输油管道设计与管理(2011级第5次课)
输油管道设计与管理51解读
在讨论热油管道的工作特性时，只有规定管道的热力条 件才有意义，一般有两种情况：
① 维持出站油温TR 一定运行； ② 维持进站油温TZ一定运行。 下面分别讨论各种情况下的管路工作特性。 ① 维持进站油温TZ一定运行的热油管路的工作特性 先来分析一下维持 TZ一定时特性曲线的变化趋势。 Q变化 时，影响摩阻H的因素有两个方面：
y：从地表垂直向下的深度， m 。
若取y=0，φ=1，ψ=0，则得到大气温度随时间的变化规律：
Ta?
?
Ta
?
?Ta max
?
T
a
?cos
????
2?? ?0
????
35
计算值
30
实测值
25
20
℃ ， 15 温 气 10 均 平5 日
0
-5
-10
-15
日日 日日 日日 日日 日日 日日 日日日日日 日日 日日 日日 日日 日日
TR高则沿线油温高，摩阻损失 小 ， 故 HTR 1-Q 曲 线 总 是 在 H TR 2-Q曲线的上方。
HTR 1 HTR 2
TR2>TR1 Q
如果在某输量 Q0 下维持 TZ H 一定运行时的出站油温 TR 正好等于维持 TR 一定运行 时的出站油温TR0 ，此时两 者进站油温相同，均为 TZ0 ，H0 摩阻也相同，均为 H0，则 随着Q的上升，维持 TR一定 时的管路特性曲线要比维持
?
? ???1 ?
?2 ?t
a?0 ?
?? ?????
式中：Ta：年平均气温，℃， Ta=0.5(Tamax +Tamin )； Tamax ：年最高日平均气温，℃； Tamin ：年最低日平均气温，℃； τ ：从日平均气温最高日开始计算的时间， s； τ0：大气温度年波动周期，τ 0 =365.25天=3.1558×107s；
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。
中国石油大学(华东)输油管道设计与管理储运课件11备课讲稿
二、输油管道发展概况
管道工业有着悠久的历史。中国是最早使用管道输送流体的国 家。早在公元前的秦汉时代，在四川的自贡地区就有人用打通 了节的竹子连接起来输送卤水，随后又用于输送天然气。据考 证，最早的输气管道是在1875年前后在中国四川建成, 当时的 人们为了输送天然气，把竹子破成两半，打通中央的竹节再重 新组合起来，并用麻布绕紧，石灰糊缝将其用做输气管道，长 达100多公里。现代油气管道始于19世纪中叶，1859年，在美 国宾夕法尼亚州的泰特斯维尔油田打出了第一口工业油井，所 生产的原油起初用马车拉运，导致了严重的交通拥挤。
输油管道概况
从20世纪60年代起，输油管道向大口径、长距离的方向发展，并出现许 多跨国管线。较著名的有：
1964 年 ， 原 苏 联 建 成 了 苏 联 － 东 欧 的 “ 友 谊 ” 输 油 管 道 ， 口 径 为 1020mm,长为5500km。
1977年，建成了第二条“友谊”输油管道，在原苏联境内与第一条管线 平行，口径为1220mm，长为4412km，经波兰至东德。两条管线的输量 约为1亿吨/年。
三、长输管道的发展趋势
1、建设高压力、大口径的大型输油管道 ；
2、采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材 ； 3、采用新型、高效、露天设备； 4、采用先进的输油工艺和技术 ；
a. 设计方面，采用航空选线； b.采用密闭输送工艺流程，减少油气损耗和 压 能损耗； c.采用计算机自控、遥控技术； d.用化学药剂（减阻剂、降凝剂）降低能耗。 5、注重管道风险管理和完整性评估； 6、重视管道前期工作（可行性研究、踏勘等）
《输油管道设计与管理》实验教学大纲
《输油管道设计与管理》实验教学大纲一、课程基本信息1. 课程中文名称：输油管道设计与管理2. 课程英文名称：Design and Management of Oil Pipelines3. 课程类别：必修4. 实验类别：专业5. 适用专业：油气储运工程6. 先修课程：高等数学、大学物理、工程热力学、工程流体力学、传热学和泵和压缩机。
7. 总学时：6学时8. 总学分：6/16学分二、实验教学目标与基本要求本课程是油气储运专业的主干专业课之一。
它的任务是通过各种教学环节，使学生能结合掌握有关油品管道输送的基本概念、基本理论和计算方法，并具备一定的理论联系实际、分析和解决有关油品长距离输送等问题，为以后本专业学生从事油气管道输送工作和进行科学研究打下一定的理论基础。
实验课的重要目的在于理论教学环节与实践环节相结合，便于学生加深理解理论知识，提高实践动手能力和创新能力。
因而在实验中应注意加强学生独立组织实验和自己动手操作的训练，逐步培养学生科学地组织实验、记录和整理数据、计算机编程及编写实验报告的能力。
三、实验内容与安排输油管道设计与管理课程实验包括两个实验项目，具体情况如下表所示。
时间与实验所涉及的理论课程知识点同步。
序号实验名称学时实验类型综合、设计1 输油管道工艺实验 42 应用旋转粘度计测定流体流变性实验 2 验证四、仪器设备配置流变仪、离心泵、水罐、涡轮流量计、压力变送器、示波器、旋转粘度计五、教学文件与教学形式实验教材：《油气储运工程专业实验指导书》（自编），2006年。
参考资料：杨筱蘅.《输油管道设计与管理》. 中国石油大学出版社，2006年。
实验课采用学生预习、准备，指导教师启发或讲解，学生动手实验、记录数据，学生数据处理、写实验报告的教学形式。
实验报告应包括以下内容：实验目的、目的要求、主要设备仪器、实验原理、实验数据及处理、问题讨论。
六、考核方式及成绩评定根据学生各实验项目及实验报告的完成质量（以学生的实验报告和做实验表现为考核依据，采用10分制，实验操作60％，实验报告40％），并结合学习风气、工作态度综合评定实验成绩。
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。
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。
热油管道投产方式有三种：a，冷管直接启动；b，预热启动；c，原油加稀释剂或降凝剂启动1工作点：管道工作特性和泵站特性曲线的交点。
2计算长度：起点与翻越点之间的距离。
3管道纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形,h横坐标表示管道实际长度，纵坐标为线路的海拔高度。
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。
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。
2. 输油管道设计:2.1 管道选址与布置要点:输油管道的选址和布置是设计过程中的关键步骤。
在选址方面，需要考虑以下因素：- 地质条件：选择适合铺设输油管道的地质环境，避免地震、山体滑坡等地质灾害风险。
- 土壤条件：确保土壤稳定性和承载能力，选择能够承受管道重量和压力的土壤类型。
输油管道设计与管理教程
二、输油管道发展概况
管道工业有着悠久的历史。中国是最早使用管道输送流体的国 家。早在公元前的秦汉时代，在四川的自贡地区就有人用打通 了节的竹子连接起来输送卤水，随后又用于输送天然气。据考 证，最早的输气管道是在1875年前后在中国四川建成, 当时的 人们为了输送天然气，把竹子破成两半，打通中央的竹节再重 新组合起来，并用麻布绕紧，石灰糊缝将其用做输气管道，长 达100多公里。现代油气管道始于19世纪中叶，1859年，在美 国宾夕法尼亚州的泰特斯维尔油田打出了第一口工业油井，所 生产的原油起初用马车拉运，导致了严重的交通拥挤。
课程名称：输油管道设计与管理
第一章 输油管道概况和勘察设计 第二章 等温输油管道的工艺计算 第三章 加热输送管道的工艺计算 第五章 热油管道的运行管理 第六章 顺序输送
第一章 输油管道概况和勘察设计 第一节 输油管道概况 第二节 输油管道勘察设计概述
第一节 输油管道概况
一、概述
管道输送是石油生产过程中的重要环节，管道是石油工业的动脉。 在石油的生产过程中，自始至终都离不开管道。我们可以把石油的 生产过程简单表示为：
1886年，美国又铺设了一条口径为200mm，长为139km的 输油管道。
输油管道概况
1920年前，管道均采用丝扣连接，因此管径较小。1920年，在管道铺设 中开始采用气焊，随后又被电焊所取代。金属焊接工艺的发展和完善促 进了大口径、长距离管道的发展，同时也促进了新管材的使用。但真正 具有现代规模的长输管道始于第二次世界大战。当时由于战争的需要， 美国急需将西南部油田生产的油运往东海岸，但由于战争，海上运输常 常被封锁而中断，这就促使美国铺设了两条输油管道。一条是原油管道， 叫“Big Inch” ，管径610mm，全长2158km，日输油能力47700m3（30万 桶），投资近1亿美元，由德克萨斯到宾夕法尼亚。另一条为成品油管道， 叫“Little Big Inch”，管径500mm，全长2745km，日输能力为37360m3 （23.5万桶），政府投资7500万美元。其中原油管道于1943年建造投产， 成品油管道1944年投产运行。
输油管道设计与管理第五课
一、设计参数 1.计算温度 计算温度
以管道埋深处全年平均地温作为计算温度
2.油品密度 油品密度 ρt = ρ20 − ξ (t − 20)
ξ = 1.825 − 0.001315 ρ 20
式中： 式中： ρt、ρ20为t℃和20℃时的密度 ℃ ℃
1
等温输油管道的工艺计算
14
等温输油管道的工艺计算 ⑵ 静水压力的校核 静水压力：指油流停止流动后， 静水压力：指油流停止流动后，由地形 高差引起的静液柱压力。 高差引起的静液柱压力。 翻越点后的管段或线路中途高峰后的 峡谷地带， 峡谷地带，停输后的静水压力有可能 大于管道允许的工作压力。 大于管道允许的工作压力。 对于这种超压情况， 对于这种超压情况，是采用增加壁厚 还是采用设减压站的方法解决， 还是采用设减压站的方法解决，需要 通过经济比较确定。 通过经济比较确定。
H = iL + ( Z Z − Z Q )
存在翻越点时，计算长度为起点到翻越点的距离， ⑵ 存在翻越点时，计算长度为起点到翻越点的距离，计 算高差为翻越点高程与起点高程之差
H = H f = iLf + (Z f − ZQ )
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三、泵站数的确定
原则是： 要充分利用管道的强度，并使泵在高效区工作。 原则是： 要充分利用管道的强度，并使泵在高效区工作。 将计算输量为Q 的油品从起点输送到终点所需压头为： 将计算输量为 的油品从起点输送到终点所需压头为：
ba= Hd −ix−∆Zx ,为a点液流的剩余压能，称动水压力。 点液流的剩余压能， 为 点液流的剩余压能 称动水压力。
动水压力:它是管路沿线任一点水力坡降线与纵断面线之间 动水压力 它是管路沿线任一点水力坡降线与纵断面线之间 的垂直距离。 的垂直距离。 在 e点 ， 其动水压力为 ， 需要重新加压才能以 点 其动水压力为0， 流量继续向前输送。 流量继续向前输送。
课程设计：输油管道设计与管理
东北石油大学课程设计课程输油管道设计与管理题目等温及热油管道设计院系石油工程学院专业班级油气储运工程11-2班2015年3月27 日东北石油大学课程设计任务书课程输油管道设计与管理题目等温及热油管道设计专业油气储运工程姓名黄满初学号110202140214一、主要内容了解石油管道特点、石油管道发展概况、石油管道设计内容及方法，石油管道的一般设计步骤，了解等温输油管道设计和热油管道设计的基本参数，并能准确的进行计算。
培养理论联系实际、分析问题、解决问题和充分利用计算机技术进行工程设计的能力。
二、基本要求等温管道的设计要求，根据基本参数，按平均地温作以下计算和设计：1.按米勒和伯拉休斯公式计算输送柴油的水力摩阻系数，并比较计算结果的相对差值。
2.若改输汽油，按列宾宗公式和伊萨也夫公式计算水力摩阻系数，并比较计算结果的相对差值。
3.输送柴油的工艺计算：（1）用最小二乘法求泵特性方程，比较计算与实测值的相对误差。
（2）确定泵站泵机组的运行方式及台数（不计备用泵）。
（3）按列宾宗公式计算水力坡降，求所需泵站数并化整。
（4）用解析法求工作点。
（5）在管线纵断面图上布置泵站。
（6）根据站址计算全线各站进、出站压力，检查全线动静水压力。
（7）计算冬季地温3℃时，输送柴油的工作点及各站的进、出站压力，并与年平均地温时的进、出站压力比较。
（8）从起点到翻越点，计算站间距L f/ n，起点至各站的平均站间距L j / j，据此定性分析油品粘度变化时各站压力的变化趋势，对比⑥、⑦的计算结果是否符合这个规律，若不符合，请说明原因。
热油管道设计要求，根据基本参数，作如下计算：1.按进出站油温在60-25℃之间，计算所需加热站数及站间距，首站进站油温为25℃。
2.按平均温度法计算站间摩阻，选泵及泵的组合方式，确定所需泵站数（进站油温为25℃）。
3.在管线纵断面图上布置加热站、泵站；并按泵站、加热站尽量合并的原则，调整站数或站址。
输油管道设计与管理
一条 720管线的输量约等于一条单线
3、管道运铁输路管的的线运特埋量点于，地但下造，价基输不本油如不管铁受道路恶概的况1/2。
管线埋于地劣下气，候地的面影仍响可，耕油种气。污铁染路和 的原坡苏度联一管般线噪不运声能价污超约染过为都3铁比0度路铁，的路而小1/管2得，线多不。 ① 运量大，基建费受用美坡低国度（约的与为限铁铁制路路，相的有比1利）/7于-1。/翻10山，越我岭国，取 ② 受外界限制少，捷可目径长前，期基起稳本终定为点连1相/续3-同1运/2的行。两，地对间环，境管的线污的染小。 ③ 便于管理，易于长实度现一集般中要控比制铁，路劳短动3生0%产。率高。
油田、辽河油田、华北油田的原油
外输任务。
四川油田管网
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二、 输油泵站的工作特性
1、长输管道的泵机组类型
输油泵站的作用: 不断向油流提供一定的压力能，以便其能继续流动。 由于离心泵具有排量大、扬程高、效率高、流量调节方便、 运行可靠等优点，在长输管道上得到广泛应用。
(1) 长输管道用泵
长距离输油管道均采用离心泵，很少使用其他类型的泵。 离心泵的型式有两种：
的节流损失为 ? h1 ，并联泵的节流损失为 ? h 2，显
然 ?h2 ? ?h1 ，因此采用串联泵较经济，可适应输量的
较大变化。
H
C
△h2 △h1
B
A
ห้องสมุดไป่ตู้
并联
串联 并联单泵 串联单泵
Q2
Q1
Q
上坡段串联泵与并联泵的比较
如图所示，正常运行时两台泵运行，输量为 Q1，当输量需降
为Q2=1/2Q1时，并联泵只开一台泵即可，节流损失为 ? h1，而 串联泵仍需开两台泵，节流损失为 ? h2，显然 ? h2 ? ? h1 。
中国石油大学《输油管道设计与管理》输油管道设计与管理复习题
输油管道设计与管理复习题1、长距离输油管道的设计阶段。
2、在管道纵断面图上，横坐标和纵坐标各表示什么？3、管道运输的主要优点。
4、五大运输方式指的是什么？5、管道输送的常见流态。
6、“旁接油罐”工作的输油系统的优缺点。
7、“旁接油罐”工作的输油系统的工作特点。
8、“从泵到泵”工作的输油系统的优点。
9、“从泵到泵”工作的输油系统的工作特点。
10、翻越点的判别方法。
11、解决动水压力超压的方法。
12、解决静水压力超压的方法。
13、翻越点后管道存在不满流的危害。
14、解决翻越点后管道不满流的措施。
15、线路上存在翻越点时，全线所需总压头应按什么计算？16、如果一条长输管道存在翻越点但设计中没有考虑，投产后管道的输量会怎样变化？为什么？17、选择输油泵机组的原则。
18、串联泵的优点。
19、等温输油管道设计计算的步骤。
20、长输管道工况变化原因及运行工况分析方法。
21、当长输管道某中间站突然停运时，管道运行参数如何变化？22、当管道某处发生堵塞时，管道运行参数如何变化？23、当管道某处发生泄漏时，管道运行参数如何变化？24、当管道系统的工况发生变化时，调节措施可以从哪些方面考虑？25、改变离心泵特性的主要方法。
26、长输管道稳定性调节的主要方法。
27、长输管道输量调节的方法主要。
28、影响等温输油管道水力坡降的主要因素。
29、热油管不同于等温管的特点。
30、影响热油管道轴向温降的主要因素。
31、轴向温降公式的用途。
32、运行中反算总传热系数的目的是什么?如何根据总传热系数的变化判断管道散热和结蜡情况？33、确定加热站的进出站温度时应考虑哪些因素？34、热油管道摩阻计算的特点。
35、热油管道摩阻计算时，为什么要按一个加热站间距计算？36、影响热油管道水力坡降的主要因素。
37、热油管道摩阻计算的方法。
38、输油站工艺流程设计的原则。
39、热泵站上先炉后泵流程的优点。
40、热泵站上站内循环流程的应用范围。
41、热泵站上反输流程的应用范围。
输油管道设计与管理课程设计
输油管道设计与管理课程设计课程设计成果说明书题目：长距离成品油管道设计计算学生姓名：学号：学院：班级：指导教师：浙江海洋学院教务处12 月 9 日浙江海洋学院《课程设计成果说明书》规范要求课程设计说明书是课程设计主要成果之一。
1．说明书基本格式版面要求：打印时正文采用5号宋体，A4纸，页边距上、下、左、右均为2cm，行间距采用固定值20磅，页码底部居中。
文中标题采用4号宋体加粗。
2．说明书结构及要求（1）封面（2）课程设计成绩评定表（3）任务书(指导教师下发)（4）摘要摘要要求对内容进行简短的陈述，一般不超过300字。
关键词应为反映主题内容的学术词汇，一般为3-5个，且应在摘要中出现。
（5）目录要求层次清晰，给出标题及页次。
最后一项为参考文献。
（6）正文正文应按照目录所确定的顺序依次撰写，要求论述清楚、简练、通顺，插图清晰整洁。
文中图、表及公式应规范地绘制和书写。
（7）参考文献浙江海洋学院课程设计成绩评定表—第二学期学院班级专业浙江海洋学院课程设计任务书20 15 —20 16 年第二学期学院班级专业摘要本管线设计最大设计年输量为690万吨。
管道全长1555.86km，高程在18.75～1906.04m之间。
经过计算，在里程为1492.62km存在翻越点。
本设计根据经济流速来确定管径，选为610×10mm，管材选用按照API 标准生产的L485CX70钢直缝电阻焊钢管。
经过水力计算，确定所需的泵站数，全线采用5个泵站，每个泵站2台泵串联使用。
且根据分油点的输量和循环次数计算出每个分油点的混油量以及混油浓度。
本设计中遵循在满足各种条件的情况下，工艺流程尽可能的简单，而且输油工艺本着应用先进技术的原则，进行了首站和中间站的工艺流程设计。
最后绘制两张图：管道泵站分布图，中间泵站及罐区工艺流程图关键词: 管道；输量；泵站；循环次数；工艺流程图：混油量目录1.管径壁厚计算 (9)1.1年输量的确定 (9)1.2设计平均温度 ..................................................................... 错误!未定义书签。
输油管道设计与管理第五课1
n/( H c − hc )
其中h 为站内损失。 其中 c为站内损失。 如果考虑首站给油泵的扬程 △Hs1和管道终点或翻越点所需 则全线所需泵站数为： 的余压△Hsz ，则全线所需泵站数为：
n = (iL+ ∆Z + ∆HsZ − ∆Hs1 ) /(Hc − hc )
H f = iLf + Z f − ZQ
显然有
Hf > H
7
1、翻越点的定义 、
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， 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。 需的压头最大，那么此高点就称为翻越点。 根据该定义有： 根据该定义有：
na ( Hc − hc ) = i( L − x) + i f x + ∆Z + ∆HsZ − ∆Hs1
18
等温输油管道的工艺计算
n − na x1 = ( H c − hc ) i (1 − ω )
同理可得变径管长度为： 同理可得变径管长度为：
x2 =
n − na i (1 − Ω )
( H c − hc )
4.计算流量 计算流量
设计时年输油时间按350天（8400小时）计算。 天 小时） 设计时年输油时间按 小时 计算。
2
5.管道纵断面图与水力坡降线 管道纵断面图与水力坡降线
在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为管 道纵断面图。 道纵断面图。 横坐标：表示管道的实际长度，即管道的里程，常用比例 横坐标：表示管道的实际长度，即管道的里程， 为1：10000到1：100000。 ： 到 ： 。 纵坐标：表示管道的海拔高度，即管道的高程， 纵坐标：表示管道的海拔高度，即管道的高程，常用比例 为1：500到1：1000。 ： 到 ： 。 管道的水力坡降线是管内流体的能量压头(忽略动能压头 管道的水力坡降线是管内流体的能量压头 忽略动能压头) 忽略动能压头 沿管道长度的变化曲线。 沿管道长度的变化曲线。 等温输油管道的水力坡降线是斜率为 的直线。 等温输油管道的水力坡降线是斜率为 i 的直线。
输油管道
管件或阀件的当量长度系指与流体通过该管中所产生的摩 阻损失相当的直管段长。
计算举例：见书236页 例1 例2 例3 例4
七、常见管路及其特性
当液体自高向低自由泄流时，能量的供应主要靠 位差（即位置水头差），能量的消耗是摩阻损失(见a 图）。一般情况下，管线两端液面的压力均可以认为 接近于大气压力，即压差为零。
式中： L——管路长度，m； d——管内径，m；
V——平均流速，m/s；
g——重力加速度，m/s2 λ——水力摩阻系数。 水力摩阻系数λ随流态而 不同，它是雷诺数Re和管壁相对粗糙度ε的函数 Zj-管路终点高程，m ZQ－管路起点高程，m
雷诺数Re标志着油品流动过程中，粘滞阻力与惯性 阻力在总阻力损失中所起的作用。雷诺数小时，粘 滞阻力起主要作用，雷诺数大时，惯性损失起主要 作用。 Re = vd／ν
Q
四、水力摩阻系数的计算
我国常用的各区水力摩阻系数的计算公式见下表。
流态 划分范围
λ ＝f(Re,ε)
层流
Re<2000
59 .7 8 / 7
1
λ =64/Re
2 lg Re 2.51
紊 流
水力光滑区
3000<Re<Re1=
当Re 105时
0.3164 Re 0.25
混合摩擦区 粗糙区
1、产生局部阻力的条件（1）管道断面发生变化，例如断面 突然扩大 （2）流动方向有改变，例如弯管（3）管路中有局 部装置，例如装有阀门
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
《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 _m Q1 IQ2LL _x(1 八)h e，输量为Q/2时各泵站的扬程均为hd，常有倍增泵站、铺设副管和变径管，如果要求提高的输送能力大于22-倍，则可以采用既倍增泵站又铺设副管的综合方法，试证明此时所需要的副管长度为x =上（1 _盒）。
（其中：?? = Q l，Qi f）。
i证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：N（H c -h m H fQ"L （1）倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：2N（H C -h m） = fQ；』L -x（1 - ?）］（2）联立解（1 ）和（2 ）得Q1 一Qx= ±(1-侖)3、某等温输油管道，地形平坦沿线高程均相等，三个泵站等间距布置，每站二台相同型号的离心泵并联工作，输量为Q;现由于油田来油量减少，输量降为Q/2，问可对运行的泵组合及泵站出口阀进行哪些调节？哪种方案最好？说明理由（已知管线流态均为水力光滑区，忽约Hs1，Ht，hm)。
解：设：管线长为L,输量为Q时各泵站的扬程均为输量为Q 时的能量平衡方程为：2-mH“+3(h e—h m) = fLQ +H t 输量为Q/2时的能量平衡方程为:H s1 + 3(hd 比较①和②可得:2- m)+H t、2— m) =0.2973所以，按题意可知只需一个泵站的一台泵即可完成Q/2的输量。
当然，还可采取把泵站出口关小节流、调节泵机组速度、换用离心泵的叶轮直径等措施。
但以全线能耗费用最低为基本原则考虑，前者为最优。
4、在管道建设中，常为某种目的而铺设副管或变径管来降低摩阻，在流态相同（如水力光滑区）的情况下，试分析降低相同水力摩阻时，采用铺设副管还是变径管在经济上更为合理？（设铺设副管与变径管的长度均为解：因为在水力光滑区，且据题意有I 0=0.298 I , 钢材耗量分别为：副管为变径管为可见铺设变径管可节约钢材L f ；副管的管径与干线管径相同，即d=d f ；变径管直径为d 。
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我国输油管道的
大落差情况和解 决方法
库鄯线
兰 成 渝 成 品
油管道
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第二章 等温输油管道的工艺计算
库鄯线减压站的设计
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c * *
c c
* *
2m 2m ) fLQ 2m Z 2 m H N ( A BQ s 1 H s1 NA Z (cB flc )Q [(N c)B f (L lc )] Q
2 m 2 m 2m H NA Z ( NB fL ) Q ( cB fl ) Q [( N c ) B f ( L l )] Q s1 c c 对比两式
供应，使节流损失最小；
对旁接油罐方式，管道调节主要是各站间的协调，原则 同上。当流量波动大时，应优先改变运行的泵站数或泵 机组数，然后在小范围调整各站参数。各站自行调节过 程中，尽量减少旁接油罐液位的变化。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
1 、除了粘度变化造成输油工况变 化外，还有些什么原因会导致工况 变化？ 2、工况的变化过程
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.6 等温输油管道运行工况分析与调节（P68） 2.6.1中间站停运工况分析
第二章 等温输油管道的工艺计算
（1）停运站前各站
结论：
停运前： 停运后：
中间站停运，停运站前各个站停运前后 2m 2m *
H s1 (c 2)( A BQ*
s (c1) s (c1)
Hs1 (c 2)(A BQ2m ) fl(c2)Q2m Z(c1),1 Hs(c1)
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第二章 等温输油管道的工艺计算
（3）总结 i*
中间站停运，全线流量减少。停运站前 i
各站进出口压力均增加；停运站后各站进出
lC-2 口压力均降低，离停运站越远，这种变化越 C-1 C C+1 lC-1
小。
lC L
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两式相加
H s1 NA Z (cB flc )Q*2m [(N c)B f (L lc )](Q* q) 2m
2 m 2 m 2 m 2 m 漏 油前，全线能量平衡式： HH NA Z ( cB fl )( Q q ) [( N c ) B f ( L l )]( Q q ) NA Z (cB fl )Q [( N c) B f ( L l )] Q s1 s1 c
) fl(c2) Q* Z (c1),1 H
*
s ( c 1)
进出站压力均增加，离停运站越远，这种变 H* H [(c 2)B fl ](Q2m Q2m )
两式相减：
( c 2 )
化越小。
出站压力：
Q Q*
H s*(c1) H s (c1)
* * * Hd H H (c1) s (c1) c (c1)
第二章 等温输油管道的工艺计算
（3）管道大落差段的设计
管道大落差带来的问题
下坡段低点动、静水压力超高。 管道下坡段的高处可能出现不满流，造成液柱分离， 形成气体段塞（气袋），管道发生振动，离心泵发生 气蚀甚至断流，损坏站内设备。 气袋降低压力波的传递速度，使水击分析和控制变得 复杂，水击压力增加使气袋破灭，上下游液柱高速相
2m
H s(c1) ( N c)(A BQ2m ) f (L lc )Q2m Z k ,(c1)
) f ( L lc )Q*
2 m
进出站压力均降低，离停运站越远，这种变
化越小。
H s*(c1) H s (c1) [ B( N c) f ( L lc )](Q*
参数互有联系，可以组成不同的方案。对这些方案进行比较，
选择经济上最优的方案。可以采用方案比较法进行评价。以 年折合费用作为评价指标。
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H * sc H sc 0
H H
* dc
*
sc
H
*
cc
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第二章 等温输油管道的工艺计算
结论
想一想：i
i iqi 三者之间是什么大小关系？ i** iq* * i
中间站漏油，漏油点前流量增加，漏油 点后流量降低。漏油点前后各站（全线各站） i* 进出口压力均下降；离漏油点越远，这种变
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第二章 等温输油管道的工艺计算
上次课总结复习
重点：
翻越点及计算长度
泵站的布臵（理论泵站数及化整，泵站的
布臵方法）
泵站进出口压力校核
动、静水压力校核
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Z k ,(c1)
Q 2 m )
*
H s*(c1) H s (c1)
* * * Hd h Z H s ( c 2) ( c1) f ( c1),( c2) ( c 2),( c1)
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Hs1 ( N 1)(A BQ*
2m
) fLQ*
1 2m
Z
H ( N 1) A Z Q* s1 ( N 1 ) B fL
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改变管道总的能量消耗。
故称为节流调节。简单易 行，但能耗大。
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Q
Q
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第二章 等温输油管道的工艺计算
输油管道的调节原则
保证完成任务输量的前提下，全线能耗费用最低；
对密闭输送管道，全线综合考虑，优先改变泵站的能量
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。 设臵减压站，运行时减压阀节流降低动水压力，停输时 关闭减压阀隔断静压。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
H s*(c1) ( N c)[A B(Q* q) 2m ] f (L lc )(Q* q) 2m Z k ,(c1)
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第二章 等温输油管道的工艺计算
l1 lc-2
N 个泵站 L
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第二章 等温输油管道的工艺计算
提问：流量会怎么变？ Q Q*
停运前： 停运后： 停运后流量：
Q Q*
H s1 N ( A BQ2m )
fLQ2m Z
通过调整泵机组转速， 改变泵的工作特性 直径
Q1
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Q2
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Q
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第二章 等温输油管道的工艺计算
改变管道的工作特性
调节出口管路阀门
H
（节流调节）
管道投产后，改变管 道工作特性只能通过关小 干线阀门的开度，人为增 加阀门的局部阻力，从而
H s1 (c 1)( A BQ*
2 m
2 m
2 m
Z c,1 H sc
2 m * Zc,1 H sc
) fl(c1)Q*
2 m 2 m 两式相减： H * sc H [(c 1) B fl ]( Q Q ) sc ( c 1) *
第二章 等温输油管道的工艺计算
2.7 等温输油管道的技术经济比较和工艺计算步骤 2.7.1 技术经济比较方法
可行性研究阶段：对工程的各项技术要求、经济条件做
出详细论证，提交可行性研究报告。 初步设计阶段： 从技术上和经济上对设计方案进行选 择，最终选定方案。 描述输油管道的参数包括：D、P（H）、N、ε。这四个
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.6.2漏油工况分析 Q*
Q*-q
流量的变化（Q
漏油点前 漏油点后
怎么写能量平衡方程 ？
Q*
q Q*-q 之间的关系 ？）
H s1 c( A BQ*2m ) flc Q*2m Z (c1),1 H s*(c1)
第二章 等温输油管道的工艺计算