输油管道设计与管理
输油管道设计与管理级资料PPT课件
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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。
输油管道设计与管理3——【输油管道设计与管理】
（三）热油管道的启动方法
1、冷管直接启动 将热油直接输入温度等于管线埋深处自然地温的冷管道， 靠油流降温放热来加热周围土壤。这样，最先进入管道的 油流在输送过程中一直与冷管壁接触，散热量大，当管道 较长时，油温很快降至接近自然地温，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 钢管及部分防腐层。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。
12
热油管道的启动投产
冷管道的热水预热过程就是周围土壤温度场的建立过程，也就是周围土 壤的蓄热过程，也是土壤热阻不断增大、管道热损失不断减少的过程。 如果按TR、TZ及Q由轴向温降公式推算管路的总传热系数K，将表现为K 值的不断下降。显然按稳定传热公式计算的K值，不能反映不稳定传热 过程中油管的散热特性。但在还未建立正确的算法前，工程上仍沿用上 述K值来分析启动过程，在输量和起点温度恒定的情况下，上述K值能大
ht
21
各层内外侧的温度可由温度分布公式得到
Tx,
y T0
qL
4t
ln
y0 y0
y2 y2
x2 x2
y0
ht2
D 2
2
, qL
KD
Байду номын сангаас
Ty
T0
由下式可求得每层(圆环内)的稳定蓄热量：
n
q tctVi (Tmi T0 ) i 1
22
热油管道的启动投产
式中：q—( ht－R )环形土壤每米稳定蓄热量，kJ/m ρt—土壤的密度，kg/m3 Vi—第i层环状土层的体积，m3 Tm、T0—第i环平均温度、自然地温，℃
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
在东北和华在北西地北区地，区先，后克建独成线了、庆克铁乌线线、担铁负了克拉玛依油田的原油外输任务；花 大线、铁秦格线线、担秦负京了线青、海铁油扶田线的、原抚油鞍外线输和任务；马惠宁线、靖咸线担负了长庆油 任了京大线庆，油形 田田成 、的了 辽原规 河油输模 油外任较 田输务大 、任。的 华务东 北；北 油库阿管 田鄯尔网 的线善油， 原担-赛管担 油负汉道负 外了塔塔拉里原木油田的原油外输任务。
H 泵站特性曲线
HA A
管路特性曲线
QA
Q
3、输油泵站的工作特性
输油泵的基本组合方式一般有两种：串联和并联
q1
Q
Hc
q2
例：阿赛线首站工艺流程图
例如两台泵并联时，若一台泵停运，由特性曲线知，单 泵的排量q>Q/2，排量增加，功率上升，电机有可能过载。
H
管路
并联 单泵
Q/2
q
Q
(2) 串联泵站的工作特性
1977年，俄罗斯建成了第二条“友谊”输油管道，口径为1220mm,长为4412km。两条管线的输量约为1 亿吨/年。 1977年，美国建成了世界上第一条伸入北极的横贯阿拉斯加管道,口径为1220mm，全长为1287km。年输 量约为1.2亿m3，不设加热站，流速达3m/s，靠摩擦热保持油温不低于60℃，投资77亿美元。
6、翻越点 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，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。
F Hf
H
Lf
例：阿赛线2#站至3站翻越点
1700
1600
1500
1400
高 度 （m）
1300
1200
1100
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。
输油管道设计与管理教案(电子版)(培训版)
管道输送技术及工艺
§1输油管概况和勘察设计 §1.1 输油管概况 管道运输是原油和成品油最主要的运输方式之一。 一、输油管有两类： 属于企业内部，如油田的油气集输管道，炼厂、油库内部的输油管等。 长距离输送原油、石油产品管道。
长距离输油管是一个独立的企业，有自己完整的组织机构，单独进行经济 核算。
高流量变化型建议采用晶闸管串级、液力偶合器等调速方式；低流量变化型 及全流量间歇型泵一般采用变频调速，但应具备低速到全速相互自动切换装 置；对于全流量变化型泵，当低流量运行时间较长时，以变频调速方式较合 适，如果高流量运行时间较长，则用串级调速或低效调速装置。
（２）选用调速装置应考虑泵的容量。对于100kW以上的大型输油泵，节能 效果显著，因此，在选择调速装置时应优先考虑高效装置。而对于100kW以 下的小容量泵，则首先考虑调速装置的初投资不宜过高。
（３）注意电机的调速范围。泵电机转速调节范围不宜太大，通常最低转速 不小于额定转速的50%，一般在70%～100%之间。因为当转速低于40%～ 50%时，泵自身效率明显下降，是不经济的。
此外，从技术性和经济性两方面考虑，还应注意调速装置的可靠性、维修性、 功率因数及高次谐波对电网的干扰，通过综合分析比较，选择最优方案。
末站：输油管的终点。本质上可认为是一大型转运油库。油品从此转输给用 油单位或者改换运输方式(例如改为海运)。末站突出的任务是解决管道运输与 用油单位或两种运输方式之间的输量不平衡问题，而给油品供给能量的任务 则大大减轻。故末站也有较多的油罐及相应的计量、化验和转输设施。
国外油气管道技术发展新动态 一、国外原油管道输送技术的发展趋势 目前，世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和
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知识
第一章1、原油及成品油的运输有公路、铁路、水运和管道输送这四种方式。
2、管道运输的特点：①运输量大；②管道大部分埋设于地下，占地少，受地形地物的限制少，可以缩短运输距离；③密闭安全，能够长期连续稳定运行；④便于管理，易于实现远程集中监控；⑤能耗少，运费低；⑥适于大量、单向、定点运输石油等流体货物。
3、输油管道一般按按输送距离和经营方式分为两类：一类属于企业内部（短输管道）；另一类是长距离输油管道。
4、输油管道按所书油品的种类可分为原油管道与成品油管道两种。
原油管道是将油品生产的原油输送至炼厂、港口或铁路转运站，具有管径大、输量大、运输距离长、分输点少的特点。
成品油管道从炼厂将各种油品送至油库或转运站，具有输送品种多、批量多、分输点多的特点，多采用顺序输送。
5、长距离输油管有输油站和线路两大部分及辅助系统设施组成。
6、首站：输油管起点有起点输油站，也称首站，主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置；它的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。
末站：输油管的终点，有较多的油罐和准确的计量系统；任务：接受来油和向用油单位供油。
7、长距离输油管道上每隔一定距离设有截断阀（作用：一旦发生事故可以及时截断管道内流体，限制油品大量泄漏，防止事故扩大和便于抢修），输油管道截断阀的间距一般不超过32km。
8、长输管道的发展趋势有以下特点：①建设高压力、大口径的大型输油管道，管道建设向极低、海洋延伸；②采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材；③高度自动化；④不断采用新技术；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；⑥重视管道建设的前期工作。
9、大型长距离输油管道建设要认真遵守以下程序：(1)根据资源条件和国民经济长期规划、地区规划、行业规划的要求，对拟建的输油管道进行可行性研究，并在可行性研究的基础上编制和审定设计任务书。
(2)根据批准的设计任务书，按初步设计(或扩大初步设计)、施工图两个阶段进行设计。
输油管道设计与管理第次课
56km 迁 安 站
北
59km
秦皇岛站
储罐 100000×7
昌 黎 站
图 站场
例 秦京线 任京线 石燕线
2020/3/9
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西部原油管网
西部原油管网 西部原油管网包括西部原油管线、阿独线、
轮库线、库鄯线、独克乌管线、吐哈油库至鄯善 进油支线。
2020/3/9
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西部原油管网
西部原油管道鄯兰线：2007年6月建成投产，鄯善—兰州原油干线全长1545.03km，其中鄯善—新堡段线路长 1399.4km，管径Φ813mm。新堡—兰州段线路长145.63km，管径Φ711mm。设计压力8.2MPa，设计输量为2000×104t/a。 西部原油管道乌鄯线：全长297.317km，管径Φ610mm，设计压力8.0MPa，设计输量为1000×104t/a。首站建于乌鲁 木齐王家沟油库，与成品油首站合建。末站与鄯善原油干线首站合建，设达坂城中间热泵站1座。 阿独线：2005年12月建成投产，全长约246km，管径Ф813mm，设计压力6.3 MPa，设计输量为1000～2000×104t/a。 沿线设1座中间站，10座线路阀室，3座阴极保护站。 轮库线：该管道是塔里木油田的第一条原油外输管道，1992年7月投产，全长191km，管径φ377×6(7)mm，设计压力 5.8MPa，年输油能力100～300×104t。轮库输油管线现已封存。轮库复线管道1996年9月投产，全长161km，管径 φ508×6-7mm，设计压力6.27MPa，设计输量600×104t/a，设中间截断阀室三座。 库鄯线：1997年6月30日投产，全长476km，管径φ610mm，壁厚7.1-11.1mm变壁厚，设计压力8MPa，设计输量为 500～1000×104t/a。 独克乌管道：独克乌D377管道反输哈油，设计输量为200×104t/a。起点位于独石化新建厂区储存罐区旁，储存、计 量设施由独石化建设完成，在仪表计量完成后交接，将油从独石化输至六泵站。根据克－独－乌D377管道运行现状，克 －独D377管道输送压力在6.4MPa下、克－乌D377管道在4.7MPa下输送哈国原油。 吐哈油库—鄯善原油进油支线：吐哈油库—鄯善原油进油支线：全长4.85km，管径Φ711mm，设计压力2.5MPa，管 线设计输量2000×104t/a。
《输油管道设计与管理》
《输油管道设计与管理》管输工艺复习题1、长输管道由哪两部分组成？P2答：输油站和线路2、长输管道分为哪两类？P2答：原油管道和成品油管道3、长距离输油管道的设计阶段一般分为哪三个阶段？P13答:可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段4、热含蜡原油管道、大直径轻质成品油管道，小直径轻质成品油管道,高粘原油和燃料油管道分别处于哪个流态?答：热含蜡原油管道、大直径轻质成品油管道:水力光滑区.小直径轻质成品油管道：混合摩擦区.高粘原油和燃料油管道：层流区5、旁接油罐输油方式的工作特点有哪些？P42答：（1)各泵站的排量在短时间内可能不相等；（2）各泵站的进出口压力在短时间内相互没有直接影响。
课件：●每个泵站与其相应的站间管路各自构成独立的水力系统; ●上下游站输量可以不等(由旁接罐调节）; ●各站的进出站压力没有直接联系; ●站间输量的求法与一个泵站的管道相同：6、密闭输油方式的工作特点有哪些?P43答：（1）各站的输油量必然相等;（2)各站的进、出站压力相互直接影响。
课件：●全线为一个统一的水力系统，全线各站流量相同；●输量由全线所有泵站和全线管路总特性决定；7、管道纵断面图的横坐标和纵坐标分别表示什么?P46答：横坐标表示管道的实际长度，常用的比例为1:10 000~1：100 000。
纵坐标为线路的海拔高程，常用的比例为1:500~1：1 000。
8、管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度。
不存在翻越点时,管线计算长度等于管线全长. 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。
P4810、当管道某处发生泄漏时，管道运行参数如何变化？P72答：漏油后,漏点后面的各站的进出站压力都下降。
漏油后全线工况变化情况如图2—27所示。
课件：漏油后，漏点前面各站的进出站压力均下降，且距漏点越远的站变化幅度越小。
漏点距首站越远，漏点前面一站的进出站压力变化愈大。
即: 也就是说漏点前面一站的出站压力也下降.漏点后面各站的进出站压力均下降，且漏点距首站愈近, 其后面一站的变化幅度愈大.总之，管道漏油后，漏点前的流量增大,漏点后流量减小，全线各站进出站压力均下降，且距漏点越近的站进出站压力下降幅度愈大.漏点距首站愈远，漏点前一站的压力变化愈大，反之漏点后面一站的进出站压力变化愈大。
输油管道设计与管理23
F
Lf 由图可知：水力坡降线不一定先与管路上的最高点相 切，所以翻越点不一定是管路上的最高点，而是靠近 线路终点的某个高点。
⑵解析法
在线路上选若干个高点进行计算，一般选最高点及最高点 之后的高点(为什么？)进行计算。计算方法有两种： ① 计算从起点到高点 j 所需的总压头Hj , 并与从起点到终
3、翻越点后的流动状态
管道上存在翻越点时，翻越点后的管内液流将有剩余能量。 如果不采用措施利用和消耗这部分能量，翻越点后管内将 出现不满流。不满流的存在将使管道出现两相流动，而且 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。
措施 ： (1) 在翻越点后采用小管径：使流速增大，消耗
2、翻越点的确定
翻越点的确定可用图解法和解析法。 ⑴ 图解法 在管道纵断面图右上角作水力坡降线的直角三角形，将 水力坡降线向下平移，如果水力坡降线与终点相交之前 首先与某高点F相切，则F点即为翻越点。
8
在管道纵断面图右上角作水力坡降线的 直角三角形，将水力坡降线向下平移，
水F相力切坡，降等F线点温与即输终为点翻油相越管交点道之。前的首工先艺与高计点算
里程(km)
0
高程(m)
0
2
3
4
5
26
55
64
76.4
83
94Biblioteka 12264.2已知：全线为水力光滑区，油品计算粘度ν=4.2×10-6m2/s， 首站泵站特性方程：H＝370.5-3055Q1.75 中间站泵站特性方程：H＝516.7-4250Q1.75 （Q：m3/s）
首站进站压力：Ｈs1＝20米油柱，站内局部阻力忽略不计。
ba
称H动d水压ix力。它Z是x 管，路为沿在力a点线为e液任点流0一的，，点剩水管需余力线压要坡能降内重，线的新
输油管道设计与管理第六课
服务理念中的“点点” ◆理解多一点 真情浓一点 ◆学习勤一点 品质高一点 ◆理由少一点 效率高一点 ◆处理问题灵活点 工作过程用心点 ◆对待同事宽容点 互相协作快乐点
第四节 等温输油管道设计方案的技术经济比较
任何技术方案（包括管道设计、不同的技术措施等）都必 须经过详细的技术经济分析。输油管道在设计中会遇到各种各 样的方案对比问题，其中最主要的也是直接关系到输油管道总 投资和安全经济输油的是管道的总体方案。总体方案的主要内 容之一是根据设计任务书规定的所输油品的性质和输量，确定 出管道的直径、工作压力和泵站数。为了完成某一给定的输油 任务，有若干方案可供选择。可采用口径 大泵站数少的方案， 也可以采用口径小泵站数多的方案。前者初始投资大，但年运 行费用小；后者初始投资小，而年运行费用大。何者为最优方 案，这就需要根据技术经济的基本原理，结合管道所处的经济 环境进 行分析、评价和决策，确定出最终方案。
以华东原油管网为例，华东管网担负胜利和中原油田的原 油外输任务。该管网由东黄线、东黄复线、东辛线（2 条）、东临线（2条）、濮临线、临沧线、临济线、鲁宁 线和中洛线组成，总外输能力7100万吨/年，而这两个油田 的原油产量最高时约为3800万吨/年，去掉油田内部消耗， 实际外输量不到3500万吨/年，管网的平均利用率只有49%， 某些管道不得不靠降凝剂和正反输维持运行，造成人力、 物力和财力的极大浪费以及设备的大量闲置。
对一项管道工程进行经济评价，评价指标很多，较常 用的有内部收益率、净现值、费用现值、投资回收期和 输油成本等，在进行方案比较时，多用费用现值。这里 重点介绍用费用现值的计算方法，其他的评价指标将在 储运工程经济中介绍。
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。
输油管道设计与管理
管道安全与监控
定期检查：对管道进行定期检查， 01 确保管道安全
实时监控：利用传感器和监控系 02 统，实时监控管道运行情况
应急预案：制定应急预案，应对 03 突发事故
培训与演练：定期进行员工培训 04 和应急演练，提高应急处理能力
管道应急处理
1
建立应急响应机 制，制定应急预
案
2
定期进行应急演 练，提高应急处
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
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
理能力
3
配备应急物资和 设备，确保应急
处理所需
4
加强管道巡检和 监测，及时发现
和处理问题
3 输油管道优化
提高输送效率
01
02
03
04
优化管道布局：合 理规划管道路径，
减少输送距离
采用先进技术：使 用高效输油泵、智 能监控系统等先进
输油管道设计与管理课程综合复习资料
《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(T R -T 0)＞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 23At At K K 。
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。
输油管道设计与管理 化工学院
输油管道设计与管理一、名词解释。
1.混油长度：混油段所占管道的长度。
2.相对混油量：混油量与管道容积之比。
3.等温输送：管道输送原油过程中，如果不人为地向原油增加热量，提高原油的温度，而是使原油输送过程中基本保持接近管道周围土壤的温度，这种输送方式称为等温输送。
4.线路纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为线路纵断面图。
5.失流点：含蜡原油形成网络结构，出现屈服值的温度。
6.压力越站：指油流不经过输油泵流程。
7.显触点：原油开始呈现触变性的最高温度。
8.凝管9.静水压力：作用于静止液体两部分的界面上或液体与固体的接触面上的法向面力。
10.动水压力：油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。
11.热力越站：指油流不经过加热炉的流程。
12.顺序输送：在一条管道内，按照一定批量和次序，连续地输送不同种类油品的输送方法。
13.原油凝固点：它是在规定的试验条件下，当原油在试管中被冷却到某一温度，将试管倾斜45℃，经一分钟后，液面未见有位置移动，此种现象即称为凝固，产生此现象的最高温度称为原油凝固点。
14.管路的工作特性：是指管长、管内径和粘度等一定时，管路能量损失H与流量Q之间的关系。
15.泵站的工作特性：是指泵站提供的扬程H和排量Q之间的相互关系。
：16.翻越点：在地形起伏变化较大的管道线路上，从线路上某一凸起高点，管道中的原油如果能按设计量自流到达管道的终点，这个凸起高点就是管道的翻越点。
17.计算长度：从管道起点到翻越点的线路长度叫做计算长度。
18.析蜡点：蜡晶开始析出的温度，称为析蜡点。
19.含蜡原油的热处理：是将原油加热到一定温度，使原油中的石蜡、胶质和沥青质溶解，分散在原由中，再以一定的温降速率和方式冷却，以改变析出的蜡晶形态和强度，改善原油的低温流动性。
20.水悬浮输送：是将高凝点的原油注入温度比凝点低得多的水中，在一定的混合条件下，凝成大小不同的冻油粒，形成油粒是分散项、水是连续项的悬浮液。
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输油管道设计与管理一、名词解释（本大题╳╳分，每小题╳╳分）1可行性研究：是一种分析、评价各种建设方案和生产经营决策的一种科学方法。
2等温输送：管道输送原油过程中，如果不人为地向原油增加热量，提高原油的温度，而是使原油输送过程中基本保持接近管道周围土壤的温度，这种输送方式称为等温输送。
4、线路纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为线路纵断面图。
5、管路工作特性：是指管长、管内径和粘度等一定时，管路能量损失H与流量Q 之间的关系。
6、泵站工作特性：是指在转速一定的情况下，泵站提供的扬程H和排量Q之间的相互关系。
7、工作点：管路特性曲线与泵站特性曲线的交点，称为工作点。
8、水力坡降：管道单位长度上的水力摩阻损失，叫做水力坡降。
10、翻越点：在地形起伏变化较大的管道线路上，从线路上某一凸起高点，管道中的原油如果能按设计量自流到达管道的终点，这个凸起高点就是管道的翻越点。
11、计算长度：从管道起点到翻越点的线路长度叫做计算长度。
12、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。
13、析蜡点：蜡晶开始析出的温度，称为析蜡点。
14、反常点：牛顿流体转变为非牛顿流体的温度，称为反常点。
15、结蜡：是指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂和其它机械杂质的混合物。
19、顺序输送：在一条管道内，按照一定批量和次序，连续地输送不同种类油品的输送方法。
20、压力越站：指油流不经过输油泵流程。
21、热力越站：指油流不经过加热炉的流程。
25．混油长度：混油段所占管道的长度。
26．起始接触面：前后两种（或A、B）油品开始接触且垂直于管轴的平面。
27、动水压力：油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。
二、填空题1、由于在层流状态时，两种油品在管道内交替所形成的混油量比紊流时大得多，因而顺序输送管道运行时，一般应控制在紊流状态下运行。
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、石油运输包括水运、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进行。
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μ一定，Q 与Hz 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，管道流量与泵站进、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。
21、热油管道中，在m=0.25的紊流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(T R -T 0)＞20；在层流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(T R -T 0)＞3。
22、由于粘度对摩阻的影响，当Lc/C ＞L/N 时，由最大粘度确定允许最小进站压头；由最小粘度确定允许最大进站压头。
三、证明题及分析2、设某管线长为L ，有N 座泵站，输量为Q （提高输量后为Q 1）。
提高管路输送能力的方法通常有倍增泵站、铺设副管和变径管，如果要求提高的输送能力大于m -212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)1(221m Lx --=-φϖ。
（其中：Q Q 1=φ，i i f =ω）。
证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：L fQ h H N m m C -=-2)( （1）倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：[])1()(221ω--=--x L fQ h H N m m C （2）联立解（1）和（2）得[]2)1(212ω--=--x L Q L Q m m )1(221ω--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x L L Q Q m Q Q 1=φ)21(12m L x ---=∴φω 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m t s1h H H ，，）。
解：设：管线长为L ，输量为Q 时各泵站的扬程均为h c ，输量为Q/2时各泵站的扬程均为h c1，输量为Q 时的能量平衡方程为：t m -2m c S1H fLQ )h h (3H +=+－ ①输量为Q/2时的能量平衡方程为：t m 2m c1s1H )2Q (fL )h h (3H +=+－－ ② 比较①和②可得：2973.0)21(h h m 2c c1==－ 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 0）解：因为在水力光滑区，且d= d f ，ιf =ωι=ι/21.75= 0.298ι据题意有ι0=0.298ι，即Ω=(d/d 0)4.75=0.298，解得d 0=1.29 d钢材耗量分别为：副管为 2 πd δL f ρ变径管为 1.29 πd δL f ρ可见铺设变径管可节约钢材35.5%，所以铺设变径管比铺设副管在经济上更为合理。
四、计算题1、某埋地原油管道等温输送管线，任务输量2500×104t/a ，管内径D=0.703m;年平均地温T 0=19℃（µ19=82.2×10-6m 2/s ）；油温20℃时的密度为874Kg/m 3；钢管绝对粗糙度e 取0.1mm ；全线长176Km 。
求全线的沿程摩阻损失h l 。
解：（1）、计算输送温度下的流量油品19℃时的密度为：)20(02019--=T αρρ6757.087401315.0825.1001315.0825.120=⨯-=-=ραKg/m 3 ℃68.87419=∴ρ Kg/m 3 ℃体积流量:9452.0360084001019319=⨯⨯⨯=ρG Q m 3/s (2)、计算雷诺数20826419119==μπD Q R e 70300101.0703.01010311=⨯⨯==-e D R e 703003000〈〈∴e R故流态为水力光滑区，即m=0.25（3）、用列宾宗公式计算沿程摩阻m L D Q h m m m L 1992176000703.0)102.82(9452.00246.075.425.0675.15119219=⨯⨯⨯⨯==---μβ 3、某管线mm D 3250=，站间距Km 32，总传热系数K=1.8W/m 2.℃,输量G=98Kg/S,出站温度65℃，沿线地温T 0=3℃，所输油品物性为036.0,/103.5,./0.2,/85226320=⨯=︒==-μυρs m C Kg KJ C m Kg TR （粘温系数），按平均温度计算法求热油管路的站间摩阻。
（按水力光滑区计算))20(,001315.0825.1,25.0,0246.02020--=-===t m t αρρραβ。
解：（1）计算平均温度C T T T L R Pj ︒=⨯+⨯=+=3.549.483265313231 （2）由平均温度计算平均粘度Pj μ由粘温指数公式：)(Pj R T T Pj TR e --=μυυ得s m e TPj T TR Pj R /108.725)(--⨯==μυυ（3）求站间摩阻l h)203.54(203.54--=αρρC m Kg ︒=-=./70426.0001315.0825.1320ρα33.54/8.827m Kg =ρs m G Q /11838.033.543.54==ρ m L D Q h R m m Pjm l 20732000325.0)108.7(11838.00246.075.425.0675.15123.54=⨯⨯⨯⨯==---υβ 五、问答题1、 输油站的主要作业区由哪几部分组成？简述输油站的主要功能（或操作）。
主要作业区包括：输油泵房；阀组间；清管器收发装置；计量间；油罐区；加热系统；站控室；油品预处理设施。
输油站的主要功能（或操作）包括：来油与计量；正输；反输；越站输送（包括全越站、压力越站、热力越站）；收发清管器；站内循环或倒罐；停输再启动。
2、 简述顺序输送管道有哪几个特点？C e e T T T T aL R L ︒--=-+=-+=⨯⨯⨯⨯⨯49)365(3)(3100.29832000325.014.38.100顺序输送时会产生混油；混油需要采用合理的工艺进行处理和销售；批量和最优循环次数；首末站批量油品的储存；管道的水力特性不稳定。
3、 简述管道输送的特点？管道输送的优点：运费低，能耗少；运输量大、劳动生产率高；建设投资低，占地面积少；受外界影响小，安全性高。
管道输送的缺点：管道输送量的经济范围小、极限范围小；起输量高。
4、 热油管道的泵站布置与等温管道相比有何特点？①加热站间管道的水力坡降线是一条斜率不断增大的曲线。
可根据各段油温对应的摩阻值在纵断面图上按比例画出，连成曲线。
②在加热站处，由于进、出站油温突变，水力坡降线的斜率也会突变，而在加热站之间，水力坡降线斜率连续变化。
5、 热油管道在中等流量区时，为什么随流量减小，摩阻反而增大？进入不稳定区的条件是什么？在中等流量区，一方面随着流速的增大而使摩阻增加，另一方面随着流量的增加，终点油温T Z 显著上升，对于µ或B 值较大的含蜡原油和重油，当油温较低时，粘度随温度的变化是较剧烈的。