输油管道的水击危害和防治讨论
输油管道水击与防护
输油管道水击与防护摘要：长距离输油管道密闭输送时，输送过程中各节点的流速和压力均随着时间的变化而变化，运行操作过程中阀门突然开启、关闭及泵机组发生故障等，均会使流体的运行状态发生瞬时变化，易引起水击，导致管道内产生局部超压、液柱分离及泵汽蚀等危害。
研究输油管道瞬时水击压力变化的产生原因，分析水击压力对运行工艺设施的影响，采取措施防止或减小水击危害，对输油管道的安全运行有着重要意义。
鉴于此，本文对输油管道水击进行了分析，并提出相应防护措施，为输油管道的安全运行提供了参考。
关键词：输油管道；密闭输送；水击；水击危害；水击保护引言“密闭输送”的输油系统权限是一个统一的水力系统，前站的剩余压力可以为下站所利用。
当全线密闭的管道系统正常调节出现故障，引起输油工况变化时，会在管内产生水击压力波沿管道向上、下游传播。
如果这种压力波造成管道工作压力超过允许值（高压或低压），如出现非正常停泵、误关阀、停电、着火事故等均会引起水击现象发生。
例如：在输油过程中，如果遇到输油泵站突然停电引起泵机组停运或进出站阀门误操作关闭的工况时，事故泵站会对上游管道传递增压波，使上游管道压力上升，严重时可致管道损坏甚至爆裂[1-3]。
1水击的产生当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如快速开关阀门、停泵或突然断电，都会引起管内压力相应地发生突然变化，突然变化的压力成为水击压力。
由于液体及管壁的弹性作用，水击压力以压力波的形式在管内迅速传播，当压力波的波面通过管路时，造成管路的振动并产生一种声音，犹如冲击钻工作时产生的声音或用锤子敲击管路时发出的噪音，称之为水击，亦称为水锤。
水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程，实际上是一种能量转换。
2水击特点（1）水击波反射的间隔时间比较长。
长输管道的泵站间距一般都在几十、上百公里，以水击波传播速度为1000m/s估算，某站发生的水击波要经过约几十、上百秒才能传到相邻的泵站，然后再发生反射，所以反射的间隔时间比较长。
原油码头管道输送水击相关问题的研究
原油码头管道输送水击相关问题的研究摘要：原油码头管道输送经常会遇到水击问题，这与其送船方式有关，当内部原油液体的不稳定性较严重时，水击会给原油管道带来破坏作用。
本文通过分析原油码头管道输送水击问题的产生原因，进一步分析了相关水击问题的处理措施。
关键词：水击问题；原油管道；管路布置引言：原油管道发生水击作用时，其相关水锤会给管道内部带来负压，在几十倍高压状态时，管道一系列构件可能会损坏，整个系统也会处于运行不安全状态，造成严重的不利影响。
1.原油码头管道输送水击问题的危害性原油码头管道在输送油品时，其经常会由于各种原因导致管内流速剧变，从而引发水击现象，这种不稳定状态会导致管道运行出现下述几点危害。
第一，容易引发管道充装问题，在油品稳定流动时会因为摩擦阻力损失存在一定的压力坡降，而管道水力发生瞬变后，增压波前锋经过会增加管道内压力，而实际容积保持不变就会造成充装情况，超高压引起的管道充装损害尤为严重。
第二，可能出现液柱分离问题，通过水击作用会产生超低压波，而这种压波会导致液体中溶解的气体被进一步释放，超低压降低到液相保护蒸气压值时，这些气体就会从管道内溢出，变成气穴形式，管道也会在压力骤降下变瘪，甚至压迫管内壁。
第三，极易引起振动噪音问题，在水击较为严重时就会直接引发管道振动，原油流体所产生的压力波和管道本身固有频率较为接近时，或是压力波存在周期撞击管道情况，则会导致管道出现严重振动损失，有时也可能出现噪音[1]。
2.原油码头管道输送水击问题的产生原因输送原油的码头管道水击问题产生原因有许多类型，比如说泵的动力故障、阀门不规范动作、管道堵塞或泄漏事故、含气管道填以及负压波造成的空泡溃灭等等。
在卸船作业时，往往是由船方开启泵装置，再通过码头的工艺阀门和输油管道输送到原油罐区域，在该作业模式下，许多高点管线都存在局部空线情况，进而引发水击问题。
实际原油码头管道输送水击问题产生的原因可总结为几点：一是码头方需要在开始卸船作业时将卸油流程导通处理，避免装卸口位置管道出现堵塞情况，但这会使整条管线都处于全满状态，管线高点处受到重力影响出现空线问题，进而引发水击；二是再更换油种时需要先将船泵暂停，再将库区收油罐流程切换，此过程也可能引发管线空线现象，给水击问题产生提供机会；三是原油收尾过程中，船泵本身排量不算大，甚至出现一小时内几立方米排放情况，从而造成码头原油管道的空线情况，成为水击问题出现的原因。
油库管道中水击产生的原理及预防措施
2018年05月油库管道中水击产生的原理及预防措施王勇（重庆盛基新源建筑工程设计有限公司，重庆400000）摘要：水击现象是在油库发油系统中可能出现的一个问题，水击会导致压力的增大，使管道正常工作的压强成倍上升，压强的大幅度波动会带来严重的破坏性，比如损坏计量仪表、破坏阀门、管道爆裂等，对管道的输送效率和设备的安全运行造成极大的影响。
水击现象的原因多样，操作方法不当、设计缺陷等，都会出现水击。
本文对油库管道中水击现象的原理进行探析，并提出相应的预防措施。
关键词：油库管道；水击；预防由于外界的某种因素，比如泵机组突然停车等，导致管道中液体的流速迅速变化，引起液体内部的压强交替升降，急速升高或者降低，这种压强作用在阀门、管壁或者其他元件中，如同锤击，因此称为水击或者水锤。
油品压强由于水击的作用，出现急剧升降的交替变化，压强可以降到油品饱和蒸气压以下，也可以升高到设计压强的几十倍或者上百倍，造成严重的破坏，因此需要确定可能出现的最大压强和最小压强，采取适当的措施防止水击。
1油库管道中水击产生的原理管道和油品都是弹性体，并不是刚体，水击压强达到一定的程度，会导致油品和管道的形变，一方面是管道管壁的膨胀，一方面是油品的压缩。
管道中的油品流速并不是同时发生变化的，而是具有传递性，形成水击波或者弹性波，进而实现传递。
水击发生的重要条件，就是管道油品流速的突然变化。
产生水击现象的内部因素主要是由于油品存在的压缩性和惯性。
2水击的危害输油管路中的水击现象导致管路压强出现急剧的升降，这种变化幅度通常很大，会严重损害管路和相关的连接设备，导致设备运行的不安全。
水击现象产生多种危害，第一，在管路输油作业中出现噪音[1]。
油库管道中发生水击现象，内部的油品压强会迅速大幅度升高，同时迅速产生更大的冲击力，冲击过滤器、单向阀、阀门阀板等设备。
油品压强也会出现迅速的大幅降低。
压力波不断进行升高和降低的交替，也会使部分设备元件承受的压力迅速不断转换，从而导致相互撞击和剧烈的震动，引发噪音。
研究输油管网水击危害及其防治
专论与综述清洗世界Cleaning World第36卷第12期2020年12月文章编号：1671-8909 (2020 ) 12-0115-002研究输油管网水击危害及其防治周力(国家管网集团东部原油储运有限公司生产运行部，江苏徐州221000)摘要：本文重点针对输油管网水击危害问题进行了全面分析和研究，对输油管网水击危害形成的过程以及危害特点进行了阐述，有效结合我国某地区一处输油管网水击危害案例进行深入探索，提出了针对性的水击危害防治工作策略，全面提高输油管网的工作安全性和稳定性，有效防止输油管道产生泄漏以及破坏性等问题。
关键词：输油管道；水击危害；防治中图分类号：TE88 文献标识码：A〇引言在输油管网的正常工作过程中，由于外部环境因素 的影响或者系统内部问题的干扰，比如管道阀门开启故 障、水泵机组突然出现故障、截断阀阀位变化、单向阀 变换工位、ESD按钮触发以及管道当中存在气室等相关问题，会造成管网内部的水体流速突然产生变化，进 而会造成管道内部的水流压力瞬时间大幅度上涨或者瞬 时下降等状况，对输油管网所产生的影响非常明显，也 称之为水击危害。
输油管网系统的工作过程中，水击问 题是其中一种比较常见的有压管道危害性问题，如果水 击危害问题没有得到解决，会直接影响到输油管网的正 常工作和使用。
当管道内部产生水击危害问题时，所引 起的瞬时压强相对较大，可以达到管道正常工作压强到 几十倍甚至数百倍以上。
1工程案例分析有效结合我国某地区一处输油管道线路展开全面分 析和研究，该输油管道通过两条平行管线所构成总长度 950 km,输油管道沿线各站均包含两个工作泵房。
在曰 常工作过程中，通过密闭输油的方法完成输油工作作业,输油工作效率相对较高。
通过使用密闭输油工艺方法会 存在水击危害问题的影响，由于相关工作单位针对水击 危害问题的认知程度有所不足，通过一系列改进处理工 作之后，密封输油管线仍然发生比较严重的水击危害事 故，造成了局部管网产生严重泄漏问题，不但对管网的 正常运行产生影响，同时所产生的泄漏问题对周围的土 壤环境造成了非常严重的污染问题。
原油管道水击分析与防护
原油管道水击分析与防护作者：杨斌来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第11期摘要：本文分析了造成原油管道水击的原因，某原油管道输送工程进行了分析并描述了水击造成的破坏，重点进行了原油管道水击防护应采取的措施，希望能够有效保障原油管道的持续稳定运行做出积极贡献。
关键词：原油管道;水击;分析与防护1 工程概述某原油管道工程全线长188km，共有四个加油站，目前均在扩建，为方便管理，命名为PS1（第一个站点）、PS2（中间站点1）、PS3（中间站点2）和PS4（最后一个站点）。
输油管道泵站各单元的并联泵，泵出离心泵。
2 水击分析2.1 水击的定义當原油管道中每个点在液体流速和压力的横截面上保持恒定的油流不随时间变化时，称为稳定流，否则称为非稳定流。
在实际的原油管道运行过程中，流量和低压点不会随时间变化，如果该变化通常很小，则可以认为是基本稳定的状态。
如果油的静止状态被破坏，就会产生压力，流量和压力会发生很大变化，这称为水击。
2.2 水击的主要原因2.2.1 计划调整管道吞吐量线路传输能力为380m3/h，并逐渐增加至500m3/h，如果突然失去提升泵移位的量，突然增加电力线，将开始增加主泵的输出PS1波，并交付PS2，机油进入PS2主泵，并且PS2主泵出口的增压轴被增压并引导至下游。
类似地，当需要减少管道输出时，从PS1主泵的出口会产生减压波，并向下游传输。
如果更改固定阀的阀开度，则管路中会有压力波动。
截止阀减小PS4的开度，成为阀和下游通道产生的压力波，阀产生的压力波以及上游传动装置。
启动和停止中间加油站时会产生水击。
泵与泵单元并联连接，双待机配置为，当两个泵合而为一时，备用泵打开和关闭时会发生泵故障，在切换泵单元时产生压力波动。
2.2.2 管道的操作程序第一个和最后一个站的油箱被翻转，并且在运输过程中产生水热。
终点站PS1和PS4的第一行带有更多的油，因此油箱在快速输油的PS1油处，可倒入另一油中，可能会发生水击现象。
输油管道的水击分析及保护
输油管道的水击分析及保护摘要:为了消除发油时管道内的水击现象，本文主要分析原输油管道的水击现象产生原因，产生的基本原理和危害。
对水击分析现象下，结合其水击的特点，通过公式的理论验证，提出相应的水击预防保护措施，以加强输油管道的运用。
关键词:输油管道；水击分析；危害；防护作用；随着各行各业的兴起对液油的需求量增加，因此输油管道系统的应用要求也越来越高，长距离输油管道就显得更加便利了，其主要还是因为输油管道相对于其他输送方式铁路、公路的输油方式相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点优势，所以输油管道俨然成为石油的主要输送工具之一，未来依旧具有相当大的发展潜力。
目前输油管道主要面临的是管道保护和使用安全上的问题较为重要，本文着重陈述输油管道在长距离输送的管道中液油流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象，管道系统中闸门急剧启闭，使得液体发生流速发生巨大的变化，所产生的水击问题。
从中分析水击产生的危害和采用预防措施，以防止不良事件的发生。
输油管道发展状况管道输送的发展与我国当前的工业的发展有着密不可分的关系，输油管道最早的原油管道是克拉玛依—独山子原油管道，在上个世纪50年代末建成投入使用，是我们工业发展进步的标准。
其次我国在输油管道中也有较大的突破，包括距离上，干线长1858公里，管径813毫米，该管道起于乌鲁木齐王家沟首站，止于兰州末站。
还有其管径上也有重大突破，在日照-仪征原油管道的管径可达到914毫米，设计压力8.5MPa。
从中可以充分说明了输油管道在未来发展的潜力越来越大。
输油管道水击分析水击产生的原因输油管道中的水击，是指液体流速改变引起的压力瞬变，这一变化过程实际是能量之间的转换。
无论哪种原因而引起流速的变化，增压或是减压都将会产生水击，在流速的突然下降所产生的水击对输油管道具有特别大的危险。
这种压强的变换交替，会出现极大的升降值，如果处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，受到压强过大的影响而导致管道严重变形甚至爆裂。
浅谈输油管道中水击现象产生的原因及预防措施
免 措 施 等 方 面进 行 了探 讨 。
关 键 词 ： 油 系统 ； 发 管路 ； 击 水
在 压 力 管 路 中 ， 由 于 某 些 外 界 原 弹 性 体 ， 因 此 在 很 大 的 水 击 压 强 的 作 压 强 大 幅 度 急 剧 变 化 会 对 管 路 及 其 连 因 （ 门 突 然 关 闭 、 泵 机 组 突 然 停 车 用 下 产 生 两 种 形 变 ， 即 油 品 的 压 缩 及 接设 备造 成 严重 的损害 ，极 大地 影 响 阀
从 在 输 油 管 路 上 ， 水 击 引 起 的 管 路 烈 的 震 动 和 互 相 撞 击 ， 而 产 生 噪 音 。
滞 后 。２ １ ０ ０年 ， 市 社 会 物 流 总 额 达 到 为 服 务 性 行 业 ，客 户 的 满 意 度 至 关 重 全 ６ １ ．５亿 元 ， 流 需 求 系 数 达 到 １ ８ ４ ８１ 物 ． ， ９
参 考 文 献
１ 刘 亚 茹 ． 安 物 流 的 现 状 与 对 策 、 西
要 ，如何 让 铁 路运 输 与 客 户之 间 的联
Ｊ， ２ １． 即 每 亿 元 生 产 总 值 带 动 的 物 流 需 求 是 系 变 得 更 加 紧 密 ，也 是 铁 路 运 输 在 未 研 究 【 】 物 流 工 程 与 管理 ，０ ０８ 现 １９ ．８亿 元 。 安 市 ２０ ～ ００年 物 流 需 来 发 展 中 需 要 解 决 的 问题 。再 者 ， 代 西 ０８ ２ １
ＤＩＣ ＳＯＮ ＡＮ Ｅ Ｅ Ｃ Ｓ ＵＳ Ｉ Ｄ Ｒ Ｓ ＡＲ Ｈ 探 讨 与研 究
浅谈原油长输管道水击危害及保护措施
浅谈原油长输管道水击危害及保护措施尚义中国石油北京油气调控中心北京100007摘要：在原油长输管道密闭输送工况下会产生水击现象，本文主要是分析了水击产生的原因及特点，对水击渡传输速度进行公式推导，然后分析了水击给输油管道到来的影响和危害，探讨消除水击不利影响可采取的措施和装置，以此保证输油的安全、高效。
关键词：长输管道水击密闭在原油长输管道中，如果油从上站没有经过任何旁接油罐而直接输入下站入口则为密密闭输送。
整条线路中只有首站存在和大气相连通的点，而在线路其他位置都不存在。
站间的串联系统是通过管路和输油泵组合而成，首站储罐原油在主泵与给油泵的作用下进入管线，随着压能的推动而输入到下～个中间站泵机组入口，在中间泵站的压头和此剩余压头的作用下，原油进人下一个泵站。
通过这样的循环使统一的液流贯穿全线，这就形成了工况联合体。
1、水击产生的原因和特点分析在管道中，动能会因流速的突然变化而发生改变，出现朝弹性势能转变的情况，从而导致液体的压力的变化，此变化量被称为水击压力1．1水击波的产生对于密闭输送的长距离管道，如果停运C站泵，但是其上游部分泵机组任然正常运行，这就会出现“憋压”情况。
这是因为c站泵的关闭组织了流体的流动，使动能朝压能转变，而液体的压缩就导致了管壁的膨胀，在流体受阻方向贝lJ出现增压波，流体受到的增压作用，水击压力大小为△Pl，会传递到上游。
而在C站下游部分，相反的，流体受到减压作用，大小为水击压力△P2，该低压波会传递到下游。
此类情况也会出现在B阀和D阀突然关闭时。
≮一锺-．j厂：=弋L^3。
9厂r、C液体流动方向鬻1．2水击波产生原因分析：①压力波会因为启停输操作而产生。
②开、关站间截断阀。
③在特殊情况下出现的调节阀调节失常和甩泵，如泵机组出现故障或失电等。
1．3水击波传输的速度公式水击波的危害和影响分析2．1低压波会导致气体溢出。
产生液住分离上游边界压力会因为泵机组的停运以及关闭阀门而出现降低，导致了减压波的生成，随着其往下游的传递，影响到了液体流动，降低其速度，对于未受到减压波影响的液体则还是保持之前的稳定状态运行，该稳态流动液体接触到减压波波峰时，就出析出液体内溶解的气体而出现气泡。
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输油管道的水击危害和防治讨论
【摘要】输油管道中存在水击现象，会造成比较严重的影响。
本文主要是从水击发生的原因出发，分析影响水击作用的因素、水击的危害，讨论水击的防治方法。
【关键词】直接水击间接水击防治
在原油输送管道中，液体断面上的各个点理论上会维持一定，不会因时间变化，称作为稳定流，但是在实际的运输过程中不太可能出现这种情况，各点的流速和压强都会随着时间变化发生改变，一般情况下这样的改变不明显，可以近似的认为是稳定流。
如果因为一些原因，如开关阀门过快、流程切换、下游站出现突然停泵、油品变化等情况引起管道内部压力的突然变化使得稳定状态破坏，流速和压强都出现剧烈变化发生水击现象。
1 水击分类及公式计算
由阀门关闭时产生的增压波会经过上游的反射形成的减压波返
回阀门处，这段距离为l，传播速度为c，需要的时间为t=2l/ c，即为水击的相或者相长。
1.1 直接水击
如果阀门的开启时间tt，新生的弹性波会与上游反射回来的减压波发生作用，消弱水击的增压作用，在阀门处的水击压力小于直接水击的增压值，称为间接水击。
△p/γ=2v0l/gt0 （式2）
γ—比重，l—管道长度
由以上（1）（2）两个公式可以得出，水击压力会随着γ的增加、流速v0的增加和水击波的速度c增加而产生更大的水击压力△p。
2 水击的危害
在输油管路上产生的水击会对管路和其连接设备带来损伤，严重的影响了输油工作的安全运行，主要的危害是分为以下几个方面：
2.1 输油作业产生噪音
发生水击现象时，管理内的压力会急剧增大，也加大了对阀门、过滤器等设备的冲击力，由于压力波的正负交替，设备的元件受到
的压力会出现变换，容易出现震动和相互撞击而导致噪声的产生。
2.2 造成管路的破裂
在水击带来的高压作用下，管壁受到的压力会出现瞬时的升高和降低，疲劳程度会加重，而在反复冲击力的作用下，管壁自身的薄弱点会因为这样的作用而出现疲劳损伤，长时间的运行后就会造成变形和拉裂，造成油品的泄漏。
薄弱环节一般会出现在焊接处、管壁拐弯和有腐蚀的部位。
2.3 出现气蚀现象
水击波在管路内部是呈现交替变化的，如果出现的负压力小于管路内部油品的饱和蒸汽压，就会产生大量的油蒸汽。
这类蒸汽有着一定的腐蚀性，会对设备和管壁造成腐蚀，在内部出现气泡，还会减少管路的实际流量面积而降低了管路的输送效率。
2.4 影响管路附件的正常运行
在输油管道建设中，越来越多的高精度设备投入使用，这样的设备对水路特性有着较高的要求，需要再平稳的压力下才能正常运行，如果出现水击，其压力冲击就会影响了设备的性能，对管路的
自动化和信息化发展产生了较大影响。
3 水击的防治
针对以上几种危害，对水击现象的预防可以从以下几个方面来实现
3.1 合理布置管路
在输油管路中，大角度的向上、下凸起都会加大水击产生的危害，管路中的凸起部位较容易发生气蚀而影响了油品的连续流动，下凸部位会引起应力集中而带来危害。
在设计管路的过程中就需要尽量避免此类问题，管路的上升和下降都是均匀布置，保证油品的连续流动，不出现应力集中的情况。
3.2 增设高位罐或中继罐
在有条件建设油罐的位置增加高位罐或中继罐，缩短输油管道的长度和减小相对位差来消弱水击压力的效应。
在实际的建设中需要考虑地形环境是否适合增加高位罐或中继罐，投入的成本是否合适，能不能有足够的投资回报率，同时还需要考虑增加高位罐或中继罐后多输转一次的呼吸损耗。
是否增加要综合考虑运行费用、油
品损耗和油蒸汽带来的潜在危险，在经济性和安全性同时考虑的情况作出决定。
3.3 延缓阀门的调节时间、增加调压阀、止回阀
截止阀在全开度15%时，管内的流体速度几乎可以维持不变，在关闭时使剩下的15%缓慢关闭来减少压力值的变化，对于配备自动切断阀的高速输油管路，可以选用缓闭式电动阀来减缓水击的发生。
增加调压阀能在管路内压力发生变化时进行调节，调压阀会随着油品压力增大而升高，降低而减小，实现对瞬时压力变化的减弱，也降低了水击的强度。
通过安装在容易发生水击的位置，减小水击产生的压力变化来实现对其强度和速度的消减。
输送过程中阀门突然关闭或者输油泵停止工作就会造成水击，如果产生的冲击超过了阀门能承受的设计压力或油品倒流进入泵，就会对泵体和阀的部件造成很严重的损伤，增加止回阀就是为了割断水击在管道内的冲击作用，减少对泵、阀的冲击损伤。
3.4 增设大管径集油管、软管
在输油流程中，如果储油罐与发油场之间的相对位差较小，输油距离较短，因关闭阀门带来的冲击影响不是很严重，可以在发油分支管与主输油管之间增设一段大管径集油管来缓冲水击作用。
增加
软管主要是为了改变管道的刚性，出现水击后能有适当的能量释放。
这种作用类似于加油站的加油枪软管，尽管开关时间很短，软管的缓冲使得水击作用很小。
3.5 合理操作
由于水击的危害程度和阀门关闭的长短有直接关系，阀门关闭越快造成的水击伤害越大，关闭越慢其水击作用越小。
在手动操作阀门的过程中就需要注意开闭阀门的速度和操作，在阀门开度较小时要慢开慢闭，如果出现水击现象就调整阀门的开度来改变震荡周期来缓解水击作用。
输油管道系统无法避免发生水击作用，因为水击作用的危害性，需要在设计、施工的各个环节考虑水击作用，减少其影响。
操作的过程中严格按照操作流程，对阀门开关和输油泵的启动、停止进行有效操控，将水击的危害降低到最小。
参考文献
[1] 周晓娜，杜旭峰，姚店.甘泉输油联络管道水击危害研究[j].机械管理开发，2012，5
[2] 张林成，马伯涛.中洛输油管道的水击与超前保护[j].科技与生活，2010，3。