输油管道设计与管理(精)
输油管道设计与管理级资料PPT课件
第4页/共41页
第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （1）动水压头的校核
动水压力指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。 在纵断面图上，动水压力是管道纵断面线与水力坡降线 之间的垂直高度。动水压力的大小不仅取决于地形的起 伏变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关。
第8页/共41页
第二章 等温输油管道的工艺计算
解决管道大落差的方法
按“等强度”原则，采用变壁厚管道设计，在低点 处增加壁厚保证管道安全；
采用变径管设计，在下坡段采用较小管径，加大沿 程摩阻，降低低点处的动水压力，并减少管材的用 量，降低工程投资。
在地势陡峭的地区采用隧道敷设以降低下坡段的高 差，同时缩短线路，降低投资及动力费用。
站取问增题加壁。厚设，计提时高：承应压按能照力二的期方的法。泵对站于间动距水来压校力核超动限水的 压管力道；，是不采同取站增间加，壁承厚压，要还求是不设同减压，站应，分需别要校进核行；技考术虑经 高济差比时较也。应按照越站来校核。
第6页/共41页
第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （2）静水压头的校核
1、正常工况变化 ⑴ 季节变化、油品性质变化引起的全线工况变化，如油
品的ρ、ν变化； ⑵ 由于供销的需要，有计划地调整输量、间歇分油或收
油导致的工况变化。
第13页/共41页
等温输油管道运行工况分析与调节
2、事故工况变化 ⑴ 电力供应中断导致某中间站停运或机泵故障使某台泵 机组停运； ⑵ 阀门误开关或管道某处堵塞； ⑶ 管道某处漏油。
输油管道设计与管理3——【输油管道设计与管理】
（三）热油管道的启动方法
1、冷管直接启动 将热油直接输入温度等于管线埋深处自然地温的冷管道， 靠油流降温放热来加热周围土壤。这样，最先进入管道的 油流在输送过程中一直与冷管壁接触，散热量大，当管道 较长时，油温很快降至接近自然地温，远低于凝固点。通 常把这一段称为冷油头。冷油头散失的热量主要用于加热 钢管及部分防腐层。冷油头中，有相当长的一段油流温度 接近或低于凝固点，油头在管内凝结，使输送时的摩阻急 剧升高，以至于会超出泵和管道强度的允许范围。因此只 有当管道距离短，投油时地温高，并能保证大排量输送情 况下，才能采用冷管直接启动。对于长输管道，当地温接 近凝固点时，也可采用冷管直接启动。
12
热油管道的启动投产
冷管道的热水预热过程就是周围土壤温度场的建立过程，也就是周围土 壤的蓄热过程，也是土壤热阻不断增大、管道热损失不断减少的过程。 如果按TR、TZ及Q由轴向温降公式推算管路的总传热系数K，将表现为K 值的不断下降。显然按稳定传热公式计算的K值，不能反映不稳定传热 过程中油管的散热特性。但在还未建立正确的算法前，工程上仍沿用上 述K值来分析启动过程，在输量和起点温度恒定的情况下，上述K值能大
ht
21
各层内外侧的温度可由温度分布公式得到
Tx,
y T0
qL
4t
ln
y0 y0
y2 y2
x2 x2
y0
ht2
D 2
2
, qL
KD
Байду номын сангаас
Ty
T0
由下式可求得每层(圆环内)的稳定蓄热量：
n
q tctVi (Tmi T0 ) i 1
22
热油管道的启动投产
式中：q—( ht－R )环形土壤每米稳定蓄热量，kJ/m ρt—土壤的密度，kg/m3 Vi—第i层环状土层的体积，m3 Tm、T0—第i环平均温度、自然地温，℃
输油管道设计与管理
在东北和华在北西地北区地，区先，后克建独成线了、庆克铁乌线线、担铁负了克拉玛依油田的原油外输任务；花 大线、铁秦格线线、担秦负京了线青、海铁油扶田线的、原抚油鞍外线输和任务；马惠宁线、靖咸线担负了长庆油 任了京大线庆，油形 田田成 、的了 辽原规 河油输模 油外任较 田输务大 、任。的 华务东 北；北 油库阿管 田鄯尔网 的线善油， 原担-赛管担 油负汉道负 外了塔塔拉里原木油田的原油外输任务。
H 泵站特性曲线
HA A
管路特性曲线
QA
Q
3、输油泵站的工作特性
输油泵的基本组合方式一般有两种：串联和并联
q1
Q
Hc
q2
例：阿赛线首站工艺流程图
例如两台泵并联时，若一台泵停运，由特性曲线知，单 泵的排量q>Q/2，排量增加，功率上升，电机有可能过载。
H
管路
并联 单泵
Q/2
q
Q
(2) 串联泵站的工作特性
1977年，俄罗斯建成了第二条“友谊”输油管道，口径为1220mm,长为4412km。两条管线的输量约为1 亿吨/年。 1977年，美国建成了世界上第一条伸入北极的横贯阿拉斯加管道,口径为1220mm，全长为1287km。年输 量约为1.2亿m3，不设加热站，流速达3m/s，靠摩擦热保持油温不低于60℃，投资77亿美元。
6、翻越点 如果使一定数量的液体通过线路上的某高点所需的压头比输送到终点所需的压头大，且在所有 高点中该高点所需的压头最大，那么此高点就称为翻越点。
F Hf
H
Lf
例：阿赛线2#站至3站翻越点
1700
1600
1500
1400
高 度 （m）
1300
1200
1100
输油管道设计与管理
输油管道设计与管理一、填空：1. 输油管道的工艺计算要妥善解决沿线管内流体的能量供应和能量消耗这对主要矛盾,以达到安全经济输送的目的。
2. 泵机组常采用的两种连接方式有串联和并联。
3. 输油管道设计时年输油时间按350天/8400小时计算.4. 干线漏油后,漏点前面流量变大,漏点后面流量变小.漏点前面各站进站压力下降,出站压力下降;漏点后面各站进站压力下降,出站压力下降.5. 中间加热站的站间距的长短取决于加热站进出站温度和沿线散热情况两个因素.6. 加热输送的能量损失包括热能损失和压能损失.7. 常用的清管器有清管球,机械型清管器和泡沫塑料型清管器等多种类型.8. 热油管道的启动A法冷管直接启动,热水预热启动和加稀释剂或降凝剂启动.9. 管道的水力坡降是指单位长度管道的摩阻损失;对于等温管道,水利坡降线是一条斜直线;对于热油管道,水力坡降线是一条斜率不断增加的曲线.10. 改变管路调节常用的方法有节流调节和回流调节.11. 现在常采用的两种输油方式是旁接油罐输送和从泵到泵输送.12. 埋地管线的温度环境常取值等于埋深处土壤自然温度.13. 长距离输油管由输油站和线路两大部分组成.14. D为计算直径,对于无保温管道,取管道外径;对于保温管道,可取管道外径和保温层外径的平均值(保温层内外径的平均值).15. 泵站的工作特性指的是泵站的扬程和流量的相互关系.16. "从泵到泵"运行的等温输油管道,某中间站停运后输量减少;该中间站前面各站进站压力升高,出站压力升高;该中间站后面进站压力降低,出站压力降低.17. 通常所说的"结蜡"指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡凝油胶质砂和其他机械杂质的混合物.18. 对于热油管道的设计,要固定进站温度;当热油管道运行时,要控制出站温度.19. 翻越点后会出现不满流,一般采取的措施为换用小直径管路和在终点或中途沿线设减压站节流.20. 对于埋地热油管道,管道散热的传递过程是由三部分组成的即油流与管壁之间的传热管壁与绝缘层保温层等的导热管壁与土壤的传热.21. 热油管道流量与摩阻损失的关系有三个不同的区域,其中不稳定区域是指II.二、名词解释:1. 泵的工作特性:恒定转速下,泵的扬程与排量(H-Q)的变化关系称为泵的工作特性.另外,泵的工作特性还应包括功率与排量(N-Q)特性和效率与排量（n-Q）特性.2. 泵站的工作特性:泵站的工作特性系数指泵站的排量与扬程之间的相互关系.3. 管道工作特性:是指管径、管长一定的某管道,输送性质一定的某种油品时,管道压降H随流量Q变化的关系.4. 水力坡降:管道的水力坡降就是单位长度管道的摩阻损失.与管道的长度无关,只随流量、粘度、管径和流态的不同而不同.5. 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.6. 管道纵断面图：在直角坐标系上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为管道纵截面图.7. 静水压力:指油流停止流动后,由于地形高差产生的静液柱压力;或者指管线停输后,管内液体形成的静液柱压强.8. 动水压力:油流沿管道流动过程中各点的剩余压力,在纵断面图上,是管道纵断面线与水力坡降线之间的垂直高度.9. 计算长度:对于等温输油管道,无翻越点时,指首站到终点之间的距离.有翻越点时,指首站到翻越点之间的距离.10. 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.11. 输油站的工作流程:是指油品在站内的流动过程,是由站内管道,管件,阀门所组成的,并与其他输油设备,包括泵机组,加热炉和油罐相连接的输油管道系统.12. 顺序输送:在一条管道内,按照一定顺序,连续地输送不同种类油品的输送方式.13. 起始接触面的定义及意义:在油管内两种油品刚接触的界面,垂直于管轴以平均流速流动,其意义是在起始接触面处两油品的浓度相同,即KA=KB=0.514. 混油段:是指既含有A油又含有B油的段落,即在混油段内A种油品的浓度由1变化为0,B种油品的浓度由0变化为1.15. 混油量:混油段内含有的油品的容积称为混油量.16. 混油长度:混油段所占的管段长度称为混油长度.17. 混油段两段切割:将混油段切割成两部分,收入两种纯净油品的罐内.18. 混油段三段切割:将能够掺入前两种纯净油品罐内的混油切入两种纯净油品的罐内,其余混油进入混油罐.19. 扩散速度:单位时间内,某一种油品经单位截面积扩散至另一种油品种的数量W=G/Fdt20. 结蜡:实际上是指管路内壁上沉积了某一层某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂和其它机械杂质的混合物.21. 翻越点:定义一:如果一定输量的液体通过线路上的某高点所需的压头大于将液体输送到终点所需的压头,且在所有高点中,该点所需压头最大,则称该交点为翻越点.定义二:如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富裕,且在所有高点中,该高点的富裕能量最大,则称该交点为翻越点.22. 结蜡:是指在管道内壁逐渐沉积了某一厚度的石蜡,胶质,凝油,砂和其他机械杂质的混合物.23. 冷油头:将热油输入冷管时,最先进入管道的油流在输送过程中一直和冷管壁接触,散热量大,当管道较长时,油温很快将至接近自然地温,远低于凝固点.通常把这一段称为冷油头.冷油头散失的热量主要用于加热钢管及部分沥青层.冷油头中,有相当长的一段油流温度接近或低于凝固点.油头在管内凝结,使输送时的摩阻急剧升高,以至于会超出泵和管道强度的允许范围.因此只有当管道距离短,投油时地温高,并能保证大排量输送情况下,才能采用冷管直接启动.对于长输管道,当地温接近凝固点时,也可采用冷管直接启动。
输油管道设计与管理教案(电子版)(培训版)
管道输送技术及工艺
§1输油管概况和勘察设计 §1.1 输油管概况 管道运输是原油和成品油最主要的运输方式之一。 一、输油管有两类： 属于企业内部，如油田的油气集输管道，炼厂、油库内部的输油管等。 长距离输送原油、石油产品管道。
长距离输油管是一个独立的企业，有自己完整的组织机构，单独进行经济 核算。
高流量变化型建议采用晶闸管串级、液力偶合器等调速方式；低流量变化型 及全流量间歇型泵一般采用变频调速，但应具备低速到全速相互自动切换装 置；对于全流量变化型泵，当低流量运行时间较长时，以变频调速方式较合 适，如果高流量运行时间较长，则用串级调速或低效调速装置。
（２）选用调速装置应考虑泵的容量。对于100kW以上的大型输油泵，节能 效果显著，因此，在选择调速装置时应优先考虑高效装置。而对于100kW以 下的小容量泵，则首先考虑调速装置的初投资不宜过高。
（３）注意电机的调速范围。泵电机转速调节范围不宜太大，通常最低转速 不小于额定转速的50%，一般在70%～100%之间。因为当转速低于40%～ 50%时，泵自身效率明显下降，是不经济的。
此外，从技术性和经济性两方面考虑，还应注意调速装置的可靠性、维修性、 功率因数及高次谐波对电网的干扰，通过综合分析比较，选择最优方案。
末站：输油管的终点。本质上可认为是一大型转运油库。油品从此转输给用 油单位或者改换运输方式(例如改为海运)。末站突出的任务是解决管道运输与 用油单位或两种运输方式之间的输量不平衡问题，而给油品供给能量的任务 则大大减轻。故末站也有较多的油罐及相应的计量、化验和转输设施。
国外油气管道技术发展新动态 一、国外原油管道输送技术的发展趋势 目前，世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和
输油管道设计与管理
设计输油管道的运行和维 护方案，包括运行管理、
维护保养、应急处理等
设计输油管道的安全和环 境保护方案，包括安全措
施、环境保护措施等
输油管道施工
施工方案施工准备：ຫໍສະໝຸດ 括材料、 设备、人员、场地等 准备工作
施工质量控制：包括 质量标准、质量检查、 质量整改等措施
施工流程：包括管道 铺设、焊接、防腐、 检测等环节
险发生的可能性
应急处理
建立应急处理机 制，明确应急处 理流程和责任人
建立应急物资储 备，确保应急物 资充足
定期进行应急演 练，提高应急处 理能力
加强应急信息报 送，确保信息畅 通和及时
01
02
03
04
谢谢
常运行
监控系统： 建立监控系 统，实时监 控管道运行
情况
应急预案： 制定应急预 案，应对突
发情况
风险管理
风险评估：评估各种风 险的可能性和影响程度
风险应对：制定应对措 施，确保在风险发生时
能够及时应对和处理
01
02
03
04
风险识别：识别输油管 道可能面临的各种风险
风险控制：制定相应的 风险控制措施，降低风
输油管道设计与管理
演讲人
目录
01. 输 油 管 道 设 计
02. 输 油 管 道 施 工
03. 输 油 管 道 管 理
输油管道设计
设计原则
01 安全性：确保输油管道在设 计、施工和运行过程中的安 全可靠
02 经济性：在满足安全性和可 靠性的前提下，尽量降低工 程造价和运行成本
03 可维护性：设计应考虑管道 的维护和检修方便，降低维 护成本
合适的防腐措施
输油管道设计与管理知识
第一章1、原油及成品油的运输有公路、铁路、水运和管道输送这四种方式。
2、管道运输的特点：①运输量大；②管道大部分埋设于地下，占地少，受地形地物的限制少，可以缩短运输距离；③密闭安全，能够长期连续稳定运行；④便于管理，易于实现远程集中监控；⑤能耗少，运费低；⑥适于大量、单向、定点运输石油等流体货物。
3、输油管道一般按按输送距离和经营方式分为两类：一类属于企业内部（短输管道）；另一类是长距离输油管道。
4、输油管道按所书油品的种类可分为原油管道与成品油管道两种。
原油管道是将油品生产的原油输送至炼厂、港口或铁路转运站，具有管径大、输量大、运输距离长、分输点少的特点。
成品油管道从炼厂将各种油品送至油库或转运站，具有输送品种多、批量多、分输点多的特点，多采用顺序输送。
5、长距离输油管有输油站和线路两大部分及辅助系统设施组成。
6、首站：输油管起点有起点输油站，也称首站，主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置；它的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。
末站：输油管的终点，有较多的油罐和准确的计量系统；任务：接受来油和向用油单位供油。
7、长距离输油管道上每隔一定距离设有截断阀（作用：一旦发生事故可以及时截断管道内流体，限制油品大量泄漏，防止事故扩大和便于抢修），输油管道截断阀的间距一般不超过32km。
8、长输管道的发展趋势有以下特点：①建设高压力、大口径的大型输油管道，管道建设向极低、海洋延伸；②采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材；③高度自动化；④不断采用新技术；⑤应用现代安全管理体系和安全技术，持续改进管道系统的安全；⑥重视管道建设的前期工作。
9、大型长距离输油管道建设要认真遵守以下程序：(1)根据资源条件和国民经济长期规划、地区规划、行业规划的要求，对拟建的输油管道进行可行性研究，并在可行性研究的基础上编制和审定设计任务书。
(2)根据批准的设计任务书，按初步设计(或扩大初步设计)、施工图两个阶段进行设计。
输油管道设计与管理
1.【简答】油品采用管道运输的特点：运输量大，固定资产投资小；②受外界限制少，可长期稳定连续运行，对环境的污染小；③便于管理，易于实现集中控制，劳动生产率高④运价低，耗能少。
⑤占地少，受地形限制小。
⑥管道运输适于大量、单向、定点的运输，不如铁路、公路运输灵活。
2.【简答】回答密闭输油方式的优缺点：联合工作时分为旁接油罐输油方式和密闭输油方式（1）优点：①全线密闭，中间站不存在蒸发损耗；②流程简单，固定资产投资小；③可全部利用上站剩余压头，便于实现优化运行。
（2）缺点：要求自动化水平高，要有可靠的自动保护系统。
3.【简答】热油管道启动的投产的方法和范围（1）冷管直接启动，只有当管道距离短，投油时地温高，并能保证大排量输送情况下，才能采用冷管直接启动（2）原油加稀释剂或降凝剂启动。
这种方法可以与预热共同使用，通过原油将凝降粘，缩短预热时间，提高投产的安全性。
（3）预热启动。
用水作为预热介质。
为了节约水和热量，并避免排放大量预热用水污染环境，常采用往返输送热水的方法预热管道。
预热时，出站水温不能过高，否则会引起管道过大的热应力或破坏防腐层。
4.【小题】为什么会有最优循环次数：顺序输送管道的循环次数越少，每一种油品的一次输送量越大，在管道内形成的混油段和混油损失也随之减少。
循环次数越少，就需要在管道的起、终点以及沿线的分油点和进油点建造较大容量的储罐区来平衡生产、消费和输送之间的不平衡，油罐区的建造和经营维修费用就要增加。
因而，确定最优的循环次数应从建造、运营油罐区的费用和混油的贬值损失两方面综合考虑。
实际上，由于成品油管道输送计划受市场需求的制约，所以循环次数和罐容优化是成品油管道设计阶段应进行的工作。
5.【简答】成品油输送管道的输送范围：输送性质相近的成品油，输送性质不同的成品油，成品油输送的特点是种类多、批量小6【简答】“先泵后炉”流程的缺点①进泵油温低，泵效低；②站内油温低，管内结蜡严重，站内阻力大；③加热炉承受高压，投资大，危险性大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输油管道设计与管理题目
1．某等温输油管道800km，管径φ162×6mm，输量220t/h，油品密度852kg/m3，油品计算粘度ν=4.2×10-6m2/s，全线处于水力光滑区，试计算其水力坡降及全程阻力损失。
2．某直径230mm的输油管道，全长600km，已知输量下管道水力坡降i=0.002，输量下各泵站扬程均为H C=313m油柱高，泵站内阻力损失h C=13m油柱高，首站进站压力17m油柱高，末站剩余压力10m油柱高，不计首末站的高度差，试估算所需泵站数。
3. 某φ325×7的热油管线，全长410km,质量流量84kg/s,管道架空处空气温度为4℃，所输油品比热为2100J/kg℃，输油管路总传热系数K=2.3w/㎡℃，如果加热站设计出站油温为58℃，进站油温30℃，摩擦升温忽略不计，试估算全线需加热站数（假设各热站间等距）。
4.某等温输油管道，采用无缝钢管，全长164km，输量210t/h，所输油品密度821kg/m3，计算粘度ν=4.2×10-6m2/s，经济适宜流速为1~1.2m/s，试计算管径并根据附表选取其规格。
计算输量下管道沿程摩阻损失(已知流态为水力光滑区)。
5．某离心泵，其特性方程为H=360-530Q1.75，现泵站采用三台该离心泵串联，试推导泵站的特性方程
6.某φ325×7的等温输油管，管路纵断面数据见下表。
全线设有两
首站泵站特性方程：H＝370.5-3055Q1.75
中间站泵站特性方程：H＝516.7-4250Q1.75（Q：m3/s）
首站进站压力：Ｈs1＝20米油柱，站内局部阻力忽略不计。
7．某输油管道顺序输送柴油和煤油，管长1250km，管径φ292×6mm，输量180m3/s，已知湍流扩散系数D T=0.86m2/s；如果切割浓度分别是K B1=0.15和K B2=0.78，试计算混油罐的容积？混油段的长度？起始接触面从起点开始，多长时间开始和终止切割混油段？
8．某φ325×7的热油管道全线有5座热泵站，管道允许的最高、最低输油温度分别为65℃和30℃，管道中心埋深处自然地温为2℃，所输油品比热为2100J/kg℃，平均密度为852kg/m3，平均运动粘度为14.3×10-6m2/s，热泵站间距及管路总传热系数（以钢管外径计）见下表，各站维持进站油温30℃不变运行，摩擦升温忽略
1）min
2）、用平均温度法计算输量为300t/h时第3站间的沿程摩阻损失(已知流态为水力光滑区)。
9．某输油管道顺序输送汽油和煤油，管长850km，管径φ313×6.5mm，输量240m3/s，已知湍流扩散系数D T=0.82m2/s；如果切割浓度为0.25，对称切割，试计算混油罐的容积？混油段的长度？起始接触面从起点起点开始，多长时间开始和终止切割混有段？
10．某φ325×7的热油管道，输量为300t/h，管道允许的最高、最低输油温度分别为65℃和30℃，管道中心埋深处自然地温为2℃，所输油品比热为2100J/kg℃，平均密度为852kg/m3，平均运动粘度为14.73×10-6m2/s，热泵站间距及管路总传热系数（以钢管外径计）K=2.1w/m2℃，摩擦升温忽略不计。
各站维持进站油温30℃
不变运行，
1)、估算加热站间距，并计算加热站数；2）、求该管道的允许最小输量G min；。