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
14、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 次数；首末站批量油品的储存；管道的水力特性不稳定。3、简述管道输送的特点？管道输送的优点：运费低，能耗少；运输量大、劳动生产率高；建设投资低，占地面 积少；受外界影响小，安全性高。管道输送的缺点：管道输送量的经济范围小、极限范围小；起输量高。4、热油管道的泵站布置与等温管道相比有何特点？加热站间管道的水力坡降线是一条斜率不断增大的曲线。可根据各段油温对应 的摩阻值在纵断面图上按比例画出，连成曲线。在加热站处，由于进
15、、出站油温突 变，水力坡降线的斜率也会突变，而在加热站之间，水力坡降线斜率连续变化。5、热油管道在中等流量区时，为什么随流量减小，摩阻反而增大？进入不稳定区的 条件是什么？在中等流量区，一方面随着流速的增大而使摩阻增加，另一方面随着流量的增加，终 点油温TZ显著上升，对于卩或B值较大的含蜡原油和重油，当油温较低时，粘度随 温度的变化是较剧烈的。因此T的上升会使油流的粘度显著下降，而使摩阻减小。加 之层流时粘度对摩阻的影响较大，故可能出现随流量减小，摩阻反而增大的现象。进 入不稳定区的条件是：在 m=0.25的紊流情况下,卩（t - T ）20 ；在层流情况下,R 0叽T - T ）3。R 06、简述顺序输送时，影响混油的
