中国石油大学(华东)输油管道设计与管理储运课件62
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输油管道设计与管理级资料PPT课件
1）分析粘度变化对 进出站压力的影响； 2）分析粘度变化对 泵站可能布置区的影 响，总体上讲，粘度 变化使泵站的可能布 置区缩小了。
第4页/共41页
第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （1）动水压头的校核
动水压力指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。 在纵断面图上，动水压力是管道纵断面线与水力坡降线 之间的垂直高度。动水压力的大小不仅取决于地形的起 伏变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
解决管道大落差的方法
按“等强度”原则，采用变壁厚管道设计，在低点 处增加壁厚保证管道安全；
采用变径管设计，在下坡段采用较小管径，加大沿 程摩阻，降低低点处的动水压力，并减少管材的用 量，降低工程投资。
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。
站取问增题加壁。厚设，计提时高：承应压按能照力二的期方的法。泵对站于间动距水来压校力核超动限水的 压管力道；，是不采同取站增间加，壁承厚压，要还求是不设同减压，站应，分需别要校进核行；技考术虑经 高济差比时较也。应按照越站来校核。
第6页/共41页
第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （2）静水压头的校核
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。
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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。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （1）动水压头的校核
动水压力指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。 在纵断面图上，动水压力是管道纵断面线与水力坡降线 之间的垂直高度。动水压力的大小不仅取决于地形的起 伏变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
解决管道大落差的方法
按“等强度”原则，采用变壁厚管道设计，在低点 处增加壁厚保证管道安全；
采用变径管设计，在下坡段采用较小管径，加大沿 程摩阻，降低低点处的动水压力，并减少管材的用 量，降低工程投资。
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。
站取问增题加壁。厚设，计提时高：承应压按能照力二的期方的法。泵对站于间动距水来压校力核超动限水的 压管力道；，是不采同取站增间加，壁承厚压，要还求是不设同减压，站应，分需别要校进核行；技考术虑经 高济差比时较也。应按照越站来校核。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （2）静水压头的校核
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。
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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。
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
之所以说通讯线路是长输管道的生命线，是因为如果通讯系统不畅通就 会给管道造成重大安全事故。例如93年轰动全国的713东辛线盗油泄漏 案（原油泄漏近万吨）就与通讯系统不畅通有关。
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）
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教学课件
2021/4/8
37
5. 储气库调峰技术
陕京输气管道为解决季节用气不均衡 性，保证向北京稳定供气修建了大港油田 大张坨地下储气库；大港板 876 储气库； 板中北高点储气库。三座储气库的调峰能 力达到 980 万方／天。
2021/4/8
38
6. 定向钻穿越技术
中国石油天然气管道局在管道建设中 已完成 36 条河流共计 29587 m 的河流穿 越工作。近年来，很多单位又陆续引进了 大小配套的多台定向钻机，大大提高了长 输管道河流定向穿越的能力。
再启动过程的基本规律和特点。 7、了解输油管道的各种事故工况的特点、预
防和处理的基本方法。 8、了解输油站的功能、设备组成、工艺流程。
2021/4/8
5
第一章 绪论
主要内容： 一、原油生产与运输概况 二、国内外著名输油管道简介 三、现代输油管道技术的发展趋势 四、21世纪的能源战略
2021/4/8
2021/4/8
29
管道沿线特点：“两山”、“两关”、“一盆地” 、 “一走廊”、
“两弱”、“一重”和“一差”。
“两山”指管道在先后经过的天山、祁连山山脉，通 过这些地段 的管道构成了本工程的特殊困难地段；
“两关”指管道通过的玉门关和嘉峪关；
“一盆地”是指管道通过的吐哈盆地；
“一走廊” 是指管道经过的河西走廊，地形条件较好。
2021/4/8
52
面对石油短缺：加紧国内寻找大油田加快获取 海外份额油和扩大进口渠道。
中油集团公司为海外 11 个开发项目（合同） 控制海外份额油剩余可采储量超过 4 亿吨。
中国海油总公司以 5.85 亿美元收购西班牙雷 普索尔 -YPE 公司在印尼的五大油田的部分权益， 每年带来 4000 万桶（约 540 万吨）的份额原油。
输油管道设计与管理(第1次课)PPT精选文档
农 安
67km
垂
69km
杨
50km
梨 树
77km
昌
图
石油一厂新 大 线 西太平洋炼厂
及三厂
大
Φ720mm，L=39.09km
官
14.7km
屯 50km
68km
66km
24.4km
瓦
62km 熊
房 店
岳
75km
大
小 6km 松
岚
金 大连石化
州 (石油七厂)
石
桥
80km
鞍 山
铁大线
70km 沈 阳
72km
管径 (mm) 720 720 720 529 720 720 529 426 377
管道长度 (km) 516.34 524.38 422.6 23.31 454.25 43.7 17.7 7.32 30.3
设计压力 (MPa) 6.4 6.4 6.4 4.5 6.4 6.4 4.1 4.5 3.0
距离长，独立经营，有
输油站：首站（起点输油站）、中间完站整、的末组站织机构
线路：管道本身、截断阀室、穿跨越构筑物、阴极保护站，
以及道路、通讯、自控等辅助设施
2020/5/17
6
第一章 输油管道概况和勘察设计
2020/5/17
7
第一章 输油管道概况和勘察设计
1.1.4 长输管道的输油方式
➢ 等温输送 ➢ 加热输送 ➢ 降凝输送 ➢ 加轻油稀释输送 ➢ 粘稠油液环输送 ➢ 原油磁处理输送 ➢ 间隙输送 ➢ 加减阻剂输送 ➢ 原油中掺水输送（水包油、水环输送） ➢ 顺序输送
兰郑长 2069km
镇杭线 192km
图例
中石油
中国石油大学(华东)输油管道设计与管理储运课件63
T
g0
124
2
T g 124
2
d
20 0 . 753来自 2 . 8 10 4
式中 Kd——汽油中允许混入的柴油浓度，％； Tg0——汽油终馏点的最高允许值， ℃ ； Tg——汽油实际的终馏点，℃； ρ20——混入柴油的20℃密度，g/cm3。 柴油中掺入汽油后，其闪点与掺入汽油的10％馏出温度 有关。根据汽油的10％馏出温度和柴油的闪点，可以确 定柴油中允许混入的汽油浓度。
K
g
16 . 7 T 10 32 T s 55
lg
Ts0 Ts
式中 Kg——柴油中允许混入的汽油浓度，％； T10——汽油的10％馏出温度，℃； Ts0——柴油的最低允许闪点，℃； Ts——柴油的实际闪点，℃。
(2)两种汽油掺混时主要控制汽油的辛烷值 牌号较低的汽油往牌号较高的汽油中掺混，掺入牌号 较低汽油的允许体积百分浓度可按下式计算：
3、记号型界面检测系统
记号型界面检测系统是先把作为记号的物质溶解在有 机溶剂中制成示踪物，在首站将示踪物注入界面，在 末站检测记号物质即可得知混油段，随界面的变化， 示踪物会扩散开来，在末站的有关仪表上可记录到强 度信号，由此可确定混油头与混油尾。 记号物质可采用色素染料、萤光染料和具有高电子亲 合力的化学惰性气体。由于色素染料放置于某些成品 油中会降低其商品价值，现在一般已不采用色素染料 作为示踪物质。
B 油罐中允许混入的A 油量为： V A V gB K
AB g
当输送的两种油品一定时，KBgA, KAgB已定。若终点油罐容量 已知，则可由上式计算出允许的混油量VB和VA。根据VB和VA， 结合终点混油浓度计算公式，就可以确定对应于VB和VA的管 路终点截面上的混油浓度，即切割浓度。
中国石油大学华东输油管道设计与管理储运
值随管径的变化趋势选择下一个应计算的管径方案，转②；
⑦ 按所选方案的管径、泵机组型号及组合、泵站数等，计算工作点参 数（流量、泵站扬程、水力坡降）；
⑧ 在纵断面图上布置泵站； ⑨ 泵站及管道系统各种工况的校核和调整。
资金具有时间价值，不同时期 的费用不能直接相加，但可以 将它们折算为现值，以费用现 值作为比较标准
等温输油管道设计方案的经济比较
费用现值(present value of cost)比较法简称现值比较法。使用该方法 时，先计算各管径方案的费用现值（PC），然后进行对比，以费用 现值最低的方案为优。费用现值的表达式为 ：
2、设计计算的基本步骤
① 选择泵机组型号及组合方式，根据经济流速初选2个管径； ② 由泵站工作压力确定管材及壁厚、管内径； ③ 计算设计输油能力下的水力坡降，判断翻越点，确定计算长度； ④ 计算全线所需压头，选泵，确定泵站数； ⑤ 计算对应管径方案的费用现值； ⑥ 判断是否得到最优管径方案，若已得到，转⑦；否则，根据费用现
gHc D 2[ ]
在上面两式中：ΔZ、L、Q、ν、HS1、hc、ρ已定，β和m 为参数，未知数有n、Hc 、D 、δ、[σ]。这五个未知数将
影响管道的投资和能耗费用，因而会影响方案的经济性
（费用现值）。
在五个未知数中，先看管材的许用应力[σ]。目前我国可 供 长 输 管 道 选 择 的 管 材 不 多 ， 一 般 采 用 16Mn 合 金 钢 或 API5L、6L、X60、X70钢管，因而在经济比较中可以认 为是定值，即按管材一定考虑。
管径 mm 529 630 720 820 920 1020 1220
压力 MPa 5.4 ～6.4 5.1 ～6.1 4.9 ～5.9 4.7 ～5.7 4.5 ～5.5 4.5 ～5.5 4.3 ～5.3
⑦ 按所选方案的管径、泵机组型号及组合、泵站数等，计算工作点参 数（流量、泵站扬程、水力坡降）；
⑧ 在纵断面图上布置泵站； ⑨ 泵站及管道系统各种工况的校核和调整。
资金具有时间价值，不同时期 的费用不能直接相加，但可以 将它们折算为现值，以费用现 值作为比较标准
等温输油管道设计方案的经济比较
费用现值(present value of cost)比较法简称现值比较法。使用该方法 时，先计算各管径方案的费用现值（PC），然后进行对比，以费用 现值最低的方案为优。费用现值的表达式为 ：
2、设计计算的基本步骤
① 选择泵机组型号及组合方式，根据经济流速初选2个管径； ② 由泵站工作压力确定管材及壁厚、管内径； ③ 计算设计输油能力下的水力坡降，判断翻越点，确定计算长度； ④ 计算全线所需压头，选泵，确定泵站数； ⑤ 计算对应管径方案的费用现值； ⑥ 判断是否得到最优管径方案，若已得到，转⑦；否则，根据费用现
gHc D 2[ ]
在上面两式中：ΔZ、L、Q、ν、HS1、hc、ρ已定，β和m 为参数，未知数有n、Hc 、D 、δ、[σ]。这五个未知数将
影响管道的投资和能耗费用，因而会影响方案的经济性
（费用现值）。
在五个未知数中，先看管材的许用应力[σ]。目前我国可 供 长 输 管 道 选 择 的 管 材 不 多 ， 一 般 采 用 16Mn 合 金 钢 或 API5L、6L、X60、X70钢管，因而在经济比较中可以认 为是定值，即按管材一定考虑。
管径 mm 529 630 720 820 920 1020 1220
压力 MPa 5.4 ～6.4 5.1 ～6.1 4.9 ～5.9 4.7 ～5.7 4.5 ～5.5 4.5 ～5.5 4.3 ～5.3
中国石油大学(华东)输油管道设计与管理储运课件61
第一节 顺序输送工艺特点
一、顺序输送管道的特点
1、成品油管道输送的是直接进入市场的最终产品，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，以方便向管道沿线 及附近的城市供油，有的管道还可能有多个入口，接收 多家炼油厂的来油。管道沿线任何一处分输或注入后， 其下游流量就发生变化。成品油管道可顺序输送多达几 十种的油品，其注油和卸油均受货主和市场的限制，运 行调度难度大。
实际上批次(循环次数)和罐容优化是很难用上述公式进行计 算的。因为成品油管道是面向市场的，虽然炼油厂的生产是 连续的，但市场需求和销售并不似公式中给出的那么均匀。 考虑原油和成品油价格随国际油价的变化、炼厂事故及停工 检修等因素，需要在管道首末站多建一些油罐以适应市场变 化使企业获得效益，加之储罐需要按系列选取，所以按上面 的优化方法进行计算往往不能满足实际需要，但这些数学关 系可便于管理者理清一些基本规律。
(6) 油品升温使煤油、柴油、燃料油的粘度降低，因此， 站间的摩阻也相对减小，这将缩小输送燃料油与输送 汽油之间耗用动力的差异。 (7) 如果管道中总有很多批次的燃料油，燃料油的温度升 高，较大地降低了油品的粘度，可以增加全线的输量， 这是油品温度升高的有利方面。但对汽、柴等轻油， 粘度变化并不明显，此项作用不大。 目前工艺设计时仍按等温管路计算，但流速较高时应 注意校核温升情况。
二、顺序输送的循环周期、循环次数
1、油品的排列顺序 顺序输送中油品的排列顺序对混油损失的影响很大。一 般来说性质相近的油品顺序输送，混油量较小，允许的 混油浓度较大，混油比较好处理。通常可以直接调和到 两种油品中去。输油顺序的安排一般要考虑： ① 使性质相近的两种油品相邻。 ② 油品互相不产生有害影响。如润滑油与汽油一般不能在 同一条管道内顺序输送。
原油管道输送PPT课件
17
05.02.2021
•管长1288km，管径1219mm。 •输量13250m3/h，流速3.3m/s。 •永冻土段644km。 •冬季气温-57℃。
18
05.02.2021
美国Alaska输油管道
•
美国阿拉斯加管道是连接美国阿拉斯加州北部产油区
和南部港口，再转运到美国本土炼油厂的管道运输系统。
16
05.02.2021
•1.1.5 国内外输油管道简介 （1）国外
第一条管道：1865年 美国宾夕法尼亚州 （d=50mm , L=10km）
二战期间、二战后得到迅速发展。60年代开始向高压、大口 径方向发展。 代表性的管道 ▪ 1）前苏联友谊输油管道(最大最长的原油管道)； ▪ 2）美国阿拉斯加输油管道（第一条伸入北极的管道）； ▪ 3）沙特东—西原油管道（沙漠管道）； ▪ 4）美国西—东原油管道（热油管道）； ▪ 5）美国科洛尼尔成品油管道系统（成品油管道） ▪ 6) 科钦液化石油气管道
道,管径426ｍｍ,全长约80ｋｍ。70年代开始随着大庆油 田的开发,迫切需要解决原油外输问题,因此在1970年8月3 日国家批准兴建东北地区输油管道,第一期工程是大庆至 扶顺,干线全长593ｋｍ,管径720ｍｍ,年输能力2000万吨。 以后的30年内我国管道工业有了较大进展,目前我国原油 管道近220条，总长达到10000公里。
34
05.02.2021
5.定向钻穿越技术和管道机械化施工作业技术 中国石油天然气管道局在管道建设中已完
成 36 条河流共计 29587 m 的河流穿越工作。近年 来，很多单位又陆续引进了大小配套的多台定向钻 机，大大提高了长输管道河流定向穿越的能力。
管道施工作业在手工和半自动下向焊施工技术 与气体保护焊、全自动焊、挤压电阻焊相比，具有 使用辅助设备少、故障率低的优点。
05.02.2021
•管长1288km，管径1219mm。 •输量13250m3/h，流速3.3m/s。 •永冻土段644km。 •冬季气温-57℃。
18
05.02.2021
美国Alaska输油管道
•
美国阿拉斯加管道是连接美国阿拉斯加州北部产油区
和南部港口，再转运到美国本土炼油厂的管道运输系统。
16
05.02.2021
•1.1.5 国内外输油管道简介 （1）国外
第一条管道：1865年 美国宾夕法尼亚州 （d=50mm , L=10km）
二战期间、二战后得到迅速发展。60年代开始向高压、大口 径方向发展。 代表性的管道 ▪ 1）前苏联友谊输油管道(最大最长的原油管道)； ▪ 2）美国阿拉斯加输油管道（第一条伸入北极的管道）； ▪ 3）沙特东—西原油管道（沙漠管道）； ▪ 4）美国西—东原油管道（热油管道）； ▪ 5）美国科洛尼尔成品油管道系统（成品油管道） ▪ 6) 科钦液化石油气管道
道,管径426ｍｍ,全长约80ｋｍ。70年代开始随着大庆油 田的开发,迫切需要解决原油外输问题,因此在1970年8月3 日国家批准兴建东北地区输油管道,第一期工程是大庆至 扶顺,干线全长593ｋｍ,管径720ｍｍ,年输能力2000万吨。 以后的30年内我国管道工业有了较大进展,目前我国原油 管道近220条，总长达到10000公里。
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05.02.2021
5.定向钻穿越技术和管道机械化施工作业技术 中国石油天然气管道局在管道建设中已完
成 36 条河流共计 29587 m 的河流穿越工作。近年 来，很多单位又陆续引进了大小配套的多台定向钻 机，大大提高了长输管道河流定向穿越的能力。
管道施工作业在手工和半自动下向焊施工技术 与气体保护焊、全自动焊、挤压电阻焊相比，具有 使用辅助设备少、故障率低的优点。
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一、沿程混油机理
1、流速分布不均引起的几何混油
油品在管内流动时，存在着流速分布。流速分布对混油影响很大，流态 不同，管内流速分布不同，对混油的影响也不同。
层流：
管内流速分布呈抛物线型，且Umax=2V 。
在两种油品接触处管中心附近的流速大， 后面的油品进入前面的油品中，在管壁处，
B油
流速较慢的前行油品又会落后在后面的油
① t1时刻，两种油品刚开始接触，混油段长度为0，起始接触 面O处，KA=KB=0.5，截面O右边：KA=1，KB=0
KB=1 KA=0 KA=KB=0 .5 KA=1 KB=0
B油 t1
O
A油
输送方向
② t2 >t1 时刻，起始接触面O移动了V(t2-t1) 的距离。形成了长 为 2l1 的混油段，起始接触面把混油段分为左右两部分：
2、密度差引起的混油
由于两种油品的密度不同，会引起管内的自然对流，从 而加大混油量。表现在两个方面：
①在流速不均而造成的混油界面上，由于两种油品的密 度不同，引起自然对流，重的下沉，轻的上浮，增加 了混油量。
②在地形起伏的管段上，当混油段处于上下坡时，由于 密度差的作用（重油在上面、轻油在下面）也会形成 自然对流，加大混油，此时管线停输则混油量更大。
t2
B油
KB
KA=KB=0 .5
O
l1
l1
A油
KA
输送方向
在起始接触面上：x=0， K A KB 0.5 在起始接触面右边：x>0, KA：0.5 1，KB：0.5 0
在起始接触面左边：x<0, K A：0 0.5，KB：1 0.5
混油段内的任意截面上，A、B油都有一定的浓度。A、B油
的浓度随截面位置而不同，但在每个截面上都有KA+KB=1 。
对于长距离顺序输送管道，一般都在紊流区工作，主要是 扩散混油。
二、纵向紊流扩散混油理论
1、基本概念 (1) 起始接触面：
设管内原来输送A油，在t=t1时刻开始输入B油。在该瞬间， A、B油在起点截面相接触。由于流速分布不均，实际接触 面不是平面，为了讨论方便，我们假设A、B油的接触面为 一垂直于管道轴线的平面。 ①定义：A、B两种油品开始接触时的垂直于管轴的平面称
第二节 顺序输送管道的混油
混油有两种
初 始混 油
①
泵
站
内
的
混
油泵死
油 的
段 搅
的 拌
混 混
油 油
② 沿 程 混 油 ： 油 品 交 界面 处 的 混 油
一般来说，泵站内，因此一般不作详细计算。下 面我们主要讨论在油品交界面处引起的沿程混油。
品中，就在管内形成楔形油头。
A油
随着流动距离的增加，混油段会越来越长，混油量相当大，可达(3～ 4)Vg(Vg为管道总容积)。因此顺序输送的管道在两种油品交替时应避免 在层流下工作，无法避免时，应在两种油品交界面处加隔离装置减少混 油。
紊流 ：
B油
A油
在紊流核心部分，流速分布趋于均匀，Umax≈ (1.18~1.25)V， 仅在管壁处的层流边层内存在较大的流速梯度，而无明显 的楔形油头存在，所以紊流时混油量比层流时小得多。随 着流量的增大，Re↑, 混油量↓，一般情况下，Re>104时混 油量仅占管道总容积的0.5～1％。
为起始接触面 。 ②性质：起始接触面具有如下性质：
a、在该面上A、B两种油各占一半，用体积浓度表示 即为：KA=KB=0.5
b、起始接触面以平均流速V向前移动。在 t1时刻它在管线 起点，t2时刻，它在距起点截面为V( t 2- t1 ) 的地方。
注意：起始接触面与起点截面是不同的。起点截面是静止不 动的。而起始接触面以速度V前进，仅在t=t1时刻两面 才是重合的。
(2) 混油段：既含有A油又含有B油的段落。在混油段内，A油 的浓度由1变为0，B油的浓度由0变为1。
(3) 混油量：混油段内所含的油品体积称为混油量。 (4) 混油长度：混油段所占的管段长度称为混油长度。
2、混油段的形成过程：
在起始接触面处，A、B两种油品直接接触，产生混油。随着B油的流入， 起始接触面向前移动，混油段逐渐增大。为了便于分析计算，我们选择一 个移动的座标系K－x座标系，移动速度为V，座标原点位于起始接触面上， 纵座标表示油品浓度，横座标为某截面到起始接触面的距离，这样纵座标 轴（即起始接触面）将混油段分为左右两部分。
(2) 在某时刻t，混油段内B油(或A油)的浓度是x的函数，
KB=f(x) (3) 在某一截面处，混油段内B油(或A油)的浓度随时间
而变化，KB=φ (t) (4) 混油段内混油浓度是x和t的函数 ，KB= ψ(x, t)
3、混油段的浓度分布
(1) 扩散速度w
油品在管道内交替时，由于对流和扩散的作用，A油的分子从高浓度区向 低浓度区扩散，使B油中混入A油。同时B油分子向A油中扩散，使A油中 混进B油。
3、扩散混油
在两种油品的交界面处，两种油品的浓度是不同的。若将前 后两种油品分别称为A油和B油，则在A油中A油的浓度要大 于B油中A油的浓度，使A油分子由浓度高的A油方面向浓度 低的B油方面扩散，而B油则由B油方面向A油方面扩散，这 样便形成了扩散混油。
一般情况下，紊流时，扩散混油是主要的；层流时，流速 分布不均，形成楔形油头造成的混油是主要的；正常运行 时密度差引起的混油要小得多，可以忽略不计。
③t3>t2时刻，起始接触面移动到(t3-t1)V的位置。这时的混油长 度为2l2。与t2时刻的混油浓度曲线相比，可知混油段内某个 截面上的混油浓度还随时间变化，且随 t↑l↑，混油浓度曲线
变平。
KA=KB=0 .5
t3
B油
KB
O
KA A油
输送方向
l2
l2
扩散混油的基本特点：
(1) 随时间的延长，混油段变长，起始接触面(x=0)上始 终有KA=KB=0.5，任意截面上：KA+KB=1
定义：单位时间内，某一种油品经过单位截面积扩散至另一种油品中的 体积，称为扩散速度。单位为m/s
根据扩散理论(Fick定律) ，扩散速度与扩散方向上的浓度梯度成正比，即：
w
DT
dK dx
式中：DT 为油品在管道轴向的有效扩散系数。
(2) 混油浓度微分方程
设有一顺序输送A、B油的管线，流速为V，混油长度为2l，起 始接触面把混油段分为两部分，长度各为l。