输油管道设计与管理

输油管道设计与管理

一、名词解释（本大题╳╳分，每小题╳╳分）

1可行性研究：是一种分析、评价各种建设方案和生产经营决策的一种科学方法。2等温输送：管道输送原油过程中，如果不人为地向原油增加热量，提高原油的温度，而是使原油输送过程中基本保持接近管道周围土壤的温度，这种输送方式称为等温输送。

4、线路纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为线路纵断面图。

5、管路工作特性：是指管长、管内径和粘度等一定时，管路能量损失H与流量Q 之间的关系。

6、泵站工作特性：是指在转速一定的情况下，泵站提供的扬程H和排量Q之间的相互关系。

7、工作点：管路特性曲线与泵站特性曲线的交点，称为工作点。

8、水力坡降：管道单位长度上的水力摩阻损失，叫做水力坡降。

10、翻越点：在地形起伏变化较大的管道线路上，从线路上某一凸起高点，管道中的原油如果能按设计量自流到达管道的终点，这个凸起高点就是管道的翻越点。

11、计算长度：从管道起点到翻越点的线路长度叫做计算长度。

12、总传热系数K：指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量。

13、析蜡点：蜡晶开始析出的温度，称为析蜡点。

14、反常点：牛顿流体转变为非牛顿流体的温度，称为反常点。

15、结蜡：是指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂和其它机械杂质的混合物。

19、顺序输送：在一条管道内，按照一定批量和次序，连续地输送不同种类油品的输送方法。

20、压力越站：指油流不经过输油泵流程。

21、热力越站：指油流不经过加热炉的流程。

25．混油长度：混油段所占管道的长度。

26．起始接触面：前后两种（或A、B）油品开始接触且垂直于管轴的平面。

27、动水压力：油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。

二、填空题

1、由于在层流状态时，两种油品在管道内交替所形成的混油量比紊流时大得多，因而顺序输送管道运行时，一般应控制在紊流状态下运行。

2、采用顺序输送时，在层流流态下，管道截面上流速分布的不均匀时造成混油的主要原因。

3、石油运输包括水运、公路、铁路、管道等几种方式。

4、输油管道由输油站和线路两部分组成。

5、原油管道勘察工作一般按踏堪、初步勘察与详细勘察三个阶段进行。

6、在纵断面图上，其横坐标表示管道的实际长度，纵坐标为线路的海拔高程。

9、管路特性曲线反映了当管长L，管内径D和粘度μ一定，Q 与Hz 的关系。

10、若管路的管径D增加，特性曲线变得较为平缓，并且下移；管长、粘度增加，特性曲线变陡，并且上升。

11、线路上有没有翻越点，除了与地形起伏有关，还取决于水力坡降的大小，水力坡降愈小，愈易出现翻越点。

12、泵站总的特性曲线都是站内各泵的特性曲线叠加起来的，方法是：并联时，把相同扬程下的流量相加；串联时，把相同流量下的扬程相加。

14、加热站加热原油所用设备有加热炉和换热器两类。

15、泵站-管道系统的工作点是指在压力供需平衡条件下，管道流量与泵站进、出站压力等参数之间的关系。

16、有多个泵站的长输管道，中间站C停运后的工况变化具体情况是：在C以前各站的进出站压力均上升，在C以后各站的进出站压力均下降，且距C站愈远，变化幅度愈小。

17、在长输管道中C 点漏油后，漏油前的泵站的进出站压力都下降，漏点后面各站的进出站压力也都下降，且距漏点愈近的站，压力下降幅度愈大。

18、热油管道中，对温降影响较大的两个参数是总传热系数K 和流量G ，K 值增大，温降将加快，随着流量减小，温降将加快。

20、顺序输送时，循环周期越长，产生的混油量越少，所需要的油罐容量越大。

21、热油管道中，在m=0.25的紊流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(T R -T 0)＞20；在层流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(T R -T 0)＞3。

22、由于粘度对摩阻的影响，当Lc/C ＞L/N 时，由最大粘度确定允许最小进站压头；由最小粘度确定允许最大进站压头。

三、证明题及分析

2、设某管线长为L ，有N 座泵站，输量为Q （提高输量后为Q 1）。提高管路输送能力的方法通常有倍增泵站、铺设副管和变径管，如果要求提高的输送能力大于m -21

2倍，

则可以采用既倍增泵站又铺设副管的综合方法，试证明此时所需要的副管长度为)1(22

1m L

x --=-φϖ。（其中：Q Q 1=φ，i i f =ω）。 证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：

L fQ h H N m m C -=-2)( （1）

倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：

[])1()(221ω--=--x L fQ h H N m m C （2）

联立解（1）和（2）得

[]2

)1(212ω--=--x L Q L Q m m )

1(221ω--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x L L Q Q m Q Q 1

=φ

)21(12m L x ---=∴φ

ω 3、某等温输油管道，地形平坦沿线高程均相等，三个泵站等间距布置，每站二台相同型号的离心泵并联工作，输量为Q ；现由于油田来油量减少，输量降为Q/2，问可对运行的泵组合及泵站出口阀进行哪些调节？哪种方案最好？说明理由（已知管线流态均为水力光滑区，忽约m t s1h H H ，，）。

解：设：管线长为L ，输量为Q 时各泵站的扬程均为h c ，输量为Q/2时各泵站的扬程均为h c1，

输量为Q 时的能量平衡方程为：

t m -2m c S1H fLQ )h h (3H +=+－ ①

输量为Q/2时的能量平衡方程为：

t m 2m c1s1H )2

Q (fL )h h (3H +=+－－ ② 比较①和②可得：2973.0)2

1(h h m 2c c1==－ 所以，按题意可知只需一个泵站的一台泵即可完成Q/2的输量。当然，还可采取把泵站出口关小节流、调节泵机组速度、换用离心泵的叶轮直径等措施。但以全线能耗费用最低为基本原则考虑，前者为最优。

4、在管道建设中，常为某种目的而铺设副管或变径管来降低摩阻，在流态相同（如水力光滑区）的情况下，试分析降低相同水力摩阻时，采用铺设副管还是变径管在经济上更为合理？（设铺设副管与变径管的长度均为L f ； 副管的管径与干线管径相同，即d=d f ；变径管直径为d 0）

解：因为在水力光滑区，且d= d f ，ιf =ωι=ι/21.75= 0.298ι

据题意有ι0=0.298ι，即Ω=(d/d 0)4.75=0.298，解得d 0=1.29 d

钢材耗量分别为：副管为 2 πd δL f ρ