输油管道设计与管理复习.doc

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 2 1,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 3 2,输油管道组成() 输油管道组成( 输油 输 油 管 道 管 , 输 管 建 合 4 3,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. 5 4,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) 6 5,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 7 6,识图() 识图() 输油管道纵断面图(P11 . 图13) 横,纵坐标含义? 8 7,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 液体粘度对离心泵工作特性的影响 9 8,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 10 9,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 d 8A = m 2 m 4 g 11 10,局部摩阻损失的计算( 10,局部摩阻损失的计算() V h = 2g 局部摩阻通常按沿程摩阻的1%计算. 2 12 11,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 =1 n 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. 13 12,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 = iL + Z 14 13,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. 15 14,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. 16 15,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 17 16,关于翻越点() 16,关于翻越点() 什么是翻越点? 什么是翻越点? 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 18 16,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. 19 17,泵站数的确定() 17,泵站数的确定() 基础: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 20 18,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+1 lc-2 lc-1 lc L 21 18,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 22 19,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+2 lc-1 lc q L 23 19,干线漏油后的工况变化() 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 24 20,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 Gc 2,考虑摩擦生热时 TR T0 b kD ln = L TL T0 b Gc 温降公式的应用 25 21,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 计算一个加热站间的摩阻 平均油温的计算 T pj i 全线摩阻 1 2 = Ti + Ti +1 3 3 2 m hR = i =1 n Qi m pji D 5 m i li 26 22,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. 27 23,三高原油概念( 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 与时间有关的 触变性流体 反触变性流体 28 24, 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 29 25,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 30 26,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 31 27,热油管道( 27,热油管道() 热油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 32 28,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 33 29,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 34 30,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 dL 3000 + 60.7 Re 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 2.18 d Re Re j Re Re j 35 31,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 36 32,顺序输送短管道工作点() 32,顺序输送短管道工作点() P 3 4 II I 2 1 A Q 37 B 33,影响混油量主要因素() 33,影响混油量主要因素() 1. 2. 3. 4. 5. 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 38 34,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 39 35,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 3 2 4 6 5 40 36,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? 41 37,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) 42 38,瞬