输油管道设计与管理期末复习题含答案.pdf

输油管道设计与管理综合复习资料 一、填空题 1、 五大运输方式是指铁路、水路 、航空、_公路_和_管道_运输。 2、 翻越点可采用_图解法_和_解析法_两种方法判别。 3、 串联泵的优点是_不存在超载问题_、_调节方便_、_流程简单_、_调节 方案多、有利于管道的优化运行_。 4、 当长输管道某中间站突然停运时，全线输量_减小_，停运站前各站的进、出 站压力均_升高_，停运站后各站的进、出站压力均_下降_。 5、 长输管道输量调节的方法主要有_改变运行的泵站数_、_改变运行的泵机组 数_、改变泵机组的转数_。 6、 影响等温输油管道水力坡降的主要因素是_输量_、_地温_、_管道直径_和_ 油品粘温特性_。 7、 热泵站上，根据输油泵与加热炉的相对位置可分为_先炉后泵_流程和_先泵 后炉_流程。 8、 影响热油管道水力坡降的主要因素是_输量_、_进出站油温、_管道直径_和_ 油品粘度。 9、 减少管内壁结蜡的主要措施有_提高油温_、_缩小油壁温差_、化学防蜡_、 定期清蜡_。 10、为确保热油管道的运行安全， 应严格控制其输量大于_管道允许最小输量 _。 11、影响热含蜡原油管线再启动压力的因素有_停输终了管内温度分布_、_ 原油流变特性_和_原油的屈服裂解特性_。 12、沿程混油的机理是_流速分布不均引起的几何混油_、紊流扩散混油_、_ 密度差引起的混油。 13、混油段实现两段切割的充要条件是_KAt3 KAt2_。 14、降低顺序输送管线沿程混油的措施主要有_设计时使管线工作在紊流区， 不用副管， 采用简单流程及先进的检测仪表、阀门等_、_运行中避免不满流， 采用合理的输送顺序，终点及时切换，油品交替时避免停输等_、_采取隔离 措施；采用“从泵到泵”的输送工艺；确定合理的油品循环周期_。 15、管道的运输特点：_运量大，固定资产投资低_ 、_受外界限制少，可长 期稳定连续运行，对环境的污染小、 便于管理，易于实现集中控制， 劳动生产率高_ 、_运价低，耗能少；占地少，受地形限制少；灌输适于大 量、单向、定点的运输，不如铁路、公路运输灵活_。 16、解决动水压力超压的方法有_增大壁厚_、_设减压站_。 17、长输管道工况变化的原因分为_正常工况变化_、_事故工况变化_。 18、热油管道摩阻计算的方法有_平均温度计算法_、_分段计算法_、基于粘 温关系的方法_。 19、当管道中间某处发生堵塞时， 全线输量_减小_，堵塞点前各站的进出站 压力均_升高_，堵塞点后各站的进出站压力均_下降_。 20、在管道纵断面图上，横坐标代表管道的_实际长度_，纵坐标代表_海拔高 度_。 21、翻越点后不满流的危害是_增大水击压力_、_顺序输送管道增大混油_。 22、选择输油泵机组的原则是_满足输量要求_、_充分利用管路的承压能力 _、_泵在高效区工作_、_泵的台数符合规范要求。 23、密闭输送工艺的优缺点是_全线密闭，中间站不存在蒸发损耗_、_流程 简单，固定资产投资小、可全部利用上站剩余压头，便于实现优化运行_、_ 水击危害大，全线各站必须有可靠的水击自动保护系统_。 24、长输管道稳定性调节的主要方法有节流调节_、调速调节_、_回流调 节。 25、热泵站上，先炉后泵流程的优点是_进泵油温高，泵效高_、_站内管道 油温高， 管内结蜡轻， 站内阻力小_、 加热炉承受低压， 投资小， 运行安全 。 26、影响热油管道轴向温降的主要因素是_输量_、_管道的总传热系数_、_ 管道直径_和_地温_。 27、影响管内壁石蜡沉积的主要因素是_油温_、_油壁温度_、_流速_、 _ 原油组成_。 28、当发现热油管道进入不稳定区时，要尽快使其回到稳定区。可采取的措 施有_提高油温_、_通过增加开泵提高输量_、_轻油或热水置换_。 29、反算热油管道总传热系数的目的是_积累运行资料， 为以后设计新管线提 供选择 K 值的依据_、_通过 K 值的变化，了解沿线散热及结蜡情况，帮助 指导生产_。 30、一般来说，层流时，流速分布不均引起的几何混油_是造成混油的主要原 因；紊流时，_扩散混油_是造成混油的主要原因。 31、在顺序输送管道上，管道终点混油段的切割方式有_两段切割_、_三段切 割_、_五段切割_。 二、简答题 1、 简述输油管道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。 突然发生工况变化时（如某中间站停运或有计划地调整输量而启、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。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，通过对前后两个稳定工况 的分析，找出运行参数的变化规律。运行分析的出发点能量供求平衡。分析方法 有图解法和解析法。 2、 热油管道摩阻计算时，为什么要按一个加热站间距计算？ 因为在加热站进出口处油温发生突变，粘度也发生突变，从而水力坡降也发 生突变，只有在两个加热站之间的管路上，水力坡降 i 的变化才是连续的，所以 要按一个加热站间距计算摩阻。 3、 简述热油管道出现不稳定工作区的条件。当发现管道进入不稳定区时，可采 取什么措施使其回到稳定工作区？ （1） 在管线允许和可能的情况下，尽量提高出站油温。 （2） 尽快提高输量（开启备用泵或未开的泵站） （3） 在上述两种措施都不行的情况下， 输入轻质油品 （或热水） ， 用轻油 （或 热水）将重油从管道中置换出来。 4、 简述顺序输送管道的特点。 5、 简述输油站工艺流程设计的原则。 1)工艺流程要满足各输油生产环节的需要 2)中间输油泵站的工艺流程要和采用的输送方式相适应 3)便于事故处理和检修 4)经济、节约 5)能促使采用最新可续技术成就，不断提高输油水平 6、 如果输油管线上存在翻越点，但设计时没有考虑，简要分析在什么情况下管 线输量为 0，什么情况下管线输量不为 0？ 当翻越点前面所有泵站的特性方程中的 A 值之和小于翻越点与起点高程之 差时，管线输量为 0，否则管线的输量不为 0，但会小于设计输油能力。 7、 简述轴向温降公式的用途。 8、 简述热油管道为什么会存在最优运行温度？ 热油管道的总能耗费用包括能费用和动力费用两部分。热能费用随运行温度 的升高而增大，动力费用随运行温度的升高而下降，因此总能耗费用随运行温度 的变化曲线上必有极小点，该极小点对应的温度即为管道的最优运行温度。 9、 简述顺序输送管道末站上混油处理的方法。 10、简述输油站上全越站流程的用途。 加热炉管裂着火，无法切断油源； 加热炉看火间着火，无法进入处理； 非全越站不能进行站内管道、设备施工检修或事故处理。 11、简述热油管道节能降耗的主要措施。 1. 提高输油泵的效率：以高效泵代替低效泵、加强输油泵的维护保 养与检修，减少泵内损失； 2. 提高电机的负载率 3. 提高加热系统的效率：用高效加热炉代替效率低下的加热炉可大 幅度降低原油加热的燃料消耗。也可对现用加热炉进行技术改 造，提高加热炉的效率； 4. 保证管道系统始终处于最优运行状态：利用信息网络和自动化技 术以及优化运行技术， 优化运行参数， 确定合理的优化运行方案， 可大幅度降低热油管道运行的总能耗费用，提高管输效率。 5. 减少管输过程中原油泄漏。 12、简述用水力坡降线法判断翻越点的步骤。 13、如何根据管道的运行参数反算热油管道的总传热系数？ 14、成品油管道为什么一般都采用顺序输送工艺？ 成品油输送的特点是种类多、批量小，若每一种油品都建一条管线，必然是 要建多条小口径的管线。若顺序输送这些油品，则只需建一条大口径的管线。 多 条小口径管线的建设投资和运行管理费用比一条管线高得多， 采用顺序输送具有 显著的经济效益，故成品油管线一般均采用顺序输送。 15、简述输油站反输流程的用途。 因各种原因使停输时间过长，需反输活动管线。管道输量太低，必须正反输 交替运行。清管器在进站管段受阻需进行反冲。投产前管子预热。 16、简述热泵站上先泵后炉流程的缺点。 进泵油温低，泵效低 站内油温低，管内结蜡严重，站内阻力大 加热炉承受高压，投资大，危险性大 17、简述架空热含蜡原油管道停输后温降过程的三个阶段。 第一阶段（TTSL） 管壁上的凝油层很薄，管内存油至管外大气或水的传热方式主要是对流放 热，且由于该阶段油与周围的温差较大，放热强度大，温降快，且整个断面上的 油温基本均匀，没有大量的蜡晶析出 第二阶段（TNGTTSL） 随油温和壁温的继续降低，一方面蜡不断结晶析出，使管壁处的原油首先失 去流动性，而变成凝油层。随着凝油层的不断加厚，热阻增加；另一方面，油流 粘度增大， 自然对流放热系数变小， 也使热阻增大。 而蜡的结晶析出又放出潜热， 因而这一阶段的油温下降最慢。 第三阶段（TTNG） 管内存油全部变成凝油，油中的传热方式变化为纯导热，由于第二阶段发生 相态变化，中心油温变化较小，所以该阶段中心油温下降速度快于第二阶段。 但 由于油温较低，与环境温差较小，温降比第一阶段要缓慢的多。 18、简述热油管道启动投产的方法及其适用条件。 19、简述顺序输送中减少混油的主要措施。 20、简述泵站上热力越站流程的用途。 停炉检修； 地温高，输量大，热损失小，可不加热； 加热炉系统发生故障，但可以断油源； 三、等温输油管道分析题 某等温输油管道，全线地形平坦。全线共设 6 座泵站，等间距布置。正常运 行时，每站 2 台同型号的离心泵并联工作，输量为 Q。如果管道输量降低 50%， 1、计算全线摩阻损失变为原来的多少倍（已知管道流态为水力光滑区）？ 2、请给出最佳的调节方案，并说明理由。 解： （1） 由于管线地形平坦， 管线的压降主要是沿程摩阻压降。 设输量为 Q 时， 压降为 h1，输量为 50% Q 时，压降为 h2，则： 2 5 1.75 2 2 1 5 1 () 2 1 ( )0.297 ( )2 mm m mm m Q L h d Qh L d = （2）由于压降减小 70%左右，故可停开 4 座泵站，同时还需 1、4 站出口节流调 节；又由于输量减少 1/2，故每座泵站又可停开 1 台泵，所以最佳的调节措施是： 停开 2、3、5、6 泵站，1、4 泵站各开 1 台泵，同时在 1、4 站出口节流调 四、热油管道计算题 一条4267 的埋地热油管线， 最长的加热站间距为 58km，管线允许的最 低进站油温为 35， 最高出站油温为 65， 原油平均比热 2100J/kg， 地温 T0=5 ，正常运行时总传热系数 1.9W/m2(以钢管外径计)，已知流态为水力光滑区， 不考虑摩擦升温的影响。 1、计算该站间的允许最小输量； 2、设管线年输量为 450 万吨（一年按 3