等溫輸送管道實驗指導說明書

1、等溫輸送管道使用指導書“等溫輸油管路”實驗指導書一、實驗目的(1) 學習和掌握測定管路特性曲線、用圖解法求管路與泵站聯(lián)合工作時的工作點的 方法；(2) 熟悉“泵到泵”密閉輸送工藝運行時輸油管路各站協(xié)調(diào)工作的情況；(3) 觀察管道發(fā)牛異常工況或突然事故時(如某泵站突然停電等)全線運行參數(shù)的 變化，學會根據(jù)運行參數(shù)變化，分析事故原因、事故發(fā)生地點及應采取的處理措施，在 實驗中加以驗證；(4) 觀察翻越點后的流動狀態(tài)，分析影響翻越點的因素和消除翻越點的措施，在實 驗中加以驗證；(5) 學習和掌握清管球的收、發(fā)操作，觀察清管球在管道中的運動狀況；(6) 了解計算機數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)的組成及運行情況。二、實驗

2、原理在密閉輸送的多泵站等溫輸油管道系統(tǒng)屮，泵站和管道組成一個統(tǒng)一的水力系統(tǒng)， 管道所消耗的能量(包括摩阻損失、髙程差、站內(nèi)局部摩阻和終點所要求的剩余壓力) 等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡關系。全線的能量供需平衡關系式如下：h、 +n(a-bq2f)= flq1- + (zz -zq) + nhm + hsz 式中：0管道的工作流量，m3/s；全線運行的泵站數(shù)；單位流量的水力坡降；乩一管道首站進站壓頭，m液柱；hl竟道終點剩余壓頭，m液柱；厶一管道總長度，m；凍厶.管道起、終點高程，4_個泵站的站內(nèi)損失，m液柱。根據(jù)上述能量平衡方程，對以確定管道的輸量和各個站的進出站壓力，分析

3、事故丄 況時運行參數(shù)的變化趨勢。圖1等溫輸油管道實驗裝置流程圖三、實驗裝置流程實驗裝置管道采用dn40不銹鋼管材，管路全長315余米，全線設有三座泵站，等 間距布置，平均站間距約105米。每座泵站設有兩臺離心泵串聯(lián)工作(其中笫1#泵可以 變頻調(diào)節(jié))，全線采用泵到泵密閉輸送流程。1、各站離心泵工作參數(shù)全線各站離心泵型號相同，額定轉(zhuǎn)速下的工作參數(shù)見表k表1各站離心泵工作參數(shù)流量，m'/h36.39151718揚程，m282726242322.52、站內(nèi)及站間流程設置等溫輸油管道實驗裝置有首站1座，中間泵站1座，末站1座；全線采用密閉輸送 方式工作，實驗裝置工藝流程圖見圖1。首站流程：正輸、

4、站內(nèi)泵串聯(lián)；中間泵站流程：正輸、壓力越站、站內(nèi)泵串聯(lián)。在第23站間，設冇清管球收發(fā)裝置和用于觀察清管球在竹道內(nèi)運行情況的冇機玻 璃管，并設有清管切換流程和清管球收發(fā)流程；在笫3站間(最后一個站間)，設有觀 察翻越點流動狀態(tài)的透明管段和相應的切換、調(diào)節(jié)流程；模擬管道堵塞和泄漏的控制閥 門設在第12、23、3罐站間。四、實驗內(nèi)容和步驟給實驗裝置操作控制臺送電，開啟泵機組控制柜總電源，打開計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 做好各項準備工作。根據(jù)輸汕管道設計與管理課程的要求，確定的實驗內(nèi)容如下：1、學習管道正常啟動、正常啟停泵站的操作方法(1) 啟動前確保管路沿線閥門全開，各泵站出口閥開度50%；(2) 按下1#

5、站1#泵的啟動開關，緩慢全開1#站出站閥；(4) 待壓力、流量穩(wěn)定后，啟動2#站1#泵，全開2#站出站閥；(5) 待壓力、流量穩(wěn)定后，啟動3#站1#泵，全開3#站出站閥。管道正常啟動時記錄各站進出站壓力和管道流量，分析壓力參數(shù)的變化情況。停運 時的操作順序與啟動時相反。全線以四個泵站的1#泵全部投入運行作為正常運行工況，規(guī)定各站進站壓力不得低 于-10kpa,出站壓力不得高于230kpao2、管路特性曲線測定管路特性illi線是指管路摩阻與流量之間的關系illi線。測定管路特性的實驗步驟如下:(1) 啟動1#站1#泵，打開1#站出站閥，待壓力、流量穩(wěn)定后，記錄各站進出站壓力 和流量；(2) 啟

6、動2#站1#泵，打開2#站出站閥,待壓力、流量穩(wěn)定后，記錄同上數(shù)據(jù);(3) 啟動3#站1#泵，打開3#站出站閥,待壓力、流量穩(wěn)定后,記錄同上數(shù)據(jù)；(4) 啟動3#站2#泵，打開2#泵出口閥，待壓力、流坤:穩(wěn)定后，記錄同上數(shù)據(jù)。3、界常工況及事故分析處理(1) 模擬管道堵塞實驗裝置恢復到止常運行工況，關小2#泵站和3#泵站之間的堵塞閥門，模擬悸道堵 塞情況。理論分析應采取什么描施才能使管道恢復正常工作，列出調(diào)節(jié)步驟并在實驗中 加以驗證。調(diào)節(jié)好管道運行參數(shù)后，記錄各站進出站壓力和流量。(2) 模擬泵站突然停電實驗裝置恢復到正常運行工況，停2#泵站，模擬突然停電。記錄各站進出站壓力和 流量。理論分析

7、應采取什么調(diào)節(jié)措施才能使管道重新恢復正常工作(即各站的進出站壓 力處于規(guī)定范圍)，列出調(diào)節(jié)步驟并在實驗中加以驗證。調(diào)節(jié)好管道運行參數(shù)后，記錄各 站的進出站壓力和流量。(3) 模擬管道泄漏實驗裝置恢復到止常運行工況，打開泄漏閥，記錄泄漏后各站進出站壓力和漏點前 后流量。4、翻越點及翻越點后的流動狀態(tài)觀察操作步驟：(1) 保持1#站1#泵在運彳亍，其余關閉；(2) 打開閥q403和閥q40-4,關閉閥q40-2,將流程切換到翻越點觀察流程；(3) 若此時透明管的最高點不是翻越點(即最高點后無不滿流現(xiàn)彖發(fā)生)，請分析如 何才能使最高點變?yōu)榉近c？(4) 通過調(diào)節(jié)使透明管的最高點變?yōu)榉近c，并觀察翻越

8、點后的流動狀態(tài)，記錄管 道的流量利各站的進出站壓力；(5) 分析消除不滿流的措施并在實驗中加以驗證；(6) 若要將翻越點處的動水壓力提高到某個設定值(比如0.2mpa)以上，分析應采 取的措施并在實驗中加以驗證；(7) 打開閥q40-2,關閉閥q403和閥q404 將流程恢復到正常工況流程。5、清管球收發(fā)作業(yè)(1) 將泵關閉，保持收發(fā)球筒內(nèi)無水。(2) 做好收球發(fā)球準備工作：如圖2所示，打開閥q40-7. q409、q406、q40-10(3) 做好發(fā)球準備工作：先打開發(fā)球筒排污閥和進氣閥，完全泄壓后關閉排污閥和進 氣閥；打開快速肓板，將清管球塞到發(fā)球筒中至變徑處；關閉閥q40-k q40-5

9、和q408,打開1#泵或1#2#泵同時，發(fā)球開始。記錄管道流量和各站進出站壓力的變化；（4）觀察清管球在管內(nèi)的運行情況；（5）當清管球進入收球筒后，打開閥q40-1,關閉閥q406、q407、q40-9和q40-10； 打開收球筒排污閥和進氣閥，完全泄壓后關閉排污閥和進氣閥；打開收球筒快速自板， 將清管球從收球筒中取出，然后關好收球筒快速肓板；6、停運針對正常工況，按合理順序停運輸油管道（實驗裝置），關閉相關的閥門和電源。 全部實驗完成后，關閉所有相關的閥門和電源。五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件用組態(tài)軟件編制，換件釆用西門子s7-200plco在每個泵站布置 有2個壓力變送器，分別測量泵站入

10、口和泵站出口的壓力。在1#泵站出口后和3#泵站出 口后各安裝有1臺流量計，用于測量管道的流量或泄漏點前后的流量。所冇的壓力和流量信號均為標準齊20ma信號，傳入數(shù)據(jù)采集箱供計算機采集。1、研華采集卡pci1713選用研華pci1713作為數(shù)據(jù)采集模塊，32路模擬量輸入模塊，配接端子，接入壓力 和流量傳感器。2、渦輪流量計該流量計由渦輪流量變送器、前置放大器、數(shù)字積算器、瞬時流量（頻率）指示表 組成。當流體流過變送器時，變送器的渦輪旋轉(zhuǎn)，將流體動能轉(zhuǎn)化成電能輸出，產(chǎn)牛電 脈沖信號，輸出的電脈沖頻率/與流量0之間成線性關系：q=f/其小f是渦輪流量計 每流過單位體積液體所發(fā)出的電脈沖數(shù)（脈沖次數(shù)/

11、升），稱為渦輪流量計的平均常數(shù)。3、壓力傳感器在實驗裝置中，泵站的進站壓力冇時會低于大氣壓或者為真空，因此需要選用絕壓 傳感器，具壓力零點為真空；泵站的出站壓力一般耍高于大氣壓，只需選用表壓傳感器, 壓力零點為大氣壓。實驗裝置管道中最高壓力為0.5mpao本實驗裝置共安裝了 13個壓 力傳感器，其中pi、p3、p5三個傳感器為絕壓傳感器，接在各泵站的進口處；其余傳感 器為表壓傳感器，接在各泵站出口處。各傳感器相對于起點的位置見表2。表2壓力傳感器位置傳感器標號首站2#站3#站p1p2p3p4p5p6距起點的位k(m)01.9105.5107.8213.3215.6六、實驗報告要求1、將實驗數(shù)據(jù)

12、整理列表表3實驗數(shù)據(jù)記錄表況p1p2p3p4p5p6p7pgp901qi2、繪制管路特性曲線，求正常工況下管道與泵站配合的工作點。(1) 計算出每個流量下各個站間的摩阻損失，并數(shù)據(jù)整理列表；(2) 在總角處標紙上作出每個站間的管路特性曲線和相應的泵站特性曲線；(3) 在直角坐標紙上作出總管路特性曲線和總泵站特性曲線，求出管道與泵站止常 工況下的工作點流量；(4) 用圖解法求岀正常工況下各個站的進出站壓力；(5) 用公式計算岀正常工況下的管道流量和各個站的進岀站壓力；(6) 將圖解法結(jié)果和解析法計算結(jié)果與實測結(jié)果進行對比，分析產(chǎn)生偏差的原因；(7) 畫出不同數(shù)目泵站工作時的水力坡降線。3、比較各

13、種事故工況和正常工況的數(shù)據(jù)，根據(jù)運行參數(shù)的變化判斷事故發(fā)牛的站間, 分析各種事故工況下運行參數(shù)的變化趨勢，與理論分析結(jié)果進行比較，討論可采取的調(diào) 節(jié)措施；畫出各種事故工況下的水力坡降線（分理論與實際）和正常工況的水力坡降線 對比，以及調(diào)節(jié)z后的水力坡降線；從能量供求關系的角度討論堵塞事故工況和停電事 故工況的運行參數(shù)變化有什么相同和不同z處。4、比較清管球發(fā)送前后管道流量和各站進出站壓力的變化，分析清管過程的能耗情 況。5、描述翻越點后的流動狀態(tài)，分析影響翻越點的因素，給出消除翻越點后不滿流以 及將翻越點處動水壓力提高到20kpa以上應采取的扌告施。6、實驗的收獲及改進建議。七、思考題1、離心泵的啟動步驟有哪些？2、離心泵啟動前為