输油管道设计与管理
《输油管道设计与管理》
输油管道设计与管理》
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、石油运输包扌舌水运、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讲行。
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和粘度卩一定与旦乙的关系。
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,管道流量与泵站讲、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。
输油管道设计与管理3——【输油管道设计与管理】
㈠ α2’ 与预热时间的关系
计算α2’ 与预热时间的关系有两种方法：恒热流法和恒壁温法。
1、恒热流法 这种方法把埋地热油管道的启动过程看作是埋在半无限大 均匀介质中连续作用的线热源的不稳定导热过程。即认为 土壤是各向同性的，管道传向各个方向的热流强度相等， 且不随时间变化。经过理论推导可得到α2’的计算公式：
热水预热启动虽然安全可靠，但要耗用大量的水、燃料和动力，且排出 的热水温度高，且往往含油，易造成环境污染(包括热污染和油污染)。 如73年铁秦线投产(φ720，454.3km)，预热28天，用水47万方，74年庆 铁复线( φ720，523km)，预热18天，用水40万方，75年秦京线(φ 529， 342km)，预热14天，用水13.8万方。
18
㈡ 由土壤蓄热量估算预热时间
这是从我国长输管道投产实践中总结出来的一种近似计算 方法。根据我国多次长输热油管道的投产实践证明是可行 的。这种方法认为当预热过程的实际蓄热量与稳定工况下 的蓄热量之比达到某一百分数时即可投油，然后再根据预 热过程的实际热负荷计算所需的预热时间。 计算步骤如下（常按一个加热站间考虑）： ⑴确定预热要达到的蓄热量百分比
8
热油管道的启动投产
例如湛茂线，1980年10月1日投产，启动前管内存有原油(凝 固点-17℃)，投产时气温30℃，管道埋深处地温29℃，采用 直接启动方法，将凝点为33℃的大庆原油加热到40℃后直接 输入冷管道。只开首站输油泵，最高出站压力为3.6MPa， 末站油温在投油15天内为29～30℃。该管线之所以能采用冷 管直接启动，是因为地温较高，接近凝固点，在流动条件下 原油根本不会凝结。 2、加稀释剂或降粘剂启动
输油管道设计与管理
Re>Re2=
665765l g
λ ＝f(Re,ε)
λ =64/Re
1 2lgRe
2.51
当Re105时
0.3164 Re0.25
11.8lg6R.8e7.41.11
1.7412lg
3、流量压降综合计算公式—列宾宗公式
即得到列宾宗公式： 不同流态下的A、m、β值
hL
vmQ2m D5m
L
流态 层流
③ 沿程油温不同，油流粘度不同，沿程水力坡降不是常数。一个加热站间，距加热站越远，油温越 低，粘度越大 ，水力坡降越大。
③ 节流调节 节流是人为地造成油流的压能损失，降低节流调节机构后面的压力，它比回流调节节省能量。
五、热油管道的温降计算
1、加热输送的特点 与等温管相比，热油管道的特点是： ① 沿程的能量损失包括热能损失和压能损失两部分。 ② 热能损失和压能损失互相联系，且热能损失起主导作用。设计热油管道时，要先进行热力计算， 然后进行水力计算。这是因为摩阻损失的大小取决于油品的粘度，而油品的粘度则取决于输送 温度的高低。
② 密闭输油方式（也叫泵到泵流程）
Q
Q
优点 ●全线密闭，中间站不存在蒸发损耗； ●流程简单，固定资产投资小； ●可全部利用上站剩余压头，便于实现优化运行。
缺点： 要求自动化水平高，要有可靠的自动保护系统。
工作特点 ：全线为一个统一的水力系统，全线各站流量相同，并且流量由全线所有泵站和 全线管路总特性决定；
输油管道设计及管理
T x (T 0 b ) [T R (T 0 b )e ]ax
a
KD Gc
TxT0(TRT0)eax
Gc
b gi gGi
ca KD
x
x
dx
x adx
Tx
dT
0
TR TT0b
图3-1 热油管的温降曲线
T lnxTT Rx(T 0 TT 00b )bb [ T R a x(T 0 b )TTe Rx ]a TTx 00 忽bb略摩e擦ax 生热：TxT0(TRT0)eax
第三章 热油输送管道的工艺计算
温降规律及影响因素
41）如对何温考降虑影水响力最坡大降的？是总传热系
数 2）K加和热流站量间G管，路K值各增处大温，度温梯降度将是 显 不著同加的快，；出大口流段量温下降沿快线，的进温口度段 分 温降布慢要；比小流量时平缓得多Leabharlann Baidu流 量 3）减管少道，埋终深点处油土温壤急温剧度下T降0不。同， 温 降 情 况 也 不 同 。 夏 季 T0 高 ， 温 降慢，冬季温降快；
可层高流粘，油可紊流R，ekp也可20以00在混合流态下输送。
高凝原油 Rekp 1000
第三章 热油输送管道的工艺计算
3.2 热油管道的热力计算
T
热力计算的任务
TR
3.2.1 热力计算基本公式
输油管道设计与管理
勘察分为：踏勤初步勘察，施工图勘察三个阶段
设计可分为：可行性研究初步设计施工图设计三个阶段
沿程混油混油的两个机理：对流传递和扩散传递。
影响混油形成的主要原因：扩散传递
管道大落差带来的问题:1导致低点处动水压力过高，停输后则静水压力超高2高出形成不满流3形成水击现象
改变泵站特性曲线的方式：1，改变转速。2，切削叶轮。3，改变级数。
长距离输油管由输油站和线路两大部分及辅助系统设施组成三种输油方式：从罐到罐，旁接油罐，密闭输送。
输油站址选线：大型穿越地点和输油站址的确定是选线中最重要的工作之一
输送轻质油品只需根据泵站提供的压力能与管道所需压力能平衡的原则进行工艺计算
长输管道经济流速的变化范围：一般为1.0-2.0m/s。
温度参数的确定因素：1，加热站出站油温的选择。2，加热站进站油温的选择。3，管道周围介质温度的确定
对蜡沉积机理的解释：可以归纳为分子扩散，剪切弥散，布朗扩散，重力沉降四种机制。
凝结剂改变蜡晶形态结构的作用：晶核作用，吸附作用，共晶作用。
管道散热的传递过程：1，油流至管壁的放热。2，钢管壁，沥青绝缘壁或保温层的热传导。3，管外壁至周围土壤的传热。
确保管道的安全运行措施：1改变管道条件，以降低管道的允许最小输量（较少采用）2采用其他输送工艺，如稀释输送，热处理输送，加降凝剂输送等（最常使用）3正、反输方法（应急措施）
等温输油工艺计算步骤:选择经济流速，初定管径，确定工作压力，
出站油温选择：a，原油重油加热温度一般不超过100摄氏度；b，含蜡原油温度均高于凝点30—40摄氏度以上。
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。
输油管道设计与管理
输油管道设计与管理
输油管道设计与管理是指对输油管道的设计和管理进行有效的规划、实施和监督，以确保输油过程的安全、高效和经济。输油管道是石油工业中重要的基础设施，其设计和管理的好坏直接影响到石油运输的效率和安全。
输油管道的设计应符合国家相关标准和规范，考虑到输油的性质、流量、压力、温度等因素，选择适当的管材、管径和管线布置方式。在设计过程中应特别关注输油管道的强度、稳定性和防腐蚀性能，以确保其在运行过程中不产生泄漏、破裂等安全隐患。
在输油管道的管理方面，应制定相应的管理制度和操作规程，明确各级管理人员的职责和权限。对于输油管道的巡检、维护和修复工作，应定期开展，及时发现和处理管道的问题。同时，还应建立监测系统，对输油管道的流量、压力、温度等关键参数进行实时监测，及时对异常情况进行报警和处理。
此外，还应加强对输油管道的安全培训和教育，提高管理人员和操作人员的安全意识和技能。对于重大事故的应急预案和处置能力也应进行相应的培训和演练。同时，还应定期对输油管道进行技术评估和安全评估，对现有设施进行优化和改进，以提高其运行效率和安全性。
总之，输油管道的设计与管理是一个复杂而重要的工作，需要综合考虑工程、管理、技术等多个方面的因素。只有科学规范地进行设计与管理，才能确保输油过程的安全和高效。
输油管道设计与管理__概述说明以及解释
输油管道设计与管理概述说明以及解释
1. 引言
1.1 概述
输油管道设计与管理是石油行业中至关重要的一项工作。输油管道作为石油产品运输的重要通道，对于确保能源供应和经济发展具有重要意义。因此，优质的管道设计和有效的管理是确保输油系统安全、高效运营的关键。
管道设计主要涉及选址与布置、材料选择与特性以及直径及壁厚计算等方面。合理选址和布置可以最大程度地减少环境和社会影响，并且便于日后巡检和维护操作。同时，在选择合适的材料时，需要考虑其耐腐蚀性、强度以及可焊性等特性，在确保安全运营的前提下降低成本并延长使用寿命。此外，通过合理的直径及壁厚计算可以确定适当的管道尺寸，以满足输送液体流量需求，并确保结构强度满足设计要求。
在实际操作中，输油管道管理也不可忽视。巡检与维护是持续监控系统状态、减少故障风险的必要手段。定期巡视管道是否存在泄漏、腐蚀和机械损伤等问题，并采取相应维护措施，可以及早发现和解决隐患，保证管道安全运行。同时，安全监控与防护的实施是预防事故发生的重要环节。例如，利用先进的传感技术和远程监控系统可以实时监测管道的运行状态，以及检测异常事件并及时报警处理。
此外，完善的故障处理与应急预案也是输油管道管理工作不可或缺的一部分，能够在意外事件发生时快速做出反应和处置。
本文旨在对输油管道设计与管理进行综述，并深入探讨其相关要点和挑战。通过总结主要观点和发现的重要性，我们可以更好地认识到输油管道设计与管理对于石油行业的重要性。另外，在未来展望中，我们将提出一些建议以推动输油管道设计与管理领域的进一步发展，并为改进现有方案提供参考依据。
杨飞《输油管道设计与管理》教学课件
实践操作：模拟输油管道的设计与施工流程
输油管道施工组织设计
输油管道设计方案的制定
根据工程需求和地形地质条件， 制定输油管道设计方案，包括管 材选择、管径确定、管道走向、 埋深等。
根据设计方案，进行施工组织设 计，包括施工队伍选择、施工机 械配备、施工进度安排等。
输油管道施工流程模拟
按照施工组织设计，模拟输油管 道的施工流程，包括测量放线、 沟槽开挖、管道安装、回填夯实 等。
根据能效评估结果，采取相应的优化措施，如改进输油工 艺、调整设备参数、加强管理等，以提高输油管道的能效 。
输油管道的升级改造方案与实施
升级改造方案
根据输油管道的实际状况和能效需求，制定升级改造方 案，包括设备更新、工艺改进、安全设施增设等。
实施步骤
明确改造工程的施工计划、资源调配、进度安排等，确 保改造工程顺利进行，同时加强工程监管，确保改造质 量。
实践目标
通过模拟输油管道的设计与施工 流程，使学生掌握输油管道设计 的基本原理和方法，提高实践操 作能力。
输油管道运行管理模拟
模拟输油管道的运行管理，包括 输油调度、管道巡检、应急处置 等，提高学生的实践操作能力。
THANKS
感谢观看
制定并执行保养制度，对输油管道 进行必要的保养，如涂刷防腐涂料、 清洗过滤器等，以延长管道的使用 寿命。
应急预案
输油管道
2、产生局部摩阻的物理原因 （1）任何断面形状的改变，都必将引起流速的重新分布， 因而附加了流体间的相对运动和流体质点的急剧变形， 结果导致质点间附加摩擦和相互撞击，使流体能量受到
L V2 hW D 2g
对于一定管长和管径的管路，系数α将随着λ值 而变化，给不同的流量，将可算出不同的流量损失。绘 成曲线，称为管路特性曲线。
hw
H
hw
Z Q
管路特性曲线
Q
泵输油品时的管路特性曲线
一条管路（管径、管长、位差一定）输送一种油品（粘 度一定）有一条一定的特性曲线。当管径、管长、位差和粘 度任一参数发生变化时，就变为另一条特性曲线。
面有一定的粗糙度，使油流运动过程产生摩擦。
长输管线中，站间管路的摩阻损失主要是沿程摩阻
（二）局部阻力与局部摩阻损失
当流体通过流动断面改变、流动方向改变以及流经局部装 置时，其流动就会受到阻碍和影响。这种由于管路中局部变化 所引起的、并且集中在这一局部区域内的阻碍和影响 ，就叫做
局部阻力。流体克服局部阻力所损失的能量，就叫局部摩阻损 失。
输油管道设计与管理
第三章
输油管道设计与管理
长输管道是长距离输油管道的简称，它是指流量大， 管径大，运距长的自成体系的管道系统。 长输管道总是由输油站和线路组成。而首站、末 站和中间站统称为输油站。
输油管道设计与管理
⑵串联泵
n H
H
式中：[H] 为管路的许用强度（或设计工作压力） H 为单泵的额定扬程。
一般来说，串联泵的台数应向小化，如果向大化，则排出压 力可能超过管子的许用强度。而且向大化后，泵站数将减少， 开泵方案少，操作不灵活。串联泵的额定排量根据管线设计 输送能力确定。
4.串、并联组合形式的确定
第二章 等温输油管道的工艺计算
输油管道工艺计算目的：
1.妥善解决沿线管内流体的能量消耗和能量供应这对主要矛盾; 2.确定管径、选泵、确定泵机组数、确定泵站数和加热站数及沿线站场位
置的最优组合方案，并为管道采用的控制和保护措施提供设计参数。
什么叫等温输油管道 ？ 输送轻质成品油或低凝点原油的长输管道，沿线不需要加热，油品从首站 进入管道，输经一定距离后，管内油温就会等于管道埋深处的地温。所谓 等温输油管道，即指那些在输送过程中油温保持不变的管道。这意味着： 油温=地温=常数。油流与管壁、管壁与环境之间没有热交换。
D D0
m q2m
（为什么？）
式 中 ：D0、D－ 变 化 前 后 的 叶 轮 直 径,mm
a、b—与叶轮直径D0 对应的泵特性方程中的两 个常系数
输油泵站的工作特性
2.改变泵的转速
H
a
n n0
2
b
n n0
m q2m
输油管道设计与管理1 ——【输油管道设计与管理】
① 并联泵机组数的确定
n Q q
其中 : Q为任务输量， q为单泵的额定排量
显然 n不一定是整数 ，只能取与之相近的整数，这就是泵机
组数的化整问题。 如果管线的发展趋势是输量增加，则应向大化，否则向小化。 一般情况下要向大化。 由此可见并联泵的台数主要根据输量确定，而泵的级数（扬 程）则要根据管路的允许工作压力确定。另外根据规范规定， 泵站至少设一台备用泵。
96管材管径增大和输送压力提高均要求管材有较高的强度50年代建设的管道由于管径小压力低管材多采用碳素钢钢材屈服强度一般为295360mpa相当于api标准的x42x52级钢60年代开始随着输送管管径增大管材广泛采用低合金钢及热处理技术强度进一步提高达到392457mpa相当于x56x65级钢70年代后通过控制轧制使晶粒细化已能生产屈服强度492mpa相当于x70级钢80年代后还能生产屈服强度526mpa相当于x80级纲目前新建世界大型管道大多采用x65x70级钢
H
管路
并联 单泵
Q/2
q
Q
(2) 串联泵站的工作特性
Q
q1,H1
q2,H2
Hc
多台泵串联的特点及特性
① 各泵流量相等，q=Q ② 泵站扬程等于各泵扬程之和：
输油管道设计与管理
提高管理水平：加 强管道管理，提高 工作效率，降低运
营成本
降低能源损耗
01
优化管道布局： 减少管道长度，
降低能源损耗
02
采用高效输油泵： 提高输油效率，
降低能源损耗
03
定期维护与保养： 确保管道正常运 行，降低能源损
耗
04
采用节能技术： 如保温材料、智 能监控系统等，
降低能源损耗
环保与可持续发展
复合管：结合钢管 和塑料管的优点，
适用于多种环境
玻璃钢管：耐腐蚀， 重量轻，适用于腐
蚀性环境
混凝土管：耐腐蚀， 适用于地下环境
陶瓷管：耐高温， 适用于高温环境
管道布局设计
考虑地形地貌：根据地形地貌选择合 适的管道布局，避免地质灾害影响
考虑运输距离：尽量缩短运输距离， 降低运输成本
考虑环境影响：尽量减少对环境的影 响，降低环境风险
塑料管：重量轻，耐腐蚀， 适用于低压、低温、低流速 的输油管道
Fra Baidu bibliotek
04
玻璃钢管：耐腐蚀，适用于 腐蚀性介质的输油管道
06
陶瓷管：耐高温，适用于 高温介质的输油管道
管道材料选择
钢管：强度高，耐 腐蚀，使用寿命长， 适用于高压、高温、
高腐蚀环境
塑料管：重量轻， 施工方便，成本低， 适用于低压、低温、
输油管道设计与管理教程
PPT文档演模板
输油管道设计与管理教程
•输油管道概况
•三、长输管道的发展趋势
•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。（风险管理技术、管道的完整性管理）
• 6、重视管道建设的前期工作。
PPT文档演模板
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输油管道设计与管理教程
• 四、管道运输的特点
•1、长距离输油管道分类
• ① 原油管道(crude oil trunk line)：特点是输量大，管 径大，分输点少。起点一般为油田，终点一般是炼厂 或港口。
输油管道设计与管理教程
•输油管道概况
• 年 管道 水运 •1975 48.02 22.06 •1976 48.02 21.86 •1977 47.95 21.72 •1978 46.24 23.68 •1979 46.66 23.45 •1980 46.21 25.57
公路 铁路 总运量(亿吨) 28.42 1.50 18.32 28.75 1.37 19.45 28.94 1.39 20.56 28.88 1.20 21.24 28.68 1.21 20.96 27.04 1.18 19.92
PPT文档演模板
输油管道设计与管理教程
•输油管道概况
•我国管道工业继第一个发展高潮之后，于20世纪90年代中期逐渐进 入第二个发展高潮，而且目前已经处在发展高潮之中。此次发展高 潮以天然气管道和成品油管道建设为主。我国已经建成的或正在兴 建中的成品油管道有：1973年建成的跨越世界屋脊的格尔木-拉萨的 成品油管道（也是我国的第一条成品油管道）、抚顺至营口的成品 油管道、北京至塘沽的成品油管道、兰-成-渝成品油管道、镇海至萧 山成品油管道、鲁皖成品油管道（起点为青岛大炼油）、珠江三角 洲成品油管道、茂名至昆明成品油管道、乌鲁木齐-兰州的西部成品 油管道、兰州-郑州-长沙的成品油管道、和计划建设的抚顺-郑州的 成品油管道等，逐步形成了规模较大的成品油管网（全国油气管道 分布图）。
输油管道设计与管理级资料
lC-
C-1 C
C+1
化越小2 。lC-1
lC
L
第22页/共41页
2.6.3漏油工况分析
Q*
Q*q
q
流量的变化（Q
Q* Q*-q 之间的关系 ？）
怎么写能量平衡方程 ？
漏油点前
△H s1 c( A BQ*2m )
flcQ*2m
Z
(c
1),1
△H
* s(c
1)
chc
漏油点后 △Hs*(c1) (N c)[A B(Q* q)2m] f (L lc)(Q* q)2m Zk,(c1) (N c)hc
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。
两
式
相
减
：△H
* sc
△Hsc
[(c 1)B
fl(c1) ](Q2m
Q*2m )
△H
* sc
△H sc
0
△H
* dc
△H
* sc
△H
* cc