输油管道设计与管理复习

1、输油管道设计与管理输油管道设计与管理复复 习习 提提 纲纲2 2主要内容主要内容输油管道设计与管理输油管道设计与管理设计设计管理管理勘察设计勘察设计工艺计算工艺计算等温输油管道等温输油管道加热输油管道加热输油管道输油站输油站SCADASCADA系统系统等温管道等温管道热油管道热油管道易凝高粘原油易凝高粘原油顺序输送管道顺序输送管道瞬变流瞬变流概况概况3第一章第一章 输油管道概况和勘察设计输油管道概况和勘察设计 1 1、了解我国和世界输油管道的发展、了解我国和世界输油管道的发展概况、长输管道的设计阶段及各阶段概况、长输管道的设计阶段及各阶段的内容和任务的内容和任务 2 2、掌握长输管道的组成、管

2、道运、掌握长输管道的组成、管道运输的特点输的特点4第二章第二章 等温输油管道的工艺计算等温输油管道的工艺计算u1 1、了解输油管道用泵机组的类型、了解输油管道用泵机组的类型u2 2、了解粘度变化对进出站压力的影响、了解粘度变化对进出站压力的影响u3 3、掌握输油泵工作特性的表示方法掌握输油泵工作特性的表示方法、改变输、改变输油泵特性的方法、串联泵站和并联泵站工作油泵特性的方法、串联泵站和并联泵站工作特性及站特性的计算方法、串联或并联泵机特性及站特性的计算方法、串联或并联泵机组数的确定方法组数的确定方法u4 4、掌握管道的压降组成掌握管道的压降组成、流态化分和流态判、流态化分和流态判别方法、输油

3、管道中的常见流态、影响水力别方法、输油管道中的常见流态、影响水力摩阻系数的因素摩阻系数的因素5u5 5、掌握掌握干干管、副管和变径管的水力坡降的计管、副管和变径管的水力坡降的计算方法和水力坡降线的画法算方法和水力坡降线的画法u6 6、掌握掌握管路工作特性的表示方法和影响管路管路工作特性的表示方法和影响管路工作特性的因素工作特性的因素u7 7、掌握掌握旁接油罐和密闭输送方式的特点和优旁接油罐和密闭输送方式的特点和优缺点缺点u8 8、掌握掌握管道纵断面图的特点和画法，会在管管道纵断面图的特点和画法，会在管道纵断面图上画水力坡降线道纵断面图上画水力坡降线6u9 9、掌握掌握翻越点的意义和判别方法以及

4、计算长翻越点的意义和判别方法以及计算长度确定方法度确定方法u1010、掌握掌握泵站数的确定和泵站布置方法泵站数的确定和泵站布置方法u1111、掌握掌握管道动静水压力的校核方法管道动静水压力的校核方法u1212、掌握掌握管道工况变化原因及运行工况分析管道工况变化原因及运行工况分析方法，会使用能量平衡方程方程分析各种工方法，会使用能量平衡方程方程分析各种工况变化况变化7u1313、掌握掌握发生中间站停运、泄漏和堵发生中间站停运、泄漏和堵塞工况时全线输量和各站进出站压力塞工况时全线输量和各站进出站压力的变化趋势以及工况变化后水力坡降的变化趋势以及工况变化后水力坡降线的画法线的画法u1414、掌握掌握

5、管道调节的分类及各种调节管道调节的分类及各种调节方法方法8第三章第三章 加热输送管道的工艺计算与运行管理加热输送管道的工艺计算与运行管理u1 1、了解油流过泵温升和节流温升的计算方法、了解油流过泵温升和节流温升的计算方法u2 2、了解热油管道优化运行方案的确定方法、了解热油管道优化运行方案的确定方法u3 3、了解热油管道启动投产的程序、了解热油管道启动投产的程序u4 4、了解投油时应注意的问题、了解投油时应注意的问题9u5 5、了解热油管道停输的原因、停输温降过程、了解热油管道停输的原因、停输温降过程的特点和计算方法、再启动过程的特点和再的特点和计算方法、再启动过程的特点和再启动压力的计算方法

6、、影响再起动压力的影启动压力的计算方法、影响再起动压力的影响因素响因素u6 6、掌握掌握热油管道的特点和轴向温降曲线的特热油管道的特点和轴向温降曲线的特点点u7 7、掌握掌握总传热系数的意义和确定方法、以及总传热系数的意义和确定方法、以及温度参数的确定方法温度参数的确定方法10u8 8、掌握掌握各种油品物性的确定和表示方法各种油品物性的确定和表示方法u9 9、掌握热油管道摩阻计算的特点和摩阻计算、掌握热油管道摩阻计算的特点和摩阻计算的方法以及径向温降对摩阻的影响的方法以及径向温降对摩阻的影响u1010、掌握热油管道加热站数和泵站数的确定、掌握热油管道加热站数和泵站数的确定方法、热站和泵站的布置

7、及热站和泵站合并方法、热站和泵站的布置及热站和泵站合并的方法、热油管道设计计算的步骤的方法、热油管道设计计算的步骤11u1111、能熟练使用轴向温降公式计算热油管道、能熟练使用轴向温降公式计算热油管道的温降，轴向温降公式的用途的温降，轴向温降公式的用途u1212、掌握热油管道工作特性的特点、出现不、掌握热油管道工作特性的特点、出现不稳定区的条件、影响热油管道温降的因素稳定区的条件、影响热油管道温降的因素u1313、掌握热油管道启动过程的特点、热油管、掌握热油管道启动过程的特点、热油管道的启动方法以及热油管道的预热计算方法道的启动方法以及热油管道的预热计算方法12第四章第四章 成品油顺序输送成品

8、油顺序输送u1 1、掌握顺序输送的应用范围和输送工艺的、掌握顺序输送的应用范围和输送工艺的特点特点u2 2、掌握管道终点混油浓度和混油量的计算、掌握管道终点混油浓度和混油量的计算方法方法u3 3、影响混油量的因素、影响混油量的因素u4 4、管道终点混油段的切割方法、管道终点混油段的切割方法u5 5、实现两段切割的充要条件、减少混油的、实现两段切割的充要条件、减少混油的措施措施13第一章第一章 重要知识点重要知识点u输油管道的组成、特点输油管道的组成、特点u输油管道选线原则输油管道选线原则u勘查工作内容勘查工作内容141 1、输油管道特点（、输油管道特点（）优点：优点：n输量大输量大n占地少、距

9、离短占地少、距离短n安全性高、损耗小安全性高、损耗小n易于自动控制易于自动控制n运费低。运费低。缺点：缺点：n不够灵活不够灵活 n投资大投资大 n油品积压严重油品积压严重 n易被盗易被盗152 2、输油管道组成、输油管道组成（）输油管道输油管道输油站输油站线路线路首站首站中间站中间站末站末站管线管线泵站泵站加热站加热站分输站分输站合建合建清管站清管站通讯系统等辅助系统通讯系统等辅助系统阀门、阀室阀门、阀室穿跨越构筑物穿跨越构筑物伴行路伴行路阴极保护设施阴极保护设施 163 3、输油管道历史输油管道历史（）u现代管道运输始于现代管道运输始于19世纪中叶。世纪中叶。u1865年美国宾州建成世界第一

10、条原油管道。年美国宾州建成世界第一条原油管道。u真正具有现代规模的长距离输油管道始建于二战期间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。的美国。u1958年年12月建成的克拉玛依月建成的克拉玛依独山子原油管道，标志独山子原油管道，标志了中国长输管道建设史的起点了中国长输管道建设史的起点u中国最早的长距离的成品油管道是中国最早的长距离的成品油管道是1973年开工修建的年开工修建的格拉管道，格拉管道，1977年年10月全部工程基本完工，开始正式月全部工程基本完工，开始正式运行。管道全长运行。管道全长1080公里，年输送能力公里，年输送能力25万吨。万吨。 174 4、世界著名输油管道世

11、界著名输油管道（）u世界上距离最长的原油管道，世界上距离最长的原油管道，9912km前苏联前苏联“友谊友谊”输油管道（输油管道（1973 ）u世界上最大的世界上最大的成品油成品油管道系统，管道系统，8413km美国科洛尼尔成品油管道（美国科洛尼尔成品油管道（1979）u世界上第一条深入北极圈的输油管道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（美国阿拉斯加原油管道（1977）u世界上管径最大的输油管道，世界上管径最大的输油管道，1422mm沙特东西原油管道（沙特东西原油管道（1987）u我国目前距离最长的输油管道：我国目前距离最长的输油管道：西部原油成品油管道西部原油成品油管道 18

12、40km（2006）185 5、勘察设计勘察设计（）可行性研究：可行性研究：可行性研究可行性研究设计任务书设计任务书勘察：勘察：踏勘踏勘初测初测 定测定测设计：设计：方案设计方案设计 初步设计初步设计施工图设计。施工图设计。施工施工投产运行投产运行19u输油泵站的工作特性输油泵站的工作特性u管道压降组成与计算管道压降组成与计算u副管与变径管特征副管与变径管特征u管道工作点求解管道工作点求解u线路纵断面图、翻越点线路纵断面图、翻越点u中间站停运、干线漏油工况分析中间站停运、干线漏油工况分析第二章第二章 重要知识点重要知识点206 6、识图（、识图（）u输油管道纵断面图输油管道纵断面图（P38,

13、2-12P38, 2-12）n横、纵坐标含义？横、纵坐标含义？217 7、输油泵站的工作特性（、输油泵站的工作特性（）u定转速的离心泵的工作特性定转速的离心泵的工作特性u调速泵的工作特性调速泵的工作特性u叶轮直径变化后泵的工作特性叶轮直径变化后泵的工作特性u泵站（泵的串并联）工作特性泵站（泵的串并联）工作特性u液体粘度对离心泵工作特性的影响液体粘度对离心泵工作特性的影响228 8、摩阻损失（、摩阻损失（）摩阻损失摩阻损失沿程摩阻沿程摩阻局部摩阻局部摩阻油品流通过直油品流通过直管段所产生的管段所产生的摩阻损失阻损摩阻损失阻损失失油品通过各种油品通过各种阀门、管件所阀门、管件所产生的摩阻损产生的摩

14、阻损失阻损失失阻损失长输管道站间管长输管道站间管道的摩阻损失主道的摩阻损失主要是沿程摩阻，要是沿程摩阻，局部摩阻只占局部摩阻只占1%2%。 站场、罐区的站站场、罐区的站内摩阻主要是局内摩阻主要是局部摩阻部摩阻 ，沿程，沿程摩阻只占小部分摩阻只占小部分239 9、沿程摩阻损失的计算（、沿程摩阻损失的计算（）u达西公式达西公式:u列宾宗公式列宾宗公式: 需记住需记住P30表表2-4里面的前里面的前2行行gVDLhl22gAmm248mmmlQdLh25241010、局部摩阻损失的计算（、局部摩阻损失的计算（）gVh22uu局部摩阻通常按沿程摩阻的计算。局部摩阻通常按沿程摩阻的计算。251111、管

15、道压降的计算（、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，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由起点至终点的总压降 H H 计算如下：计算如下：实际计算中可只计算沿程摩阻，局部摩阻可忽略，或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，如乘以一定的系数即可，如1.011.01。)(1QznimilZZhhH261212、管道的水力坡降（、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，可表管道的水力坡降就是单位长度管道的摩阻损失，可表示为：示为： 水力坡降与管道长度无关，只随流量、粘度、管径和水力坡降与管道长度

16、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：力坡降已知，全线的压头损失可表示为：mmmldQLhi52ZiLH271313、泵站、泵站管道系统工作点（管道系统工作点（）u在长输管道系统中，泵站和管道组成统一的水力系统，管在长输管道系统中，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

17、站的排量，泵站的总扬程就是管关系。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。道所需要的总压能。u泵站泵站管道系统的工作点管道系统的工作点是指在压力供需平衡条件下，管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。道流量与泵站进出站压力等参数间的关系。u在设计与管理中，常用作泵站和管道特性曲线，求二者交在设计与管理中，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。点的方法，来确定泵站的排量和进出站压力。281414、能量平衡法求工作点（、能量平衡法求工作点（）u假设一条管道有假设一条管道有N N座泵站，且泵站特性相同，全线管径相同

18、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，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：线的压力供需平衡关系式如下：u由上式可求出管道的工作流量：由上式可求出管道的工作流量：u求出工作流量后，即可根据站间压力供需平衡的原则，确定求出工作流量后，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。各站的进出站压力。22121()()mmsmszHN ABQNhfLQZZH12121()msmszHNAZZNhHQNBfL291515、设计参数（、设计参数（）u计算温度计算温度埋深处地温，常用年平均地温代替埋深处地温

19、，常用年平均地温代替u油品密度油品密度 u油品粘度油品粘度粘温指数公式粘温指数公式 u计算流量计算流量年输量年输量/ /年输送天数年输送天数301616、关于翻越点（、关于翻越点（）u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，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以利用或消耗这部分

20、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。种高点就称为翻越点。 u有何危害？有何危害？浪费能量、增大水击压力浪费能量、增大水击压力311616、关于翻越点（、关于翻越点（）u如何避免如何避免?n变径管变径管n减压站减压站n安装油流涡轮发电装置安装油流涡轮发电装置 u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。端的某高点。321717、泵站数的确定（、泵站数的确定（）u基础：能量平衡基础：能量平衡 能量供应能

21、量消耗能量供应能量消耗u泵站数的化整泵站数的化整u泵站数化整后的处理：变径管、副管长度的计算泵站数化整后的处理：变径管、副管长度的计算331818、中间站停运的工况变化（、中间站停运的工况变化（）c-1cc+1i*ilc-2lc-1lcL34流量流量:全线流量下降全线流量下降压力压力:停运站前压力上升停运站前压力上升,停运站后压力下降停运站后压力下降,且越靠近且越靠近停运站变化幅度越大停运站变化幅度越大1818、中间站停运的工况变化（、中间站停运的工况变化（）351919、干线漏油后的工况变化（、干线漏油后的工况变化（）c+1cqc-1c+2lc-1lcLQ* -qQ*36流量流量:漏油点前流

22、量上升漏油点前流量上升,漏油点后流量下降漏油点后流量下降压力压力:漏油点前后压力均下降漏油点前后压力均下降,且越靠近漏油点变化幅且越靠近漏油点变化幅度越大度越大1919、干线漏油后的工况变化（、干线漏油后的工况变化（）37u热油输送管道特点热油输送管道特点u苏霍夫公式应用苏霍夫公式应用u考虑摩阻升温的轴向温降公式考虑摩阻升温的轴向温降公式u总传热系数的确定总传热系数的确定u油品粘温关系油品粘温关系u平均温度法计算摩阻平均温度法计算摩阻u能耗费用计算能耗费用计算u加热方式、工艺流程、平面布置加热方式、工艺流程、平面布置u石蜡沉积机理与影响因素、清防蜡措施石蜡沉积机理与影响因素、清防蜡措施u启动投

23、产过程的特点与特殊问题启动投产过程的特点与特殊问题u热油输送管道停输温降特点热油输送管道停输温降特点第三章第三章 重要知识点重要知识点38 20 20、热油管轴向温降计算（、热油管轴向温降计算（）u苏霍夫轴向温降公式苏霍夫轴向温降公式1 1、不考虑摩擦生热时、不考虑摩擦生热时2 2、考虑摩擦生热时、考虑摩擦生热时u温降公式的应用温降公式的应用LGcDkbTTbTTlnLR00LGcDkTTTTlnLR00392121、平均油温法计算摩阻（、平均油温法计算摩阻（）u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计算一

24、个加热站间的摩阻 u平均油温的计算平均油温的计算u全线摩阻全线摩阻 13231iiipjTTTniimimpjimiRlDQh152402222、径向温降对摩阻的影响（、径向温降对摩阻的影响（）u管道内油流径向温差，会引起油流在径向的对流运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。动，提前进入紊流状态。u由于径向温降引起的扰动及管壁附近油流粘度的增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，可用径流时要大得多。径向温降引起的压头损失，可用径向温降

25、摩阻修正系数进行修正。向温降摩阻修正系数进行修正。 412323、石蜡沉积石蜡沉积（）u石蜡沉积机理与影响因素石蜡沉积机理与影响因素有哪些？有哪些？422 24 4、影响管壁结蜡强度的因素（、影响管壁结蜡强度的因素（）u油温及油壁温差的影响油温及油壁温差的影响u流速的影响流速的影响u原油组成的影响原油组成的影响u管壁材质的影响管壁材质的影响u结蜡层厚度与运行时间结蜡层厚度与运行时间432 25 5、石蜡的清除石蜡的清除（）u清蜡、防蜡措施清蜡、防蜡措施442626、清管器（、清管器（）u清管作用清管作用u清管器类型清管器类型n清扫型清扫型n隔离型隔离型n检测型检测型452 27 7、影响热处理

26、效果的因素（影响热处理效果的因素（）u原油的组成原油的组成u热处理条件热处理条件n热处理温度热处理温度n冷却速度冷却速度n剪切影响剪切影响n重复加热的影响重复加热的影响n掺入生油的影响掺入生油的影响462 28 8、热油管道（、热油管道（ ）u热油管道的工作特性的分区热油管道的工作特性的分区u热油管道工作的不稳定区热油管道工作的不稳定区u热油管道的启动方法：热油管道的启动方法：n冷管直接启动冷管直接启动n预热启动预热启动n加稀释剂或降凝剂启动加稀释剂或降凝剂启动472 29 9、热油管道温降（、热油管道温降（）u影响热油管道轴向温降的因素影响热油管道轴向温降的因素u架空、含蜡热油管道停输温降过程架空、含蜡热油管道停输温降过程三个阶段三个阶段u埋地管道停输温降埋地管道停输温降两个阶段两个阶段48u成品油顺序输送特点成品油顺序输送特点u混油机理与混油段定义混油机理与混油段定义u管道终点混油段的切割方法管道终点混油段的切割方法第四章第四章 重要知识点重要知识点493030、顺序输送的特点（、顺序输送的特点（）u顺序输送管道和单一油品输送管道比较，主要有以顺序输送管道和单一油品输送管道比较，主要有以下特点：下特点：（1 1）形成混油）形成混油（2 2）水力特性不稳定）水力特性不稳定u顺序输送中的混油扩展机理顺序输送中的混油扩展机理 n层流状态层流状态n紊流状态紊流状态503 3