輸油管道設(shè)計與管理知識點

管道運輸?shù)奶攸c：優(yōu)點：（1）量大，連續(xù)。（2）密閉、安全。（3）高效、低耗。（4）經(jīng)濟、便于管理。缺點：不夠靈活、投資大、油品積壓嚴重、易被盜。如何判斷翻越點：按任務(wù)輸量和平均溫度下的粘度計算水力坡降線，在縱斷面圖上初步判斷翻越點，以后再根據(jù)工作點流量進行校核。翻越點的定義：一定數(shù)量的液體通過線路上的某高點所需的壓頭比輸送到終點所需的壓頭大，且在所有高點中該高點所需的壓頭最大，在一定輸量的液體從某高點自流到終點還有能量富裕，且在所有高點中該高點的富裕能量最大，那么此高點就稱為翻越點。危害：浪費能量、增大水擊壓力措施：1在翻越點后采用小管徑2設(shè)減壓站節(jié)流；3安裝油流渦輪發(fā)電裝置。反算K值的目的并判斷情況:1積累運行資料，為以后設(shè)計新管線提供選擇K值的依據(jù)。2通過K值的變化，了解沿線散熱及結(jié)蠟情況,幫助指導生產(chǎn)。若K|，如果此時Q|，HL則說明管壁結(jié)蠟可能較嚴重，應(yīng)采取清蠟措施。若Kt,則可能是地下水位上升，或管道覆土被破壞，保溫層進水等。泵站數(shù)n化為較大整數(shù)若要按計算數(shù)量工作：更換小尺寸葉輪、開小泵（串聯(lián)泵）、拆級（并聯(lián)泵）或大小輸量交替運行等措施。n化為向小化（1）在管道上設(shè)置副管（等徑）或變徑管（2）提高每座泵站的揚程。工作點發(fā)生變化原因：1正常工況變化：（1）季節(jié)變化、油品性質(zhì)變化引起的全線工況變化，如油品的密度、粘度變化（2）由于供銷的需要，有計劃的調(diào)整輸量、間歇分油或收油導致的工況變化2事故工況變化（1）電力供應(yīng)中斷導致某中間停運或機泵故障使某臺泵機停運（2）閥門誤開關(guān)或管道某處堵塞（3）管道某處漏油串聯(lián)泵的特點：揚程低、排量大、葉輪直徑小、流通面積大，故泵損失小，效率高。地形平坦的地區(qū)和下坡段。優(yōu)點：1不存在超載問題2調(diào)節(jié)方便3流程簡單4調(diào)節(jié)方案多改變泵特性的方法主要：1.切削葉輪2.改變泵的轉(zhuǎn)速3.進口負壓調(diào)節(jié)4.油品粘度對離心泵特性的影響：粘度增大，泵的效率降低，軸功率增大。能量平衡：在長輸管道系統(tǒng)中，泵站和管道組成統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，管道所消耗的能量必然等于泵站所提供的壓力能，即二者必然會保持能量供求的平衡關(guān)系。管道的能量就是泵站的排量，泵站的總揚程就是管道所需要的總壓能。泵站一管道系統(tǒng)的工作點：是指在壓力供需平衡條件下，管道流量與泵站進出站壓力等參數(shù)間的關(guān)系變化管道調(diào)節(jié)：輸量調(diào)節(jié)：（1）改變泵站特性（切削葉輪、改變多級泵的級數(shù)，減小泵的揚程，從而降低管線輸量、改變運行的泵機組數(shù)，從而可大幅度改變輸量、改變運行的泵站數(shù)、改變泵的轉(zhuǎn)速）（2）改變管路特性穩(wěn)定性調(diào)節(jié)：⑴改變泵機組轉(zhuǎn)速⑵回流調(diào)節(jié)⑶節(jié)流調(diào)節(jié)與等溫管相比，熱油管道的特點是：1沿程的能量損失包括熱能損失和壓能損失兩部分。2熱能損失和壓能損失互相聯(lián)系，且熱能損失起主導作用。要先做熱力計算，然后做水力計算3沿程油溫不同，油流粘度不同，沿程水力坡降不是常數(shù)。溫降曲線的特點：由圖可知：1溫降曲線為一指數(shù)曲線，漸近線為T=T0。2在兩個加熱站之間的管路上，各處的溫度梯度不同，加熱站出口處，油溫高，油流與周圍介質(zhì)的溫差大，溫降快，曲線陡。隨油流的前進，溫降變慢，曲線變平。徑向溫降對摩阻的影響：（1）管道內(nèi)油流徑向溫差，會引起油流在徑向的對流運動，提前進入紊流狀態(tài)。（2）由于徑向溫降引起的擾動及管壁附近油流粘度的增大，會引起附近的壓頭損失。在層流時的影響比紊流時要大得多。徑向溫降引起的壓頭損失，可用徑向溫降摩阻修正系數(shù)進行修正?？倐鳠嵯禂?shù)K：管道總傳熱系數(shù)K系指油流與周圍介質(zhì)溫差1°C時，單位時間內(nèi)通過管道單位面積所傳遞的熱量。它表示了油流向周圍介質(zhì)散熱的強弱。管道散熱的傳遞過程是由三部分組成的：即油流全管壁的放熱，鋼管壁、瀝青絕緣層或保溫層的熱傳導和管外壁至周圍土壤的傳熱。摩阻損失：沿程摩阻：流品流通過直管段產(chǎn)生的摩阻損失；局部：油品通過各種閥門、管件所產(chǎn)生的摩阻損失。（站場、罐區(qū)的站內(nèi)摩阻主要是局部）熱油管道摩阻計算的特點：1沿程水力坡降不是常數(shù)。溫不斷降低，粘度不斷增大，水力坡降也就不斷增大。2應(yīng)按一個加熱站間距計算摩阻。因為在加熱站進出口處油溫發(fā)生突變，粘度也發(fā)生突變，從而水力坡降也發(fā)生突變，只有在兩個加熱站之間的管路上，水力坡降i的變化才是連續(xù)。影響熱油管道溫降的因素：土壤溫度場、土壤濕度、大氣溫度以及管道運行參數(shù)（如流量、油溫等）的變化，均會影響熱油管道的散熱情況。埋地管道停輸后的溫降不同于架空管道的特點：蠟晶析出放出潛熱而使溫降減慢的第二階段不明顯。熱油管道啟動過程的特點：（1）徑向傳熱TtTtut熱影響區(qū)1蓄熱量tAT|散熱量|f穩(wěn)定。（2）軸向情況：沿油流流動方向，各處的散熱情況是不同的?？偟膩碚f，啟動過程的傳熱量要大于正常輸油時的傳熱量，因為在向外散熱的同時，還要加熱土壤，故啟動過程中油流的溫降比正常輸油時大得多。順序輸送的特點：（1）確定幾種油品的輸送次序、循環(huán)周期（2）首末站油罐容量（3）混油量的監(jiān)測、控制及切割（4）各種工況下水力、熱力參數(shù)的調(diào)節(jié)（5）泵站工藝流程影響混油量的因素：管道距離、雷諾數(shù)、兩種油品的物性差異、油品的輸送順序、泵站和管道附件、停輸及地形、首站油品切換技術(shù)混油的機理：1管道橫截面沿徑向流速分布不均勻使后行油品呈楔形進入前行的油品中；2管內(nèi)流體沿管道徑向、軸向造成的紊流擴散作用。3密度差引起混油減少混油的措施：（1）設(shè)計方面：使管線工作在紊流區(qū)，盡量不用副管，盡量采用簡單流程及先進的檢測儀表、閥門等。（2）運行中：避免不滿流，采用合理的輸送順序，終點及時切換，油品交替時避免停輸?shù)?。?）采取隔離措施：在兩種油品交界面處加隔離器或隔離液等。（4）采用“從泵到泵”的輸送工藝。（5）確定合理的油品循環(huán)周期?；煊偷奶幚矸绞剑夯負?、降價銷售、沉降、重新加工界面檢測：密度型界面檢測系統(tǒng)（應(yīng)用較廣）、超聲波型界面檢測系統(tǒng)、記號型界面檢測系統(tǒng)影響管壁結(jié)蠟強度的因素：油溫及油壁溫差；流速、原油組成、管壁材料、結(jié)蠟層厚度與運行時間。蠟沉積機理：分子擴散，布朗運動，剪切彌散防止結(jié)蠟和清蠟的措施：提高輸油溫度、減少油壁溫差、提高流速、管壁的材料：內(nèi)涂層或采用不析蠟的管材、化學防蠟：加表面活性劑;蠟品改良性、定期清管：機械清管器和泡沫清管器?，F(xiàn)代管道運輸始于19世紀中葉。1865年美國賓州建成世界第一條原油管道。真正具有現(xiàn)代規(guī)模的長距離輸油管道始建于二戰(zhàn)期間的美國。1958年12月建成的克拉瑪依一獨山子原油管道，標志了中國長輸管道建設(shè)史的起點中國最早的長距離的成品油管道是1973年開工修建的格拉管道，1977年10月全部工程基本完工，開始正式運行。管道全長1080公里，年輸送能力25萬噸。世界上距離最長的原油管道，9912km——前蘇聯(lián)“友誼”輸油管道（197