输油管道瞬变流第一章
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中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
•课程基本要求 学完本课程后，应达到以下基本要求： 1、掌握液体管道瞬变过程的基本规律、概念、理 论及方法。 2、掌握液体管道瞬变流的基本数值计算方法。 3、掌握输油管道水击控制的基本原理。 4、了解输油管道水击控制的方法和和保护设备。
2011年9月12日肯尼亚内罗毕输油管道爆炸，120人遇难。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
➢课程目的与任务 主要选修课，与“输油管道设计与管理”课程
配套构成比较完整的输油管道工艺课程体系。 本课程的任务是较系统地介绍输油管道瞬变流
的基本理论、分析与计算方法以及水击保护措施。 通过学习，应掌握输油管道水力瞬变过程的基本 规律、基本的数值计算和管道运行控制方法，了 解管道动态过程的变化规律。为从事长距离输油 管道系统设计和运行技术管理奠定技术理论基础。
在用：原油6000km，成品油6000km，天然气24000km，小计36000km。 在建：原油1800km，成品油1200km，天然气7300km，小计10300km 。 在国外已建成8300km。
2015年全国原油管道建设规划
图例
中石油 中石化 中海油 地方 实线 已 建 虚线 在 建
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.4 课程的工程背景
➢原油管道 ➢成品油管道 ➢工艺设计 ➢运行操作控制
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
原油管道建设现状
中国
1958:克-独线。长输管道约9000km (中油6000，石化2800)。
塔轮线 302km
克乌线 326km
库鄯线 475km
花格线 439km
靖咸线 302km
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
推荐教材及主要参考书 主要参考书： 1、管道瞬变流分析，张国忠编著，石油大学出版 社，1994。 2、输油管道设计与管理，杨筱蘅等编，石油大学 出版社，2006。 3、管道水击分析与控制，蒲家宁著，机械工业出 版社，1991。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
东北管网 全长： 2400km
图例
中石油 中石化 中海油
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
设计输送能力共计:37650×104t/a 输送方式:加热输送（除库鄯线） 管径大于426mm管道长:6591km
中石化
原 油 管 道 ： 在 用 6500km ， 在 建 400km ， 小 计 6900km。 成品油管道：在用7696km ，在建3220km，小计 10916km。 天然气管道：4690km，规划8000km。 中石油
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
2010年1月5日许昌市 热力管道发生爆炸
爆炸生在十字路口，爆 炸点喷出的水蒸气和泥 浆有百米高。炸飞了一 辆摩托车，损坏数辆轿 车，伤及数人。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
2013年3月17日西安市 热力管道发生爆炸
初步分析原因为水击
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
➢重要性
随着我国国民经济的发展，液体管道输送日见增多， 保证管道输送安全是首要任务，因此不稳定流动安全分 析越来越引起人们的高度重视，以瞬变分析作为先行， 为进一步设计及配置设备提供可靠依据，更为确保管线 安全运行而制定的工艺操作规程提供理论依据。
1、供水系统 2、输油管道 3、城市供热 4、核电站
输油管道瞬变流 第一章
第一章 概 述
1.1 水力瞬变的研究对象 ➢ 液体管道 ➢ 液体性质、管流特性
定常（稳定）、非定常（不稳定）、瞬变
➢ 扰动源
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.2 瞬变流研究的历史及应用 ➢ 历史 十九世纪前 二十世纪初 六十年代 目前
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
全国原油干线 管道总里程将达 到1.4×104km。
中国
成Fra Baidu bibliotek油管道建设现状
成品油干管约3800km （石油1783，石化267）。
图例
中石油 中石化 其他
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
名称 长度(km) 管径(mm)
兰成渝 1248 508/457/323.9
抚鲅管道 245
355.6/377
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
•课程基本内容 管道瞬变流动的弹性理论、管道不稳定流动
状态的特征线有限差分分析方法、管道水击基本 过程、惯性水击压力、长距离输油管道的水击事 故分析和控制；不稳定流动状态的数值分析方法。
管道动态模拟的基本方法、输油管道控制与 保护装置特性、各种瞬变流理论在管道中的应用。
国外某些大油田曾多次由于水击造成长距离输油管道 破裂，损失重大；国外一些大型核电站的反应堆水冷系 统因管道水击产生振动使管道严重磨损，均因及时发现 而幸免于难；国内外一大型的供水管路曾因管道水击发 生管道爆裂和人员伤亡的事故，等。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.2 水力瞬变流研究的历史及应用
1.2水力瞬变研究的历史及应用 ➢应用
核工业 石油工业 水利电力工业 城市供水
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.2 水力瞬变流研究的历史及应用
➢后果
在管道输送液体时，不稳定流动是经常发生的，严 重的瞬变事故会对社会正常的生产生活秩序以及人民的 生命和财产安全产生极大的威胁，甚至酿成惨痛的灾难 和无法挽回的巨大的经济损失。
格拉管道 1076
159
克乌线 291
273
镇杭线 192
355/273
设计输量（104t/a） 500 240 15 130 250
中中石石化化““十十二二五五””规规划划管管线线
“十“十二二五五”规”规中中石石化化划划共共计计建建设设成成品品油油管管道道7700000公0公里里，，其其中中航航 煤道煤道约管华华约管华3道北东83道北11048270194079公2090007公公公0公0里公公里里里里，里，，里，，起，入入，利起入始口口利用口始输输入用输量量已入口量已11建口50输178建500输和量7万 万和0量拟4吨 吨万拟84建//吨9年 年8建0/成9年， ，万0成，投 投品万吨品投资 资油吨，资34油55管，估3亿 亿管5道估算元 元亿道顺算投； ；元顺；投资序序资1输7输16送亿7送航6元亿航煤。元煤的。的管管
1.3 课程的基本内容及要求
•课程基本要求 学完本课程后，应达到以下基本要求： 1、掌握液体管道瞬变过程的基本规律、概念、理 论及方法。 2、掌握液体管道瞬变流的基本数值计算方法。 3、掌握输油管道水击控制的基本原理。 4、了解输油管道水击控制的方法和和保护设备。
2011年9月12日肯尼亚内罗毕输油管道爆炸，120人遇难。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
➢课程目的与任务 主要选修课，与“输油管道设计与管理”课程
配套构成比较完整的输油管道工艺课程体系。 本课程的任务是较系统地介绍输油管道瞬变流
的基本理论、分析与计算方法以及水击保护措施。 通过学习，应掌握输油管道水力瞬变过程的基本 规律、基本的数值计算和管道运行控制方法，了 解管道动态过程的变化规律。为从事长距离输油 管道系统设计和运行技术管理奠定技术理论基础。
在用：原油6000km，成品油6000km，天然气24000km，小计36000km。 在建：原油1800km，成品油1200km，天然气7300km，小计10300km 。 在国外已建成8300km。
2015年全国原油管道建设规划
图例
中石油 中石化 中海油 地方 实线 已 建 虚线 在 建
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.4 课程的工程背景
➢原油管道 ➢成品油管道 ➢工艺设计 ➢运行操作控制
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
原油管道建设现状
中国
1958:克-独线。长输管道约9000km (中油6000，石化2800)。
塔轮线 302km
克乌线 326km
库鄯线 475km
花格线 439km
靖咸线 302km
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
推荐教材及主要参考书 主要参考书： 1、管道瞬变流分析，张国忠编著，石油大学出版 社，1994。 2、输油管道设计与管理，杨筱蘅等编，石油大学 出版社，2006。 3、管道水击分析与控制，蒲家宁著，机械工业出 版社，1991。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
东北管网 全长： 2400km
图例
中石油 中石化 中海油
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
设计输送能力共计:37650×104t/a 输送方式:加热输送（除库鄯线） 管径大于426mm管道长:6591km
中石化
原 油 管 道 ： 在 用 6500km ， 在 建 400km ， 小 计 6900km。 成品油管道：在用7696km ，在建3220km，小计 10916km。 天然气管道：4690km，规划8000km。 中石油
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
2010年1月5日许昌市 热力管道发生爆炸
爆炸生在十字路口，爆 炸点喷出的水蒸气和泥 浆有百米高。炸飞了一 辆摩托车，损坏数辆轿 车，伤及数人。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
2013年3月17日西安市 热力管道发生爆炸
初步分析原因为水击
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
➢重要性
随着我国国民经济的发展，液体管道输送日见增多， 保证管道输送安全是首要任务，因此不稳定流动安全分 析越来越引起人们的高度重视，以瞬变分析作为先行， 为进一步设计及配置设备提供可靠依据，更为确保管线 安全运行而制定的工艺操作规程提供理论依据。
1、供水系统 2、输油管道 3、城市供热 4、核电站
输油管道瞬变流 第一章
第一章 概 述
1.1 水力瞬变的研究对象 ➢ 液体管道 ➢ 液体性质、管流特性
定常（稳定）、非定常（不稳定）、瞬变
➢ 扰动源
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.2 瞬变流研究的历史及应用 ➢ 历史 十九世纪前 二十世纪初 六十年代 目前
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
全国原油干线 管道总里程将达 到1.4×104km。
中国
成Fra Baidu bibliotek油管道建设现状
成品油干管约3800km （石油1783，石化267）。
图例
中石油 中石化 其他
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
名称 长度(km) 管径(mm)
兰成渝 1248 508/457/323.9
抚鲅管道 245
355.6/377
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.3 课程的基本内容及要求
•课程基本内容 管道瞬变流动的弹性理论、管道不稳定流动
状态的特征线有限差分分析方法、管道水击基本 过程、惯性水击压力、长距离输油管道的水击事 故分析和控制；不稳定流动状态的数值分析方法。
管道动态模拟的基本方法、输油管道控制与 保护装置特性、各种瞬变流理论在管道中的应用。
国外某些大油田曾多次由于水击造成长距离输油管道 破裂，损失重大；国外一些大型核电站的反应堆水冷系 统因管道水击产生振动使管道严重磨损，均因及时发现 而幸免于难；国内外一大型的供水管路曾因管道水击发 生管道爆裂和人员伤亡的事故，等。
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.2 水力瞬变流研究的历史及应用
1.2水力瞬变研究的历史及应用 ➢应用
核工业 石油工业 水利电力工业 城市供水
中国石油大学（北京） 油气储运工程系
1.2 水力瞬变流研究的历史及应用
➢后果
在管道输送液体时，不稳定流动是经常发生的，严 重的瞬变事故会对社会正常的生产生活秩序以及人民的 生命和财产安全产生极大的威胁，甚至酿成惨痛的灾难 和无法挽回的巨大的经济损失。
格拉管道 1076
159
克乌线 291
273
镇杭线 192
355/273
设计输量（104t/a） 500 240 15 130 250
中中石石化化““十十二二五五””规规划划管管线线
“十“十二二五五”规”规中中石石化化划划共共计计建建设设成成品品油油管管道道7700000公0公里里，，其其中中航航 煤道煤道约管华华约管华3道北东83道北11048270194079公2090007公公公0公0里公公里里里里，里，，里，，起，入入，利起入始口口利用口始输输入用输量量已入口量已11建口50输178建500输和量7万 万和0量拟4吨 吨万拟84建//吨9年 年8建0/成9年， ，万0成，投 投品万吨品投资 资油吨，资34油55管，估3亿 亿管5道估算元 元亿道顺算投； ；元顺；投资序序资1输7输16送亿7送航6元亿航煤。元煤的。的管管