1. 长输管道的定义,特点,: 是长距离输油管道的简称,它是指流量大,管径大,运距长的自成体系的管道系统,可简单地表示为首站:(收油,计量,加压,加热);中间站(收油,加压,加热);末站(收油,计量,发油) 2.长输管道总是由 输油站和线路组成
3,对于原油管道,首站一般在油田,末站一般为炼厂和港口。
4,1905年,中国在陕西省延长县打出第一口油井。1958 年克拉玛依-独山子 全
国第一条长输管道。
5,长输管道的发展趋势:1、建设高压力、大口径的大型输油管道 ;2、采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材 ;3、采用新型、高效、露天设备;4、采用先进的输油工艺和技术
6. 管道运输的特点:① 运量大,固定资产投资小(与铁路相比)。② 受外界限制少,可长期稳定连续运行,对环境 的污染小。③ 便于管理,易于实现集中控制,劳动生产率高。④ 运价低,耗能少。⑤ 占地少,受地形限制小。⑥ 管道运输适于大量、单向、定点的运输,不如铁路、公路运输灵活。 7,大型长距离输油管道建设要认真遵守以下程序:
(1)根据资源条件和国民经济长期规划、地区规划、行业规划的要求,对拟建的输油管道进行可行性研究,并在可行性研究的基础上编制和审定设计任务书。(可行性研究)
(2)根据批准的设计任务书,按初步设计(或扩大初步设计)、施工图两个阶段进行设计。初步设计必须有概算,施工图设计必须有预算。(初步设计)
(3) 工程完毕,必须进行竣工验收,做出竣工报告(包括竣工图)和竣工决算。(施工图设计)
8,可行性研究的基本内容:1市场研究 解决建设项目的“必要性问题”。 2工艺技术研究 解决技术方案和建设条件的“可能性问题” 3经济效益研究 可行性研究的核心,解决建设项目的“合理性问题”。 9,可行性研究报告的内容
(1)总论、工程概况、依据与原则。(2)论述建设该输油管道的必要性,并与其它运输方式比较。(3)油源、油品去向的近期、远期规划。(4)线路情况,包括走向、线路长度、大型穿(跨)越方案、沿线地形、地质概况等。(5)输油工艺方案,包括输送工艺、输量、管径、管材规格、输送温度、输送压力、输油站数、主要设备等。(6)自动控制、通信、供水、供电、热工、机修等设施的论述,管理机构及人员编制等说明。(7)环境保护与劳动保护。(8)经济分析(财务评价、国民经济评价、结论与建议)。最后确定推荐方案。除以上内容外,还应附上工艺流程图和概算表。
10,管路的压降计算: H = hL +hξ+(zj-zQ)
hL为沿程摩阻;hξ为局部摩阻 ;(zj-zQ) 为计算高程差
11. 输油管道中所遇到的流态一般为:1.热含蜡原油管道、大直径轻质成品油管道:水力光滑区 2.小直径轻质成品油管道:混合摩擦区 3. 高粘原油和燃料油管道:层流区
4Q4QARe?把 ??V?2代入达西公式, m?D??DRe12.
列宾宗公式
m2?mhL?Q4m?2?mgD5?m8A2?mh整理得v?QL?h??m8A2?mLLD5?mLm4?g13. 定义:管道单位长度上的摩阻损失称为水力坡降。用 i 表示
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
单位输量(Q=1m3/s)的水力坡降f,即单位流量下、单位管道长度上的摩阻损失
mv14..随Re的升高,铺副管的减阻效果增强 。D0 >D ,变径变大管具有减阻作用,变小增阻。f??5 ?mD15. 定义:
已定管路(D , L , △Z 一定)输送某种已定粘度油品时,管路所需总压头(即压头损失)与流量的关系(H-Q关系)称为管路工作特性 H??Q2?m?mL/D5?m?h???Z16. Hs1?Hc?hc?hL?(Z2?Z1)HS1泵的吸入压力,为常数。HC 泵站扬程hc 站内损失 hL -沿程摩阻 Z2-Z1-起终点计算高差 Hs1?A?BQ2?m?hc?fLQ2?m??ZHc?A?BQ2?mHs1?A??Z?hc2?mQ?17.两种输油方式: B?fL⑴ 旁接油罐① 优点水击危害小,对自动化水平要求不高 ② 缺点●油气损耗严重●流程和设备复杂,固定资产投资大●全线难以在最优工况下运行,能量浪费大
③ 工作特点,●每个泵站与其相应的站间管路各自构成独立的水力系统; ●上下游站输量可以不等(由旁接罐调节) ●各站的进出站压力没有直接联系 ●站间输量的求法与一个泵站的管道相同
⑵ 密闭输油方式① 优点●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 ② 缺点 要求自动化水平高,要有可靠的自动保护系统
③ 工作特点●全线为一个统一的水力系统,全线各站流量相同●输量由全线所有泵站和全线管路总特性决定
18,管道纵断面图。横坐标:表示管道的实际长度,即管道的里程,纵坐标:表示管道的海拔高度,即管道的高程。
Q2?m?mi??D5?m或
1V2i??D2gf 摩阻 c hL L i e Hd 损失 动水 压力 d x
Hd = df,为泵站的出站压力;cb =ix 为x段上的摩阻损失.
ag = Za-Zd =△Zx为x段的高差;ba =Hd-ix-△Zx为a点液流的剩余压能,称动水压力。它
是管路沿线任一点水力坡降线与纵断面线之 间的垂直距离
在e点,管线内的动水压力为0,需要重新加压才能以流量Q继续向前输送。
19. 如果使一定输量的液体通过线路上的某高点所需的压头比输送到终点所需的压头大,且在所有高点中该高点所需的压头最大,那么此高点就称为翻越点 20. 管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度 21,措施。消除不满流
(1) 在翻越点后采用小管径:使流速增大,消耗掉多余的能量,这可能会产生静电危害,且对清管不利。 (2) 在中途或终点设减压站节流。也可采用透平发电机回收这部分能量 22例题。 某φ325×7的等温输油管,管路纵断面数据见下表。全线设有两座泵站,以“从泵到泵”方式工作。试计算该管线的输量为多少? 测点 里程(km) 高程(m) 1 0 0 2 26 83 3 55 94 4 64 122 5 76.4 64.2
已知:全线为水力光滑区,油品计算粘度ν=4.2×10-6m2/s,首站泵站特性方程:H=370.5-3055Q1.75,中间站泵站特性方程:H=516.7-4250Q1.75 (Q:m3/s),首站进站压力:Hs1=20米油柱,站内局部阻力忽略不计。
解:方法一:根据纵断面数据,只有64km处可能为翻越点,为此,分别按64km和终点计算输量,其中最小者即为管道应达到的输量(为什么?)。
单位输量的水力坡降:
?4.2?10?f?0.02460.3114.75?60.25?0.2858
按里程64km处计算输量: Q?1.75370.5?516.7?20?(122?0)13055?4250?0.2858?64?1000
?0.1365m3/s?491.6m3/h
按终点计算输量: 370.5?516.7?20?(64.2?0)1.75Q?2 3055?4250?0.2858?76.4?1000
?0.1321m3/s?475.4m3/h Q 2 ? Q 1 故64km处不是翻越点,管道输量为475.4m3/h。
方法二:先按终点计算输量,计算该输量下的水力坡降,然后分别计算该输量下从起点到64km处和到终点的总压降,判断翻越点,然后计算管道所达到的输量。 单位输量的水力坡降: f = 0.2858 370.5?516.7?20?(64.2?0)1.75Q?0按终点计算输量: 3055?4250?0.2858?76.4?1000
?0.1321m3/s?475.4m3/h
1.75水力坡降: i ?fQ1.75?0.2858?0.1321?0.00827从起点到64km处的总压降: H1?0.00827?64?1000?122?0?651.3从起点到终点的总压降: H2?0.00827?76.4?1000?64.2?0?696.0线路上不存在翻越点,Q0=475.4m3/h即为管道的输量。 H1?H2故64km处不是翻越点,
23. 1、n 化为较大整数
可以采取更换小直径叶轮、开小泵(串联泵)、拆级(并联泵)或大小输量交替运行等措施。
2、n化为较小整数 .(1) 在管道上设置副管(等径)或变径管 (2) 提高每座泵站的扬程 24. 泵站及管道工作情况的校核.
1、进出站压力的校核,⑴一年中最高和最低油温时的进出站压力⑵几种油品顺序输送时,输送粘度最大的油品和粘度最小的油品时进出站压力的变化情况
2、 动、静水压力的校核.⑴动水压力的校核,动水压力是指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。在纵断面图上,是管道纵断面线与水力坡降线之间的垂直距离。
⑵ 静水压力的校核:静水压力:指油流停止流动后,由地形高差引起的静液柱压力
25. 费用现值与管径的关系: 根据费用现值的计算公式,费用现值与投资和经营成本有关,而经营成本主要取决于动力费。投资主要是线路投资和泵站投资,线路投资随管径的增大而增大,而泵站投资随管径的增大而减小(如图所示),故存在一个投资最小的管径,动力费用随管径的增大而减小,因而费用现值必然存在极小点,即存在使费用现值最小的管径D,也就是说必然存在最经济的管径方案 26.设计计算的基本步骤,
1、基础数据和原始资料的收集 2、设计计算的基本步骤
① 选择泵机组型号及组合方式,根据经济流速初选2个管径; ② 由泵站工作压力确定管材及壁厚、管内径;
③ 计算设计输油能力下的水力坡降,判断翻越点,确定计算长度; ④ 计算全线所需压头,选泵,确定泵站数; ⑤ 计算对应管径方案的费用现值;
⑥ 判断是否得到最优管径方案,若已得到,转⑦;否则,根据费用现值随管径的变化趋势选择下一个应计算的管径方案,转②;
⑦ 按所选方案的管径、泵机组型号及组合、泵站数等,计算工作点参数(流量、泵站扬程、水力坡降);
⑧ 在纵断面图上布置泵站;
⑨ 泵站及管道系统各种工况的校核和调整 27. 一 。某中间泵站停运时的工况变化 1、输量变化 变小
2、c 站前面各站进出站压力的变化
①c 站停运后,其前面一站(c-1站)的进站压力上升。停运站愈靠近末站( c 越大),其前面一站的进站压力变化愈大。 ② 利用同样的方法,我们可以得出结论:c 站停运后,其前面各站的进站压力均上升。距停运站越远,变化幅度越小。 ③ 出站压力的变化即停运站前面各站的出站压力均升高,距停运站越远,变化幅度越小 3、c 站后面各站进出站压力的变化
① c 站后面一站的进站压力下降,且停运站愈靠近首站(c越小),其后面一站的进站压力 变化愈大。
② c站停运后,c站后面各站的进站压力均下降,且距停运站愈远,其变化幅度愈小 ③ 出站压力的变化 停运站后面一站的出站压力下降。同理可得出停运站后各站的出站压力均下降,且变化趋势与进站压力相同 4、全线水力坡降线的变化
① 某站停运后,输量下降,因而水力坡降变小,水力坡降线变平,但停运站前后水力坡降仍然相同,即水力坡降线平行。
② 停运站前各站的进出站压力升高,因而停运站前各站的水力坡降线的起点和终点均比原

