输油管道设计与管理课程综合复习资料1.pdf

输油管道设计与管理综合复习资料输油管道设计与管理综合复习资料一一. .填空题填空题1. 长距离输油管道的设计阶段一般分为 可行性研究 、初步设计 、施工图设计。2. 在管道纵断面图上，横坐标表示管道的实长、纵坐标表示管道的海拔高程。3. 解决静水压力超压的方法有增大壁厚、减压站减压。4. 翻越点后管道存在不满流的危害有不满流的存在将使管道出现两相流动，当流速突然变化时会增大水击压力、对于顺序输送的管道还会增大混油。5. 解决翻越点后管道不满流的措施有在翻越点后采用小管径、在中途或终点设减压站节流。6. 当管道某处发生堵塞时， 全线输量减少， 堵塞点前各站的进、出站压力均增高，堵塞点后各站的进、出站压力均下降7. 当管道某处发生泄漏时， 泄漏点前输量 增大 ， 泄漏点后输量减小 ，泄漏点前各站的进、出站压力均下降，泄漏点后各站的进、出站压力均下降。8. 影响等温输油管道水力坡降的主要因素是 流量、粘度、管径和流态。9. 热泵站上，根据输油泵与加热炉的相对位置可分为先炉后泵流程和先泵后炉流程。10. 影响热油管道水力坡降的主要因素是管道内径、油品粘第 1 页 共 10 页度 、 输量和运行温度 、流态 。11. 热油管路当 u(TR-T0)3 时， 管路特性曲线出现不稳定区， 该结论的前提条件是层流、维持出站油温不变运行 、粘温指数 u 为常数。12. 长输管道停输的原因分为计划停输 、事故停输 。13. 热油管道的总能消耗用包括热能费用 和动能费用。14. 一般来说，层流时，流速分布不均造成的几何混油是造成混油的主要原因；紊流时，扩散混油是造成混油的主要原因。15. 混油段实现两段切割的充要条件是KAtKAt。3216. 顺序输送中混油在管道终点的处理方法有 (1)将混油直接调和到两种油品中销售；(2)降级销售；(3)在末站建分馏装置对混油进行分馏，然后调和到两种油品中销售；(4)送回炼厂回炼。17 翻越点可采用 图解法， 和解析法两种方法判别。18. 选择输油泵机组的原则是 满足输量要求 、充分利用管路的承压能力、 泵在高效区工作、泵的台数符合标准要求。19. 串联泵的优点是不存在超载问题、 调节方便 、流程简单、调节方案多 、 效率高 。20. 热油管道的启动投产方法主要有冷管直接启动、 加稀释剂或降凝剂启动、预热启动。21. 顺序输送一般用于输送输送性质相近的成品油 和输送性质不同的原油。22.影响管路终点纯A油罐中允许混入的B油量的主要因素是两种油品的性质、油品的质量指标、A 油罐的容积。第 2 页 共 10 页23 改变离心泵站特性的主要方法有切削叶轮， 改变转速， 拆级，改变运行的泵机组数，改变运行的泵站数任选3 。24长输管道输量调节的主要方法有改变泵机组转速、改变运行的泵站数、 改变运行的泵机组数、 节流调节、 切削液轮、 多级泵拆级 任选 3 。25热油管不同于等温管的特点就在于沿程的能量损失包括热能损失和压能损失两部分、热能损失和压能损失互相联系，且热能损失起主导作用、沿程水力坡降不是常数。26影响热油管道沿程摩阻损失的因素有管道直径、输量、油品粘度温度 、管道长度任选 2 。27减轻管内壁石蜡沉积的措施有 提高油温、缩小油壁温差、提高流速、采用不易结蜡的管材、定期清管任选3。28长距离输油管道由线路和输油站两大部分组成。29在顺序输送管道终点，混油的主要切割方法有两段切割 、三段切割、五段切割。30顺序输送中的起始接触面是两种油品刚开始接触时垂直于管线的平面，它以平均流速向前移动。31. 解决动水压力超压的措施有增大管道壁厚、 减压站减压。32. 管道输送中所遇到的流态一般为： 热输含蜡原油管道为水力光滑区 、小直径的轻质成品油管道为混合摩擦区 、高粘原油和燃料油管道为 层流。33. 当长输管道某中间站突然停运时， 全线输量 减小 ，停运站前各站的进、出站压力均 升高，停运站后各站的进、出站压力均下降。第 3 页 共 10 页34. 热油管道摩阻计算的方法有平均温度计算法、 基于粘温关系的方法、分段摩阻计算 。35. 设计长距离输油管道时， 设计工作压力取得越大， 则泵站间距越大，泵站数就越少。36. “旁接油罐”输油工艺的缺点是油气损耗严重、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。37. 沿程混油的机理是流速分布不均引起的几何混油、 比重差引起的混油 、扩散混油 。二二. .请答复以下问题请答复以下问题1. 1. 简述离心泵的启动过程。简述离心泵的启动过程。答：答：灌泵、盘泵、关闭泵出口、启泵、缓慢开启出口阀2.2. 热油管道设计中确定加热站的进出站温度时应考虑哪些因素？热油管道设计中确定加热站的进出站温度时应考虑哪些因素？答：答：确定加热站的进站温度时，需要考虑三方面的因素：1油品的粘温特性和其它的物理性质；2管道的停输时间，热胀和温度应力等因素；3经济比较，使总的能消耗用最低。3. 3. 维持进站油温不变运行的管道会不会出现不稳定区，为什么？维持进站油温不变运行的管道会不会出现不稳定区，为什么？答：答：维持进站油温不变运行的管线不会出现不稳定区。这是因为： Q变化时，影响摩阻H 的因素有两个方面：Q TRTmm H Q V H （与等温管相似）、；总的趋势是 QH ，即 H=f(Q)是单调上升的曲线。4.4. 简述顺序输送管道的特点。简述顺序输送管道的特点。答：答：(1) 对所输产品的质量和各种油品沿途的分输量均有严格要求。第 4 页 共 10 页(2) 成品油管道依托市场生存，要能适应市场的变化。(3) 成品油管道大都是多分支、多出口、多入口，输送的油品种类多，运行调度难度大。(4) 产生混油，混油段的跟踪和混油的控制是成品油管道的关键技术， 混油处理存在经济损失。(5) 首、末站，分输、注入站需要的罐容大、数量多。(6) 顺序输送时管道的水力特性不稳定。5 5简述热油管道节能降耗的主要措施。简述热油管道节能降耗的主要措施。答：答：(1) 提高输油泵的效率: 以高效泵代替低效泵、加强输油泵的维护保养与检修，减少泵内损失(2) 提高电机的负载率(3) 提高加热系统的效率：用高效加热炉替代效率低下的加热炉可大幅度降低原油加热的燃料消耗。也可对现用加热炉进行技术改造，增加烟气余热回收装置，降低加热炉的排烟温度，在运行中加强调节，降低过剩空气系数，加大油盘管的换热面积，改造油盘管使其容易清垢等。(4) 保证管道系统始终处于最优运行状态：利用信息网络和自动化技术以及优化运行技术，优化运行参数，确定合理的优化运行方案，可大幅度降低热油管道运行的总能消耗用，提高管输效率。(5) 减少管输过程中原油泄漏。6 6简述顺序输送中减少混油的措施简述顺序输送中减少混油的措施? ?答：答：(1)设计时使管线工作在紊流区，尽量不用副管，尽量采用简单流程及先进的检测仪表、阀门等；第 5 页 共 10 页(2)运行中防止不满流，采用合理的输送顺序，终点及时切换，油品交替时防止停输等；(3)采取隔离措施；(4)采用“从泵到泵”的输送工艺；(5)确定合理的油品循环周期。7. 热泵站上先炉后泵流程的优点。答：答：(1) 进泵油温高，泵效高；(2) 站内管道油温高，管内结蜡轻，站内阻力小；(3) 加热炉承受低压，投资小，运行安全。8. 成品油管道为什么一般均采用顺序输送工艺？答：答： 成品油输送的特点是种类多、批量Batch小。假设每一种油品都建一条管线，必然是要建多条小口径的管线。假设顺序输送这些油品，则只需建一条大口径的管线。 后者与前者相比，所需的投资和经营费用都要节省一半以上，经济效益十分明显，故国内外成品油管线广泛采用顺序输送的方法。三三. .等温输油管道分析题等温输油管道分析题1 1、某等温输油管，全线地形平坦。全线共设、某等温输油管，全线地形平坦。全线共设 8 8 座泵站，等间距布置。座泵站，等间距布置。正常运行时，每站三台同型号的离心泵并联工作，输量为正常运行时，每站三台同型号的离心泵并联工作，输量为 Q Q。如果管线输。如果管线输量降为量降为Q Q：1 1 计算全线摩阻损失变为原来的多少倍计算全线摩阻损失变为原来的多少倍 已知流态为水力光滑区已知流态为水力光滑区 ？2 2给出最正确的调节方案，并说明理由。给出最正确的调节方案，并说明理由。答：答： 1 1设输量为 Q 和 2/3Q 时全线摩阻损失分别为 h1和 h2，流态第 6 页 共 10 页23为水力光滑区，故 m=0.25，根据列宾宗公式有(2Q/3)1.750.251.75L4.75h22d 0.491.750.25h1Q3Ld4.75全线摩阻损失变为原来的二分之一。(2) 沿线地形平坦，泵站所提供的能量主要用于克服摩阻，而全线摩阻损失不到原来的二分之一，故可停开4 座泵站，由于输量减少了三分之一，故运行的站可停开一台泵。所以最正确的调节方案是：2、4、6、8 站停运，1、3、5、7 站各停运一台泵，同时运行的站每站出口稍微节流。2 2、某等温输油管道，全线水平，三个泵站等间距布置。每站三台相同、某等温输油管道，全线水平，三个泵站等间距布置。每站三台相同型号的离心泵并联。旁接油罐方式输油。首站与第二站之间有一分支管路，型号的离心泵并联。旁接油罐方式输油。首站与第二站之间有一分支管路，间歇分油，管线布置如以下图所示。不分油时，各站两台泵运行，输量为间歇分油，管线布置如以下图所示。不分油时，各站两台泵运行，输量为48m48m3 3/h/h。分油时，分油量。分油时，分油量24m24m3 3/h/h，输往末站，输往末站 24m24m3 3/h/h。问分油时，应对运行。问分油时，应对运行的泵组合及泵出口阀门进行哪些调节？说明理由已知流态为水力光滑的泵组合及泵出口阀门进行哪些调节？说明理由已知流态为水力光滑区。区。答：答：设分油前后2#站到终点的摩阻损失分别为h1和h2，流态为水力光滑区，故m=0.25，根据列宾宗公式有(24/3600)1.750.251.75L4.75h21d 0.297h1(48/3600)1.750.252Ld4.75沿线地形平坦， 泵站所提供的能量主要用于克服摩阻， 而2#站到终点的摩阻损失摩阻损失不到原来的一半，故可停开3#站，同时还必须关小2#站出口阀第 7 页 共 10 页的开度，由于2#站到终点输量减少了二分之一，故2#站可停开一台泵，另外由于1#站到2#站之间的摩阻降低，还必须关小1#站出口阀的开度。所以最正确的调节方案是：3#站停运，2#站停运一台泵，同时关小1#站和2#站出口阀的开度节流调节。3 3、某等温输油管道，四个泵站等间距布置，各站高差为、某等温输油管道，四个泵站等间距布置，各站高差为0 0，采用，采用“ “从泵从泵到泵到泵” ”方式工作，假设第二站因故障停运，方式工作，假设第二站因故障停运，1 1 试根据能量平衡原理定性分析管线输量和各站进出站压力的变化趋试根据能量平衡原理定性分析管线输量和各站进出站压力的变化趋势；势；2 2为了维持管线运行，可采取的调节措施有哪些？那种调节措施最为了维持管线运行，可采取的调节措施有哪些？那种调节措施最好？为什么？好？为什么？答：答：1第二站停运后，由于全线能量供给减少，全线流量下降，首站出站压力上升，三、四站的进出站压力均下降。2第一种调节措施：3#、4#站出站节流。第二种调节措施：停运4#站。第二种调节措施较好，因为第一种调节措施太浪费能量。四四. .热油管道计算题热油管道计算题1 1、 一条一条 52975297 的埋地热油管道，的埋地热油管道， 输量为输量为 950t/h950t/h， 加热站间距为加热站间距为 50km50km，1#2#3#维持进站油温维持进站油温 T TZ Z3030不变运行。管道允许的最高出站温度和最低进站温不变运行。管道允许的最高出站温度和最低进站温度分别为度分别为 6565和和 3535。正常运行时，总传热系数。正常运行时，总传热系数K K=2.1w/m=2.1w/m2 2按钢管外按钢管外第 8 页 共 10 页径计算径计算 ，管道中心埋深处的自然地温为，管道中心埋深处的自然地温为 7 7，原油比热为，原油比热为 2100J/kg2100J/kg，平，平均密度为均密度为 870kg/m870kg/m3 3，油品粘温关系为，油品粘温关系为14106e0.038(T65)(m(m2 2/s)/s)，摩擦升温，摩擦升温忽略不计。忽略不计。1 1试计算该管线的允许最小输量试计算该管线的允许最小输量 G Gminmin；2 2用平均温度法计算正常运行时该站间的摩阻损失已知流态为水用平均温度法计算正常运行时该站间的摩阻损失已知流态为水力光滑区力光滑区? ?解：解： 1GminKDLR2.10.529501000 89.83TRmaxT06572100lnCln307TZ minT0kg/s2管道输量：G 9501000 263.883600kg/sQ=G/=263.88/870=0.3033m3/s出站油温为：DTR T0TZT0expKGCLR 2.10.5297 357exp501000 45.4263.882100平均温度为：Tpj1TR 2TZ149.8 230 38.4733平均粘度为：pj14106e0.038(Tpj65)14106e0.038(38.4665) 38.38106m2/s流态为水力光滑区，m=0.25， 0.0246摩阻损失为：第 9 页 共 10 页Q2mm0.30331.75 38.38106hRLR 0.0246d5m0.5154.750.25501000=280.6 米油柱2 2、一条、一条 50875087 的埋地热油管线，加热站间距为的埋地热油管线，加热站间距为65km65km，管线年输量为，管线年输量为700700万吨每年按万吨每年按 350350 天计算天计算 ，维持进站油温，维持进站油温 TzTz=35=35不变运行，油品平均密不变运行，油品平均密度度 850kg/m850kg/m3 3，油品粘温关系为，油品粘温关系为 5.3105.310-6-6e e-0.036(-0.036(T T-65)-65) m m2 2/s/s，原油比热，原油比热C C2200J/kg2200J/kg，地温地温 T T0 05 5，正常运行时总传热系数正常运行时总传热系数 K K=2.0W/m=2.0W/m2 2( (以防腐层以防腐层外径计外径计) )，防腐层厚，防腐层厚 7mm7mm，管线为水力光滑区。，管线为水力光滑区。1 1 、计算加热站间的出站温度；、计算加热站间的出站温度；2 2 、用平均温度法计算加热站间的沿程摩阻损失、用平均温度法计算加热站间的沿程摩阻损失。700104103 231.48kg/s解：解： 1G 350243600a KD20.522 6.4404106(1/m)GC231.482200aLTRT0(TZT0)e5(355)e6.44041066500050.602Q G231.48 0.2723(m3/s)8501212TPjTRTZ50.6035 40.203333Pj5.3106exp0.036(40.2065)12.943106(m2/s)因为流态为水力光滑区，所以Q1.750.25hR 0.0246L24.75d 0.02460.27231.75 12.943100.4944.7560.2565000 280.59m第 10 页 共 10 页