输油管道设计与管理第六课2

第五节

等温输油管道运行工况分析与调节

一、工况变化原因及运行工况分析方法“从泵到泵”运行的等温输油管道，有许多因素可以引起运行工况的变化，可将其分为正常工况变化和事故工况变化。 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。

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。不论是正常工况变化还是事故工况变化，都会引起运行参数的变化。这些参数主要包括输量，各站的进出站压力及泵效等。严重时，会使某些参数超出允许范围。为了维持输送，必须对各站进行调节。为了对各站进行正确无误的调节，事先必须知道工况变化时各种参数的变化趋势。因此，掌握输油管运行工况的分析方法，对于管理好一条输油管道是十分重要的。2

等温输油管道运行工况分析与调节

3、运行工况的分析方法突然发生工况变化时(如某中间站停运或有计化地调整输量而启、停泵),在较短时间内全线运行参数剧烈变化，属于不稳定流动。我们这里不讨论不稳定流动工况，只讨论变化前后的稳定工况。为此，我们假设在各种工况变化的情况下，经过一段时间后，全线将转入新的稳定工况。运行分析的出发点是能量供求平衡。分析方法有图解法和解析法，这里重点讲解析法。下面主要讨论从泵到泵运行方式的工况变化，对于旁接油罐方式，由于各个站间自成水力系统，比较简单，大家可以自己分析。3

二、油品粘度变化时的工况变化 1、进出站压力的校核⑴一年中最高和最低油温时的进出站压力油温高时，油流的粘度小，水力坡降线及管道特性曲线都较平缓；反之，粘度大，水力坡降线和管道特性曲线都较陡。故进出站压力会随季节而变化⑵几种油品顺序输送时，输送粘度最大的油品和粘度最小的油品时进出站压力的变化情况4

等温输油管道的工艺计算

用解析法求某站进站压力随油品粘度的变化关系1 2 Lc-1,△Zc,1 Lc,△Zc+1,1设某条输油管道有 n座泵站，站特性相同，均为 c Zc c+1 Zc+1 n

H c= A BQ 2 m由首站至 c+1站入口列能量平衡方程：5

等温输油管道的工艺计算ΔHs1+ c( A BQ2 m )= fLcQ2 m+ΔZc+1,1+ΔHs,c+1+ chc

由全线能量平衡方程得：Q 2 m=Δ H s 1+ nA Δ Z Δ H sZ nhc nB+ fL

式中:

L、△Z分别为计算长度和计算高差△Hsz为翻越点或终点所要求的剩

余压头B+ f

将 Q2-m代入上式得

Lc c c H nA Z H nhΔHs,c+1= (ΔHs1+ cA ΔZc+1,1 ch Δ+ Δ Δ ) ( ) c s1 sZ c n B+ f L n6

等温输油管道的工艺计算式中：

Lc:首站到 c+1站间 c个站间的平均站间距 cL: nf:

首站到终点或(翻越点)的平均站间距单位流量的水力坡降， f=βνm

/ D 5 m

讨论：由上式可知，油品粘度变化只引起 f的变化，故由于Lc c的变化。的变化取决于分式 L B+ f n B+ f

粘度变化而引起的第c+1站的进站压力

ΔH s, c+ 1

等温输油管道的工艺计算

Lc L 1、若 c= n,油品粘度变化不影响第 c+1站的进站压力Lc L> 2、若 c n

,ν↑, f↑,分式值

↑ΔHs, c+ 1↓

ν↓, f↓,分式值↓,ΔHs, c+ 1↑3、若 Lc< L c n

,ν↑, f↑,

分式值↓ΔH s, c+ 1↑

ν↑, f↑,分式值↑,ΔHs, c+ 1↓8

等温输油管道的工艺计算 i1

i2

a/ a

a//

b/

// b b

等温输油管道的工艺计算在布置泵站时，应考虑粘度变化对可能布置区的影响。例Lc L>如对于的情况，考虑冬夏季两种极端情况，冬季ν c n

大, i线陡，ν↑ΔHs,c+1↓水力坡降线如图中 i1所示，泵站的可能布置区为 a’b’;夏季ν↓ΔHs,c+1↑,水力坡降如图中 i2所示，可能布置区为 a”b”,综合两种极端情况，泵站的可能布置区应为[ a’, b’]与[ a”, b”]的交集 a”b’,显然 a”b’小于按年平均地温布站时的可能布置区 ab。由此可见，考虑粘度变化对进站压力的影响后，泵站的可能布置区缩小了。10

三、某中间泵站停运时的工况变化设有一条密闭输送的长输管道，长度为L,有 n座泵站，正常工况下输量为 Q,各站的站特性相同， Hc=A-BQ2-m,假设中间第 c站停运。 n 1 c-1 c c+1Lc-2,△Zc-1 Lc-1,△Zc Lc,△Zc+1 L,△ Z11

等温输油管道运行工况分析与调节

1、输量变化 c站停运前输量： Q= 2 m c站停运后输量变为：Q = 2 m

nA+ΔH s1 ΔZ nhc ΔH sz nB+ fL

(n 1) A+ΔH s1 ΔZ (n 1)hc ΔH sZ (n 1)B+ fL

由于 c站停运，全线泵站所提供的总能量减小，所以输量减下，即：

Q < Q12

2、c站前面各站进出站压力的变化列首站入口到 c-1站进口的能量平衡方程： c站停运前：2 mΔH s 1+ ( c 2)( A BQ 2 m )= fL Q+ΔZc 1+ΔHsc 1+ (c 2)hc c 2

* 2 m 2 m] ( Q Q )两式相减得：ΔHsc 1 ΔHsc 1=[(c 2)B+ fL c 2 *

c站停运后： 2 m *ΔH s1+ (c 2)( A BQ*2 m )= fL Q+Δ Z+Δ H c 2 * c 1 sc 1+ (c 2)h c由上式可知：ΔHsc 1 ΔHsc 1> 0*

即

ΔH

* sc 1

>ΔH sc 113

结论：① c站停运后，前面一站(c-1站)的进站压力上升。停运站愈靠近

末站( c越大),其前面一站的进站压力变化愈大。②利用同样的方法，我们可以得出结论：c站停运后，其前面各站的进站压力均上升。距停运站越远，变化幅度越小。③出站压力的变化* * *ΔHdc=Δ H+ H sc 1 c 1

* * * Q ↓,ΔHsc↑, H↑,∴ H 1 c dc 1↑

即停运站前各站的出站压力均升高，距停运站越远，变化幅度越小。14

3、c站后面各站进出站压力的变化列 c+1站入口到末站入口的能量平衡方程： c站停运前：2 m+ ( Z z Z c+1 )+ΔH sz+ ( n c )hcΔ H sc+ 1+ ( n c )( A BQ 2 m )= f ( L Lc )Q

c站停运后：* 2 m 2 m= f ( L L ) Q+ ( Z z Z c+1 )+ΔH sz+ ( n c )hcΔ H sc+ ( n c )( A BQ ) c *+1 *

两式相减得：

* 2 m 2 m[]ΔHsc+1 ΔHsc= ( n c ) B+ f ( L L ) ( Q Q )>0+1 c *

分析：*Δ H①由上式知： sc+1<ΔHsc+1,即 c站后面一站的进站压力下

降，且停运站愈靠近首站(c越小),其后面一站的进站压 *Δ H力变化愈大。 sc+ 1② c站停运后，c站后面各站的进站压力均下降，且距停运站愈远，其变化幅度愈小。③出站压力的变化* 2 m * Hdc= f ( L L ) Q+ ( Z Z )+Δ H *+1 c+1 c c+2 c+1 sc+2

* * Q ↓,ΔH sc↓,∴ H+2 dc+ 1↓

即停运站后面一站的出站压力下降。同理可得出停运站后各站的出站压力均下降，且变化趋势与进站压力相同。16