1、输油管道设计与管理综合复习资料一. 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
2、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
3、原因分为 计划停输 、 事故停输 。13. 热油管道的总能耗费用包括 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K At3 KAt2。16. 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 、
4、 泵在高效区工作 、泵的台数符合规范要求 。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 3 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 5）。24长输管道输量调节的主要方法有改变
5、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 。3
6、0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
7、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. 请回答下列问题1. 简述离心泵的启动过程。答：灌泵、盘泵、关闭泵出口、启泵、缓慢开启出口阀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？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，使总的能耗费用最低。3. 维
8、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： 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 V H （与等温管相似） 、 Q TR Tm m H ；总的趋势是 QH，即 H=f（Q）是单调上升的曲线。4. 简述顺序输送管道的特点。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。(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)
9、 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简述热油管道节能降耗的主要措施。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
10、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耗费用，提高管输效率。(5) 减少管输过程中原油泄漏。6简述顺序输送中减少混油的措施 ?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 7 页 共 10 页(2)运行中避免不满流，采用合理的输送顺序，终点及时切换，油品交替时避免停输等；(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： (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
11、道为什么一般均采用顺序输送工艺？答： 成品油输送的特点是种类多、批量( Batch )小。若每一种油品 都建一条管线，必然是要建多条小口径的管线。若顺序输送这些油品，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. 等温输油管道分析题1、某等温输油管，全线地形平坦。全线共设 8 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Q。如果管线输量降为 2 Q：3( 1)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) ？(2)给出最佳的调节方案，并说明理由。答：
12、 (1)设输量为 Q 和 2/3Q 时全线摩阻损失分别为 h1 和 h2，流态(2Q/3)1.75 0.25为水力光滑区，故 m=0.25，根据列宾宗公式有h2h14.75d1.75 0.25Q1.75 0.254.75d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。所以最佳的调节方案是： 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、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
13、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，管线布置如下图所示。不分油时，各站两台泵运行，输量为 48m3/h。分油时，分油量 24m3/h，输往末站 24m3/h。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 区)。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)1.75 0.25 Lh2h10.2974.75 L d(48 / 3600)1.75 0.25 L4.75 L d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
14、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 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。所以最佳的调节方案是： 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、某等温输油管道，四个泵站等间距布置，各站高差为 0，采用 “从泵 到泵”方式工作，若第二站因故障停运，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 势；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 好？为什么？答：1）第二
15、站停运后，由于全线能量供应减少，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. 热油管道计算题1、一条 529的7埋地热油管道， 输量为 950t/h，加热站间距为 50km，1#2#3维持进站油温 TZ30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 65和 35。正常运行时，总传热系数 K=2.1w/m 2（按钢管外第 11 页 共 10 页径计算），管道中心埋深处的自然地温为 7，原油比热为 2100J/kg，平 均密度为 870kg/
16、m3，油品粘温关系为14 10 6e 0.038（T 65） （m2/s），摩擦升温忽略不计。（1）试计算该管线的允许最小输量 Gmin；2）用平均温度法计算正常运行时该站间的摩阻损失（已知流态为水力光滑区） ?解：（1）GminK DLRTRmax T0ClnTZ min T02.1 0.529 50 10002100ln65 730 789.83kg/s第9 页共10 页2）管道输量：950 10003600263.88kg/s3Q=G/=263.88/870=0.3033m3/s出站油温为：TR T0 TZ T0 exp KGCD LR2.1 0.529 7 35 7 exp 50 10
17、00 45.4263.88 2100平均温度为：11Tpj 3 TR 2TZ3 49.8 2 30 38.473 3 平均粘度为：pj14 10 60.038(Tp j 65) e14 10 6e0.038(38.46 65)38.38 10 6m2/s流态为水力光滑区， m=0.25，0.0246摩阻损失为：hRQd25mmm LR0.02460.30331.750.53185.43.785 10 6 0.25 50 1000=280.6 米油柱2、一条 508 7的埋地热油管线，加热站间距为 65km，管线年输量为 700 万吨（每年按 350 天计算），维持进站油温 Tz=35不变运行，
18、油品平均密 度 850kg/m3，油品粘温关系为 5.3 1-60e-0.036（T-65） m2/s，原油比热 C 2200J/kg，地温 T0 5，正常运行时总传热系数 K=2.0W/m2（以防腐层外径计 ），防腐层厚 7mm，管线为水力光滑区1）、计算加热站间的出站温度；2）、用平均温度法计算加热站间的沿程摩阻损失解：1）700 104 103G350 24 3600231.48kg/sKDaGC2 0.522231.48 22006.4404 10 6 (1/m)第 15 页 共 10 页TR T0 (TZ T0)eaL 5 (35 5)e6.4404 10 6 65000 50.602)Q G 23815.048 0.2723(m3/s)121 231TR 32TZ 13 50.60 32 35 40.20Pj 5.3 10 6 exp 0.036 (40.20 65) 12.943 10 6 (m2/s)因为流态为水力光滑区，所以hR 0.02461.75 0.25Q1.75 0.254.75L20.02461.750.27231.7512.943 10 60.4944.7565000 280.59m
