長距離輸油管道系統(tǒng)

1、第三章 長距離輸油管道22022-5-4主要內(nèi)容u第一節(jié)第一節(jié) 概述概述u第二節(jié)第二節(jié) 等溫輸油管道的工藝設(shè)計(jì)等溫輸油管道的工藝設(shè)計(jì)u第三節(jié)第三節(jié) 熱油輸送管道的工藝計(jì)算熱油輸送管道的工藝計(jì)算u第四節(jié)第四節(jié) 順序輸送順序輸送u第五節(jié)第五節(jié) 輸油站輸油站u第六節(jié)第六節(jié) 易凝高粘原油輸送工藝易凝高粘原油輸送工藝32022-5-4一、輸油管道的分類一、輸油管道的分類企業(yè)內(nèi)部輸油管道企業(yè)內(nèi)部輸油管道長距離輸油管道長距離輸油管道經(jīng)營方式經(jīng)營方式用戶用戶煉油廠煉油廠礦場(chǎng)油庫礦場(chǎng)油庫轉(zhuǎn)油站轉(zhuǎn)油站聯(lián)合站聯(lián)合站計(jì)量站計(jì)量站油井油井礦場(chǎng)油氣集輸系統(tǒng)礦場(chǎng)油氣集輸系統(tǒng)長輸管道長輸管道原油管道原油管道成品油管道成品油管

2、道第一節(jié)第一節(jié) 概述概述42022-5-4油品種類油品種類是否加熱是否加熱常溫（等溫）輸送管道常溫（等溫）輸送管道加熱輸送管道加熱輸送管道原油管道原油管道成品油管道成品油管道n長距離成品油管道一般采用多種油品在管道輸送中“順序輸送”的方式運(yùn)行 n汽、煤、柴油等成品油以及低凝低粘輕質(zhì)原油的輸送一般不需加熱；n易凝高粘原油或重質(zhì)燃料油需加熱輸送。52022-5-4二、長距離輸油管道的組成二、長距離輸油管道的組成輸油站輸油站 首站首站 中間站中間站 末站末站 線路線路輸油泵站輸油泵站輸油站功能：輸油站功能： 加壓加壓 加熱加熱 計(jì)量計(jì)量（首、末站）（首、末站）加熱站加熱站62022-5-4三、長距離

3、輸油管道的特點(diǎn)三、長距離輸油管道的特點(diǎn) 與公路、鐵路、水路運(yùn)輸相比，管道運(yùn)輸?shù)呐c公路、鐵路、水路運(yùn)輸相比，管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)為：為：1 1、運(yùn)輸量大、運(yùn)輸量大連續(xù)運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行72022-5-42 2、運(yùn)費(fèi)低、能耗小、運(yùn)費(fèi)低、能耗小 原蘇聯(lián)管線運(yùn)價(jià)約為鐵路的原蘇聯(lián)管線運(yùn)價(jià)約為鐵路的1/2，美國約為鐵路的，美國約為鐵路的1/7-1/10 ，我國目前基本與鐵路持平。我國目前基本與鐵路持平。(基于合理輸量基于合理輸量)3 3、埋地管道受氣候環(huán)境因素影響小，安全可靠；、埋地管道受氣候環(huán)境因素影響小，安全可靠；密閉運(yùn)輸，損耗率低。密閉運(yùn)輸，損耗率低。4 4、建設(shè)投資小，占地面積小。、建設(shè)投資小，占地面積小

4、。82022-5-4管道運(yùn)輸?shù)墓艿肋\(yùn)輸?shù)木窒扌跃窒扌赃m用于大量、單向、定點(diǎn)運(yùn)輸，不如車船靈活。適用于大量、單向、定點(diǎn)運(yùn)輸，不如車船靈活。有一經(jīng)濟(jì)、合理的輸送量范圍；有一經(jīng)濟(jì)、合理的輸送量范圍；有有極限輸量極限輸量的限制。最大輸量受泵和管道限制；的限制。最大輸量受泵和管道限制；對(duì)于對(duì)于加熱管道加熱管道，最小輸量受加熱設(shè)備的限制，輸量，最小輸量受加熱設(shè)備的限制，輸量減小、溫降加快，當(dāng)輸量小到一定時(shí)，在下一站之減小、溫降加快，當(dāng)輸量小到一定時(shí)，在下一站之前油品溫度將降至安全極限。前油品溫度將降至安全極限。92022-5-4n等溫輸送等溫輸送n加熱輸送加熱輸送n加劑輸送加劑輸送（添加降凝劑、減阻劑）（

5、添加降凝劑、減阻劑）n成品油順序輸送成品油順序輸送 原油改性輸送原油改性輸送 原油熱處理輸送原油熱處理輸送其它輸送方式其它輸送方式 原油液環(huán)輸送原油液環(huán)輸送 原油磁處理輸送原油磁處理輸送 原油稀釋輸送原油稀釋輸送 原油伴熱保溫輸送原油伴熱保溫輸送四、油品管道輸送方式四、油品管道輸送方式102022-5-4輸油管道工藝計(jì)算的目的：輸油管道工藝計(jì)算的目的： 2.確定確定管徑管徑、泵型號(hào)、泵機(jī)組數(shù)、泵型號(hào)、泵機(jī)組數(shù)、泵站泵站數(shù)和加熱站數(shù)及沿線站場(chǎng)數(shù)和加熱站數(shù)及沿線站場(chǎng)位置位置的最優(yōu)組合方案，并為管道采用的控制和保護(hù)措施提供設(shè)的最優(yōu)組合方案，并為管道采用的控制和保護(hù)措施提供設(shè)計(jì)參數(shù)。計(jì)參數(shù)。 1.妥善

6、解決沿線管內(nèi)流體的妥善解決沿線管內(nèi)流體的能量消耗能量消耗和和能量供應(yīng)能量供應(yīng)這對(duì)主要矛盾。這對(duì)主要矛盾。什么叫等溫輸油管道什么叫等溫輸油管道 ？輸送輕質(zhì)成品油或低凝點(diǎn)原油的長輸管道，輸送輕質(zhì)成品油或低凝點(diǎn)原油的長輸管道，沿線不需要加熱，沿線不需要加熱，油品從首站進(jìn)入管道，經(jīng)過一定距離后，管內(nèi)油溫就會(huì)等于油品從首站進(jìn)入管道，經(jīng)過一定距離后，管內(nèi)油溫就會(huì)等于管道埋深處的地溫，故稱為等溫輸油管道。管道埋深處的地溫，故稱為等溫輸油管道。 油溫油溫= =地溫地溫= =常數(shù)常數(shù)。第二節(jié)第二節(jié) 等溫輸油管道的工藝設(shè)計(jì)等溫輸油管道的工藝設(shè)計(jì)112022-5-4 l 輸油泵站的任務(wù)就是不斷向管道輸入油品，并給油

7、流輸油泵站的任務(wù)就是不斷向管道輸入油品，并給油流提供一定的壓力能，以便維持管內(nèi)流動(dòng)。提供一定的壓力能，以便維持管內(nèi)流動(dòng)。l 泵站工作特性泵站工作特性就是泵站輸出的流量就是泵站輸出的流量Q與壓頭與壓頭H之間變之間變化關(guān)系化關(guān)系H=f(Q) ，也就是，也就是泵機(jī)組的聯(lián)合工作特性泵機(jī)組的聯(lián)合工作特性。l 單臺(tái)泵機(jī)組單臺(tái)泵機(jī)組的工作特性取決于泵的類型和規(guī)格，還與的工作特性取決于泵的類型和規(guī)格，還與原動(dòng)機(jī)的類型相關(guān)。原動(dòng)機(jī)的類型相關(guān)。l 由于由于離心泵離心泵具有排量大、揚(yáng)程高、效率高、流量調(diào)節(jié)具有排量大、揚(yáng)程高、效率高、流量調(diào)節(jié)方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在長輸管道上得到廣泛應(yīng)用。方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在長輸

8、管道上得到廣泛應(yīng)用。 一、一、 輸油泵站的工作特性輸油泵站的工作特性122022-5-41、 離心泵的特性方程離心泵的特性方程 對(duì)于電動(dòng)離心泵機(jī)組，目前原動(dòng)機(jī)普遍采用異步對(duì)于電動(dòng)離心泵機(jī)組，目前原動(dòng)機(jī)普遍采用異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為常數(shù)。因此電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為常數(shù)。因此H=f(q)，揚(yáng)程是流量的單，揚(yáng)程是流量的單值函數(shù)，一般可用二次拋物線方程值函數(shù)，一般可用二次拋物線方程H=a-bQ2表示。表示。 對(duì)于長輸管道，為便于工藝計(jì)算，離心泵特性常采對(duì)于長輸管道，為便于工藝計(jì)算，離心泵特性常采用用H=a-bQ2-m的形式，其中的形式，其中a、b為常數(shù)，為常數(shù)，m與流態(tài)有關(guān)與流態(tài)有關(guān);Q為單泵排量。為單泵排量。泵

9、的揚(yáng)程與排量的變化關(guān)系稱為泵的揚(yáng)程與排量的變化關(guān)系稱為泵的工作特性泵的工作特性，H-Q（一）（一） 離心泵的工作特性離心泵的工作特性132022-5-4H,N,%HNQ圖圖2-1 離心泵特性曲線離心泵特性曲線（1）工作特性工作特性：QH（2）效率特性效率特性： 最高量左右最高量左右7區(qū)域?yàn)閰^(qū)域?yàn)楦咝^(qū)高效區(qū)（3）功率特性功率特性：1000gQHN 特性曲線特性曲線142022-5-42、改變泵特性的方法、改變泵特性的方法 （1）切削葉輪）切削葉輪 mmQDDbDDaH2020mm,0變化前后的葉輪直徑、式中：DD a、b與葉輪直徑D0 對(duì)應(yīng)的泵特性方程中的兩個(gè)常系數(shù)。泵的比轉(zhuǎn)數(shù)泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns6

10、0120200300500(D0-D)/D00.200.150.110.090.07 離心泵葉輪的允許切割量離心泵葉輪的允許切割量152022-5-4mmqnnbnnaH 2020式中：式中： n調(diào)速后泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)速后泵的轉(zhuǎn)速，r/min； n0調(diào)速前泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)速前泵的轉(zhuǎn)速，r/min； a,b與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n0 對(duì)應(yīng)的泵特性方程中的兩個(gè)常系數(shù)。對(duì)應(yīng)的泵特性方程中的兩個(gè)常系數(shù)。 （2）改變泵的轉(zhuǎn)速）改變泵的轉(zhuǎn)速 調(diào)速措施：改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； 原動(dòng)機(jī)與泵之間的調(diào)速器（如液力耦合器）162022-5-4（3）進(jìn)口負(fù)壓調(diào)節(jié)）進(jìn)口負(fù)壓調(diào)節(jié) 泵進(jìn)口在負(fù)壓下運(yùn)行泵進(jìn)口在負(fù)壓下運(yùn)行, ,泵特性曲線降低泵特性曲

11、線降低；一般只用于小型離心泵，大型離心泵一般要求正壓進(jìn)泵。一般只用于小型離心泵，大型離心泵一般要求正壓進(jìn)泵。 （4）多級(jí)泵拆級(jí)）多級(jí)泵拆級(jí) 多級(jí)泵的揚(yáng)程與級(jí)數(shù)成正比，拆級(jí)后，泵的揚(yáng)程按比多級(jí)泵的揚(yáng)程與級(jí)數(shù)成正比，拆級(jí)后，泵的揚(yáng)程按比例降低。但級(jí)數(shù)不能拆得太多，否則，泵的效率會(huì)降低。例降低。但級(jí)數(shù)不能拆得太多，否則，泵的效率會(huì)降低。（5）改變油品的粘度）改變油品的粘度 泵樣本是輸送泵樣本是輸送20200 0C C清水的特性。一般當(dāng)粘度大于清水的特性。一般當(dāng)粘度大于60601010-6-6m m2 2/s/s時(shí)，泵的時(shí)，泵的H-Q H-Q 特性要進(jìn)行換算。特性要進(jìn)行換算。 172022-5-4 輸

12、油泵站的工作特性輸油泵站的工作特性是指泵站輸出的流量是指泵站輸出的流量Q與壓頭與壓頭H之間變化關(guān)系，可用之間變化關(guān)系，可用H=f(Q)表示表示, 即即:H=A-BQ2-m離心泵的操作方式有離心泵的操作方式有串聯(lián)串聯(lián)和和并聯(lián)并聯(lián)兩種。兩種。1、并聯(lián)泵站的工作特性、并聯(lián)泵站的工作特性并聯(lián)泵站的特點(diǎn)并聯(lián)泵站的特點(diǎn) ： 泵站的泵站的流量流量等于正在運(yùn)行的輸油泵的流量之和，每臺(tái)泵等于正在運(yùn)行的輸油泵的流量之和，每臺(tái)泵的的揚(yáng)程揚(yáng)程均等于泵站的揚(yáng)程。即：均等于泵站的揚(yáng)程。即： mmcbqaBQAH 22nqqqQ.21（二）（二） 輸油泵站的工作特性輸油泵站的工作特性182022-5-42、串聯(lián)泵站的工作特

13、性、串聯(lián)泵站的工作特性 串聯(lián)泵站的特點(diǎn)：串聯(lián)泵站的特點(diǎn)： 各泵各泵流量流量相等，相等，q=Q，泵站，泵站揚(yáng)程揚(yáng)程等于各泵揚(yáng)程等于各泵揚(yáng)程之和，之和，Hc= 。 iH設(shè)有設(shè)有n2臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)，則：臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)，則： mcbQnanHnH2222bnBanA22，192022-5-43. 串、并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定串、并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定 選擇泵機(jī)組數(shù)的原則選擇泵機(jī)組數(shù)的原則主要有四條：主要有四條： 滿足輸量要求；滿足輸量要求；充分利用管路的承壓能力；充分利用管路的承壓能力；泵在高效區(qū)工作；泵在高效區(qū)工作；泵的臺(tái)數(shù)符合規(guī)范要求（不超過四臺(tái)）。泵的臺(tái)數(shù)符合規(guī)范要求（不超過四臺(tái)）。202022-

14、5-4并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)的確定qQn 其其中中 :Q為任務(wù)輸量，為任務(wù)輸量， q為單泵的額定排為單泵的額定排量。量。 顯然顯然 不一定是整數(shù)不一定是整數(shù) ，這就是泵機(jī)組數(shù)的化整問題。，這就是泵機(jī)組數(shù)的化整問題。 n 如果管線的發(fā)展趨勢(shì)是輸量增加，則應(yīng)向大化，否則向小如果管線的發(fā)展趨勢(shì)是輸量增加，則應(yīng)向大化，否則向小化。一般情況下要化。一般情況下要向大化向大化。 并聯(lián)泵的臺(tái)數(shù)主要根據(jù)輸量確定，而泵的級(jí)數(shù)（揚(yáng)程）則并聯(lián)泵的臺(tái)數(shù)主要根據(jù)輸量確定，而泵的級(jí)數(shù)（揚(yáng)程）則要根據(jù)管路的允許工作壓力確定。要根據(jù)管路的允許工作壓力確定。 另外，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，泵站至少設(shè)一臺(tái)備用泵。另外，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，

15、泵站至少設(shè)一臺(tái)備用泵。 212022-5-4串聯(lián)泵串聯(lián)泵 HHn 其中：其中：H 為管路的許用強(qiáng)度（允許承壓能力）為管路的許用強(qiáng)度（允許承壓能力） H 為單泵的額定揚(yáng)程。為單泵的額定揚(yáng)程。 一般來說，一般來說，串聯(lián)泵的應(yīng)串聯(lián)泵的應(yīng)向小化向小化，如果向大化，則排出壓力如果向大化，則排出壓力可能超過管子的許用強(qiáng)度，是很危險(xiǎn)的?？赡艹^管子的許用強(qiáng)度，是很危險(xiǎn)的。串聯(lián)泵的額定排量根據(jù)管線任務(wù)輸量確定。串聯(lián)泵的額定排量根據(jù)管線任務(wù)輸量確定。222022-5-44. 串、并聯(lián)組合形式的確定串、并聯(lián)組合形式的確定 從經(jīng)濟(jì)方面考慮：從經(jīng)濟(jì)方面考慮：串聯(lián)效率較高，比較經(jīng)濟(jì)。串聯(lián)效率較高，比較經(jīng)濟(jì)。 我國并聯(lián)泵

16、的效率一般只有我國并聯(lián)泵的效率一般只有7070-80%-80%，而串聯(lián)泵的效率可，而串聯(lián)泵的效率可達(dá)達(dá)90%90%。串聯(lián)泵的特點(diǎn)是：揚(yáng)程低、排量大、葉輪直徑小、。串聯(lián)泵的特點(diǎn)是：揚(yáng)程低、排量大、葉輪直徑小、流通面積大，故泵內(nèi)輪阻損失小，效率高。流通面積大，故泵內(nèi)輪阻損失小，效率高。 從管特性和地形方面考慮從管特性和地形方面考慮: : 對(duì)于對(duì)于地形平坦的地區(qū)或下坡段地形平坦的地區(qū)或下坡段，站間管道較長，管路特，站間管道較長，管路特性較陡，泵所提供的能量主要用于克服摩阻損失，大幅度性較陡，泵所提供的能量主要用于克服摩阻損失，大幅度調(diào)整輸量時(shí)，調(diào)整輸量時(shí)，串聯(lián)泵站串聯(lián)泵站節(jié)流損失可能會(huì)小一些。節(jié)流損

17、失可能會(huì)小一些。232022-5-4（一）管路的壓降計(jì)算（一）管路的壓降計(jì)算根據(jù)流體力學(xué)理論，輸油管道的總壓降可表示為：根據(jù)流體力學(xué)理論，輸油管道的總壓降可表示為：QjLzzhhH其中其中： 為為沿程摩阻沿程摩阻； 為為局部摩阻局部摩阻； 為為計(jì)算高程差。計(jì)算高程差。 Lh h)(Qjzz 二、二、 輸油管道的壓能損失輸油管道的壓能損失242022-5-4（二）沿程摩阻損失與水力摩阻系數(shù)的計(jì)算（二）沿程摩阻損失與水力摩阻系數(shù)的計(jì)算 計(jì)算長輸管道的摩阻損失主要是計(jì)算計(jì)算長輸管道的摩阻損失主要是計(jì)算沿程摩阻損失沿程摩阻損失 hL 。達(dá)西公式達(dá)西公式 ：gVDLhL22 對(duì)于一條給定的長輸管道，對(duì)于

18、一條給定的長輸管道，L和和D都是已知的，輸量（或流都是已知的，輸量（或流速）也是已知的，現(xiàn)在的問題就是如何計(jì)算速）也是已知的，現(xiàn)在的問題就是如何計(jì)算水力摩阻系數(shù)水力摩阻系數(shù) 。 Def，Re 其中：其中：e為管壁的絕對(duì)粗糙度，為管壁的絕對(duì)粗糙度，D為管道內(nèi)徑。為管道內(nèi)徑。 D4QRe252022-5-4 （三）綜合參數(shù)摩阻計(jì)算公式（三）綜合參數(shù)摩阻計(jì)算公式 -列賓宗公式列賓宗公式 mARe DQ4Re 24DQV 代入達(dá)西公式代入達(dá)西公式、和和把把LDQgAhmmmmmL 52248 整理得整理得令令gAmm248LDvQhmmmL 52 得到列賓宗公式：得到列賓宗公式：262022-5-4

19、流態(tài)流態(tài) A m 層流層流 64 1 4.15紊紊流流水力光滑區(qū)水力光滑區(qū) 0.3164 0.25 0.0246混合摩擦區(qū)混合摩擦區(qū)0.123 0.0802A粗糙區(qū)粗糙區(qū) 00.0826不同流態(tài)下得不同流態(tài)下得A、m、值值627. 0lg127. 010 deLDvQhmmmL 52 272022-5-4（四）管路的水力坡降（四）管路的水力坡降 定義：定義：管道單位長度上的摩阻損失稱為水力坡降。管道單位長度上的摩阻損失稱為水力坡降。用用 i 表示：表示： mmmDQi 52 gVDi212 或或等溫輸油管的干線水力坡降等溫輸油管的干線水力坡降 水力坡降與管道長度無關(guān)，只隨流量、粘度、管徑和水力

20、坡降與管道長度無關(guān)，只隨流量、粘度、管徑和流態(tài)不同而不同流態(tài)不同而不同ABC hLLifmmDvf5mfQi2：Q=1時(shí)的水力坡降，即單位流量時(shí)的水力坡降，即單位流量下，單位管道長度上的摩阻損失下，單位管道長度上的摩阻損失,282022-5-4（五）管路工作特性（五）管路工作特性 已定管路（已定管路（D , L , Z 一定）輸送某種已定粘度一定）輸送某種已定粘度油品時(shí)，管路所需壓頭（即壓頭損失）和流量的關(guān)系油品時(shí)，管路所需壓頭（即壓頭損失）和流量的關(guān)系（H-Q關(guān)系）稱為關(guān)系）稱為管路工作特性。管路工作特性。ZhDLQHmmm 52/ZhfLQm 2292022-5-4ZHQ層層流流區(qū)區(qū)過過渡

21、渡區(qū)區(qū)紊流區(qū)紊流區(qū)QLJ輸油管道的工作特性曲線輸油管道的工作特性曲線302022-5-4分析：影響管路特性曲線的因素分析：影響管路特性曲線的因素1、起、終點(diǎn)高差的影響、起、終點(diǎn)高差的影響2、管徑的影響、管徑的影響（管徑越小，曲線越陡）（管徑越小，曲線越陡）3、管長度的影響、管長度的影響（管道越長，曲線越陡）（管道越長，曲線越陡）4、運(yùn)動(dòng)粘度的影響、運(yùn)動(dòng)粘度的影響（粘度越大，曲線越陡）（粘度越大，曲線越陡）5、輸量的變化對(duì)管特性無影響輸量的變化對(duì)管特性無影響312022-5-4泵站與管路的泵站與管路的工作點(diǎn)工作點(diǎn)的方法有兩種的方法有兩種: 圖解法和解析法。圖解法和解析法。 AHHAQAQ管路特性

22、曲線管路特性曲線泵站特性曲線泵站特性曲線三、泵站與管路的聯(lián)合工作三、泵站與管路的聯(lián)合工作322022-5-41、在泵站特性曲線的、在泵站特性曲線的最高效率區(qū)最高效率區(qū)內(nèi)；內(nèi)；2、工作壓力必須在、工作壓力必須在管道強(qiáng)度允許管道強(qiáng)度允許范圍之內(nèi)范圍之內(nèi)3、工作流量要、工作流量要滿足輸送滿足輸送任務(wù)。任務(wù)。為保證輸油管道安全經(jīng)濟(jì)地工作，為保證輸油管道安全經(jīng)濟(jì)地工作，工作點(diǎn)工作點(diǎn)的要求：的要求：332022-5-42、多泵站與管路的聯(lián)合工作、多泵站與管路的聯(lián)合工作 旁接油罐輸油方式（旁接油罐輸油方式（也叫也叫開式流程）開式流程） Q1 Q2工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)每個(gè)泵站與其相應(yīng)的站間每個(gè)泵站與其相應(yīng)的站間管

23、路各自構(gòu)成獨(dú)立的水力系統(tǒng)管路各自構(gòu)成獨(dú)立的水力系統(tǒng) ；上下站輸量可以不等上下站輸量可以不等（由旁接罐調(diào)節(jié)）；（由旁接罐調(diào)節(jié)）； 各站的進(jìn)出站壓力在短時(shí)間內(nèi)沒有直接影響各站的進(jìn)出站壓力在短時(shí)間內(nèi)沒有直接影響； 站間輸量的求法與一個(gè)泵站的管道相同站間輸量的求法與一個(gè)泵站的管道相同 。342022-5-4 密閉輸油方式（密閉輸油方式（也叫也叫泵到泵流程）泵到泵流程） QQ 工作特點(diǎn)工作特點(diǎn) 全線為一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)；全線為一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)；輸量由全線所有泵站和全線管路總特性決定。輸量由全線所有泵站和全線管路總特性決定。 各站的進(jìn)、出站壓力相互影響各站的進(jìn)、出站壓力相互影響；全線各站流量相同；全線各

24、站流量相同； 352022-5-4工藝計(jì)算解決的問題：工藝計(jì)算解決的問題：1、確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)：、確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)： 管徑管徑、出站壓力、輸油、出站壓力、輸油站數(shù)站數(shù)目、管道的壁厚目、管道的壁厚2、確定輸油站的、確定輸油站的位置；位置；3、輸油工況的計(jì)算；、輸油工況的計(jì)算；4、超壓保護(hù)的計(jì)算；、超壓保護(hù)的計(jì)算；5、提高輸送能力的計(jì)算。、提高輸送能力的計(jì)算。四、等溫輸油管道的工藝計(jì)算四、等溫輸油管道的工藝計(jì)算 362022-5-4 管道縱斷面圖管道縱斷面圖：在直角坐標(biāo)上表示管道長度與沿線高程在直角坐標(biāo)上表示管道長度與沿線高程變化的圖形變化的圖形橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)：表示管路的實(shí)際長度，即管路的里程

25、，常用比例表示管路的實(shí)際長度，即管路的里程，常用比例為為1：10 000到到1：100 000。 縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：表示管路的海拔高度，即管路的高程，常用比例表示管路的海拔高度，即管路的高程，常用比例為為1：500到到1：1000。 管道的水力坡降線管道的水力坡降線是管內(nèi)流體的能量壓頭（忽略動(dòng)能壓是管內(nèi)流體的能量壓頭（忽略動(dòng)能壓頭）沿管道長度的變化曲線。頭）沿管道長度的變化曲線。 等溫輸油管道的水力坡降線是斜率等溫輸油管道的水力坡降線是斜率為為 i 的直線的直線 （二）（二） 管道的水力坡降線管道的水力坡降線372022-5-4fdei g ac bHdx摩阻摩阻損失損失動(dòng)水動(dòng)水壓力壓力LhL3

26、82022-5-4 縱斷面圖分析：縱斷面圖分析： 由縱斷面圖知：由縱斷面圖知：dfHd，為泵站的出站壓力；，為泵站的出站壓力；ixcb ，為，為x段上的摩阻損失；段上的摩阻損失；xdaZZZag ,為為x段的高差段的高差 xdZixHba ,為為a點(diǎn)液流的剩余壓能，稱點(diǎn)液流的剩余壓能，稱動(dòng)水壓力動(dòng)水壓力。 動(dòng)水壓力動(dòng)水壓力:它是管路沿線任一點(diǎn)水力坡降線與縱斷面線之間它是管路沿線任一點(diǎn)水力坡降線與縱斷面線之間的垂直距離。的垂直距離。 在在e點(diǎn)，其動(dòng)水壓力為點(diǎn)，其動(dòng)水壓力為0，需要重新加壓才能使液體繼續(xù)向前，需要重新加壓才能使液體繼續(xù)向前輸送。輸送。 392022-5-4 （三）（三）翻越點(diǎn)翻越點(diǎn)

27、和計(jì)算長度和計(jì)算長度 HHfFLf402022-5-41、翻越點(diǎn)的定義、翻越點(diǎn)的定義 如果使一定數(shù)量的液體通過線路上的某高點(diǎn)所需的如果使一定數(shù)量的液體通過線路上的某高點(diǎn)所需的壓頭比輸送到終點(diǎn)所需的壓頭大，且在所有高點(diǎn)中該壓頭比輸送到終點(diǎn)所需的壓頭大，且在所有高點(diǎn)中該高點(diǎn)所需的壓頭最大，那么此高點(diǎn)就稱為高點(diǎn)所需的壓頭最大，那么此高點(diǎn)就稱為翻越點(diǎn)翻越點(diǎn)。 根據(jù)該定義有：根據(jù)該定義有：上式表明，輸量為上式表明，輸量為 Q 的液體從翻越點(diǎn)自流到終點(diǎn)還的液體從翻越點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能量富裕。有能量富裕。 412022-5-4給出翻越點(diǎn)的另一個(gè)定義：給出翻越點(diǎn)的另一個(gè)定義： 如果一定輸量的液體從某高點(diǎn)自流到

28、終點(diǎn)還有如果一定輸量的液體從某高點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能量富裕，且在所有的高點(diǎn)中該高點(diǎn)的富裕能量最能量富裕，且在所有的高點(diǎn)中該高點(diǎn)的富裕能量最大，則該高點(diǎn)叫做大，則該高點(diǎn)叫做翻越點(diǎn)翻越點(diǎn)。 2、翻越點(diǎn)的確定、翻越點(diǎn)的確定 翻越點(diǎn)的確定可用圖解法和解析法翻越點(diǎn)的確定可用圖解法和解析法(略略)。 圖解法：圖解法： 管路縱斷面圖右上角作水力坡降線的直角三管路縱斷面圖右上角作水力坡降線的直角三角形，將水力坡降線向下平移，如果水力坡降線與終角形，將水力坡降線向下平移，如果水力坡降線與終點(diǎn)相交之前首先與某交點(diǎn)點(diǎn)相交之前首先與某交點(diǎn)F相切，則相切，則F點(diǎn)即為點(diǎn)即為翻越點(diǎn)翻越點(diǎn)。 422022-5-4 由圖可知：水

29、力坡降線不一定先與管路上的最高點(diǎn)由圖可知：水力坡降線不一定先與管路上的最高點(diǎn)相切，所以相切，所以翻越點(diǎn)不一定是管路上的最高點(diǎn)，而是靠翻越點(diǎn)不一定是管路上的最高點(diǎn)，而是靠近線路終點(diǎn)的某個(gè)高點(diǎn)。近線路終點(diǎn)的某個(gè)高點(diǎn)。 FLf i432022-5-43、翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài)、翻越點(diǎn)后的流動(dòng)狀態(tài) 管道上存在翻越點(diǎn)時(shí)，翻越點(diǎn)后的管內(nèi)液流將有剩余能管道上存在翻越點(diǎn)時(shí)，翻越點(diǎn)后的管內(nèi)液流將有剩余能量。如果不采用措施利用和消耗這部分能量，翻越點(diǎn)后管內(nèi)量。如果不采用措施利用和消耗這部分能量，翻越點(diǎn)后管內(nèi)將出現(xiàn)將出現(xiàn)不滿流不滿流，管段中壓力為輸送溫度下油品的蒸氣壓。，管段中壓力為輸送溫度下油品的蒸氣壓。 不滿流的存

30、在將使管路出現(xiàn)不滿流的存在將使管路出現(xiàn)兩相流動(dòng)兩相流動(dòng)，而且當(dāng)流速突然，而且當(dāng)流速突然變化時(shí)會(huì)增大水擊壓力。對(duì)于順序輸送的管道還會(huì)增大混油。變化時(shí)會(huì)增大水擊壓力。對(duì)于順序輸送的管道還會(huì)增大混油。措施措施 ：（1）在翻越點(diǎn)后采用小管徑：使流速增大，）在翻越點(diǎn)后采用小管徑：使流速增大， 可能會(huì)產(chǎn)生靜電危害，且對(duì)清管不利可能會(huì)產(chǎn)生靜電危害，且對(duì)清管不利; （2）在中途或終點(diǎn)設(shè)減壓站節(jié)流）在中途或終點(diǎn)設(shè)減壓站節(jié)流 。442022-5-44、計(jì)算長度、計(jì)算長度 管路起點(diǎn)與翻越點(diǎn)之間的距離管路起點(diǎn)與翻越點(diǎn)之間的距離稱為稱為管路的計(jì)算長度管路的計(jì)算長度 管路上存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線所需的總壓頭不能按線路管路上存

31、在翻越點(diǎn)時(shí)，管線所需的總壓頭不能按線路起、終點(diǎn)計(jì)算，而應(yīng)按起點(diǎn)與翻越點(diǎn)計(jì)算。起、終點(diǎn)計(jì)算，而應(yīng)按起點(diǎn)與翻越點(diǎn)計(jì)算。 不存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線計(jì)算長度等于管線全長。不存在翻越點(diǎn)時(shí)，管線計(jì)算長度等于管線全長。 )(QZZZiLH 存在翻越點(diǎn)時(shí)，計(jì)算長度為起點(diǎn)到翻越點(diǎn)的距離，計(jì)存在翻越點(diǎn)時(shí)，計(jì)算長度為起點(diǎn)到翻越點(diǎn)的距離，計(jì)算高差為翻越點(diǎn)高程與起點(diǎn)高程之差算高差為翻越點(diǎn)高程與起點(diǎn)高程之差 )(QfffZZiLHH 452022-5-4（四）泵站數(shù)的確定（四）泵站數(shù)的確定 原則是：原則是： 該壓頭要充分利用管路的強(qiáng)度，并使泵在高效區(qū)工作。該壓頭要充分利用管路的強(qiáng)度，并使泵在高效區(qū)工作。 將計(jì)算輸量為將計(jì)算輸

32、量為Q 的油品從起點(diǎn)輸送到終點(diǎn)，所需壓頭為：的油品從起點(diǎn)輸送到終點(diǎn)，所需壓頭為： ZiLH 式中：式中：L為計(jì)算長度為計(jì)算長度，Z為計(jì)算高程差。為計(jì)算高程差。 首先選擇泵的型號(hào)和串并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)，確定泵站特性，首先選擇泵的型號(hào)和串并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)，確定泵站特性， mcBQAH 2462022-5-4設(shè)全線站特性相同，計(jì)算輸量下的揚(yáng)程為設(shè)全線站特性相同，計(jì)算輸量下的揚(yáng)程為 Hc ，則，則全線所需泵站數(shù)為：全線所需泵站數(shù)為：)/()()/(cccchHZiLhHHn 其中其中 hc 為站內(nèi)損失。為站內(nèi)損失。 一般來說按照上式計(jì)算的一般來說按照上式計(jì)算的n 不是整數(shù)，還應(yīng)把計(jì)算不是整數(shù)，還應(yīng)把計(jì)算得到的得

33、到的n 值化整。值化整。 （1） n 化為較大整數(shù)化為較大整數(shù)（ 2）n 化為較小整數(shù)化為較小整數(shù) 1、n 化為較大整數(shù)化為較大整數(shù) 對(duì)應(yīng)于計(jì)算值對(duì)應(yīng)于計(jì)算值 n n 的工作點(diǎn)流量為的工作點(diǎn)流量為 Q Q0 0( (即計(jì)算輸量），即計(jì)算輸量），當(dāng)當(dāng) n n 化為較大整數(shù)時(shí)，工作點(diǎn)流量為化為較大整數(shù)時(shí)，工作點(diǎn)流量為 Q Qb b， 顯然顯然 Q Qb b Q Q0 0 ，這時(shí)管道的輸送能力大于計(jì)算輸量，泵站投資增加。這時(shí)管道的輸送能力大于計(jì)算輸量，泵站投資增加。 如果想按計(jì)算輸量（即規(guī)定輸送能力）工作，可以采如果想按計(jì)算輸量（即規(guī)定輸送能力）工作，可以采取取更換小直徑葉輪、開小泵（串聯(lián)泵）、拆級(jí)

34、（并聯(lián)泵）更換小直徑葉輪、開小泵（串聯(lián)泵）、拆級(jí)（并聯(lián)泵）或大小輸量交替運(yùn)行或大小輸量交替運(yùn)行等措施。一般來說，計(jì)算的等措施。一般來說，計(jì)算的 n n 值接近值接近于較大整數(shù)或希望管道具有一定輸送能力裕量時(shí)，將于較大整數(shù)或希望管道具有一定輸送能力裕量時(shí)，將 n n 化化為較大整數(shù)。為較大整數(shù)。2022-5-4472、n 化為較小整數(shù)化為較小整數(shù) 當(dāng)計(jì)算的當(dāng)計(jì)算的n n值接近于較小整數(shù)且輸送能力降低不大時(shí)，值接近于較小整數(shù)且輸送能力降低不大時(shí)，將將n n值化為較小整數(shù)。此時(shí)，流量減小，泵機(jī)組的原動(dòng)機(jī)值化為較小整數(shù)。此時(shí)，流量減小，泵機(jī)組的原動(dòng)機(jī)功率也相應(yīng)減小，不會(huì)造成過載，但要注意使泵機(jī)組在高功

35、率也相應(yīng)減小，不會(huì)造成過載，但要注意使泵機(jī)組在高效區(qū)內(nèi)工作。效區(qū)內(nèi)工作。如果必須滿足規(guī)定的輸送能力，可以采用兩種措施：如果必須滿足規(guī)定的輸送能力，可以采用兩種措施： (1) 在管道上設(shè)置副管（等徑）或變徑管在管道上設(shè)置副管（等徑）或變徑管 (2) 提高每座泵站的揚(yáng)程提高每座泵站的揚(yáng)程 2022-5-448492022-5-4（五）泵站的布置（五）泵站的布置 確定泵站位置的步驟是：確定泵站位置的步驟是： 先在室內(nèi)，用作圖法，在線路縱斷面圖上，初步確定站先在室內(nèi)，用作圖法，在線路縱斷面圖上，初步確定站址或可能的布置區(qū)址或可能的布置區(qū); 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)方面協(xié)商后，最后決定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)

36、查，與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)方面協(xié)商后，最后決定站址站址;進(jìn)行水力核算，站址適當(dāng)調(diào)整。進(jìn)行水力核算，站址適當(dāng)調(diào)整。 布站作圖法布站作圖法 根據(jù)化整后的泵站數(shù)和管路實(shí)際情況，重新計(jì)算管道系統(tǒng)根據(jù)化整后的泵站數(shù)和管路實(shí)際情況，重新計(jì)算管道系統(tǒng)的工作點(diǎn)、水力坡降和每個(gè)泵站在工作點(diǎn)輸量下的揚(yáng)程：的工作點(diǎn)、水力坡降和每個(gè)泵站在工作點(diǎn)輸量下的揚(yáng)程： 502022-5-4泵站站址的確定方法泵站站址的確定方法： 無副管或變徑管時(shí)的布站作圖法無副管或變徑管時(shí)的布站作圖法（1）按縱橫坐標(biāo)比例畫縱斷面圖；）按縱橫坐標(biāo)比例畫縱斷面圖；（2）由泵站的出站揚(yáng)程確定）由泵站的出站揚(yáng)程確定a點(diǎn)；點(diǎn)；（3）由）由a 點(diǎn)做水力坡降線交于地形圖

37、上點(diǎn)做水力坡降線交于地形圖上b點(diǎn)；點(diǎn)；（4）考慮泵的吸入和泵站出口超壓，確定泵站的）考慮泵的吸入和泵站出口超壓，確定泵站的可能布置區(qū)；可能布置區(qū)；（5）確定第二泵站的）確定第二泵站的b 點(diǎn)，做水力坡降線，確定點(diǎn)，做水力坡降線，確定下一泵站的可能布置區(qū)。下一泵站的可能布置區(qū)。 無副管或變徑管時(shí)的布站作圖法無副管或變徑管時(shí)的布站作圖法 aHd1Hc-hcb1”bbb1b”a HsmaxHsmin由首站位置由首站位置a點(diǎn)向上作垂點(diǎn)向上作垂線線 aa, 使使aa 按縱斷面按縱斷面圖縱向比例所取長度等圖縱向比例所取長度等于 首 站 的 出 站 壓 頭 ，于 首 站 的 出 站 壓 頭 ，aa=Hd1=H

38、s1+Hc-hc，自自a 點(diǎn)向右作水力坡降線，點(diǎn)向右作水力坡降線，與縱斷面線交于與縱斷面線交于b點(diǎn)。如點(diǎn)。如果輸油管道為旁接油罐果輸油管道為旁接油罐流程，流程，b點(diǎn)即為第二泵站點(diǎn)即為第二泵站的位置。在該點(diǎn)處，動(dòng)的位置。在該點(diǎn)處，動(dòng)水壓力為零。用同樣的水壓力為零。用同樣的方法可求出第三泵站位方法可求出第三泵站位置。置。如果管道為密閉輸送，如果管道為密閉輸送，由于密閉輸送所使用的由于密閉輸送所使用的輸油主泵要求有一定的輸油主泵要求有一定的進(jìn)泵壓頭，因此第二站進(jìn)泵壓頭，因此第二站的位置不能定在的位置不能定在b點(diǎn)，而點(diǎn)，而應(yīng)向左移動(dòng)，以保留必應(yīng)向左移動(dòng)，以保留必要的剩余壓頭。要的剩余壓頭。一般來說，輸

39、油泵有一般來說，輸油泵有一個(gè)進(jìn)口壓力范圍限一個(gè)進(jìn)口壓力范圍限制制HsminHsHsmax,也也就是有一個(gè)布站范圍，就是有一個(gè)布站范圍，稱為泵站的可能布置稱為泵站的可能布置區(qū)，如圖中陰影部分區(qū)，如圖中陰影部分所示。所示。bb” 即為泵站即為泵站的可能布置區(qū)，一般的可能布置區(qū)，一般取取Hs =3080 m液柱。液柱。泵站可布置在泵站可布置在 b1 點(diǎn)。點(diǎn)。 從從 b1點(diǎn) 向 上 作 垂 線點(diǎn) 向 上 作 垂 線 b1b1” ，取取b1b1”=Hc-hc由由b1” 向右作水力坡向右作水力坡降線，同樣的方法可降線，同樣的方法可確定第三站及以后各確定第三站及以后各站的位置。由圖可知，站的位置。由圖可知，

40、不論第二站布置于何不論第二站布置于何處，均不影響第三站處，均不影響第三站的位置。的位置。b1512022-5-4522022-5-4 目前我國所產(chǎn)原油大多為：含蠟原油和稠油。目前我國所產(chǎn)原油大多為：含蠟原油和稠油。第三節(jié)第三節(jié) 熱油輸送管道的工藝計(jì)算熱油輸送管道的工藝計(jì)算 含蠟原油含蠟原油的特點(diǎn)是含蠟量高、凝固點(diǎn)高、低溫下粘度的特點(diǎn)是含蠟量高、凝固點(diǎn)高、低溫下粘度高、高溫下粘度低；高、高溫下粘度低；稠油稠油的特點(diǎn)是凝固點(diǎn)很低，通常低的特點(diǎn)是凝固點(diǎn)很低，通常低于于0，但粘度很大。，但粘度很大。凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)：指在規(guī)定條件下：指在規(guī)定條件下(熱力和剪切條件熱力和剪切條件)所測(cè)得的所測(cè)得的 油樣不流動(dòng)

41、的最高溫度。油樣不流動(dòng)的最高溫度。傾傾 點(diǎn)：點(diǎn)：指在規(guī)定條件下測(cè)得的油樣剛開始流動(dòng)的最指在規(guī)定條件下測(cè)得的油樣剛開始流動(dòng)的最 低溫度。低溫度。實(shí)際上，凝點(diǎn)是通過降溫測(cè)量，而傾點(diǎn)是通過升溫測(cè)實(shí)際上，凝點(diǎn)是通過降溫測(cè)量，而傾點(diǎn)是通過升溫測(cè)量。對(duì)于同一種原油，傾點(diǎn)一般比凝固點(diǎn)低量。對(duì)于同一種原油，傾點(diǎn)一般比凝固點(diǎn)低23。 532022-5-4（一）加熱輸送的特點(diǎn)（一）加熱輸送的特點(diǎn) 熱油管道熱油管道是指那些在輸送過程中沿線油溫高于地溫是指那些在輸送過程中沿線油溫高于地溫的輸油管道。的輸油管道。熱油管道沿線的油溫不僅高于地溫而且還熱油管道沿線的油溫不僅高于地溫而且還高于原油的凝點(diǎn)高于原油的凝點(diǎn)。與等溫

42、管道相比，熱油管道的特點(diǎn)是：與等溫管道相比，熱油管道的特點(diǎn)是： 沿程的能量損失包括沿程的能量損失包括散熱損失散熱損失和摩阻損失兩部分；和摩阻損失兩部分； 散熱損失和摩阻損失互相聯(lián)系，且散熱損失起主導(dǎo)作用；散熱損失和摩阻損失互相聯(lián)系，且散熱損失起主導(dǎo)作用； 沿程油溫不同，油流粘度不同，沿程水力坡降不是常數(shù)，沿程油溫不同，油流粘度不同，沿程水力坡降不是常數(shù)，Iconst 。一個(gè)加熱站間，距加熱站越遠(yuǎn)，油溫越低，一個(gè)加熱站間，距加熱站越遠(yuǎn)，油溫越低，粘度越大粘度越大 ，水力坡降越大。，水力坡降越大。 一、熱油管道的溫降計(jì)算一、熱油管道的溫降計(jì)算542022-5-400ln,RLTTKDKDLaL a

43、TTGCGC或或： aLRLeTTTT )(00上式即為軸向溫降基本公式上式即為軸向溫降基本公式 ，也就是著名的也就是著名的蘇霍夫公式蘇霍夫公式。 根據(jù)進(jìn)入加熱站間距根據(jù)進(jìn)入加熱站間距LR，可求得下一站的進(jìn)站油溫為：可求得下一站的進(jìn)站油溫為： RaLRZeTTTT 00 設(shè)有一條熱油管道設(shè)有一條熱油管道 ，管外徑為，管外徑為 D ，周圍介質(zhì)溫度為周圍介質(zhì)溫度為 T0 , 總傳熱系數(shù)為總傳熱系數(shù)為 K ，輸量為輸量為 G ，油品的比熱為，油品的比熱為 C ，出站油溫，出站油溫為為 TR ，加熱站間距為，加熱站間距為 LR，則，則L處的油溫處的油溫TL為：為：（二）熱油管道沿程溫降計(jì)算（二）熱油管

44、道沿程溫降計(jì)算 1 1、軸向溫降基本公式、軸向溫降基本公式（未考慮摩擦熱）（未考慮摩擦熱）552022-5-4 由圖可知：由圖可知： 溫降曲線為一指數(shù)曲線，漸近溫降曲線為一指數(shù)曲線，漸近線為線為 T=T0； 在兩個(gè)加熱站之間的管路上，各在兩個(gè)加熱站之間的管路上，各處的處的溫度梯度不同溫度梯度不同，加熱站，加熱站出口出口處，處，油溫高，油流與周圍介質(zhì)的溫差大，油溫高，油流與周圍介質(zhì)的溫差大，溫降快，曲線陡溫降快，曲線陡。 隨油流的前進(jìn)，溫降變慢，曲線變平。因此，隨出站溫隨油流的前進(jìn)，溫降變慢，曲線變平。因此，隨出站溫度的提高，下一站的進(jìn)站油溫度的提高，下一站的進(jìn)站油溫 TZ 變化較小。一般如果變

45、化較小。一般如果 TR 提提高高10，終點(diǎn)油溫，終點(diǎn)油溫 TZ 只升高只升高23 。因此為了減少熱損。因此為了減少熱損失，失，出站油溫不宜過高出站油溫不宜過高。T0TLdLTRT0562022-5-42 2、溫度參數(shù)的確定、溫度參數(shù)的確定加熱站出站油溫的選擇加熱站出站油溫的選擇加熱溫度一般不超過加熱溫度一般不超過100。如原油加熱后進(jìn)泵，則。如原油加熱后進(jìn)泵，則其加熱溫度不應(yīng)高于初餾點(diǎn)，以免影響泵的吸入。其加熱溫度不應(yīng)高于初餾點(diǎn)，以免影響泵的吸入。 重油管道的加熱溫度常較高，管外常敷設(shè)保溫層重油管道的加熱溫度常較高，管外常敷設(shè)保溫層。（確定出站溫度時(shí)，還必須考慮由于運(yùn)行和安裝溫度的溫差而使管路

46、遭確定出站溫度時(shí)，還必須考慮由于運(yùn)行和安裝溫度的溫差而使管路遭受的溫度應(yīng)力是否在強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)，以及防腐保溫層的耐熱能力是受的溫度應(yīng)力是否在強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)，以及防腐保溫層的耐熱能力是否適應(yīng)等。）否適應(yīng)等。） 含蠟原油加熱溫度不宜過高含蠟原油加熱溫度不宜過高。（高溫時(shí)提高溫度對(duì)摩阻的（高溫時(shí)提高溫度對(duì)摩阻的影響很小，而熱損失卻顯著增大，故加熱溫度不宜過高。）影響很小，而熱損失卻顯著增大，故加熱溫度不宜過高。）572022-5-4加熱站進(jìn)站油溫的選擇加熱站進(jìn)站油溫的選擇 加熱站進(jìn)站油溫加熱站進(jìn)站油溫首先考慮油品的性質(zhì)（主要是凝固點(diǎn)），首先考慮油品的性質(zhì)（主要是凝固點(diǎn)），必須滿足管道的停輸溫降和

47、再啟動(dòng)的要求，但必須滿足管道的停輸溫降和再啟動(dòng)的要求，但主要取決主要取決于經(jīng)濟(jì)比較，故其經(jīng)濟(jì)進(jìn)站溫度常略高于凝點(diǎn)。于經(jīng)濟(jì)比較，故其經(jīng)濟(jì)進(jìn)站溫度常略高于凝點(diǎn)。周圍介質(zhì)溫度周圍介質(zhì)溫度T0的確定的確定對(duì)于架空管道對(duì)于架空管道，T0 就是周圍大氣的溫度；就是周圍大氣的溫度； 對(duì)于埋地管道，對(duì)于埋地管道，T0 則取管道埋深處的土壤自然溫度。則取管道埋深處的土壤自然溫度。 設(shè)計(jì)熱輸管道時(shí)設(shè)計(jì)熱輸管道時(shí)，T0一般取管道埋深處的最低月平一般取管道埋深處的最低月平均地溫均地溫，運(yùn)行時(shí)按當(dāng)時(shí)的實(shí)際地溫進(jìn)行校核。運(yùn)行時(shí)按當(dāng)時(shí)的實(shí)際地溫進(jìn)行校核。582022-5-43 3、軸向溫降公式的應(yīng)用、軸向溫降公式的應(yīng)用 設(shè)

48、計(jì)時(shí)確定加熱站間距設(shè)計(jì)時(shí)確定加熱站間距(加熱站數(shù)加熱站數(shù)) 設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)L、D、G、K、C、T0已定已定，按上述原則選定按上述原則選定 TR 和和 TZ ，則加熱站間距為，則加熱站間距為：lnKDGCLR 00TTTTZR 全線所需加熱站數(shù)全線所需加熱站數(shù): RRLLn ，化整化整nR設(shè)計(jì)的加熱站間距為設(shè)計(jì)的加熱站間距為: RRnLL ，因此還要，因此還要反算反算TRaLRLeTTTT )(00592022-5-4 運(yùn)行中計(jì)算沿程溫降運(yùn)行中計(jì)算沿程溫降，特別是計(jì)算為保持要求特別是計(jì)算為保持要求的終點(diǎn)溫度的終點(diǎn)溫度 TZ 所必須的加熱站出口溫度所必須的加熱站出口溫度 TR 。 校核站間允許的最小

49、輸量校核站間允許的最小輸量Gmin。minmax,ZZRRTTTT 當(dāng)當(dāng) 及站間其它熱力參數(shù)即及站間其它熱力參數(shù)即T , D , K, LR 一定時(shí)，對(duì)應(yīng)于一定時(shí)，對(duì)應(yīng)于TRmax、Tzmin的輸量即為該熱力條的輸量即為該熱力條件下允許的最小輸量：件下允許的最小輸量：0min0maxminlnTTTTCLKDGZRR 602022-5-4 運(yùn)行中反算總傳熱系數(shù)運(yùn)行中反算總傳熱系數(shù) K 值值 bTTbTTDLGCKZRR 00ln 由于溫降公式是按照穩(wěn)定工況導(dǎo)出的，因此反算由于溫降公式是按照穩(wěn)定工況導(dǎo)出的，因此反算K值時(shí)，應(yīng)值時(shí)，應(yīng)取水力和熱力參數(shù)比較穩(wěn)定情況下的數(shù)據(jù)。如果取水力和熱力參數(shù)比較穩(wěn)

50、定情況下的數(shù)據(jù)。如果輸量波動(dòng)較大輸量波動(dòng)較大，油溫不穩(wěn)定或有自然現(xiàn)象影響油溫不穩(wěn)定或有自然現(xiàn)象影響(如冷空氣前后如冷空氣前后,大雨前后等大雨前后等)，管，管線的傳熱相當(dāng)不穩(wěn)定，按穩(wěn)定傳熱公式反算出來的線的傳熱相當(dāng)不穩(wěn)定，按穩(wěn)定傳熱公式反算出來的K值誤差較大。值誤差較大。 通過通過K值的變化值的變化,了解沿線散熱及結(jié)蠟情況了解沿線散熱及結(jié)蠟情況,幫助指導(dǎo)生產(chǎn)。幫助指導(dǎo)生產(chǎn)。若若K，如果此時(shí)如果此時(shí)Q，H，則說明管壁結(jié)蠟可能較嚴(yán)重，則說明管壁結(jié)蠟可能較嚴(yán)重，應(yīng)采取清蠟措施；若應(yīng)采取清蠟措施；若K，則可能是地下水位上升，或管道，則可能是地下水位上升，或管道覆土被破壞、保溫層進(jìn)水等。覆土被破壞、保溫層

51、進(jìn)水等。612022-5-4（一）熱油管道摩阻計(jì)算的特點(diǎn)（一）熱油管道摩阻計(jì)算的特點(diǎn) 熱油管道的摩阻計(jì)算與等溫管路不同的特點(diǎn)在于：熱油管道的摩阻計(jì)算與等溫管路不同的特點(diǎn)在于： 1、沿程水力坡降不是常數(shù)。、沿程水力坡降不是常數(shù)。 T、 i，水力坡降線是一條斜率不斷增大的曲線。，水力坡降線是一條斜率不斷增大的曲線。 2、應(yīng)按一個(gè)加熱站間距計(jì)算摩阻。、應(yīng)按一個(gè)加熱站間距計(jì)算摩阻。 在加熱站在加熱站進(jìn)出口進(jìn)出口處油溫發(fā)生突變，粘度也發(fā)生突變，從而處油溫發(fā)生突變，粘度也發(fā)生突變，從而水力坡降水力坡降也發(fā)生突變，只有在兩個(gè)加熱站之間的管路上，水力也發(fā)生突變，只有在兩個(gè)加熱站之間的管路上，水力坡降坡降i的變

52、化才是連續(xù)的的變化才是連續(xù)的。二、熱油管道的摩阻計(jì)算二、熱油管道的摩阻計(jì)算622022-5-4（二）確定泵站數(shù)、布站（二）確定泵站數(shù)、布站熱油管路泵站數(shù)的確定不同于等溫管的特點(diǎn)：熱油管路泵站數(shù)的確定不同于等溫管的特點(diǎn)： 泵站數(shù)不僅取決于管徑和泵站的工作壓力，還取決于熱泵站數(shù)不僅取決于管徑和泵站的工作壓力，還取決于熱力條件。即必須在熱力條件已定的基礎(chǔ)上計(jì)算全線摩阻損力條件。即必須在熱力條件已定的基礎(chǔ)上計(jì)算全線摩阻損失以確定泵站數(shù)。失以確定泵站數(shù)。熱油管道的泵站布置不同于等溫管道。其特點(diǎn)是：熱油管道的泵站布置不同于等溫管道。其特點(diǎn)是：1. 加熱站間管道的水力坡降是一條斜率不斷增大的曲線。加熱站間管

53、道的水力坡降是一條斜率不斷增大的曲線。2. 在加熱站處，由于進(jìn)、出站油溫突變，水力坡降線的在加熱站處，由于進(jìn)、出站油溫突變，水力坡降線的斜率也會(huì)突變，而在加熱站之間，水力坡降線斜率逐斜率也會(huì)突變，而在加熱站之間，水力坡降線斜率逐漸變化，如下圖所示。漸變化，如下圖所示。632022-5-4投產(chǎn)程序一般包括：投產(chǎn)程序一般包括： 各站單體及整體冷熱水試運(yùn)。各站單體及整體冷熱水試運(yùn)。 沖洗清掃站間管路。沖洗清掃站間管路。 預(yù)熱管路：一般采用熱水預(yù)熱。預(yù)熱管路：一般采用熱水預(yù)熱。通油投產(chǎn)，管線預(yù)熱達(dá)到要求并全面檢查合格后便可投油。通油投產(chǎn)，管線預(yù)熱達(dá)到要求并全面檢查合格后便可投油。 熱油管路的啟動(dòng)方法熱

54、油管路的啟動(dòng)方法 1. 冷管直接啟動(dòng)冷管直接啟動(dòng)3. 加稀釋劑或降粘劑啟動(dòng)加稀釋劑或降粘劑啟動(dòng) 2. 預(yù)熱啟動(dòng)預(yù)熱啟動(dòng) 五、熱油管道的啟動(dòng)投產(chǎn)五、熱油管道的啟動(dòng)投產(chǎn) 642022-5-4（1）事故停輸；）事故停輸；停輸分類：停輸分類：（2）計(jì)劃停輸。）計(jì)劃停輸。 停輸后，溫度降低、粘度增大，管道的再啟停輸后，溫度降低、粘度增大，管道的再啟動(dòng)壓力增大。動(dòng)壓力增大。 管道的允許停輸時(shí)間與許多因素有關(guān)，可以管道的允許停輸時(shí)間與許多因素有關(guān)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。六、熱油管道的停輸溫降及再啟動(dòng)六、熱油管道的停輸溫降及再啟動(dòng)652022-5-4 順序輸送順序輸送，也稱為交替

55、輸送，也稱為交替輸送 ，在同一條管道在同一條管道內(nèi)，按一定批量和次序，連續(xù)地輸送不同種類油品內(nèi)，按一定批量和次序，連續(xù)地輸送不同種類油品的輸送方法。的輸送方法。 順序輸送的應(yīng)用范圍：順序輸送的應(yīng)用范圍： 1輸送性質(zhì)相近的成品油。如汽、煤、柴及各輸送性質(zhì)相近的成品油。如汽、煤、柴及各種重油、農(nóng)用柴油和燃料油等。種重油、農(nóng)用柴油和燃料油等。 2輸送性質(zhì)不同的原油。輸送性質(zhì)不同的原油。 第四節(jié)第四節(jié) 順序輸送順序輸送662022-5-41、產(chǎn)生混油、產(chǎn)生混油 在兩種油品的交界面處會(huì)產(chǎn)生混油，形成兩在兩種油品的交界面處會(huì)產(chǎn)生混油，形成兩種油品的混油段。為了減少混油，輸油順序的安種油品的混油段。為了減少

56、混油，輸油順序的安排一般要考慮：排一般要考慮： 使使性質(zhì)相近性質(zhì)相近的兩種油品的兩種油品相鄰相鄰。如：汽煤。如：汽煤柴煤汽煤柴；柴煤汽煤柴； 油品互相油品互相不產(chǎn)生有害影響不產(chǎn)生有害影響 。 一、順序輸送工藝的特點(diǎn)一、順序輸送工藝的特點(diǎn)672022-5-42、混油段需要切割處理、混油段需要切割處理混油分為混油分為混油頭混油頭、混油尾混油尾和和混油段混油段。一般把混油頭切入一般把混油頭切入前行油品罐前行油品罐中，混油尾切入中，混油尾切入后行油品罐后行油品罐中，把中間的混油段切入中，把中間的混油段切入專門的混油專門的混油罐罐中。中。有時(shí)可以把混油分兩段切割，分別切入兩種純有時(shí)可以把混油分兩段切割，

57、分別切入兩種純油罐中，與兩種純凈油品調(diào)和后出售。油罐中，與兩種純凈油品調(diào)和后出售。682022-5-43、管線各站需要的罐容大、數(shù)量多、管線各站需要的罐容大、數(shù)量多 成品油管道分支多、出口多；成品油管道分支多、出口多； 調(diào)節(jié)供油、輸油、用油之間的不平衡調(diào)節(jié)供油、輸油、用油之間的不平衡 ； 首末站、分輸站、注入站等收發(fā)作業(yè)；首末站、分輸站、注入站等收發(fā)作業(yè)； 末站需考慮油品調(diào)和、混油的儲(chǔ)存與處理等。末站需考慮油品調(diào)和、混油的儲(chǔ)存與處理等。4、需要較高的自控水平和可靠的檢測(cè)儀表。、需要較高的自控水平和可靠的檢測(cè)儀表。 油品物性不同，分輸或油品物性不同，分輸或 注入后，流量變化；注入后，流量變化；注

58、油和卸油受市場(chǎng)變化，運(yùn)行難度大，需要較高注油和卸油受市場(chǎng)變化，運(yùn)行難度大，需要較高自控水平和檢測(cè)儀表，確保安全平穩(wěn)。自控水平和檢測(cè)儀表，確保安全平穩(wěn)。692022-5-45、批量和循環(huán)次數(shù)需要優(yōu)化、批量和循環(huán)次數(shù)需要優(yōu)化批量：批量：順序輸送管道，一次輸送某種油品的量順序輸送管道，一次輸送某種油品的量循環(huán)周期：循環(huán)周期：由不同的幾種批量油品組成的一個(gè)由不同的幾種批量油品組成的一個(gè)循環(huán)，完成一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間。循環(huán)，完成一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間。循環(huán)次數(shù)：循環(huán)次數(shù)：一年內(nèi)完成的循環(huán)周期數(shù)一年內(nèi)完成的循環(huán)周期數(shù)最優(yōu)的循環(huán)次數(shù)：最優(yōu)的循環(huán)次數(shù)：對(duì)于一條順序輸送的管道，對(duì)于一條順序輸送的管道，對(duì)應(yīng)綜合費(fèi)用

59、最低的循環(huán)次數(shù)。對(duì)應(yīng)綜合費(fèi)用最低的循環(huán)次數(shù)。702022-5-4混油類型混油類型面面處處的的混混油油沿沿程程混混油油：油油品品交交界界泵泵的的攪攪拌拌混混油油死死油油段段的的混混油油切切換換罐罐時(shí)時(shí)的的混混油油泵泵站站內(nèi)內(nèi)的的混混油油二、順序輸送中的混油及檢測(cè)方法二、順序輸送中的混油及檢測(cè)方法初始混油初始混油：在輸油首站或中間輸入點(diǎn)，兩種油品交：在輸油首站或中間輸入點(diǎn)，兩種油品交替時(shí)的流程切換將產(chǎn)生一定量的混油。替時(shí)的流程切換將產(chǎn)生一定量的混油。過站混油：過站混油：混油通過中間泵站或分輸站時(shí)，由于站混油通過中間泵站或分輸站時(shí)，由于站內(nèi)管道的存油、站內(nèi)管閥件的擾動(dòng)以及泵的剪切等內(nèi)管道的存油、站內(nèi)

60、管閥件的擾動(dòng)以及泵的剪切等影響，混油增加。影響，混油增加。712022-5-4二、順序輸送中的混油及檢測(cè)方法二、順序輸送中的混油及檢測(cè)方法722022-5-4混油濃度檢測(cè)方法混油濃度檢測(cè)方法：物性指標(biāo)檢測(cè)、外加標(biāo)記物檢測(cè)物性指標(biāo)檢測(cè)、外加標(biāo)記物檢測(cè)1 1、按、按密度密度變化確定混油濃度變化確定混油濃度732022-5-42 2、以、以超聲波超聲波測(cè)量混油濃度測(cè)量混油濃度 聲波聲波在不同油品在不同油品中的中的傳播速度傳播速度各不相各不相同。超聲波檢測(cè)儀就同。超聲波檢測(cè)儀就是利用這一原理，連是利用這一原理，連續(xù)測(cè)量并記錄超聲波續(xù)測(cè)量并記錄超聲波通過輸油管時(shí)的速度，通過輸油管時(shí)的速度，來區(qū)分管內(nèi)油流