第六章 输油管道的水击分析
第六章 水击
阀门处，在这种情况下，在阀门处产生最大的水击压力，称为直接水
击。
② 间接水击：当阀门关闭时间T > 0 时，最早由阀门处产生的向上游
传播，而又反射回来的减压顺行波，在阀门全部关闭前已经到达阀门
处，水击压力波不能全部进一步向上游反射，并随流体流失一部分能
量，使得在阀门处的水击压力不能达到直接水击的压力增高值，称为
液罐内压力高于管子内压力，又失去压力的平衡。
v=0 , p=p0 – Δp, ρ= ρ0 -Δρ, D=D0- ΔD t=2l/c～ 3l/c 称为水击波
传播 的第三阶段。
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水击波传播 的第四阶段-增速增压
在t3=3l/c时刻，因管道进口压强比液罐内压强差Δp作用下， 液体又以速度v0向阀门方向流动，并以增压波形式传向阀门断 面。管道中的密度和管壁相继应恢复正常。在t4=4l/c时刻，增
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三、水击的分类
水击的相或相长：从阀门关闭产生增压波到上游反射回来的减压波又传到
阀门处为止，所需要的时间为2l/c，称之为水击的相或相长，用 0 来表示。
0
2l c
1、① 直接水击：当阀门关闭时间T < 0时，最早由阀门处产生的向
上游传播，而又反射回来的减压顺行波，在阀门全部关闭时还未到达
增加或降低的压力值Δp ）
3、发生水击现象的物理原因：
（1） 外因：管路中流速突然变化
（2） 内因：液体具有惯性和压缩性。
惯性：企图维持液体原来的运动状态
压缩性：改变体积，缓和流体流动
4、说明：
（1） 考虑液体的压缩性和管壁的弹性
（2） 水击中的液流参数随时间和位置变化，水击现象为不稳定流动。
输油管道系统水击分析与计算
输输油管道系统水击分析与计算陈鑫!鲁传敬李长俊谢军（上海交通大学）（西南石油学院）（上海交通大学）陈鑫鲁传敬等：输油管道系统水击分析与计算，油气储运，!""!，!#（#!）!$%!&。
摘要水击是输油管道系统中经常出现的一种不稳定流现象。
当管内压力由于水力瞬变而发生急剧变化时，如果某高点未出现因压力低于油品的饱和蒸气压而产生的负压汽化现象，则流动为单相流动，但如果出现负压汽化现象，则处于该点的管段内液体的流动就演变成了气液体两相流动，增大了水击分析的难度。
对管内单相流动和含气泡液体两相流动进行了水击分析，认为分析结果可以真实地反映油品在管内流动的规律，并且可以全面用于模拟和分析管道系统的各种工况，确保管道在安全的前提下优化运行。
主题词输油管道气液两相流水击数学模型分析计算随着输油管道向大型化、连续化和管网化的方向发展，输送过程日益复杂。
而且，在流体输送过程中，水击的发生会使管内某点压力过高或过低，使系统设备或性能遭到破坏。
因此，为了保证管道在安全的前提下优化运行，必须从初期的规划设计到后期的运行管理的每个环节，深入全面地掌握管道工况的动态变化规律，对管道系统进行水击分析及其数值模拟是十分重要的。
一、管道系统数学模型!、管元件模型按’()**(*)和+,-.*的推导，对于薄壁管，波速方程〔#〕可以表达为：!/"#!#（#0"#$%"#0&’"#()*!"）（#）式中!———波速，123；"#———油品体积弹性系数，45；!#———油品密度，6721$；$———管道外径，1；%———管材弹性模量，45；"———管壁厚度，1；#———系数，取决于管道约束方式；&’———液体内气相体积（在常压下）的百分含量；(———气体常数；)———油品温度，8；*———管内某处绝对压强，45。
（#）单相流动水击基本方程〔!〕运动方程：+#+#,0#+#-0#!##*#,0’3.9$0%!.+:+:/"（!）连续方程：#!#!!（+#*#,0#*#-）0#+#,/"（$）能量方程：;（/)）;-<*!!!!#;*;-/%:+$:!.<="$!#（)<)"）（=）式中+———油品流速，123；,———距离，1；-———时间，3；’———重力加速度，123!；$———管道倾角，（0）；%———摩阻系数；.———管道内径，1；/———油品热容，>2（67·8）；!!""!="，上海市闵行区上海交大建工学院1"##""?#班；电话：（"!#）@=A=@&A?。
成品油输送管道水击计算分析以及措施
成品油输送管道水击计算分析以及措施摘要：成品油长输管道启输或运行过程中，各类操作导致发生水击现象，引起管道区部超压、液柱分离等现象。
介绍输油管道水击发生的原因，计算分析华南管道压力异常上涨，验证管道发生水击详细情况。
分析管道水击预防措施，自动泄压、水击超前保护，提出各类工况优化。
关键词：成品油输油管道；水击计算分析；水击防护措施.管道水击产生原因和计算.成品油输送过程中，因流量变化、中间站启停下载、泵切换等情况，会使整个水力系统由一个稳定状态过渡到另一个稳定状态。
油品在管道因原有的流体惯性，在工况变化的过程中，液体流速发生改变引起的压力瞬变的过程中，进行能量转换，由原有的动能转变为压能，这就称为水击。
根据茹科夫斯基公式，由于液流速度的瞬时变化所引起的水击压力变化为P=ρa(v0-v)，式中ρ为液体密度，kg/m³；a为水击波在该管道中的传播速度，m/s；v0—正常输油时液体流速，m/s;v—突然改变后的液体流速，m/s；管道流速计算公式为v=，式中Q为管道内瞬时流量m³/s；R为管道内径 m。
压力波在管道传播速度取决于管壁的弹性和液体的压缩性，其关系为a=,式中E为管材弹性模量，Pa;D为管道内径，m；δ为管壁厚度，m；K为液体的体积弹性系数，Pa;对于一般的钢质管道，压力波在油品中的传播速度大约为1000~1200m/s。
二、成品油输送管道水击分析.管道不满流产生水击现象分析.输油管道启输时，管内油品由静态转变成动态，输油泵启动时，可作为油品状态变化瞬间。
当管道满流的情况下，管内油品因流体惯性，输油泵对油品进行均匀做功，此时油品流速变化小且管道内各处流速相等。
若管道内存有气体，当输油泵对油品做功时，因输油泵出口的气体惯性小，经由输油泵输出的油品速度提升快，同时对管内气体进行压缩，导致管道内油品流速不一致且不可控。
此时管道内油品部分流速快，部分流速慢，当流速不一的油品接触后，两股油品流速发生变化，引起压力瞬变，从而产生水击。
输油管道水击与防护
输油管道水击与防护摘要：长距离输油管道密闭输送时，输送过程中各节点的流速和压力均随着时间的变化而变化，运行操作过程中阀门突然开启、关闭及泵机组发生故障等，均会使流体的运行状态发生瞬时变化，易引起水击，导致管道内产生局部超压、液柱分离及泵汽蚀等危害。
研究输油管道瞬时水击压力变化的产生原因，分析水击压力对运行工艺设施的影响，采取措施防止或减小水击危害，对输油管道的安全运行有着重要意义。
鉴于此，本文对输油管道水击进行了分析，并提出相应防护措施，为输油管道的安全运行提供了参考。
关键词：输油管道；密闭输送；水击；水击危害；水击保护引言“密闭输送”的输油系统权限是一个统一的水力系统，前站的剩余压力可以为下站所利用。
当全线密闭的管道系统正常调节出现故障，引起输油工况变化时，会在管内产生水击压力波沿管道向上、下游传播。
如果这种压力波造成管道工作压力超过允许值（高压或低压），如出现非正常停泵、误关阀、停电、着火事故等均会引起水击现象发生。
例如：在输油过程中，如果遇到输油泵站突然停电引起泵机组停运或进出站阀门误操作关闭的工况时，事故泵站会对上游管道传递增压波，使上游管道压力上升，严重时可致管道损坏甚至爆裂[1-3]。
1水击的产生当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如快速开关阀门、停泵或突然断电，都会引起管内压力相应地发生突然变化，突然变化的压力成为水击压力。
由于液体及管壁的弹性作用，水击压力以压力波的形式在管内迅速传播，当压力波的波面通过管路时，造成管路的振动并产生一种声音，犹如冲击钻工作时产生的声音或用锤子敲击管路时发出的噪音，称之为水击，亦称为水锤。
水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程，实际上是一种能量转换。
2水击特点（1）水击波反射的间隔时间比较长。
长输管道的泵站间距一般都在几十、上百公里，以水击波传播速度为1000m/s估算，某站发生的水击波要经过约几十、上百秒才能传到相邻的泵站，然后再发生反射，所以反射的间隔时间比较长。
管道的水击分析与计算
管道的水击分析与计算学生姓名：某某专业：过程装备与控制工程班级：过控0704指导教师：某某2010年10月10日目录摘要 (3)关键词 (3)Ⅰ水击的产生 (3)Ⅱ水击保护方法 (3)一.增强保护 (3)二.超前保护 (3)三.泄放保护 (3)Ⅲ管道的水击分析 (4)一.水击对输油管道造成的主要危害 (4)二.管道分析的目的 (4)三.管道分析所需要的基本数 (4)四.管道分析取得的成 (4)Ⅳ水击控制及保护设施 (5)一.泄压阀 (5)二.调节阀 (6)Ⅴ水击计算 (7)一.水击波的压力增加 (7)二.水击波的传输速度和水击压强 (7)Ⅵ防止水击的措施 (9)一.增加防止水击设备 (9)二.建立安全操作体系 (10)Ⅶ结语 (10)参考文献 (11)管道的水击分析与计算摘要：输油管道的密闭流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线的某一点流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。
该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，引起管道的瞬变流动进而引起的压力波动称为水击。
它引起管内压强上升，轻则噪音与振动，重则超过管内原有正常压强的几十倍甚至上百倍，以致超过了管壁材料的允许应力，造成管道和管件的变形甚至破裂。
因此，了解水击现象的发生、发展过程和计算，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。
现代大型计算机的广泛应用，对输油管道的水击分析利用专门编制的程序进行，使得在防护方面取得了理想的经济和社会效益。
关键词：水击；水击防护；瞬变流动；防护系统；水击计算Ⅰ水击的产生管道中液体的运动状态突然改变的情况下发生（如阀门的突然关闭或突然开启，水泵的突然启动或停止，水轮机或液压油缸突然变化负载等）。
由于流速突然发生迅速变化，结果由于流体惯性，必然引起管内压强的剧烈波动，即压强的突然上升与突然下降，并在整个管长范围内传播。
压强突变使管壁产生振动，并伴有似锤之声，故将这种现象称为管内水击现象。
现代输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。
油库管道中水击产生的原理及预防措施
2018年05月油库管道中水击产生的原理及预防措施王勇（重庆盛基新源建筑工程设计有限公司，重庆400000）摘要：水击现象是在油库发油系统中可能出现的一个问题，水击会导致压力的增大，使管道正常工作的压强成倍上升，压强的大幅度波动会带来严重的破坏性，比如损坏计量仪表、破坏阀门、管道爆裂等，对管道的输送效率和设备的安全运行造成极大的影响。
水击现象的原因多样，操作方法不当、设计缺陷等，都会出现水击。
本文对油库管道中水击现象的原理进行探析，并提出相应的预防措施。
关键词：油库管道；水击；预防由于外界的某种因素，比如泵机组突然停车等，导致管道中液体的流速迅速变化，引起液体内部的压强交替升降，急速升高或者降低，这种压强作用在阀门、管壁或者其他元件中，如同锤击，因此称为水击或者水锤。
油品压强由于水击的作用，出现急剧升降的交替变化，压强可以降到油品饱和蒸气压以下，也可以升高到设计压强的几十倍或者上百倍，造成严重的破坏，因此需要确定可能出现的最大压强和最小压强，采取适当的措施防止水击。
1油库管道中水击产生的原理管道和油品都是弹性体，并不是刚体，水击压强达到一定的程度，会导致油品和管道的形变，一方面是管道管壁的膨胀，一方面是油品的压缩。
管道中的油品流速并不是同时发生变化的，而是具有传递性，形成水击波或者弹性波，进而实现传递。
水击发生的重要条件，就是管道油品流速的突然变化。
产生水击现象的内部因素主要是由于油品存在的压缩性和惯性。
2水击的危害输油管路中的水击现象导致管路压强出现急剧的升降，这种变化幅度通常很大，会严重损害管路和相关的连接设备，导致设备运行的不安全。
水击现象产生多种危害，第一，在管路输油作业中出现噪音[1]。
油库管道中发生水击现象，内部的油品压强会迅速大幅度升高，同时迅速产生更大的冲击力，冲击过滤器、单向阀、阀门阀板等设备。
油品压强也会出现迅速的大幅降低。
压力波不断进行升高和降低的交替，也会使部分设备元件承受的压力迅速不断转换，从而导致相互撞击和剧烈的震动，引发噪音。
输油管道水击分析
输油管道水击分析
马新博;曹兴曙
【期刊名称】《石化技术》
【年(卷),期】2017(024)011
【摘要】输油管道常由于阀门误操作和泵机组停运产生水击现象,本文通过水击基础理论的分析,对水击产生的危害进行了总结并给出了相应的防护措施.
【总页数】1页(P22)
【作者】马新博;曹兴曙
【作者单位】西安石油大学陕西西安 710065;延长油田股份有限公司志丹采油厂陕西延安 717500;西安石油大学陕西西安 710065;延长油田股份有限公司志丹采油厂陕西延安 717500
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于SPS软件的庆哈输油管道水击分析 [J], 杜艳平
2.输油管道水击分析与防护 [J], 叶富艳
3.输油管道系统水击分析与计算 [J], 陈鑫;鲁传敬;李长俊;谢军
4.格拉输油管道水击分析与保护措施 [J], 曾多礼
5.复杂输油管道系统的水击控制——大庆至铁岭输油管道的研究 [J], 宫敬;严大凡;张维东
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输油管道水击分析
2017年第11期
输油管道水击分析
马新博1，2 曹兴曙1，2
1. 西安石油大学 陕西 西安 710065 2. 延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 延安 717500 摘要：输油管道常由于阀门误操作和泵机组停运产生水击现象，本文通过水击基础理论的分析，对水击产生的危害进 行了总结并给出了相应的防护措施。 关键词：输油管道 水击 危害 保护
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输油管道的水击危害和防治讨论
输油管道的水击危害和防治讨论【摘要】输油管道中存在水击现象，会造成比较严重的影响。
本文主要是从水击发生的原因出发，分析影响水击作用的因素、水击的危害，讨论水击的防治方法。
【关键词】直接水击间接水击防治在原油输送管道中，液体断面上的各个点理论上会维持一定，不会因时间变化，称作为稳定流，但是在实际的运输过程中不太可能出现这种情况，各点的流速和压强都会随着时间变化发生改变，一般情况下这样的改变不明显，可以近似的认为是稳定流。
如果因为一些原因，如开关阀门过快、流程切换、下游站出现突然停泵、油品变化等情况引起管道内部压力的突然变化使得稳定状态破坏，流速和压强都出现剧烈变化发生水击现象。
1 水击分类及公式计算由阀门关闭时产生的增压波会经过上游的反射形成的减压波返回阀门处，这段距离为l，传播速度为c，需要的时间为t=2l/ c，即为水击的相或者相长。
1.1 直接水击如果阀门的开启时间tt，新生的弹性波会与上游反射回来的减压波发生作用，消弱水击的增压作用，在阀门处的水击压力小于直接水击的增压值，称为间接水击。
△p/γ=2v0l/gt0 （式2）γ—比重，l—管道长度由以上（1）（2）两个公式可以得出，水击压力会随着γ的增加、流速v0的增加和水击波的速度c增加而产生更大的水击压力△p。
2 水击的危害在输油管路上产生的水击会对管路和其连接设备带来损伤，严重的影响了输油工作的安全运行，主要的危害是分为以下几个方面：2.1 输油作业产生噪音发生水击现象时，管理内的压力会急剧增大，也加大了对阀门、过滤器等设备的冲击力，由于压力波的正负交替，设备的元件受到的压力会出现变换，容易出现震动和相互撞击而导致噪声的产生。
2.2 造成管路的破裂在水击带来的高压作用下，管壁受到的压力会出现瞬时的升高和降低，疲劳程度会加重，而在反复冲击力的作用下，管壁自身的薄弱点会因为这样的作用而出现疲劳损伤，长时间的运行后就会造成变形和拉裂，造成油品的泄漏。
浅谈输油管道中水击现象产生的原因及预防措施
免 措 施 等 方 面进 行 了探 讨 。
关 键 词 ： 油 系统 ； 发 管路 ； 击 水
在 压 力 管 路 中 ， 由 于 某 些 外 界 原 弹 性 体 ， 因 此 在 很 大 的 水 击 压 强 的 作 压 强 大 幅 度 急 剧 变 化 会 对 管 路 及 其 连 因 （ 门 突 然 关 闭 、 泵 机 组 突 然 停 车 用 下 产 生 两 种 形 变 ， 即 油 品 的 压 缩 及 接设 备造 成 严重 的损害 ，极 大地 影 响 阀
从 在 输 油 管 路 上 ， 水 击 引 起 的 管 路 烈 的 震 动 和 互 相 撞 击 ， 而 产 生 噪 音 。
滞 后 。２ １ ０ ０年 ， 市 社 会 物 流 总 额 达 到 为 服 务 性 行 业 ，客 户 的 满 意 度 至 关 重 全 ６ １ ．５亿 元 ， 流 需 求 系 数 达 到 １ ８ ４ ８１ 物 ． ， ９
参 考 文 献
１ 刘 亚 茹 ． 安 物 流 的 现 状 与 对 策 、 西
要 ，如何 让 铁 路运 输 与 客 户之 间 的联
Ｊ， ２ １． 即 每 亿 元 生 产 总 值 带 动 的 物 流 需 求 是 系 变 得 更 加 紧 密 ，也 是 铁 路 运 输 在 未 研 究 【 】 物 流 工 程 与 管理 ，０ ０８ 现 １９ ．８亿 元 。 安 市 ２０ ～ ００年 物 流 需 来 发 展 中 需 要 解 决 的 问题 。再 者 ， 代 西 ０８ ２ １
ＤＩＣ ＳＯＮ ＡＮ Ｅ Ｅ Ｃ Ｓ ＵＳ Ｉ Ｄ Ｒ Ｓ ＡＲ Ｈ 探 讨 与研 究
原油长输管道水击分析及保护方案
在第一站的出站部位，中间泵站的进出站，最后一站进站处都设置泄压阀，同时中间泵站设置有泄压关。泄压阀在进行压力设定的时候，应该确保是在事故工况下，不会发生超压或者泄压阀泄放的情况，也不会剧烈扰动，泄放时间不宜太长。泄压阀的出口端因为与一段管线相连，所以，进行仿真系统的模拟时，泄压阀的出口应该留有一定背压。依据管线的长度、管径以及弯头的数量来确定。泄放阀的出口背压与泄放流量呈反比，泄放时间越长，泄放阀就无法在短时间内消除水击波的负面影响。所以，泄放管道要尽可能的防止出现弯头，减短泄放管道的长度。
2.4中间泵站进出站阀门、末站进站阀门、中间泵站越站阀门是各站场和干线阀门是事故时安全控制的关键点，因此这些阀门应设置远程控制，当发生事故时，可以实现远程操作。
三、水击的保护方案
3.1水击的超前保护
长输管道系统一般采用的都是停泵或者进行保护调节的方式方法进行超前保护，以保证全线较为薄弱的管道地段。也就是如果某一站出现停泵的现象，或者是进出站的阀门被误关断的情况下，从通信系统向调度控制中心发送信号，调度控制中心就会自动下达对管道系统的保护指令，变频器或者是调节阀进行保护性调节或者有顺序的停掉相关站的输油泵方式方法，向其上游或者下游发出电压波的信号，来避免管线较为薄弱的部位发生超压或者是高点汽化。如果管道系统的某个部位发生故障，造成全线流量没有按照预定的计划发展，此时可以由调度控制中心下达指令，来对各控制点的数值进行调整，实现超前保护目的。因为管道系统的不同，高程分布、压力以及流量等都不尽相同，水击超前保护的采取的措施也是不同的。为了能够实现最佳的控制效果，就可以采用软件仿真模拟，在备选方案中选取最佳方案。
3.3自动压力越站情况
采SPS软件进行仿真模拟监测中间泵站的越站工况时，通过分析发现管道的压力会有小幅度的变动，这时候就应该对上一站的开泵阀进行调整，实现降量输送。倘若中间泵站有全越站流程，一旦某站的输油泵发生事故如停电、停泵等，可实现自动压力越站。
输油管道的水击分析
输油管道的水击分析水击是指液体在管道中快速流动时产生的压力冲击现象。
对于输油管道来说，水击是一个非常重要的问题，因为水击会对管道造成巨大的冲击力，导致管道破裂甚至爆炸，造成严重的安全事故。
因此，对输油管道的水击进行分析和控制是非常必要的。
首先，我们来了解一下水击的原理。
当液体在管道中由于其中一种原因突然停止或改变流动方向时，会导致液体产生冲击波，产生高压区和低压区。
高压区的压力将超过管道的承受力，导致管道破裂。
而低压区的压力则会引起液体的回流和大规模振荡，进一步加剧了水击的破坏力。
水击的产生有多种原因，例如阀门关闭过快、泵机组启停突然、管道泄漏堵塞等。
在输油管道系统中，特别是在泵站、阀室等地方，水击的危险性更大。
因此，对于这些关键的控制节点，应当采取合适的措施来防止水击的发生。
为了分析输油管道的水击现象，通常使用一维流动理论。
该理论假设流体是均匀、定常、不可压缩的，可以采用质量守恒方程和动量守恒方程来描述流动的分布和变化。
在考虑水击问题时，还需要引入一个补偿容器来缓冲液体流动的压力冲击。
补偿容器的作用是通过改变管道系统的远端和近端的液体压力来达到缓冲和稳定液体流动的目的。
补偿容器通常设计为一个封闭的容器，容器中充满了空气或惰性气体。
当液体流速改变时，补偿容器可以通过改变内部气体的体积来平衡液体流动产生的压力冲击。
此外，在设计输油管道系统时，还应注意以下几点来控制水击的发生：1.合理选择管道的材质和尺寸，以保证其足够强度和刚度，能够承受流体的压力冲击。
2.采用合适的阀门和泵机组，以控制流速的变化，避免突然开关或启停造成的压力冲击。
3.在关键节点设置减压阀、隔离阀等，可以分散和缓解水击冲击，降低其对管道系统的影响。
4.定期检查和维护管道系统，及时处理泄漏和堵塞问题，避免因此引起的水击现象。
在实际操作中，水击的分析和控制通常需要使用专业软件进行模拟和计算。
这些软件可以根据管道系统的实际参数和操作条件，模拟液体的流动和压力分布，帮助预测和评估水击的风险，并提供相应的管控措施。
水击现象原因分析及防范措施探讨
1491 概述水击又名水锤，它常发生在水或蒸汽等有压管道系统中，由于某一管路元件工作状态的改变，使液体流速发生急剧变化，同时引起管内液体压强大幅度波动的现象。
它是有压管道非恒定流问题中的一种。
管道中任一段面的流速、压强、液体的密度及管道直径，不仅与空间位置而且与时间有关。
它可能导致管道系统强烈震动、噪声和空蚀，甚至使管道严重变形或爆裂。
2 水击产生的成因及危害2.1 水击现象的成因在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象，称为水击，也称水锤。
产生的原因：当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。
管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。
在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大的音响和振动。
2.2 水击的危害水击现象的发生会引起整个管系发生振动，使管道严重损坏；管道法兰连接处泄漏；管道推力和力矩过大，使与其连接的设备承受过大的应力或使其产生变形，影响设备的正常运行。
3 装置凝结水回水运行情况3.1 运行现状净化装置区的蒸汽消耗主要为生产蒸汽和伴热蒸汽，其中生产蒸汽用于提供溶液再生的热量和再生塔补充蒸汽；伴热蒸汽用于设备管线、仪表的伴热。
蒸汽经用热设备产生的凝结水先汇集于凝结水总管，后流入凝结水回水系统（如图1所示）。
装置夏季运行时生产蒸汽凝结水回锅炉房，冬季运行时生产蒸汽凝结水和伴热蒸汽凝结水一起回锅炉房。
图1 装置蒸汽、凝结水流程示意图3.2 水击产生的原因分析凝结水管道中存部分蒸汽是水击发生的主要原因，在凝结水回水管线中，其介质主要是蒸汽和水的混合物，由于汽水的存在, 就形成了汽和水的两相流动, 两相流的主要特征，是在蒸汽和水之间存在界面, 界面在不同的情况下具有不同的形状，由于重力作用, 凝结水总是在管道底部流动或者向管道低点移动。
密闭输油管道水击保护分析
密闭输油管道水击保护分析作者：张秀云来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第11期摘要：密闭输油过程中由于突然停泵或进出站阀门关闭等原因会产生管道系统流量的变化，导致瞬变压力脉动，即水击，对输油管道的运行产生危害。
本文通过特点工况的瞬态模拟，分析水击产生的过程及危害，提出水击保护措施，保证管道的安全运行。
关键词：输油站；水击；密闭输送密闭输送管道全线是一个整体水力系统，任何一个截面压力与流量的变化，都使全线压力与流量在瞬间发生相当程度的波动。
这种压力波动即是水击。
水击严重时，对管线与设备可能造成损害。
1 水击产生的原因及影响在长距离密闭输送的过程中，某一点流动受阻，动能转变为压能，高压波向上游传递，使管道内压力迅速增加，当管内压力超过管道最大允许压力会引起管道的强度破坏[3]。
低压波向下传递，可能使管内液体产生气体逸出，进入泵发生喘振，叶轮气蚀，若管内压力下降至真空，会引起管道强度破坏。
1.1 水击保护措施水击保护有管道增强保护、超前保护和泄压保护3种方法[1]。
①管道增强保护。
即提高管道设计压力，从根本上保证管道不被破坏。
②超前保护。
水击超前保护系统通过检测输油管道上截断阀的阀位变化或关键点的压力变化，预测发生水击可能，并由通信系统迅速向上下游站场发出信号，提前采取相应动作防止水击发生[2]。
上述动作均由以计算机为核心的全线数据采集和监控（SCADA）系统完成。
③泄压保护。
在输油管道合适的位置设置泄压保护系统，当发生水击，超前保护失效时泄压。
泄压系统一般由三部分组成：泄压阀、泄压罐和连接管线。
三种保护方式中增强保护会使管材费用提高，超前保护需高度自动化及控制逻辑，泄压系统需维护保养，工程分析中要对三种方式进行经济分析，以确定最优的保护措施。
1.2 实例分析日照港-京博输油管道工程采用密闭保温输送方式，分别给京博石化、永鑫石化、汇丰石化供油，管径DN700，设计压力10MPa，设计输量1500万吨/年。
输油管道的水击分析解析PPT教学课件
间接水击：指闸门关闭（或开启）的时间Ts＞T（相长），即从水 库反射的减（增）压波已到达阀门处，阀门尚未关（开）完毕，
使阀门处水击压强不能再升高（降低）到最大（小）。
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阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程
a
流速由V0→0，
压强增加△p，
H0
管壁膨胀
p g
p0 g
H0
a
流速由0 → -V0 ， 压强减小，恢复原状， 管壁恢复原状
则阀门处
L
若
Ts
2L a
则阀门处
p 1a(V 0 V 1) p 2a (V 1 V 2)
n
p pi aV0 i1 n
p pi aV0 i1
若
Ts 2L
则阀门处将不可能升到阀门突然关闭时10 那样高的水击压强
输油管道的水击分析
2L
直接水击——当Ts
时，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短的影响
2L c
，称为一个相长。往返两次
的时间4L 2T 称为一个周期。式中a为水击波的波速，L为管道的长度。
c
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输油管道的水击分析
0tLc v0 0
Lct2Lc 0v0
2Lct3Lc v0 0
3Lct4Lc 0v0
水击的分类： 根据闸门关闭（或开启）的时间Ts与相长T的比值
直接水击：闸门关闭（或开启）的时间Ts＜T（相长），即从水库 反射的减（增）压波尚没有到达阀门处时，阀门已经关闭（开启） 完毕，阀门处已达最大（小）水击压强。
此速度为充满汽油的406.4 7.1的管道中，压力波的理论速度。
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输油管道的水击分析
水击
柱分离。
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
气体逸出和液柱分离
四、密闭输送管道的事故保护
输油管道中发生的水击，从产生的原因有许多种，但
对管道与设备安全构成威胁的有两种：
（1）中间泵站因为动力中断，输油泵突然全部关闭， 在停泵站进口侧产生高压波，停泵站出口侧产生低压波；
对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，
取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力 超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应 的调节与保护措施。
二、水击计算的基本公式
1、水击压力 由于液流速度的时变化所引起的初始水击压力值可按 下式计算：
p a（v 0 - v）
五、干线检漏
（1）、压力坡降法检漏 （2）、压力波法检漏
谢谢大家!
输油管道中的 水击
新疆油田油气储运公司 2012年5月25日
主要内容
一、水击产生的原因及危害 二、水击计算的基本公式 三、一个中间站突然停运时的水击特点 四、密闭输送管道的事故保护
一、水击产生的原因及危害
水击现象：指在压力管道中，由于某种原因而引起流速
变化时，引起管内压力的突然变化。造成压力波在管内的迅
所不同的是利用外加氮气系统，适用于各种油品，缺点是
需要一套复杂的氮气系统，投资和运行费用较高。
四、密闭输送管道的事故保护 （ 1）、泄放保护
泄放阀参数的计算在于根据阀的口径及所定压力给定 值确定其泄放量，计算公式如下：
Ps Q 0.0865KF 式中 Q —泄放阀泄放能力，d m3/h；
油田管道中的水击现象
油田管道中的水击现象摘要：液体输送过程中，当稳定状态受到破坏，压力发生瞬变时，会发生水击现象、多泵站长距离的密闭输油管道和高低压注水管道中都有可能发生水击现象。
发生水击的物理原因是液体具有惯性和粘性，其特征是流速和压强发生急剧变化。
根据水击现象的诱发因素，提出了具体的水击的预防措施，即压强自动保护、压强自动调节和液流泄放。
关键词：管道井筒水击破坏原因分析措施一、常见输液管道中的水击现象（1）目前埕岛油田输液管网现状它的主要优点就是：（1）易于外输管理；（2）对设备的要求降低；（3）对一些突发事件能赢取时间。
当然缺点也是非常明显：（1）在外输过程中油温降的比较快；（2）中间环节加多，需要管理人员增加，加大了成本；（3）中间环节多，容易引起一些设备的故障；（4）需要人员对平稳外输进行闸门及时调节，保持大罐液位等。
（2）多泵站长距离的密闭输油管道“从泵到泵”的输送是长输油管线中全线统一的密闭输送系统，即除首末两站外，中间各站的油罐都取消，由泵出口直接泵入下一泵站的入口，是一种较先进的长距离输油方式。
这种输油方式可以减少原油的热耗散，充分利用原油从泵站到下一泵站的剩余能量，可节省大量能源。
现在我们在长距离输油时已采用从泵站到泵站的密闭输油工艺。
目前，海上中心平台“从罐到泵”的外输方式，而且为保证平稳外输、和注水平稳，给离心式外输泵、注水泵加装合适的变频装置。
这样即能保证原油外输、注水平稳，又起到了设备保护和节能的效果。
（3）长距离顺序输送管道顺序输送是指在同一条管道内按一定的顺序连续输送几种油品。
由于管道内存在几种物理性质不同的油品，从而引起管道的水力工况变化比较复杂，特别是当两种不同的油品界面通过离心式输油泵时，会引起泵的运行控制条件发生变化，给管路的安全带来影响。
油品交替完成之后，输油泵又回到正常工作点。
这表明，当输送物质交替时间很短时，输油泵的工作点会大大偏离额定工作点，这种偏离对输油泵的正常工作影响很大，容易引起泵的汽蚀、泵机组的过载和因流量低于允许最小工作流量而停机。
输油管道的水击分析及保护
输油管道的水击分析及保护摘要:为了消除发油时管道内的水击现象，本文主要分析原输油管道的水击现象产生原因，产生的基本原理和危害。
对水击分析现象下，结合其水击的特点，通过公式的理论验证，提出相应的水击预防保护措施，以加强输油管道的运用。
关键词: 输油管道；水击分析；危害；防护作用；随着各行各业的兴起对液油的需求量增加，因此输油管道系统的应用要求也越来越高，长距离输油管道就显得更加便利了，其主要还是因为输油管道相对于其他输送方式铁路、公路的输油方式相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点优势，所以输油管道俨然成为石油的主要输送工具之一，未来依旧具有相当大的发展潜力。
目前输油管道主要面临的是管道保护和使用安全上的问题较为重要，本文着重陈述输油管道在长距离输送的管道中液油流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象，管道系统中闸门急剧启闭，使得液体发生流速发生巨大的变化，所产生的水击问题。
从中分析水击产生的危害和采用预防措施，以防止不良事件的发生。
一、输油管道发展状况管道输送的发展与我国当前的工业的发展有着密不可分的关系，输油管道最早的原油管道是克拉玛依—独山子原油管道，在上个世纪50年代末建成投入使用，是我们工业发展进步的标准。
其次我国在输油管道中也有较大的突破，包括距离上，干线长1858公里，管径813毫米，该管道起于乌鲁木齐王家沟首站，止于兰州末站。
还有其管径上也有重大突破，在日照-仪征原油管道的管径可达到914毫米，设计压力8.5MPa。
从中可以充分说明了输油管道在未来发展的潜力越来越大。
二、输油管道水击分析(一)水击产生的原因输油管道中的水击，是指液体流速改变引起的压力瞬变，这一变化过程实际是能量之间的转换。
无论哪种原因而引起流速的变化，增压或是减压都将会产生水击，在流速的突然下降所产生的水击对输油管道具有特别大的危险。
这种压强的变换交替，会出现极大的升降值，如果处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，受到压强过大的影响而导致管道严重变形甚至爆裂。
输油管道的水击分析
输油管道的水击分析
回流超前保护： 瞬变过程的超前保护是建立在高度自动化基础上的 一项保护技术。当管道发生严重扰动时，为了防止在压 力波传递过程中造成管道压力超限破坏，由扰动源通过 通信系统迅速向上、下游泵站发出信号，让上、下游泵 站产生一个与传来的压力波相反的扰动，两波相遇后抵 消，不至于对管道形成威胁性压力。 对于泵站之间管道上某些特殊位置（稳定运行时， 动水压力接近管道允许强度限或动水压力最低的位置）， 超前保护可防止其超压。
输油管道的水击分析
输油管道的水击分析
输油管道中的水击
水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程。其实 际上是一种能量转换。任何原因引起的流速变化，都将 产生水击，或是增压、或是减压。流速的突然下降所 产生的水击对输油管道特别危险。
“泵到泵”输油管道水击发生示意图
输油管道的水击分析
水击物理概念
当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而 变化时，这种流动称为非恒定流动。 有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。
输油管道的水击分析
（2）输油管道水击的控制 对于水击过程的控制，其目的是避免管道超压（包 括超高压或超低压）；二是减轻管道运行参数的脉动， 维持管道的平稳运行。用于控制水击过程的装置和措施 很多，根据其作用原理可分为两类： 一类是从改变流速变化过程的角度考虑，如采用气 体缓冲罐、水击罐等，设计合理的阀门开、关程序和停 泵控制过程，减缓流体瞬变过程。例如在停电站上、下 游的泵站上停一台泵，以适应事故站的流量变化等。另 一类是使用各种压力保护设备，防止管道超过允许工作 压力。如各种泄压装置、回流保护系统和逻辑控制顺序 停泵技术等。
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第六章 输油管道的水击分析
回流超前保护： 回流超前保护 瞬变过程的超前保护是建立在高度自动化基础上的 一项保护技术。当管道发生严重扰动时，为了防止在压 力波传递过程中造成管道压力超限破坏，由扰动源通过 通信系统迅速向上、下游泵站发出信号，让上、下游泵 站产生一个与传来的压力波相反的扰动，两波相遇后抵 消，不至于对管道形成威胁性压力。 对于泵站之间管道上某些特殊位置（稳定运行时， 动水压力接近管道允许强度限或动水压力最低的位置）， 超前保护可防止其超压。
油气管道输送课程
第一部分
输油管道设计与管理
第六章 输油管道的水击分析
2009-02-17
第六章 输油站及其主要设施
6.1 输油管道中的水击
6..1.1 概述 水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程。其实 能量转换。任何原因引起的流速变化，都将 际上是一种能量转换 能量转换 产生水击，或是增压、或是减压。流速的突然下降所 产生的水击对输油管道特别危险。
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第六章 输油管道的水击分析
1）调节阀控制 管道系统中的调节阀是一种阻力可变的节流元件。 通过改变阀门的开度，可以改变管道系统的工作特性， 从而实现调节流量，改变压力的目的。 2）压力保护控制 采用密闭输送流程的管道，除采用调节阀控制泵站 进、出口压力外，还使用压力保护装置，用于防止管道 超压。 泄压阀：泄压阀系统作用是当管道系统产生扰动时，在 泄压阀 超压点把部分甚至全部液体泄放到常压罐中，以减轻瞬 变压力波动，防止瞬变压力造成的危害。泄压系统一般 由三部分组成：泄压阀、泄压罐和连接管道。
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第六章 输油管道的水击分析
（2）输油管道水击的控制 对于水击过程的控制，其目的是避免管道超压（包 括超高压或超低压）；二是减轻管道运行参数的脉动， 维持管道的平稳运行。用于控制水击过程的装置和措施 很多，根据其作用原理可分为两类： 一类是从改变流速变化过程的角度考虑，如采用气 体缓冲罐、水击罐等，设计合理的阀门开、关程序和停 泵控制过程，减缓流体瞬变过程。例如在停电站上、下 游的泵站上停一台泵，以适应事故站的流量变化等。另 一类是使用各种压力保护设备，防止管道超过允许工作 压力。如各种泄压装置、回流保护系统和逻辑控制顺序 停泵技术等。
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第六章 输油管道的水击分析
回流保护：回流保护措施主要用于单泵或并联泵站进站 回流保护 压力超低限的保护。由于进、出站压差大，对于泵站进 站压力变化范围小、自控水平比较低的管道，回流可以 迅速调整进站压力，维持离心泵正常运行。 泵机组顺序自动停运：是建立在泵站逻辑控制基础上的 泵机组顺序自动停运 一种保护措施。该措施主要用于泵站吸入压力超低，或 出站压力超高的保护。停运泵机组是人为造成的扰动。 这样，降低了泵站提供的能量，减少了泵站的通过能力， 使出站压力下降，进站压力上升。这种措施主要用于采 用串联泵机组的泵站。
“泵到泵”输油管道水击发生示意图 泵到泵” 泵到泵
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第六章 输油管道的水击分析
6.1.2 水击计算基本公式 液体流速瞬时变化所引起的初始水击压力：
∆P = ρC (V0 − V ) =
γ
g
C (V0 − V )
C= C0 1+ DK δE1.3防止水击的措施 防止水击的措施 （1）输油管道水击的特点 1）对长距离输油管道的水击要考虑水击波传递过 程中的阻尼现象。 2）中间泵站突然停输是长输管路中产生水击的主 要原因，其对上游站和下游站的影响各不同，对上游站 传递的是增压泵，对下游站是减压波。