等温输油管道的工艺计算与运行管理论文

等温输油管道的工艺计算与运行管理 摘要 管道输送是原油 成品油及天然气长距离运输的主要方式 一般通过工艺计算确定 输油参数 等温输油管道的工艺计算已作为其他各种管道输送方式的计算基础 等温输 油管道的工艺计算包括有 水力计算和管道厚度计算 本文涉及的工艺计算是使用已给 定了主要的工艺设计参数 利用相关公式通过水力计算以及其他计算方法确定本次工艺 计算所需要的参数 泵站数 站址 以及各站进 出站压力 等温输油管道在正常工作 时 全管线基本处于运行参数相对最佳的稳定运行状态 当有时有计划的调整参数或者 一些突发事故原因 都会可能引起运行工况的变化 不论是正常工况变化还是事故工矿 变化 都要加以控制调节 在本论文中运行管理部分主要分析了某中间站停运后的工况 变化和干线漏油后的工况变化 以及输油泵与管路系统的调节 关键词 等温输油管道 工艺计算 工况变化 水力计算 运行管理 Process calculation of isothermal oil pipeline and operation management Abstract Pipeline transportation of crude oil the main form of long distance transportation of refined oil and natural gas The oil parameters are generally determined through process calculation Process calculation of the temperature pipeline process calculation as calculated on the basis of various other pipeline isothermal pipeline include hydraulic calculation and pipe thickness calculation Process calculations involved in this paper has identified the main process design parameters using the relevant formula by hydraulic calculation and other calculation methods to determine the process calculation parameters the number of pumping stations station site as well as the station into the station pressure During the isothermal pipeline is normal operation the whole pipeline in the basic operating parameters relative steady state when sometimes there are plans to adjust the parameters or some unexpected cause of the accident will cause changes in operating condition Both normal operating conditions change and accident industrial change must be controlled to adjust In this paper mainly analyzes the operating conditions change after the oil spill of the operating conditions change in a middle station outage and trunk and the regulation of the pump and piping systems Keywords Isothermal oil pipeline Process calculation Operating conditions change Hydraulic calculation Operation and management 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 1 1 绪论 3 1 1 国内外发展情况 3 1 2 课题解析及主要内容 3 1 3 课题研究的目的以及其意义 4 2 工艺计算基础 5 2 1 工艺计算资料 5 2 1 1 油品的密度 5 2 1 2 油品粘度 5 2 1 3 地温与计算温度 5 2 2 计算流量 6 2 3 管道纵断面图 6 2 4 翻越点和计算长度 6 2 4 1 翻越点和计算长度 7 2 4 2 计算长度 7 2 5 泵站数的确定 7 2 6 站址确定 7 3 等温输油管道的工艺计算 9 4 等温输油管道的运行管理 21 4 1 某中间站停运后的工况变化 21 4 2 干线漏油后的工况变化 23 4 3 输油管道的调节 25 4 4 改变泵站工作特性 25 4 4 1 改变运行的泵站数或泵机组数 25 4 4 2 泵机组调速 25 4 4 3 换用 切削 离心泵的叶轮直径 26 4 5 改变管道工作特性 26 4 6 输油管道的调节原则 26 5 结论 27 参考文献 28 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 2 致谢 错误 未定义书签 错误 未定义书签 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 3 1 1 绪论 1 1 国内外发展情况 管道运输的发展与能源工业 特别是石油工业的发展密切相关 一个多世纪来 管 道运输成为一种产业被世界各国重视并推动 主要集中在北美 欧洲 俄罗斯和中东 除中东外的亚洲其它地区 非洲和拉美地区的管道运输业相对落后 据不完全统计 到 1980 年底 世界大型长输管道的总长度已超过 1 84 km 每年大约递增 4 5 km 上个世纪前苏联发展的特别快 分别于 1964 年 1973 年完成了 友谊 输油管道的一 期工程和二期工程 它是世界上距离最长 管径最大的原油管道 一期工程全长5500 公 里 管径1020 mm 二期工程全长4410 多公里 管径1220 mm 两期工程合计完成管道长度为一 万公里 设计年总输油能力近1亿吨 美国的原油和成品油管道共有 32 km 之多 1865 年在 美国宾夕法尼亚州建成第一条原油管道 直径 50 mm 长近 10km 美国的阿拉斯加原油 管道是世界第一条伸入北极圈的输油管道 管道全长 1287km 管径 1220mm 工作压力 8 23MPa 设计输量每年一亿吨 前苏联 东欧的 友谊 输油管道和美国的横贯阿拉斯加 的输油管道是输油管道向着大管径 长距离发展的两个典型代表 1 我国在 1958 年建成了克拉玛依 独山子输油管道 全长 147km 管径 150mm 上 世纪 60 年代后 我国随着石油工业的迅速发展 大庆 胜利等油田相继建成 管道运输 得到了较大发展 到 1994 年底 以 大 庆铁 岭 铁 岭 大 连 铁 岭 秦 皇岛 东 营 黄 岛 和 鲁 山东临沂 宁 江苏仪征 五大干线为主的全国原 油长输管道输送的原油占总产量的 89 31 天然气管道输送的天然气占总产量的 60 97 全国管道总里程达到 16800km 与国外发达国家相比 我国输油管道技术还存在一定差 距 除了管材与制管工艺 电机 泵 阀门等管件 自动化控制技术以及防腐和管道施 工技术上存在差距外 管线的工艺设计也存在一定的差距 2 1 2 课题解析及主要内容 该课题计算以某长输管线按 从泵到泵 方式输送柴油为例进行计算 以下为工艺计 算的主要参数及计算要求 输量为50 t a 管材 159 6 管壁粗糙度e 0 1mm 管线的最高工作压力64 Pa 沿线年平均地温 12 最低月平均地温 3 年工作日按 350 天计算 泵站选用 65y 50 12 型离心泵 允许进口压力位 0 40m 油柱 每个泵站的站内损 失按 20m 油柱计算 首站进站压力取 20m 油柱 按平均地温做以下计算 1 按米勒公式和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数 并比较计算结果的 相对差值 2 输送柴油的工艺计算 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 4 用最小二乘法求泵特性方程 比较计算与实测值的相对误差 确定泵站泵机组的运行方式及台数 不及备用泵 按列宾宗公式计算水力坡降 求所需泵站数并化整 用解析法求工作点 根据站址计算全线各站进 站出压力 检查全线动静水压力 计算冬季地温 3 时 输送柴油的工作点及各站的进 出压力 并与年平均地 温时的进 出站压力比较 通过对等温输油管道的工艺计算 结合对输油管道进行工况预测分析 有计划的对 系统进行调整 以减少不必要的经济损失 以便进行输油管道的运行管理 可以避免一 些意想不到的事故发生 1 3 课题研究的目的以及其意义 作为一名石油工程专业的本科毕业生 通过该课题的研究 我对所学的专业知识进 行了系统回顾及综合应用 尤其对长距离输油管道的工艺计算与运行管理有了更深的理 解 输油管道的工艺计算是要妥善解决沿线管内流体的能量损耗和能量供应这对主要 矛盾 已达到安全 经济地完成输油任务 有工艺计算来确定管道的主要参数 管径 泵站数及其位置 通过对等温输油管道的工艺计算 得出各个输量下的运行参数 以便进行输油管道 的运行管理 并且对输油管道进行工况预测分析 有计划的对系统进行调整 可以避免 一些意想不到的事故发生 以减少不必要的经济损失 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 5 2 工艺计算基础 等温输油管道是指油品在输送过程中油温保持恒定不变的管道 因此油流与管壁 管壁与环境之间不进行热交换 即油温 地温 常数 但是在实际工程中 所谓等温 只 是一种近似 这是因为 1 来油温度不等于地温 首站 油品来自油罐 而油罐温度受大气温度影响 因 此 一般来说不等于地温 地温变化总是落后于大气温度一个时段 油流开始进入管 道时 油温与地温之间存在温差 即管线入口处有传热过程 但这一过程在短距离内完 成 与整条管线的长度相比 可以忽略不计 2 摩擦热使油流升温 油品在管内流动过程中 存在压能损失 这部分能量则最 终转热能的形式释放给油流 使油品温度上升 但一般管线流速都很低 温度变化很小 对油品的粘度影响不大 可以认为是等温 3 沿线地温不等于常数 长输管道一般要通过不同地区 然而不同地区的地温又 是不同的 尤其是南北走向管线 地温变化更大 因此 在实际工程中 一般把那些不建设专门的加热设施的管道统称为等温输油管 道 3 输油管道的工艺计算要妥善解决沿线管内流体的能量消耗和能量供应这对主要矛 盾 已达到安全 经济地完成输送任务的目的 对于等温输油管道 不需考虑热损失 只考虑泵所提供的能量与消耗在摩阻和高差上的能量相匹配 并根据泵站提供的压力能 与管道所需的压力能平衡的原则进行工艺计算 2 1 工艺计算资料 2 1 1 油品的密度 一般规定 20时的密度或相对密度 与的关系 1000kg 其他温度下的密度可按下 式计算 2 1 式中 温度为 t时及 20时的油品密度 kg 温度系数 kg 2 1 2 油品粘度 油品粘度一般用粘温指数公式计算 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 6 2 2 式中 t 和温度下的运动粘度 s u 粘温指数 与油品有关 u 可根据实测数据用最小二乘法求得 2 1 3 地温与计算温度 在等温输送条件下 管道中油品的温度基本近似等于管道深埋处的土壤温度 这就 需要首先确定管道埋深 一般情况下 在寒冷地区 管道至少要铺设在土壤的冰冻线以 下 在非寒冷地区 土壤冰冻线比较浅 管道埋深不是根据冰冻深度而是依照保障管道 避免来自地面的人为损害的要求确定 在这种情况下 管道埋深有可能要大于冰冻深度 规范规定 一般地区管顶覆盖土不得小于 0 8m 管道深埋确定后 就要向相关部门或从已有的气象资料中收集和查找管道深埋处土 壤的各月温度 应该沿线相隔一定的距离定点的取得所需地温资料 进行水力计算时 GB 50253 2003 输油管道工程设计规范 规定不加热原油管道取管中心埋深处最冷月份 的月平均地温作为计算温度 据此计算油品的密度和粘度 4 2 2 计算流量 工艺计算需用体积流量 所以应按计算温度下油品的密度以及年输油时间来换算 规范规定年工作天数为 350 天 每天按 24h 计算 2 3 管道纵断面图 在直角坐标系上表示管道长度与沿线高度变化的图形为管道纵断面图 横坐标表示 管路的实际长度 即管路的里程 常用的比例为 1 10000 1 100000 纵坐标为线路 的海拔高程 即管路的高度 常用比例为 1 500 1 1000 实地测量所得的纵断面图是 泵站布置和水力计算的重要依据 需要注意的是 纵断面图上的起伏情况并不是反映管 道的实际地形 图中的曲折线不是管道的实际长度 水平线才是实长 5 2 4 翻越点和计算长度 需要计算管壁厚度 为此确定所用管材的等级牌号 以便取得强度计算的有关数据 同时还应了解钢管制造工艺及所依据标准 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 7 2 4 1 翻越点 根据能量平衡原则 将输量为 Q 的液体输送到终点需克服摩阻损失和终点起点高差 即将输量为 Q 的液体输送到终点所需总能量为 翻越点判断可以通过在纵断面图上的水力坡降线来判断 在接近末端的纵断面线的 上方 按其纵断面坐标的比例作水力坡降线 将此线向下平移 直到与纵断面线相切 如水力坡降线在与管道终点相交之前 不与管道纵断面上的任一点相切 即不存在翻越 点 反之 在与终点相交之前 水力坡降线与纵断面线的第一个切点即为翻越点 6 2 4 2 计算长度 管路上存在翻越点时 则油流从起点输送到终点管线所需要的总压头将不能按线路 起 终点计算 而是应按起点到翻越点计算 管路起点与翻越点之间的距离称为管路的 计算长度 1 不存在翻越点时 管线计算长度等于管线全长 2 存在翻越点时 计算长度为起点到翻越点的距离 计算高差为翻越点高程与起 点高程之差 6 2 5 泵站数的确定 将计算输量为 Q 的油品从起点输送到终点 所需压头为 2 3 式中 L 计算长度 m 计算高程差 m 首先选择泵的型号和串并联泵的机组数 确定泵站特性 设全线泵站特性相同 计 算输量下的扬程为 则全线所需的泵站数为 2 4 式中 站内损失 如果考虑首站给油泵的扬程和管道中点或翻越点所需的余压 则全线所需泵站数为 2 5 一般来说按照上式计算所得到的 n 值不是整数 还应把计算得到的 n 值化整 若计 算的 n 值接近于较大整数或希望管道具有一定输送能力裕量时 则将 n 化为较大整数 当计算的 n 值接近于较小整数且输送能力降低不大时 将 n 值化为较小整数 7 2 6 站址确定 当泵站数确定后 就要决定泵站的位置 确定泵站位置 先用作图法在线路纵断面 上初步确定站址或可能的布置区 然后进行现场实地调查 与当地相关方面协商后 确 定站址 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 8 为了使所选站址符合水利条件 还应根据各站的站间距及高程数据 分别按对应最 低月平均地温和最高月平均地温的油品粘度 按工作点输量做水力计算 校核各站的进 出站压头是否满足要求 如果不满足 就要对站址进行相应调整 最后确定出各泵站的 站址 另外还需要对沿线的动静水力压力进行校核 如果发现超压 就要采取相应措施 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 9 3 等温输油管道的工艺计算 某长输管线按 从泵到泵 方式输送柴油 输量为 t a 管材 159 6 管壁粗糙度 e 0 1mm 管线的最高工作压力 Pa 沿线年平均地温 12 最低月平均地温 3 年 工作日按 350 天计算 泵站选用 65y 50 12 型离心泵 允许进口压力位 0 40m 油柱 每个泵站的站内损 失按 20m 油柱计算 首站进站压力取 20m 油柱 泵特性见表 3 1 油品物性见表 3 2 管线里程及高程见表 3 3 表 3 1 65y 50 12 型离心泵输水时参数 Q h H m N kW 156724363 8 256005278 5 305525385 5 表 3 2 油品的物性参数 油品类型 20时 的 密 度 kg 12时 的 粘 度 s 3时的粘度 s 柴油 821 3 表 3 3 管线里程及高程 距离 km050100125150162183235255168 高程 m40012047011551330130079091061060 按平均地温做以下计算 1 按米勒公式和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数 并比较计算结果的相 对差值 2 输送柴油的工艺计算 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 10 用最小二乘法求泵特性方程 比较计算与实测值的相对误差 确定泵站泵机组的运行方式及台数 不及备用泵 按列宾宗公式计算水力坡降 求所需泵站数并化整 用解析法求工作点 根据站址计算全线各站进 站出压力 检查全线动静水压力 计算冬季地温 3时 输送柴油的工作点及各站的进 出压力 并与年平均地 温时的进 出站压力比较 解 按平均地温 12进行以下计算 1 按米勒公式和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数 设在 12下 柴油的密度为 有 1 825 0 001315 821 3 0 745 kg t 20 821 3 0 745 12 20 827 26 kg 设在 12以下 柴油的体积流量为 Q 有 s 在 12下柴油的运动粘度为 3 34 s 管内径 d 159 2 6 147mm 根据以上可 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 11 计算雷诺数 Re 根据管壁粗糙度 e 0 1mm 知 水力光滑区的上限雷诺数为 由于 3000 Re R 所以油流处于水力光滑区 利用米勒公式计算输送柴油的水力摩阻系数 有 1 8 1 53 1 8 1 53 解得 0 021 利用伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数 0 3164 0 3164 0 021 比较以上计算结果说明Re时 米勒公式和伯拉休斯公式计算的水力摩阻系数很接近 2 输送柴油的工艺计算 用最小二乘法求泵特性方程 比较计算与实测值的相对误差 由于输送柴油时 油流处于水力光滑区 所以用最小二乘法回归到得到泵特效方程 H a b 中 m 0 25 则 的值计算入表 3 4 所示 表 3 4 计算数值 114 33013071 319672 76829 672 279 50878125 000600 167705 384 558147885 091552 212276 把上面表格中数据代入公式 a b 求得 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 12 a 723 031 b 0 443 所以 泵特性方程为 H 723 031 0 443 利用公式 计算与实测值的相对误差 计算得相对误差如表 3 5 所示 表 3 5相对误差 H 计算值H 实测值 相对误差 672 34446720 000513 599 11436000 001476 552 54165520 000981 由表中数据可知 计算与实测值的相对误差小于 2 说明回归结果很好 符合误差要 求 确定泵站泵机组的运行方式及台数 长输管线的输量 Q 72 管线的最高工作压力 64 Pa 650 m 水柱 每台65y 50 12型离心泵的流量15 30 扬程为552mm 672mm水柱 即 54 1 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 13 65 9 Pa 由以上参数对比可知 泵站机组的运行方式为三台泵并联 泵站特性方程为 a b 723 031 0 443 723 031 0 065 按列宾宗公式计算水力坡降 求所需泵站数并化整 根据列宾宗公式计算沿程水力坡降公式知 其中 由于油流处于水力光滑区 则 A 0 3164 m 0 25 Q 0 02 s 3 34 s d 147mm 代入公式得 0 0246 m 0 01009 m m 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 14 把管道沿线的局部摩阻 按 1计算 考虑进去 管道水力坡降为 m m 管线全线消耗的压力能为 0 01019 268 60 400 2391 m 油柱 根据数据分析线路上存在翻越点 得到翻越点在 235km 处 所以管路权限消耗的压力 能为 m 油柱 管线输量为 Q 72 h 代入泵站特性方程 得 723 031 0 065607 m 油柱 由题意知 首站的进站压力 20m 油柱 每个泵站站内损失 20m 油柱 末站剩余压 力取 20m 油柱 则所需泵站数记为 n 4 95 5 个 用解析法求工作点 由题意知 m 0 25 n 5 910 400 510m 235 m A 723 031m B 0 065 20m 油柱 20m 油柱 而 f 由下式计算得 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 15 f 0 0246 9 49 考虑管道沿线的局部摩阻 按 1 计算 并进行单位换算得 f 1 01 5 73 把以上参数代入公式计算工作点流量 Q Q 72 7 把工作点流量代入泵站特性方程得各泵站扬程 723 031 0 065 605 m 油柱 根据站址计算全线各站进 出站压力 检查全线动静水压力 根据站址计算全线各站进 出站压力如表 2 11 所示 表 2 11 站址距离 km070102117 5142 进站压力 m 油柱2032262839 出站压力 m 油柱605617611623624 成品油管道的最低动水压力一般应高于 0 2MPa 即 25 m 油柱 由动水压力检查 可知 中间各站进站压力 即管道剩余压力 分别为 32m 26m 28m 和 39m 油柱 翻 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 16 越点动水压力为 41m 油柱 均大于管道允许最低动水压力 0 2MPa 由题意可知 管道纵断面的最大地形高程差为 1330 60 1270m 则其生产的静水压 力为 1270 103 07 Pa 大于管线的最高工作压力 64 Pa 所以为了避免停输后产 生的超压情况 需要采取增加壁厚或设置自控阀等手段 计算冬季地温 3 时 输送柴油的工作点及各站的进 出压力 并与年平均地温时 的进 出站压力比较 3柴油运动粘度为 6 58 s 可计算雷诺数 Re Re 26340 由于 3000ReR 所以油流处于水力光滑区 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 17 据题意可知 m 0 25 n 5 910 400 510m 235 m A 723 031m B 0 065 20m 油柱 20m 油柱 而 f 由下式计算得 0 0246 11 24 考虑管道沿线的局部摩阻 按 1 计算 并进行单位换算得 f 1 01 6 79 把以上参数代入公式计算工作点流量 Q Q 67 15 把工作点流量代入泵站特性方程得各泵站扬程 723 031 0 065 621 m 油柱 首站进 出站压力为 20 m 油柱 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 18 20 621 20 621 m 油柱 第二个泵进 出站压力为 f 621 260 400 12 m 油柱 12 621 20 613 m 油柱 第三个泵进 出站压力为 f 613 525 260 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 19 6 m 油柱 6 621 20 607 m 油柱 第四个泵进 出站压力为 f 60 950 525 16 m 油柱 16 621 20 617 m 油柱 第五个泵进 出站压力为 f 617 1274 950 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 20 31 m 油柱 31 621 20 632 m 油柱 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 21 4 等温输油管道的运行管理 从泵到泵 运行的等温输油管道 不仅仅是由于季节变化 所输油品种类改变使 油品粘度改变 会引起全线工况变化外 根据供 销的需要 有计划地调整输量 以及 输油管道沿线间歇地分油或收油 也会导致全线工况变化 运行中可能会发生的各种故 障 如电力供应中断使某中间站停运 或者机泵故障使某台泵机组停运 还有阀门开关 错误或管道某处堵塞 漏油等也会引起流量及各站进 出站压力的变化 甚至使某些运 行参数超过允许范围 为了维持继续输送 必须对各站进行调节 突然发生意外事故时 如某中间站突然停运 或有计划地调整输量而启 停泵时 在较短时间内 全线运行参数随时间剧烈变化 属于不稳定流动 为了便于分析 我们 假设各种工况的变化 经过一段时间后 全线将转入新的稳定工况 4 1 某中间站停运后的工况变化 设全长为 L 的 从泵到泵 运行的等温输油管道上有 n 个泵站 正常流量为 Q 由于 中间第 c 站停运 流量降为 如忽略站内摩阻 由此时全线的压降平衡式可求得 C 站站停运前输量为 4 1 C 站站停运后输量变为 4 2 在停运站前面 第 c 1 站的进站压力变化 可以由首站至第 c 1 站进口处的压降平 衡式求得 第 c 站停运以前 c 2 A B f c 2 4 3 第 c 站停运以后 c 2 A B f c 2 4 4 式中 管道起点至 c 1 站进口处管段长度 高差 m c 站停运前 后第 c 1 站进站压头 m 液柱 上两式相减 可求得第 c 站停运前后 第 c 1 站进站压力的变化 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 22 c 2 B f 4 5 由于Q 所以 即第 c 站停运后 第 c 1 站进站压力增高 第 c 1 站出站压头可由下式求得 由于第 c 站停运后输量减小 泵站扬程增高 且进站压头也上升 故第 c 1 站出站压 头增高 同理可求得第 c 站前面的第 c 2 站 第 c 3 站 各站的压力变化趋 势与第 c 1 站相同 距第 c 站愈远的站 其进 出站压力变化的幅度愈小 距第 c 站最近 的第 c 1 站 进 出站压力上升值最大 第 c 站后面的第 c 1 站压力变化情况 可由第 c 1 站进口至末站油罐液面的压降平 衡式求得 第 c 站停运以前 n c AB f nc 4 6 第 c 站停运以后 nc A B f nc 4 7 式中 管线起点至第 c 1 站进口的长度 m 第 c 站停运前 后 第 c 1 站进站压头 m 液柱 上两式相减 可求得 c 站停运前后 第 c 1 站进站压力的变化 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 23 B n c f 由于Q 所以 0 第 c 站停运后 第 c 1 站进站压力下降 同样可求得第 c 站后面的第 c 2 第 c 3 各站进站压力也会下降 距第 c 站愈远的站 压力变化的幅度愈小 第 c 1 站进站压力 下降值最大 第 c 1 站出站压头可由下式求得 f 4 8 由于第 c 站停运后流量减少 故第 c 1 至 c 2 站的站间摩阻减小 且第 c 2 站进站 压下降 站间高差 不变 故使出站压头下降 距第 c 站愈远的站 出站压力下降的幅 度愈小 4 2 干线漏油后的工况变化 有 n 个泵站的输油管道上 若在第 c 1 站进站处漏油 漏油量为 q 漏油前 全线 流量为 Q 漏油以后 漏点前面流量为 漏点后面流量为 q 漏油后全线流量不相等 可 从漏点处将全线分为前后两段 分别列出各段的压降平衡式 从首站至漏油点的管段上 f 4 9 从漏油点至末站油罐液面 n c A B n c 4 10 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 24 两式相加得 n n c B 4 11 正常情况下 全线的压降平衡为 f 4 12 由上可知 Q 干线漏油后 漏点前面流量变大 漏点后面流量减小 为了求解漏点前的第 c 站进 站压力的变化 列出首站至第 c 站进站处在漏油前 后的压降平衡式 c 1 A B f 4 13 c 1 A B f 4 14 两式相减 可得 f 4 15 因为 Q 故 漏油后 第 c 站出站压力可由下式求得 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 25 由于漏油后 c 站流量 Q 增大 泵站扬程减小至 进站压力又下降 故第 c 站出站压力 下降 即漏油后 漏点前的第 c 站的进 出站压力都下降 同理可推出漏点前面各站压 力的变化趋势与第 c 站相同 距漏点愈近的站 压力下降的幅度愈大 由后段在漏油前 后压降平衡式可推出 漏油后 漏点后面各站的进 出站压力也都下降 8 等温输油管道沿线间歇分油时 其工况变化与漏油前后的情况类似 故应校核分油 前后的工况 并作适当调节 4 3 输油管道的调节 输油管道在正常输送时 全线基本处于稳定运行状态 各站进 出站压力在允许范 围内 各站设备 全线水力效率均应处于相对最佳条件 当有计划地改变输量或因某种 故障引起输量变化时 管道的能量供需发生变化 对干装备离心泵的管道系统 输量减 小 输油泵的扬程会增加 而管道的摩阻损失会减少 输量增大 变化趋势相反 为了 维持管道的稳定运行 就需要对管道系统进行调节 输油管道的调节是通过改变管道的能量供应或改变管道的能量消耗 使之在给定的 输量条件下 达到新的能量供需平衡 保持管道系统不间断 经济地输油 输油管道输量变化时 短时间内会在管内引起瞬变流动 瞬变流动过程中输油参数 的变化规律 要求的压力保护措施和保护设备 4 4 改变泵站工作特性 改变泵站特性即是改变总的能量供应 从而实现对输油管道的调节 改变泵站工作 特性主要有如下几种方法 4 4 1 改变运行的泵站数或泵机组数 这种方法可以在较大范围内调整全线的压力供应 适用于输量波动较大的情况 对 于串联泵机组密闭输送的管道 可以调整全线各站运行的泵机组数和大 小泵的组合方 式 改变管道输量 实现全线能量供应的调整 采用并联泵机组的管道系统 可以改变站内运行的泵机组数和全线的泵站数 从而 改变通过每台泵的排量和泵站扬程 尽可能使每台泵工作在高效区内 并实现全线能量 供应的调整 4 4 2 泵机组调速 泵机组调速可以改变离心泵特性 实现离心泵特性的连续变化 一般适用于输量小 范围波动所要求的调节 或作为上面两种措施的辅助调节措施 对于串联泵机组密闭输 送的管道系统 全线可仅对一台泵实行调速 对于并联泵机组的管道系统 只需要对运 行的部分泵机组进行调速 延安大学学士论文等温输油管道的工艺计算与运行管理马世忠 26 4 4 3 换用 切削 离心泵的叶轮直径 改变离心泵的叶轮直径也可以改变泵特性 由于装配叶轮操作复杂 工作量大 一 般这种方法仅适用于调整后的输量可维持时间比较长的情况 切削叶轮时需注意离心泵 叶轮的允许切削范围 4 5 改变管道工作特性 改变管道工作特性即是改变管值总的能量消耗 输油管道投产后 管径 管长均为 定值 改变管道工作特性只能通过关小干线阀门 多数情况是出站调节阀 的开度