油库设计与管理第三课

输油泵站的工作特性 管路
H
并联 单泵
Q/2
q
Q
2、串联泵站的工作特性
Q
q1,H1 q2,H2
Hc
输油泵站的工作特性
特点： ① 各泵流量相等，q=Q
② 泵站扬程等于各泵扬程之和：
Hc H i
设有n2台型号相同的泵串联，则：
Hc n2 H n2a n2bQ2m
A n2a，B n2b
等温输油管道wenku.baidu.com工艺计算
2、摩擦热加热油流。
3、沿线地温不等于常数。
在工程实际中，一般总把那些不建设专门的加热设 施的管道统称为等温输油管道。它不考虑热损失，只考虑泵所 提供的能量（压头）与消耗在摩阻和高程差上的能量（压头） 相匹配（相平衡）。
等温输油管道的工艺计算与运行管理
第一节 第二节 第三节
第四节
2
]
那么R值必须达到多大才算满意呢？这与取点有关，表2-2 的数据可供参考。
输油泵站的工作特性 表2-2 相关系数检验表 点数 3 4 5 6 及格 0.997 0.950 0.878 0.811 好 1 0.990 0.959 0.917 点数 7 8 9 10 及格 0.754 0.707 0.666 0.632 好 0.874 0.834 0.798 0.765
i 1 2 i i 1
n
n
2
我们的目的是要从一组直线中选择一条到各点的偏差的平方 和为最小的直线，即确定参数A、B的值，使S最小。
输油泵站的工作特性 由高等数学求极值的方法知道，要使S最小，必须使:
S S 0， 0 A B
从而得到
y A
i
i
B xi n
i i i 2 2 i
x y n x y B x n x
i
输油泵站的工作特性 对于泵特性方程，H=a-bq
2-m
，令yi=Hi，
xi qi2m
带入上式即可得到系数a和b 。 检查回归结果是否满意有两种方法： ① 求各个点的相对偏差：
di 1 2m 1 a bqi Hi Hi
电动机具有体积小、重量轻、噪音低、运行 平稳可靠、便于实现自动控制等优点，对于 2、原动机 电力供应充足的地区一般均采用电动机作为 燃气轮机单位功率的重量和体积都比柴油 的原动机。其缺点是调速困难，需要专门的 与电动机相比，柴油机有许多不足之处： 机小得多，可以用油品和天然气作燃料， 调速装置。但对于电网覆盖不到的地区，是 体积大、噪音大、运行管理不方便、易 不用冷却水，便于自动控制，运行安全可 否采用电动机要进行经济比较。如果需要架 输油泵的原动机应根据泵的性能参数、能源供应情况、 损件多、维修工作量大、需要解决燃料 设长距离输电线路，采用电动机是不合适的。 靠，功率大，转速可调。一些退役的航空 供应问题。其优点是可调速。对于未被 发动机经改型后可用于驱动离心泵。对于 管道自控及调节方式等因素决定。分为 ： 电网覆盖或电力供应不足的地区，采用 偏远地区的大型油气管线，采用燃气轮机 柴油机可能更为经济。 可能是比较好的选择。如前面提到的横贯 ⑴ 电动机 阿拉斯加管线采用的就是改型后的航空燃 ⑵ 柴油机 气轮机。


di 如果 max <2%，则说明结果满意，反之，要选用其 Hi
它方程。用上述方法求出的a、b值是唯一的。
输油泵站的工作特性
② 求相关系数R：
它表示变量x、y线性相关的程度，在实验点分布图上它表示数 据点在回归直线附近的密集程度。
若R=0，则说明x、y之间不存在线性关系. 若 R 1 ，说明所有的数据点都落在直线上。一般情况是
2、用最小二乘法回归泵特性方程
这里只介绍用最小二乘法进行一元线性回归的方法。但它 并不仅仅适用于一元线性方程，对于那些经过变量代换能够变 为一元线性方程的非线性方程，该方法同样适用。 设有n组实验数据，(x1, y1)，(x2, y2)，……(xn, yn)，它们之 间的关系可以用线性方程y=A+Bx表示，由于实验数据不可能 完全落在直线上，故它们之间存在误差。xi点的实测值yi与计 算值的偏差为：di=yi-(A+Bxi)。
⑴ 并联泵机组数的确定
Q n 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。
叶片的角度
叶轮封闭的程度（开式、半开式、闭式）
开式叶轮 ： 常用来输送浆状或糊状液体。 半开式叶轮：适用输送含固体颗粒或含杂质的液体。 闭式叶轮 ： 用于高扬程、洁净液体的输送。
离心泵的型式有两种：
1.多级（高压）泵:排量较小,又称为并联泵； 2.单级（低压）泵:排量大，扬程低，又称为串联泵。 一般来说，输油泵站上均采用单一的并联泵或串联泵，很 少串并联泵混合使用，有时可能在大功率并联泵或串联泵前串 联低扬程大排量的给油泵，以提高主泵的进泵压力。
3、改变泵特性的方法
改变泵特性的方法主要有： 1.切削叶轮
D D 2 m H a D b D q 0 0
式中： D0、D－变化前后的叶轮直径 , mm
2
m
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
多数采用切削叶轮和改变泵的转速（串级调速和液力藕合
器等）。另外对于多级泵还可用拆级的方法改变泵特性。 4.油品粘度对离心泵特性的影响 一般当运动粘度大于60×10-6m2/s时要进行泵特性的换算。
输油泵站的工作特性
1、进口负压对离心泵的特性有何影响？ 2、进口负压对输水和输油时的影响相同吗？
3、泵的扬程和泵的排出压力有何不同？
输油泵站的工作特性 输油管道的压能损失 等温输油管道的工艺计算
等温输油管道设计方案的技术经济比较
第五节 第六节
等温输油管道设计计算的基本步骤 等温输油管道的运行管理
第一节 输油泵站的工作特性
一、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。
串联泵具有排量大、扬程低、效率高的特点。我国试制的 KS 型串联泵比并联泵效率高 10%左右，而国外生产的串联泵 比国内多数管道采用的并联泵效率高出18%左右。
输油泵站的工作特性
长距离输油管道是耗能大户，而等温输油管道的耗能
设备主要是输油主泵，因此提高输油主泵的效率是提高等 温输油管道经济效益的主要途径。如果将我国目前输油管 道的输油主泵效率由70%左右提高85%左右，输油电耗将 减少20%以上。因此，在成品油管道的日常管理中，加强 对输油主泵的维修保养，使其始终处于高效状态，对提高 输油管道的经济效益非常重要。
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。 离心泵的扬程：泵传给单位重量流体的能量，米（液柱）。 1）离心泵扬程主要取决于叶轮的转速与形状。 2）若不考虑液体在泵内的损失，离心泵扬程与所输 液体无关。
3）液体不同, 泵出口压力不同。
叶轮的形状：
叶轮的直径
叶片的直径
叶片的高度
输油泵站的工作特性 如果相关系数低于表中所列的及格水平，说明不能用线性方 程回归实验数据(或变换后的实验数据)，应采用其它方程。 注意：计算R时要用变换后的数据。对于泵特性方程，计算 R时，式中的 xi 要用 - qi2-m代替， yi 用 Hi 代替。否则计算结果 不正确，这是因为H-q不符和线性关系，而H-q2-m却很好地 符合线性关系。
⑵串联泵
n
H
H
其中：[H] 为管路的许用强度（允许承压能力）
H 为单泵的额定扬程。
一般来说，串联泵的应向小化，如果向大化，则排出压力可 能超过管子的许用强度，是很危险的。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
⑶ 燃气轮机
3、泵机组的辅助系统
⑴ 电动机—离心泵机组的辅助系统
① 电动机和离心泵的轴承润滑系统 ② 冷却水系统 ③ 漏油及污油回收系统
⑵ 柴油机往复泵机组的辅助系统
① 燃料供应系统 ② 润滑油系统 ③ 冷却水系统 ④ 压缩空气系统 ⑤ 废热利用系统
二、离心泵的工作特性
1、离心泵的特性方程
对于电动离心泵机组，目前原动机普遍采用异步电动机， 转速为常数。因此H=f(q)，扬程是流量的单值函数，一般 可用二次抛物线方程H=a-bq2表示。 对于长输管道，常采用 H=a-bq2-m 的形式，其中 a、b 为常 数，可根据泵特性数据由最小二乘法求得； m 与流态有 关;q为单泵排量。采用上式描述泵特性，与实测值的最大 偏差≯2%。
三、输油泵站的工作特性
输油泵站的工作特性可用H=f(Q)表示 输油泵的基本组合方式一般有两种：串联和并联
1、并联泵站的工作特性
q1 Q Hc q2
输油泵站的工作特性 并联泵站的特点 ： 泵站的流量等于正在运行的输油泵的流量之和，每台泵的
扬程均等于泵站的扬程。即：
Q q
Hc A BQ2m a bq2m
0 R 1
相关系数R的计算公式为：
输油泵站的工作特性
R
x x y y x x y y n x y x y [n x ( x ) ][n y ( y )
i i 2 2 i i i i i i 2 i 2 i 2 i i
n n 2 m H a n b n q 0 0
式中： n－调速后泵的转速，r/min n0－调速前泵的转速，r/min a, b－与转速n0 对应的泵特性方程中的两个 常系数
2
m
输油泵站的工作特性 3.进口负压调节 进口负压调节一般只用于小型离心泵，大型离心泵一般要 求正压进泵，不能采用此方法。
输油泵站的工作特性
1、两台泵串联运行，若一台泵停运，另一台泵会 不会过载？通过泵与管路联合工作的特性曲线 图加以说明。 2、若泵型号不同，如何求泵站的工作特性？
3.串、并联泵机组数的确定
选择泵机组数的原则主要有四条： ①满足输量要求； ②充分利用管路的承压能力； ③泵在高效区工作； ④泵的台数符合规范要求（不超过四台）。
第二章
等温输油管道的工艺计算与运行管理
输油管道的工艺计算目的：
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（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。
等温输油管道 的定义：
在输送过程中油温保持不变的管道。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。 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。
输油泵站的工作特性 设有n1台型号相同的泵并联，即 q Q / n1
Q H c a b n 1
则：
A=a
2 m
a
1 n
2m 1
b
2 m n1
Q 2 m
B
b
注意 ：
泵并联运行时，在改变运行的泵机组数时，要防止电 机过载。
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。
输油泵站的工作特性 如果把各点的偏差加起来，其大小就能反应出该直线与实验点 的逼近程度。但我们不能将各点的偏差直接用求代数和的方法 相加，因为各点的偏差有正有负，求代数和会正负抵消，不能 反应实际偏差的大小，所以我们取各点偏差的平方和：
S d yi A Bxi
夏季来油温度高于地温，冬季 来油温度低于地温，但经过 12km 后，油温基本等于地温，与 在工程实际中，这个条件一般是达不到的。所谓等 整条管线相比，该段管线很短。 温，也是一种近似。这是因为： 流速不太高时，摩擦升 尤其对于南北走向的管线， 温很小，且对油流的加 但 我 们 可 以将 其 分 段 ，按 1、来油温度≠地温。 热是均匀的。 照分段等温来考虑。