等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)

1、2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理1第五節(jié)第五節(jié) 等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié)一、工況變化原因及運(yùn)行工況分析方法一、工況變化原因及運(yùn)行工況分析方法 “從泵到泵從泵到泵”運(yùn)行的等溫輸油管道，有許多因素可以引起運(yùn)運(yùn)行的等溫輸油管道，有許多因素可以引起運(yùn)行工況的變化，可將其分為正常工況變化和事故工況變化。行工況的變化，可將其分為正常工況變化和事故工況變化。 1、正常工況變化、正常工況變化 季節(jié)變化、油品性質(zhì)變化引起的全線工況變化，如油季節(jié)變化、油品性質(zhì)變化引起的全線工況變化，如油品的品的、變化；變化； 由于供銷的需要，有計(jì)劃地調(diào)整輸量、間歇分油或收

2、由于供銷的需要，有計(jì)劃地調(diào)整輸量、間歇分油或收油導(dǎo)致的工況變化。油導(dǎo)致的工況變化。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理22、事故工況變化、事故工況變化 電力供應(yīng)中斷導(dǎo)致某中間站停運(yùn)或機(jī)泵故障使某臺(tái)泵電力供應(yīng)中斷導(dǎo)致某中間站停運(yùn)或機(jī)泵故障使某臺(tái)泵機(jī)組停運(yùn)；機(jī)組停運(yùn)； 閥門誤開關(guān)或管道某處發(fā)生堵塞；閥門誤開關(guān)或管道某處發(fā)生堵塞； 管道某處發(fā)生泄漏。管道某處發(fā)生泄漏。 正常工況變化的特點(diǎn)是工況變化是預(yù)先知道的，是可以預(yù)正常工況變化的特點(diǎn)是工況變化是預(yù)先知道的，是可以預(yù)先人為控制的；事故工況變化的特點(diǎn)是突發(fā)性的，是不可先人為控制的；事故工況變化的特點(diǎn)是突發(fā)性的，是不可預(yù)知的，因此具

3、有更大的危害性。預(yù)知的，因此具有更大的危害性。2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理3不論是正常工況變化還是事故工況變化，都會(huì)引起運(yùn)行不論是正常工況變化還是事故工況變化，都會(huì)引起運(yùn)行參數(shù)的變化。這些參數(shù)主要包括輸量，各站的進(jìn)出站壓參數(shù)的變化。這些參數(shù)主要包括輸量，各站的進(jìn)出站壓力及泵效等。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使某些參數(shù)超出允許范圍。為力及泵效等。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使某些參數(shù)超出允許范圍。為了維持輸送，必須對(duì)各站進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了對(duì)各站進(jìn)行正了維持輸送，必須對(duì)各站進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了對(duì)各站進(jìn)行正確無誤的調(diào)節(jié)，事先必須知道工況變化時(shí)各種參數(shù)的確無誤的調(diào)節(jié)，事先必須知道工況變化時(shí)各種參數(shù)的變變化趨勢(shì)化趨勢(shì)。因此

4、，掌握輸油管運(yùn)行工況的分析方法，對(duì)于。因此，掌握輸油管運(yùn)行工況的分析方法，對(duì)于管理好一條輸油管道是十分重要的。管理好一條輸油管道是十分重要的。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理43、運(yùn)行工況的分析方法、運(yùn)行工況的分析方法 突然發(fā)生工況變化時(shí)（如某中間站停運(yùn)或有計(jì)劃地調(diào)整輸突然發(fā)生工況變化時(shí)（如某中間站停運(yùn)或有計(jì)劃地調(diào)整輸量而啟、停泵），在較短時(shí)間內(nèi)全線運(yùn)行參數(shù)劇烈變化，量而啟、停泵），在較短時(shí)間內(nèi)全線運(yùn)行參數(shù)劇烈變化，屬于不穩(wěn)定流動(dòng)。我們這里不討論不穩(wěn)定流動(dòng)工況，只討屬于不穩(wěn)定流動(dòng)。我們這里不討論不穩(wěn)定流動(dòng)工況，只討論論變化前后的穩(wěn)定工況變化前后的穩(wěn)定工況。為此，我們假設(shè)

5、在各種工況變化。為此，我們假設(shè)在各種工況變化的情況下，經(jīng)過一段時(shí)間后，全線將轉(zhuǎn)入新的穩(wěn)定工況。的情況下，經(jīng)過一段時(shí)間后，全線將轉(zhuǎn)入新的穩(wěn)定工況。 運(yùn)行分析的出發(fā)點(diǎn)是能量供求平衡。分析方法有圖解法和運(yùn)行分析的出發(fā)點(diǎn)是能量供求平衡。分析方法有圖解法和解析法，我們重點(diǎn)討論解析法。解析法，我們重點(diǎn)討論解析法。 下面主要討論從泵到泵運(yùn)行方式的工況變化，對(duì)于旁接油下面主要討論從泵到泵運(yùn)行方式的工況變化，對(duì)于旁接油罐方式，由于各個(gè)站間自成水力系統(tǒng)，比較簡(jiǎn)單，大家可罐方式，由于各個(gè)站間自成水力系統(tǒng)，比較簡(jiǎn)單，大家可以自己分析。以自己分析。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理5 二、某中間泵

6、站停運(yùn)時(shí)的工況變化二、某中間泵站停運(yùn)時(shí)的工況變化 Lc-1，ZcLc， Zc+11c-1cc+1nLc-2, Zc-1L，Z設(shè)有一條密閉輸送的長(zhǎng)輸管道，長(zhǎng)度為設(shè)有一條密閉輸送的長(zhǎng)輸管道，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，有有n座泵站，正座泵站，正常工況下輸量為常工況下輸量為Q，各站的站特性相同，各站的站特性相同，Hc=A-BQ2-m，假設(shè)假設(shè)中間第中間第 c 站停運(yùn)。站停運(yùn)。2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理61、輸量變化、輸量變化 c 站停運(yùn)前全線能量平衡方程：站停運(yùn)前全線能量平衡方程： c 站停運(yùn)后全線能量平衡方程：站停運(yùn)后全線能量平衡方程： ： cszmmsnhHZfLQBQAnH 221)

7、(cszmmshnHZfLQBQAnH) 1()(1(2*2*1 兩式相減得：兩式相減得：0)() 1(22*2 cccmmmhHhBQAQQfLBn02*2 mmQQQQ 即：即：2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理7 2、c 站前面各站進(jìn)出站壓力的變化站前面各站進(jìn)出站壓力的變化 先來討論先來討論c站前面一站即站前面一站即c-1站的情況。為此，從首站進(jìn)口到站的情況。為此，從首站進(jìn)口到 c-1 站進(jìn)口列能量平衡方程：站進(jìn)口列能量平衡方程： c 站停運(yùn)前：站停運(yùn)前： )(2(21msBQAcH csccmchcHZQfL) 2(1122 c 站停運(yùn)后：站停運(yùn)后： )(2(2*1

8、msBQAcH csccmchcHZQfL) 2(*112*2 兩式相減得：兩式相減得： )()2(2*221*1mmcscscQQfLBcHH 由上式可知：由上式可知： 01*1 scscHH即即 1*1 scscHH2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理8 結(jié)結(jié) 論：論： c 站停運(yùn)后，其前面一站站停運(yùn)后，其前面一站(c-1站站)的進(jìn)站壓力上升。停運(yùn)站的進(jìn)站壓力上升。停運(yùn)站愈靠近末站愈靠近末站( c 越大越大)，其前面一站的進(jìn)站壓力變化愈大。，其前面一站的進(jìn)站壓力變化愈大。 利用同樣的方法，我們可以得出結(jié)論：利用同樣的方法，我們可以得出結(jié)論：c 站停運(yùn)后，其前面站停運(yùn)后，其

9、前面各站的進(jìn)站壓力均上升。距停運(yùn)站越遠(yuǎn)，變化幅度越小。各站的進(jìn)站壓力均上升。距停運(yùn)站越遠(yuǎn)，變化幅度越小。 出站壓力的變化出站壓力的變化 ccscdchHHH *1*1 *1*1dccscHHHQ，即停運(yùn)站前面各站的出站壓力均升高，距停運(yùn)站越遠(yuǎn)，變化即停運(yùn)站前面各站的出站壓力均升高，距停運(yùn)站越遠(yuǎn)，變化幅度越小。幅度越小。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理9 3、c 站后面各站進(jìn)出站壓力的變化站后面各站進(jìn)出站壓力的變化 先來討論先來討論c站后面一站即站后面一站即c+ 1站的情況。為此，從站的情況。為此，從 c+1 站入站入口到末站入口列能量平衡方程：口到末站入口列能量平衡方程

10、： c站停運(yùn)前：站停運(yùn)前： )(21mscBQAcnH cszczmchcnHZZQLLf)()()(12 c站停運(yùn)后：站停運(yùn)后： cszczmchcnHZZQLLf)()()(12* )(2*1mscBQAcnH 兩式相減得：兩式相減得： 0)()()(2*2*11 mmcscscQQLLfBcnHH2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理10 分分 析析 ： 由上式知：由上式知： , 即即 c 站后面一站的進(jìn)站壓力下降，站后面一站的進(jìn)站壓力下降，且停運(yùn)站愈靠近首站且停運(yùn)站愈靠近首站(c越小越小)，其后面一站的進(jìn)站壓力，其后面一站的進(jìn)站壓力 變化愈大。變化愈大。 1*1 scs

11、cHH*1 scH c站停運(yùn)后，站停運(yùn)后，c站后面各站的進(jìn)站壓力均下降，且距停運(yùn)站站后面各站的進(jìn)站壓力均下降，且距停運(yùn)站愈遠(yuǎn)，其變化幅度愈小。愈遠(yuǎn)，其變化幅度愈小。 出站壓力的變化出站壓力的變化 *2122*1*1)()( scccmccdcHZZQLLfH *1*2dcscHHQ，即停運(yùn)站后面一站的出站壓力下降。同理可得出停運(yùn)站后各即停運(yùn)站后面一站的出站壓力下降。同理可得出停運(yùn)站后各站的出站壓力均下降，且變化趨勢(shì)與進(jìn)站壓力相同。站的出站壓力均下降，且變化趨勢(shì)與進(jìn)站壓力相同。2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理11此處如果此處如果c+1站的出站壓力用進(jìn)站壓力和泵站揚(yáng)程表示，站

12、的出站壓力用進(jìn)站壓力和泵站揚(yáng)程表示，將無法分析其變化趨勢(shì)。這是因?yàn)椋簩o法分析其變化趨勢(shì)。這是因?yàn)椋篶cscdchHHH *1*1?*1*1 dccscHHHQ，2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理124、全線水力坡降線的變化、全線水力坡降線的變化 某站停運(yùn)后，輸量下降，因而水力坡降變小，水力坡降某站停運(yùn)后，輸量下降，因而水力坡降變小，水力坡降線變平，但停運(yùn)站前后水力坡降仍然相同，即水力坡降線變平，但停運(yùn)站前后水力坡降仍然相同，即水力坡降線平行。線平行。 停運(yùn)站前各站的進(jìn)出站壓力升高，因而停運(yùn)站前各站的水停運(yùn)站前各站的進(jìn)出站壓力升高，因而停運(yùn)站前各站的水力坡降線的起點(diǎn)和終點(diǎn)均

13、比原來高力坡降線的起點(diǎn)和終點(diǎn)均比原來高(且出站壓力升高幅度且出站壓力升高幅度比進(jìn)站壓力大比進(jìn)站壓力大)，且距停運(yùn)站越近，高得越多。，且距停運(yùn)站越近，高得越多。 停運(yùn)站后各站的進(jìn)出站壓力下降，因此停運(yùn)站后各站間停運(yùn)站后各站的進(jìn)出站壓力下降，因此停運(yùn)站后各站間的水力坡降線的起點(diǎn)和終點(diǎn)均比原來低的水力坡降線的起點(diǎn)和終點(diǎn)均比原來低(且出站壓力下且出站壓力下降幅度比進(jìn)站壓力小降幅度比進(jìn)站壓力小) ，且距停運(yùn)站越近，低得越多。，且距停運(yùn)站越近，低得越多。 根據(jù)輸量變化和各站進(jìn)出站壓力的變化趨勢(shì)可以畫出沿線根據(jù)輸量變化和各站進(jìn)出站壓力的變化趨勢(shì)可以畫出沿線各站的水力坡降線的變化情況。各站的水力坡降線的變化情

14、況。作圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：作圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理132022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理145、圖解法分析工況的變化、圖解法分析工況的變化 首先作出全線泵站的總特性曲線和整條管線的總管首先作出全線泵站的總特性曲線和整條管線的總管路特性曲線，其交點(diǎn)即為正常工況下的工作點(diǎn)。路特性曲線，其交點(diǎn)即為正常工況下的工作點(diǎn)。 分別作出每個(gè)站的特性曲線及相應(yīng)站間的管特性曲分別作出每個(gè)站的特性曲線及相應(yīng)站間的管特性曲線。線。 將首站進(jìn)站壓力曲線與泵站特性曲線迭加得到首將首站進(jìn)站壓力曲線與泵站特性曲線迭加得到首站的出站壓力曲線。由首站的出站壓

15、力曲線減去站的出站壓力曲線。由首站的出站壓力曲線減去第第1站間的管特性曲線，得到第站間的管特性曲線，得到第2站的進(jìn)站壓力曲站的進(jìn)站壓力曲線。由工作點(diǎn)輸量及第線。由工作點(diǎn)輸量及第2站的進(jìn)站壓力曲線可求得站的進(jìn)站壓力曲線可求得第第2站的進(jìn)站壓力。站的進(jìn)站壓力。 用同樣的方法可以求得其它各站的進(jìn)出站壓力。用同樣的方法可以求得其它各站的進(jìn)出站壓力。最后一站的出站壓力曲線與站間管路曲線的交點(diǎn)最后一站的出站壓力曲線與站間管路曲線的交點(diǎn)必為工作點(diǎn)流量。必為工作點(diǎn)流量。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理15 利用上述同樣的方法，作出站停運(yùn)后的總利用上述同樣的方法，作出站停運(yùn)后的總泵站特性

16、和總管特性及各站的特性及相應(yīng)泵站特性和總管特性及各站的特性及相應(yīng)的站間管特性曲線。根據(jù)總特性曲線求得的站間管特性曲線。根據(jù)總特性曲線求得c站停運(yùn)后的工作點(diǎn)流量。根據(jù)各自的進(jìn)、站停運(yùn)后的工作點(diǎn)流量。根據(jù)各自的進(jìn)、出站壓力曲線和工作點(diǎn)流量可求出各站的出站壓力曲線和工作點(diǎn)流量可求出各站的進(jìn)出站壓力，從而得到其變化規(guī)律。注意：進(jìn)出站壓力，從而得到其變化規(guī)律。注意：由于由于c站停運(yùn)，第站停運(yùn)，第c-1站對(duì)應(yīng)的管特性應(yīng)為第站對(duì)應(yīng)的管特性應(yīng)為第c-1站間和第站間和第c站間管道的串聯(lián)相加。站間管道的串聯(lián)相加。 利用圖解法分析工況變化要求作圖準(zhǔn)確，否利用圖解法分析工況變化要求作圖準(zhǔn)確，否則可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論。則

17、可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理16 三、干線漏油后的工況變化三、干線漏油后的工況變化 1cc+1c+2nQ*Q*-qqLcL-Lc 設(shè)某條長(zhǎng)輸管道有設(shè)某條長(zhǎng)輸管道有 n 座泵站，在座泵站，在 c+1 站進(jìn)口處發(fā)生漏油，漏站進(jìn)口處發(fā)生漏油，漏油量為油量為 q ，漏油前全線輸量為漏油前全線輸量為 Q ，漏油后漏點(diǎn)前輸量為漏油后漏點(diǎn)前輸量為 Q* ，漏點(diǎn)后輸量為漏點(diǎn)后輸量為 Q* -q。2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理171、輸量變化、輸量變化 漏油前全線能量平衡方程為：漏油前全線能量平衡方程為： cszmmsnhHZfLQBQAn

18、H 221)(漏油后分段寫出能量平衡方程：漏油后分段寫出能量平衡方程： 首站至漏點(diǎn)：首站至漏點(diǎn)： cscQcmcmschHZZQfLBQAcH *112*2*1)()(漏點(diǎn)至末站：漏點(diǎn)至末站： mscqQBAcnH 2*1)()(cszcZmchcnHZZqQLLf)()()(12 mcszsQfLnBnhHZnAH 21整理整理 后得到：后得到：2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理18上面兩式相加并整理得：上面兩式相加并整理得：cszsnhHZnAH 1 mcmcqQLLfBcnQfLcB 22*)()()()( 由式兩式得：由式兩式得： mmcmcQfLnBqQLLfBc

19、nQfLcB 222*)()()()()(根據(jù)式上式根據(jù)式上式，必有必有QQqQ)(2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理19上述結(jié)論證明如下：上述結(jié)論證明如下： 式右端可改寫為：式右端可改寫為： mcmcQLLfBcnQfLcB 22)()()(故式可改寫為：故式可改寫為： mmcmmcqQQLLfBcnQQfLcB 2222*)()()()(qQQqQQQQmm *22*0)()1(，即即，由由上上式式得得設(shè)設(shè)，與與原原假假設(shè)設(shè)矛矛盾盾，由由上上式式得得設(shè)設(shè)0)2(* qqQQQQ的的假假設(shè)設(shè)矛矛盾盾，與與，由由上上式式得得設(shè)設(shè)QQQqQQQ *)3(所以只有第一種情況成立

20、，即所以只有第一種情況成立，即 。也就是說管道。也就是說管道漏油后，漏點(diǎn)前的輸量大于正常工況下的輸量，漏點(diǎn)后的輸漏油后，漏點(diǎn)前的輸量大于正常工況下的輸量，漏點(diǎn)后的輸量小于正常工況下的輸量。量小于正常工況下的輸量。 Q QQ Qq)q)(Q(Q2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理202、漏點(diǎn)前各站進(jìn)出站壓力的變化、漏點(diǎn)前各站進(jìn)出站壓力的變化 先來看漏點(diǎn)前面一站即先來看漏點(diǎn)前面一站即c站的情況。為此，我們列首站入口站的情況。為此，我們列首站入口至至 c 站入口的能量平衡方程：站入口的能量平衡方程： 漏油前：漏油前： cscQcmchcHZZQfL)1()(21 )(1(21msB

21、QAcH 漏油后：漏油后： cscQcmchcHZZQfL) 1()(*2*1 )(1(2*1msBQAcH 兩式相減得：兩式相減得： 0)() 1(22* mmcscscQQfLBcHH2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理21也就是說漏點(diǎn)前面一站的進(jìn)站壓力下降。也就是說漏點(diǎn)前面一站的進(jìn)站壓力下降。 *scscHH 又又 *dcsccHHHQ，*cscdcHHH 由此我們可以得出結(jié)論：由此我們可以得出結(jié)論： 漏油后，漏點(diǎn)前面各站的進(jìn)出站壓力均下降，且距漏點(diǎn)越漏油后，漏點(diǎn)前面各站的進(jìn)出站壓力均下降，且距漏點(diǎn)越遠(yuǎn)的站變化幅度越小。漏點(diǎn)距首站越遠(yuǎn)，漏點(diǎn)前面一站的遠(yuǎn)的站變化幅度越小。

22、漏點(diǎn)距首站越遠(yuǎn)，漏點(diǎn)前面一站的進(jìn)出站壓力變化愈大。進(jìn)出站壓力變化愈大。即：即：也就是說漏點(diǎn)前面一站的出站壓力也下降。也就是說漏點(diǎn)前面一站的出站壓力也下降。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理223、漏點(diǎn)后各站進(jìn)出站壓力的變化、漏點(diǎn)后各站進(jìn)出站壓力的變化 利用上述同樣的方法可以得到漏點(diǎn)后面一站即利用上述同樣的方法可以得到漏點(diǎn)后面一站即c+1站的情況站的情況（分別列出漏油前后（分別列出漏油前后c+1站入口至終點(diǎn)的能量平衡方程，然站入口至終點(diǎn)的能量平衡方程，然后整理得）：后整理得）： 0)()(2*2*11 mmcscscqQQLLfBcnHH 即即 1*1 scscHH*212

23、21*1)()( scccmccdcHZZqQLLfH *1*2)(dcscHHqQ，2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理23由此可知：由此可知： 漏點(diǎn)后面各站的進(jìn)出站壓力均下降，且漏點(diǎn)距首站愈近，漏點(diǎn)后面各站的進(jìn)出站壓力均下降，且漏點(diǎn)距首站愈近，其后面一站的變化幅度愈大。其后面一站的變化幅度愈大?？傊?，管道漏油后，漏點(diǎn)前的流量增大，漏點(diǎn)后流量減小，總之，管道漏油后，漏點(diǎn)前的流量增大，漏點(diǎn)后流量減小，全線各站進(jìn)出站壓力均下降，且距漏點(diǎn)越近的站進(jìn)出站壓全線各站進(jìn)出站壓力均下降，且距漏點(diǎn)越近的站進(jìn)出站壓力下降幅度愈大。漏點(diǎn)距首站愈遠(yuǎn)，漏點(diǎn)前一站的壓力變力下降幅度愈大。漏點(diǎn)距首站愈

24、遠(yuǎn)，漏點(diǎn)前一站的壓力變化愈大，反之漏點(diǎn)后面一站的進(jìn)出站壓力變化愈大?；?，反之漏點(diǎn)后面一站的進(jìn)出站壓力變化愈大。根據(jù)進(jìn)出站壓力的變化可確定泄漏點(diǎn)的位置。但這種方法根據(jù)進(jìn)出站壓力的變化可確定泄漏點(diǎn)的位置。但這種方法只能確定較大的泄漏量，因?yàn)樾⌒孤┝恳鸬膲毫ψ兓恢荒艽_定較大的泄漏量，因?yàn)樾⌒孤┝恳鸬膲毫ψ兓幻黠@，儀表無法檢測(cè)。明顯，儀表無法檢測(cè)。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理24漏油后全線工況變化（即水力坡降線變化）情況如下圖漏油后全線工況變化（即水力坡降線變化）情況如下圖所示所示（注意漏點(diǎn)前后的水力坡降不同）。注意漏點(diǎn)前后的水力坡降不同）。 2022-5-11

25、輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理25 四、輸油管道的調(diào)節(jié)四、輸油管道的調(diào)節(jié) 輸油管道的調(diào)節(jié)就是通過改變管道的能量供應(yīng)或改變管道輸油管道的調(diào)節(jié)就是通過改變管道的能量供應(yīng)或改變管道的能量消耗，使之在給定的輸量條件下，達(dá)到新的能量供的能量消耗，使之在給定的輸量條件下，達(dá)到新的能量供需平衡，保持管道系統(tǒng)不間斷、經(jīng)濟(jì)地輸油。需平衡，保持管道系統(tǒng)不間斷、經(jīng)濟(jì)地輸油。1、調(diào)節(jié)的分類、調(diào)節(jié)的分類 管道的調(diào)節(jié)就是人為地對(duì)輸油工況加以控制。從廣義上說，管道的調(diào)節(jié)就是人為地對(duì)輸油工況加以控制。從廣義上說，調(diào)節(jié)分為輸量調(diào)節(jié)和穩(wěn)定性調(diào)節(jié)兩種情況。調(diào)節(jié)分為輸量調(diào)節(jié)和穩(wěn)定性調(diào)節(jié)兩種情況。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)

26、與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理26 輸量調(diào)節(jié)輸量調(diào)節(jié) 首站從油田的收油是不均衡的，一年之內(nèi)各季不均衡，首站從油田的收油是不均衡的，一年之內(nèi)各季不均衡，甚至各個(gè)月份也有差別；末站向外轉(zhuǎn)油受運(yùn)輸條件或煉甚至各個(gè)月份也有差別；末站向外轉(zhuǎn)油受運(yùn)輸條件或煉廠生產(chǎn)情況的影響，有時(shí)出路不暢。這些來油和轉(zhuǎn)油的廠生產(chǎn)情況的影響，有時(shí)出路不暢。這些來油和轉(zhuǎn)油的不均衡必然要求管道的輸量相應(yīng)變化，這些輸量的改變不均衡必然要求管道的輸量相應(yīng)變化，這些輸量的改變要靠調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。要靠調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。 旁接油罐輸送的管道要求各泵站的排量接近一致。否則旁接油罐輸送的管道要求各泵站的排量接近一致。否則旁接油罐容納不了過大的輸差量。而要保持

27、各站排量一旁接油罐容納不了過大的輸差量。而要保持各站排量一致也要對(duì)全線進(jìn)行調(diào)節(jié)。致也要對(duì)全線進(jìn)行調(diào)節(jié)。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理27 穩(wěn)定性調(diào)節(jié)（即自動(dòng)調(diào)節(jié)）穩(wěn)定性調(diào)節(jié)（即自動(dòng)調(diào)節(jié)） 密閉輸送的管道為了維持輸油泵的正常工作和管道的安全運(yùn)行，密閉輸送的管道為了維持輸油泵的正常工作和管道的安全運(yùn)行，要求中間站的入口壓力不能過低，出口壓力不能過高。要求中間站的入口壓力不能過低，出口壓力不能過高。輸送工況輸送工況不穩(wěn)定表現(xiàn)在泵站進(jìn)出口壓力的波動(dòng)不穩(wěn)定表現(xiàn)在泵站進(jìn)出口壓力的波動(dòng)。當(dāng)壓力波動(dòng)超出規(guī)定值時(shí)，。當(dāng)壓力波動(dòng)超出規(guī)定值時(shí)，就要對(duì)管線進(jìn)行調(diào)節(jié)。工況不穩(wěn)定不包括前面所說的

28、調(diào)節(jié)輸量的就要對(duì)管線進(jìn)行調(diào)節(jié)。工況不穩(wěn)定不包括前面所說的調(diào)節(jié)輸量的情況，因調(diào)節(jié)輸量產(chǎn)生的大幅度工況變化是由計(jì)劃產(chǎn)生的，并通情況，因調(diào)節(jié)輸量產(chǎn)生的大幅度工況變化是由計(jì)劃產(chǎn)生的，并通過調(diào)整各泵站的輸油泵機(jī)組工作狀況加以實(shí)現(xiàn)；也不包括由于某過調(diào)整各泵站的輸油泵機(jī)組工作狀況加以實(shí)現(xiàn)；也不包括由于某個(gè)泵站突然中斷運(yùn)行或管道閥門誤動(dòng)作突然關(guān)閉造成的突發(fā)性壓個(gè)泵站突然中斷運(yùn)行或管道閥門誤動(dòng)作突然關(guān)閉造成的突發(fā)性壓力波動(dòng)，這種突發(fā)性壓力波動(dòng)叫水擊，對(duì)水擊另行采取保護(hù)措施，力波動(dòng)，這種突發(fā)性壓力波動(dòng)叫水擊，對(duì)水擊另行采取保護(hù)措施，不是調(diào)節(jié)解決的問題。不是調(diào)節(jié)解決的問題。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油

29、管道設(shè)計(jì)與管理28造成壓力不穩(wěn)定的原因有：各泵站泵機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)或運(yùn)轉(zhuǎn)造成壓力不穩(wěn)定的原因有：各泵站泵機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)或運(yùn)轉(zhuǎn)泵性能變動(dòng)；泵站輸油泵因調(diào)速使其工況變化；所輸油品泵性能變動(dòng)；泵站輸油泵因調(diào)速使其工況變化；所輸油品種類改變或因溫度改變?cè)斐捎推氛扯茸兓?；管道因結(jié)蠟、種類改變或因溫度改變?cè)斐捎推氛扯茸兓?；管道因結(jié)蠟、氣袋或其它原因造成一定程度的阻塞等。氣袋或其它原因造成一定程度的阻塞等。 這些不穩(wěn)定工況都發(fā)生在密閉輸送管道上，旁接油罐管道這些不穩(wěn)定工況都發(fā)生在密閉輸送管道上，旁接油罐管道因有旁接罐的緩沖，進(jìn)出站壓力不會(huì)有大的波動(dòng)，只要保因有旁接罐的緩沖，進(jìn)出站壓力不會(huì)有大的波動(dòng)，只要保持各站輸

30、量接近一致即可。持各站輸量接近一致即可。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理292、輸量調(diào)節(jié)方法、輸量調(diào)節(jié)方法 根據(jù)管道系統(tǒng)的能量供需特點(diǎn)，調(diào)節(jié)方法可以從兩方面考根據(jù)管道系統(tǒng)的能量供需特點(diǎn)，調(diào)節(jié)方法可以從兩方面考慮：改變泵站特性（從能量供應(yīng)方面考慮）和改變管路特慮：改變泵站特性（從能量供應(yīng)方面考慮）和改變管路特性（從能量消耗方面性（從能量消耗方面)考慮?？紤]。 改變泵站特性改變泵站特性 改變運(yùn)行的泵站數(shù)。輸量大幅度變化時(shí)常采用這種方法。改變運(yùn)行的泵站數(shù)。輸量大幅度變化時(shí)常采用這種方法。改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)。對(duì)于裝備串聯(lián)泵的管道，采用這改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)。對(duì)于裝備串聯(lián)泵的管道，

31、采用這種方法是很方便的。對(duì)于裝備并聯(lián)泵的管道，采用這種種方法是很方便的。對(duì)于裝備并聯(lián)泵的管道，采用這種方法時(shí)經(jīng)常還要改變運(yùn)行的泵站數(shù)方法時(shí)經(jīng)常還要改變運(yùn)行的泵站數(shù)(停泵時(shí)要先停開泵停泵時(shí)要先停開泵站，然后停開泵機(jī)組，否則可能造成運(yùn)行的泵機(jī)組過站，然后停開泵機(jī)組，否則可能造成運(yùn)行的泵機(jī)組過載載)。2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理30改變泵的轉(zhuǎn)速：改變泵的轉(zhuǎn)速：nnQQ 2 nnHH即泵的排量近似與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程近似與轉(zhuǎn)速的平方即泵的排量近似與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程近似與轉(zhuǎn)速的平方成正比。當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速變化成正比。當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速變化20%時(shí)，泵效基本無變化，時(shí)，泵效基本無變化，因

32、此，調(diào)速是效率較高的改變輸量的方法。因此，調(diào)速是效率較高的改變輸量的方法。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理31但改變泵的轉(zhuǎn)速往往受到現(xiàn)有設(shè)備條件的限制。在串聯(lián)工但改變泵的轉(zhuǎn)速往往受到現(xiàn)有設(shè)備條件的限制。在串聯(lián)工作的泵站上，如果泵的原動(dòng)機(jī)為燃?xì)廨啓C(jī)或柴油機(jī)，則每作的泵站上，如果泵的原動(dòng)機(jī)為燃?xì)廨啓C(jī)或柴油機(jī)，則每臺(tái)泵都可調(diào)速。如為電動(dòng)機(jī)，目前我國長(zhǎng)輸管道所使用的臺(tái)泵都可調(diào)速。如為電動(dòng)機(jī)，目前我國長(zhǎng)輸管道所使用的大多數(shù)為異步電動(dòng)機(jī)，調(diào)速比較困難，一般在泵與電機(jī)之大多數(shù)為異步電動(dòng)機(jī)，調(diào)速比較困難，一般在泵與電機(jī)之間加變速裝置（如液力偶合器）或加串級(jí)調(diào)速裝置，亦可間加變速裝置（如

33、液力偶合器）或加串級(jí)調(diào)速裝置，亦可采用變頻調(diào)速；若采用變速電機(jī)，目前我國變速電機(jī)還未采用變頻調(diào)速；若采用變速電機(jī)，目前我國變速電機(jī)還未普遍使用，價(jià)格昂貴普遍使用，價(jià)格昂貴,這些設(shè)備都會(huì)使投資和維修費(fèi)增加。這些設(shè)備都會(huì)使投資和維修費(fèi)增加。為了節(jié)省投資，對(duì)于串聯(lián)泵站，每座泵站可備有一臺(tái)調(diào)速為了節(jié)省投資，對(duì)于串聯(lián)泵站，每座泵站可備有一臺(tái)調(diào)速機(jī)組。對(duì)于并聯(lián)泵站則必須所有泵機(jī)組都可調(diào)速，才能起機(jī)組。對(duì)于并聯(lián)泵站則必須所有泵機(jī)組都可調(diào)速，才能起到調(diào)節(jié)輸量的作用。到調(diào)節(jié)輸量的作用。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理32改變多級(jí)泵的級(jí)數(shù)。這種方法適用于裝備并聯(lián)離心泵的改變多級(jí)泵的級(jí)數(shù)。這

34、種方法適用于裝備并聯(lián)離心泵的管道。要求降低輸量時(shí)，拆掉若干級(jí)葉輪，而需要恢復(fù)管道。要求降低輸量時(shí)，拆掉若干級(jí)葉輪，而需要恢復(fù)大輸量時(shí)則將拆掉的葉輪重新裝上。大輸量時(shí)則將拆掉的葉輪重新裝上。 切削葉輪（或更換不同直徑的葉輪）：切削葉輪（或更換不同直徑的葉輪）： DDQQ 2 DDHH3 DDNN通過對(duì)輸油泵更換不同直徑的葉輪可以在一定范圍內(nèi)改變通過對(duì)輸油泵更換不同直徑的葉輪可以在一定范圍內(nèi)改變輸量，但泵的葉輪不能切削太多，否則泵效下降較大，因輸量，但泵的葉輪不能切削太多，否則泵效下降較大，因此這種方法不適用于大幅度改變輸量的情況。此這種方法不適用于大幅度改變輸量的情況。 2022-5-11輸油管

35、道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理33 改變管路特性改變管路特性 改變管路特性主要是節(jié)流調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)就是人為地調(diào)改變管路特性主要是節(jié)流調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)就是人為地調(diào)節(jié)泵站出口閥門的開度，增加閥門的阻力來改變管路特節(jié)泵站出口閥門的開度，增加閥門的阻力來改變管路特性以降低管道的輸量。這是一種最簡(jiǎn)單易行的方法，但性以降低管道的輸量。這是一種最簡(jiǎn)單易行的方法，但能量損失比較大。我國管道建設(shè)初期設(shè)備條件差，至今能量損失比較大。我國管道建設(shè)初期設(shè)備條件差，至今仍大量使用節(jié)流法，能量浪費(fèi)嚴(yán)重，目前正在逐步改進(jìn)。仍大量使用節(jié)流法，能量浪費(fèi)嚴(yán)重，目前正在逐步改進(jìn)。這種方法一般用于輸量變化不大的情況，當(dāng)需要大幅度這種方

36、法一般用于輸量變化不大的情況，當(dāng)需要大幅度改變輸量時(shí)，應(yīng)首先考慮采用改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)和泵改變輸量時(shí)，應(yīng)首先考慮采用改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù)和泵站數(shù)的方法。站數(shù)的方法。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理343、穩(wěn)定性調(diào)節(jié)方法、穩(wěn)定性調(diào)節(jié)方法 穩(wěn)定性調(diào)節(jié)（即自動(dòng)調(diào)節(jié)）的目的是為了保障輸油泵的正穩(wěn)定性調(diào)節(jié)（即自動(dòng)調(diào)節(jié)）的目的是為了保障輸油泵的正常工作和站間管路的強(qiáng)度安全，調(diào)節(jié)實(shí)際上是對(duì)管中油品常工作和站間管路的強(qiáng)度安全，調(diào)節(jié)實(shí)際上是對(duì)管中油品壓力的調(diào)節(jié)，其要求是能經(jīng)常性工作，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速壓力的調(diào)節(jié)，其要求是能經(jīng)常性工作，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度應(yīng)使管道中壓力的變化等于計(jì)算的擾動(dòng)速度，

37、以避免壓度應(yīng)使管道中壓力的變化等于計(jì)算的擾動(dòng)速度，以避免壓力變化達(dá)到保護(hù)給定值而發(fā)生保護(hù)性停機(jī)。調(diào)節(jié)壓力有一力變化達(dá)到保護(hù)給定值而發(fā)生保護(hù)性停機(jī)。調(diào)節(jié)壓力有一定的精確性要求，一般要求在下一站停一臺(tái)泵時(shí)調(diào)節(jié)壓力定的精確性要求，一般要求在下一站停一臺(tái)泵時(shí)調(diào)節(jié)壓力偏差不應(yīng)超過偏差不應(yīng)超過98147kPa ，調(diào)節(jié)時(shí)能量消耗小，在正常輸調(diào)節(jié)時(shí)能量消耗小，在正常輸油時(shí)的壓力損失應(yīng)不超過油時(shí)的壓力損失應(yīng)不超過19.6kPa。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理35 改變泵機(jī)組轉(zhuǎn)速改變泵機(jī)組轉(zhuǎn)速 如果泵站上裝有可調(diào)速泵機(jī)組，可以利用這種方法進(jìn)行如果泵站上裝有可調(diào)速泵機(jī)組，可以利用這種方法進(jìn)

38、行壓力調(diào)節(jié)。從節(jié)省能量角度講這是一種較好的方法。但壓力調(diào)節(jié)。從節(jié)省能量角度講這是一種較好的方法。但如果只從壓力調(diào)節(jié)方面考慮采用調(diào)速泵機(jī)組一般是不合如果只從壓力調(diào)節(jié)方面考慮采用調(diào)速泵機(jī)組一般是不合理的。理的。 壓力調(diào)節(jié)所使用的方法有改變泵機(jī)組轉(zhuǎn)速、節(jié)流和回流壓力調(diào)節(jié)所使用的方法有改變泵機(jī)組轉(zhuǎn)速、節(jié)流和回流三種。三種。 2022-5-11輸油管道設(shè)計(jì)與管理輸油管道設(shè)計(jì)與管理36 回流調(diào)節(jié)回流調(diào)節(jié) 回流可以單泵也可以全泵站進(jìn)行。大型輸油泵的特性曲回流可以單泵也可以全泵站進(jìn)行。大型輸油泵的特性曲線比較平緩，為了調(diào)節(jié)不大的壓力就需要大量回流，耗線比較平緩，為了調(diào)節(jié)不大的壓力就需要大量回流，耗費(fèi)較多的能量?；亓骶褪峭ㄟ^回流管路讓泵出口的油流費(fèi)較多的能量?；亓骶褪峭ㄟ^回流管路讓泵出口的油流一部分流回入口，在這種情況下，泵的排量大于管路中一部分流回入口，在這種情況下，泵的排量大于管路中的流量，靠泵排量的增加降低泵的揚(yáng)程，從而達(dá)到降低的流量，靠泵排量的增加降低泵的揚(yáng)程，從而達(dá)到降低出站壓力的目的。采用這種方法時(shí)要防止原動(dòng)機(jī)過載，出站壓力的目的。采用這種方法時(shí)要防止原動(dòng)機(jī)過載，一般很少