等温管道概要PPT课件

1、输油泵站的工作特性输油管道的压能损失2等温输油管道的工艺计算3等温输油管道设计方案的经济比较4等温输油管线运行工况分析与调节5第二章第二章 等温输油管道输送技术等温输油管道输送技术 1第1页/共59页第2页/共59页第3页/共59页第一节第一节 输油泵站的工作特性输油泵站的工作特性 二、泵站的工作特性 多台泵机组并联运行的泵站工作特性曲线，为同时工作的各泵机组特性曲线并联相加。即在同一扬程下，将各机组的排量相加而得出泵站的特性曲线。 多台泵机组串联运行的泵站工作特性曲线，为同时工作的各泵机组特性曲线串联相加。即在同一流量下，将各机组的扬程相加而得出泵站的特性曲线。第4页/共59页摩阻损失的计算

2、沿程摩阻管道压降的计算234泵站管道系统的工作点5第二节第二节 输油管道的压能损失输油管道的压能损失1管道的工作特性管道的水力坡降第5页/共59页一、摩阻损失的计算一、摩阻损失的计算摩阻损失沿程摩阻局部摩阻油流通过直管段所产生的摩阻损失油品通过各种阀门、管件所产生的摩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%。 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第6页/共59页（一）沿程摩阻损失（一）沿程摩阻损失1、达西公式管道的沿程摩阻损失可按达西公式计算：2、列宾宗公式对达西公式中的各参数进行重新整理，可得到便于使用的综合参数摩阻计算式，即列宾宗公式。gVD

3、Lhl22LdvQhmmml52第7页/共59页不同流态的不同流态的值值 流态划分范围层流紊流水力光滑区混合摩擦区粗糙区)(Re,fRe6425. 0Re3164. 053. 1Relg8 . 1125. 0Re6811. 0de2)lg274. 1 (12000Re 155ReRe1010Re300027/8ReRe5 .592ReRe 7/815 .59Relg765665Re2注：第8页/共59页不同流态区的不同流态区的A、m、值值 流态Am m2/s层流641紊流水力光滑区0.31640.25混合摩擦区0.123粗糙区015. 4128g0246. 0482gAmmAgAmm0802.

4、 04820826. 082g627. 0lg127. 010de第9页/共59页（二）管道压降的计算（二）管道压降的计算对管内径和管长一定的管道，输送一定量的某油品时，由起点至终点的总压降H 计算如下：QZnimilZZhhH101. 1第10页/共59页（二）管道压降的计算（二）管道压降的计算对管内径和管长一定的管道，输送一定量的某油品时，由起点至终点的总压降H 计算如下：QZnimilZZhhH101. 1第11页/共59页二、管道的工作特性二、管道的工作特性 管道的工作特性是指管径、管长一定的某管道，输送性质一定的某种油品时，管道压降H随流量Q的变化关系。其数学关系式为： QZnimi

5、mmmZZhQdLH12501. 1 QfH 第12页/共59页二、管道的工作特性二、管道的工作特性流量摩阻第13页/共59页二、管道的工作特性二、管道的工作特性 管道的工作特性影响因素：管长、管径、首末站高差、油品流量摩阻v串并联管道的工作特性第14页/共59页三、管道的水力坡降三、管道的水力坡降（一）水力坡降管道的水力坡降就是单位长度管道的摩阻损失单位长度管道的摩阻损失，可表示为： 水力坡降与管道长度无关，只随流量，粘度，管径和流态不同而不同。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：mmmldQLhi52ZfLQZiLHm2第15页/共59页四、管道纵断面图四、管道纵

6、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管道纵断面图。其横坐标表示管道的实际长度，纵坐标表示沿线海拔高程。 实地测量的纵断面图是作泵站布置和管道施工图的重要依据。 必须注意，纵断面图上的起伏情况与管道的实际地形并不相同。图上的曲折线不是管道的实长，水平线才是实长。在纵断面图上作水力坡降线，可以表示管道沿线的压力变化。第16页/共59页第17页/共59页特殊情况下水力坡降线的变化1.有副管的管段2.管道变径点3.注卸油点4.混油界面位置三、管道的水力坡降第18页/共59页某等温输油管线水力坡降如图所示，试近似画出A-B段加副管后水力坡降的趋势变化，并简要说明原因。 A B第19页

7、/共59页五、泵站五、泵站管道系统的工作点管道系统的工作点 在长输管道系统中，泵站和管道组成了一个统一的水力系统，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，管道的流量与泵站进出站压力等参数之间的关系。 泵站管道系统的工作点是指系统工作的流量Q和扬程H。第20页/共59页五、泵站五、泵站管道系统的工作点管道系统的工作点 摩阻（扬程） 流量（排量）QH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

8、量和进出站压力。第21页/共59页五、泵站五、泵站管道系统的工作点管道系统的工作点 解析法求工作点 管道能量平衡方程第22页/共59页输油方式输油方式v三种输油方式： 从罐到罐方式 旁接油罐方式 从泵到泵方式第23页/共59页某等温输油管道全长93公里，管材为1689，全线共有3个泵站，各站的泵机组型号及台数相同，其泵站特性为 ，若第三站进站处发生泄漏，流量为q（设流态不变）。已知油品粘度为5 cs，漏油后在2#站测得的输量为88.5m3/h，首站至第三站距离为58公里，全线高程差为零，末站进罐余压为零，忽略站内摩阻，首站进站压头为30m，E=0.1mm。求q =？ mQH25102 . 16

9、00第24页/共59页第三节第三节 等温输油管道的工艺设计等温输油管道的工艺设计一、工艺参数二、管子与管子的规格三、泵站数的确定四、泵站布置五、翻越点及计算长度六、设计方案的校核第25页/共59页一、工艺参数一、工艺参数工艺设计中油品的选择计算温度：管线埋深处平均地温 油品密度 油品粘度 计算输量 每年输油350天 20001315. 0825. 12020tt00ttute第26页/共59页西部成品油管道月平均地温西部成品油管道月平均地温序号 月份地名 1234567891011121乌鲁木齐4.93.32.84.68.512.215.317.317.215.111.57.92吐鲁番8.06

10、.18.09.313.617.2222120.319.015.010.73鄯善9.98.911.013.615.61922.824.023.822.217.512.34哈密5.84.33.86.612.116.119.521.120.517.913.59.15酒泉4.12.52.55.39.113.115.817.517.215.011.37.26张掖4.83.23.76.610.213.516.217.617.415.312.08.17山丹3.42.12.85.89.212.314.816.11613.910.56.58兰州5.74.24.98.011.214.016.317.817.615

11、.812.78.9（单位：，埋深平均值为1.6米 ）第27页/共59页西部成品油管道月平均地温西部成品油管道月平均地温序号 月份地名 1234567891011121乌鲁木齐4.93.32.84.68.512.215.317.317.215.111.57.92吐鲁番8.06.18.09.313.617.2222120.319.015.010.73鄯善9.98.911.013.615.61922.824.023.822.217.512.34哈密5.84.33.86.612.116.119.521.120.517.913.59.15酒泉4.12.52.55.39.113.115.817.517.2

12、15.011.37.26张掖4.83.23.76.610.213.516.217.617.415.312.08.17山丹3.42.12.85.89.212.314.816.11613.910.56.58兰州5.74.24.98.011.214.016.317.817.615.812.78.9（单位：摄氏度，埋深平均值为1.6米 ）第28页/共59页西部成品油管道月平均地温西部成品油管道月平均地温序号 月份地名 1234567891011121乌鲁木齐4.93.32.84.68.512.215.317.317.215.111.57.92吐鲁番8.06.18.09.313.617.2222120.

13、319.015.010.73鄯善9.98.911.013.615.61922.824.023.822.217.512.34哈密5.84.33.86.612.116.119.521.120.517.913.59.15酒泉4.12.52.55.39.113.115.817.517.215.011.37.26张掖4.83.23.76.610.213.516.217.617.415.312.08.17山丹3.42.12.85.89.212.314.816.11613.910.56.58兰州5.74.24.98.011.214.016.317.817.615.812.78.9（单位：摄氏度，埋深平均值为

14、1.6米 ）NoImage第29页/共59页西部成品油管道油品物性西部成品油管道油品物性项 目单 位90号汽油93号汽油0号柴油密度（20）kg/m3738745.4847.4粘度2mm2/s4.8104.1200.740.753.5400.620.64500.55第30页/共59页Ctc325. 482 . 41 . 22 . 35 . 23 . 49 . 81 . 63 . 332020325. 42020/53.84920325. 44 .847001315. 0825. 14 .84720325. 4001315. 0825. 120001315. 0825. 1mkgtt计算温度下柴

15、油密度计算温度下柴油密度第31页/共59页计算温度下柴油粘度计算温度下柴油粘度01582. 0105 . 31 . 4ln5 . 31 . 41020102010ueeuu00ttutesmmeeeu/485. 45 . 35 . 3201582. 0675.1501582. 0675.15325. 420325. 420325. 4第32页/共59页Cth05.1988 .171 .166 .175 .171 .210 .24213 .173202005.192020/81.7382005.19738001315. 0825. 17382005.19001315. 0825. 1200013

16、15. 0825. 1mkgtt计算温度下汽油密度计算温度下汽油密度第33页/共59页计算温度下汽油粘度计算温度下汽油粘度00885. 02062. 074. 0ln62. 074. 02040204020ueeuu00ttutesmmeeeu/746. 074. 074. 0200885. 095. 000885. 095. 005.192005.192005.19第34页/共59页二、管子与管子的规格二、管子与管子的规格（一）管子类型 按照制管方法的不同划分：（1）无缝钢管（2）有缝钢管 （直缝管、螺旋焊缝管）（二）管子规格（1）管子的直径和壁厚（2）尺寸公差第35页/共59页三、泵站数的

17、确定三、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HcHn 第36页/共59页四、泵站布置四、泵站布置 站址的确定要满足水力条件的要求，即在规定流量下泵站提供的能量要与站间管线所消耗的能量平衡。 必须考虑工程实践上的许多要求，如工程地质条件是否适于建站，交通、供水、供电、通讯、排污等是否方便等。 成品油管道线路选择和布站 第37页/共59页四、作图法布置泵站四、作图法布置泵站Hs1Hc1-HmHd1Hs2Hc2-HmHd2Ht动压第38页/共59页五、翻越点五、翻越点 什么是在规定输量下，根据相邻泵站的高程绘制的沿线水力坡降线，可能

18、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。 第39页/共59页翻越点五、翻越点五、翻越点计算长度第40页/共59页五、翻越点五、翻越点有何危害n浪费能量、增大水击压力如何避免n减压站n变径管n安装油流涡轮发电装置 如何确定计算长度注意：n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。第41页/共59页【例】某等温输油管线，流态为水力光滑区，水力坡降为 i = 0.007，全长L40km，各点高程如图所示

19、，在距起点30km处的F点出现翻越点，泵站所提供的扬程Hc300米液柱，为保持流量不变，采用与主管同径的副管克服翻越点，计算副管的长度至少要多长？ 30米40米 30千米10千米 122米第42页/共59页六、设计方案的校核六、设计方案的校核 站址确定后，需要对设计方案进行校核（难点） 进出站压力的校核 动静水压力的校核第43页/共59页进出站压力的校核进出站压力的校核L/4L/4L/4L/4第44页/共59页进出站压力的校核进出站压力的校核NLfBclfBNcZNAHZcAHHcscscs11 ,111NLclcNLclcNLclc1csH1csH1csHf第45页/共59页进出站压力的校核

20、进出站压力的校核L/4L/4L/4L/4第46页/共59页动压的校核动压的校核第47页/共59页静压的校核静压的校核第48页/共59页第四节第四节 等温输油管道设计方案的经济比较等温输油管道设计方案的经济比较1、进行等温管线工艺计算前应掌握的基本数据和原始资料为：（1）年输量（包括沿线分输和注油量）（2）管道起终点，分油或注油点，管道纵断面图。（3）可供选用的管材数据（4）可供选用的泵型号及特性曲线（5）所输油品的物性（6）沿线气象及地温资料 （7）其它参数：输油压力范围、高低点允许压力、末站剩余压力、首站进站压力、绝对粗糙度等第49页/共59页设计计算的基本步骤为：（1）根据经济流速或表2-4中数据，初选34种相邻的管径，以下按34种方案分别计算（2）选择泵机组型号及组合方式（3）由泵站工作压力确定管材及壁厚、内径（4）计算任务流量下的水力坡降，判断翻越点、确定计算长度（5）计算全线所需的压头，确定泵站数（6）根据技术经济指标，计算基建投资及输油成本等费