杨飞《输油管道设计与管理》教学课件4
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杨飞输油管道设计与管理-教学课件4
25
四、泵站的布置
确定泵站位置的步骤是：
①先在室内用作图法在线路纵断面上初步确定站址或可能的布置区； ②进行现场实地调查，与当地有关方面协商后，最后决定站址 ； ③核算站址调整后是否满足水力要求。
1、布站作图法 根据化整后的泵站数和管路实际情况，重新计算管道系统的 工作点、水力坡降和每个泵站在工作点输量下的扬程：
2-11.4
22
2、n化为较小整数
当计算的n值接近于较小整数且输送能力降低不大时，将n 值化为较小整数。此时，流量减小，泵机组的原动机功率 也相应减小，不会造成过载，但要注意使泵机组在高效区 内工作。 如果必须满足规定的输送能力，可以采用两种措施： (1) 在管道上设置副管（等径）或变径管（一般不能用）
0
高程(m)
0
2
3
4
5
26
55
64
76.4
83
94
122
64.2
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。
等温输油管道ห้องสมุดไป่ตู้工艺计算
设全线站特性相同，计算输量下的扬程Hc，则全线所需 泵站数为：
n H /H ( c h c ) ( i L Z ) /H ( c h c )
其中hc为站内损失。 如果考虑首站给油泵的扬程 Hs1和管道终点或翻越点处所 需的余压Hsz ，则全线所需泵站数为：
掉多余的能量，这可能会产生静电危害，且 对清管不利。 (2) 在中途或终点设减压站节流。也可采用透平 发电机回收这部分能量。
四、泵站的布置
确定泵站位置的步骤是：
①先在室内用作图法在线路纵断面上初步确定站址或可能的布置区； ②进行现场实地调查，与当地有关方面协商后，最后决定站址 ； ③核算站址调整后是否满足水力要求。
1、布站作图法 根据化整后的泵站数和管路实际情况，重新计算管道系统的 工作点、水力坡降和每个泵站在工作点输量下的扬程：
2-11.4
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2、n化为较小整数
当计算的n值接近于较小整数且输送能力降低不大时，将n 值化为较小整数。此时，流量减小，泵机组的原动机功率 也相应减小，不会造成过载，但要注意使泵机组在高效区 内工作。 如果必须满足规定的输送能力，可以采用两种措施： (1) 在管道上设置副管（等径）或变径管（一般不能用）
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高程(m)
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76.4
83
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64.2
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。
等温输油管道ห้องสมุดไป่ตู้工艺计算
设全线站特性相同，计算输量下的扬程Hc，则全线所需 泵站数为：
n H /H ( c h c ) ( i L Z ) /H ( c h c )
其中hc为站内损失。 如果考虑首站给油泵的扬程 Hs1和管道终点或翻越点处所 需的余压Hsz ，则全线所需泵站数为：
掉多余的能量，这可能会产生静电危害，且 对清管不利。 (2) 在中途或终点设减压站节流。也可采用透平 发电机回收这部分能量。
《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》- 、2 _m Q1 IQ2LL _x(1 八)h e，输量为Q/2时各泵站的扬程均为hd，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22-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x =上（1 _盒）。
（其中：?? = Q l，Qi f）。
i证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：N（H c -h m H fQ"L （1）倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：2N（H C -h m） = fQ；』L -x（1 - ?）］（2）联立解（1 ）和（2 ）得Q1 一Qx= ±(1-侖)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Hs1，Ht，hm)。
解：设：管线长为L,输量为Q时各泵站的扬程均为输量为Q 时的能量平衡方程为：2-mH“+3(h e—h m) = fLQ +H t 输量为Q/2时的能量平衡方程为:H s1 + 3(hd 比较①和②可得:2- m)+H t、2— m) =0.2973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解：因为在水力光滑区，且据题意有I 0=0.298 I , 钢材耗量分别为：副管为变径管为可见铺设变径管可节约钢材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 。
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(2010级第3次课)-3学时(共35张PPT)
第二章 等温输油管道的工艺计算
管道的工作特性曲线
一 条 管 道 （ d 、 L 、 ΔZ 一 定），输送一种油品（ν一定） 时，有一条一定的特性曲 线。当d、L、和ν中有一参 数发生变化时，就有另一 条特性曲线。
摩阻损失越大，曲线越陡。
2021/12/19
图2-8 管道工作特性曲线 第16页P，ip共3e5l页i。ne transportation of oil and natural gas 16
油气管道输送 梁光川
第二章 等温输油管道的工艺计算
（2）不同流态区水力摩阻系数的计算(P34, 表2-2)
粗糙区
2021/12/19
ReRe2
1
(1.742lg)2
第8页P，i共p3e5页li。ne transportation of oil and natural gas 8
油气管道输送 梁光川
Q1
Q2
图2-10 泵站与管道的工作点
2021/12/19
第25页P，ip共3e5l页i。ne transportation of oil and natural gas 25
油气管道输送 梁光川
第二章 等温输油管道的工艺计算
（1）旁接油罐输送工艺
特点：
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。
油气管道输送 梁光川
第二章 等温输油管道的工艺计算
热原油管道上最常见的流态是水力光滑区； 轻质油管道也多在水力光滑区；输送低粘油品的 较小直径管道可能进入混合摩擦区；热重油管道 则以层流的情况居多。
2021/12/19
第13页P，ip共3e5l页i。ne transportation of oil and natural gas 13
杨飞《输油管道设计与管理》教学课件
安全管理制度
建立完善的安全管理制度，明确各级人员的安全职责，确保各项安 全措施得到有效执行。
隐患排查治理
定期开展隐患排查治理工作，对发现的隐患进行登记、评估和整改， 防止事故的发生。
05
输油管道的优化与改造
输油管道的能效评估与优化方法
要点一
能效评估
要点二
优化方法
对输油管道的能效进行全面评估，包括输油效率、能耗、 安全性能等指标。
输油管道的防爆与防雷设计
防爆设计
根据油品性质和输送工艺，采取相应 的防爆措施，如控制油气浓度、安装 可燃气体报警器等。
防雷设计
为避免雷电对输油管道的影响，应进 行防雷设计，包括安装避雷器、接地 网等措施，确保管道安全。
03
输油管道的施工与验收
输油管道的施工方法与流程
施工方法
根据输油管道的工程规模、地质条件和施工环境等因素，选择合适的施工方法，如明挖法、顶管法、定向钻等。
输油管道的试压与验收标准
试压方法
根据输油管道的设计压力和介质特性， 选择合适的试压方法和介质，如水压试 验、气压试验等。
VS
验收标准
输油管道试压合格后，按照相关标准和规 范进行验收，确保管道系统符合设计要求 和安全运行的需要。
04
输油管道的运行与管理
输油管道的运行模式与监控系统
运行模式
输油管道的运行模式通常包括压力输送和重 力输送两种。压力输送是通过泵加压，将油 品以一定的压力输送到目的地；重力输送则 是利用油品自身的重力，通过斜井或竖井输 送到目的地。
杨飞《输油管道设计与管 理》教学课件
• 输油管道设计概述 • 输油管道设计基础 • 输油管道的施工与验收 • 输油管道的运行与管理 • 输油管道的优化与改造 • 案例分析与实践操作
建立完善的安全管理制度，明确各级人员的安全职责，确保各项安 全措施得到有效执行。
隐患排查治理
定期开展隐患排查治理工作，对发现的隐患进行登记、评估和整改， 防止事故的发生。
05
输油管道的优化与改造
输油管道的能效评估与优化方法
要点一
能效评估
要点二
优化方法
对输油管道的能效进行全面评估，包括输油效率、能耗、 安全性能等指标。
输油管道的防爆与防雷设计
防爆设计
根据油品性质和输送工艺，采取相应 的防爆措施，如控制油气浓度、安装 可燃气体报警器等。
防雷设计
为避免雷电对输油管道的影响，应进 行防雷设计，包括安装避雷器、接地 网等措施，确保管道安全。
03
输油管道的施工与验收
输油管道的施工方法与流程
施工方法
根据输油管道的工程规模、地质条件和施工环境等因素，选择合适的施工方法，如明挖法、顶管法、定向钻等。
输油管道的试压与验收标准
试压方法
根据输油管道的设计压力和介质特性， 选择合适的试压方法和介质，如水压试 验、气压试验等。
VS
验收标准
输油管道试压合格后，按照相关标准和规 范进行验收，确保管道系统符合设计要求 和安全运行的需要。
04
输油管道的运行与管理
输油管道的运行模式与监控系统
运行模式
输油管道的运行模式通常包括压力输送和重 力输送两种。压力输送是通过泵加压，将油 品以一定的压力输送到目的地；重力输送则 是利用油品自身的重力，通过斜井或竖井输 送到目的地。
杨飞《输油管道设计与管 理》教学课件
• 输油管道设计概述 • 输油管道设计基础 • 输油管道的施工与验收 • 输油管道的运行与管理 • 输油管道的优化与改造 • 案例分析与实践操作
输油管道设计与管理第四课
根据流体力学理论
其中： 为管壁的绝对粗糙度 为管壁的绝对粗糙度， 为管道内径 为管道内径。 其中：e为管壁的绝对粗糙度，D为管道内径。 λ是Re和e/D 的二元函数，具体的函 数关系视流态而定。 是 和 的二元函数， 数关系视流态而定。 流态：分为层流和紊流，中间还存在一个过渡区。 流态：分为层流和紊流，中间还存在一个过渡区。 在解决工程实际问题时，为了安全，一般尽量避开过渡区， 在解决工程实际问题时，为了安全，一般尽量避开过渡区， 因该区的流态不稳定。 实在无法避开时，该区的λ按紊流 因该区的流态不稳定 。 实在无法避开时 ， 该区的 按紊流 光滑区计算。 光滑区计算。
i1 Q1 = = Q i i
2− m
1 + D f = D
5− m 2− m
− ( 2− m )
=ω <1
输油管道的压能损失
即
i f = ωi
所以只需要铺设副管总有减阻效果。 由于 ω<1 ，所以只需要铺设副管总有减阻效果。
流态 层流 划分范围 Re<2000
1
λ ＝f(Re,ε) λ =64/Re
59.5
水力光滑区 紊
3000<Re<Re1=
ε 8/7
Re λ 2 . 51 λ 0.3164 当Re < 10 5 时 λ = Re 0.25 = 2 lg
流 混合摩擦区
59.5
ε8 / 7
<Re<Re2
665− 765lgε −
β 4.15 0.0246 0.0802A 0.0826λ
10
λ
四、管路的水力坡降
定义：管道单位长度上的摩阻损失称为水力坡降。 表示： 定义：管道单位长度上的摩阻损失称为水力坡降。用 i 表示：
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》.
《输油管道设计与管理》.《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。
输油管道设计与管理2010级3学时PPT课件
顺序输送管道通常采用集中分输方法，即控制分 输量为一定值。对分输量非常大的站一般考虑连续分输， 对于某一油品因用户需要在某一点全部卸下时，采用快 速分输操作。
第15页/共64页
第六章 顺序输送
（3）集中分输（注入）操作 分输站一般用分输调节阀控制分输（注入）流量，且任一 时刻各站分输（注入）的总流量不能太大，以防管道下游 （上游）流态处于混油曲线的陡降区，造成混油量增大；
因此，为协调产、运、销之间的平衡，全线各站需
增设的油罐如下：
首站： 末站：
m
m
VpH qpH (T t p )
p1
p1
m
m
VpK q pK (T t p )
p1
p1
ms
ms
进油点： Vpj
q pj (T t p )
p1 j1
p1 j1
mr
mr
分油点Vp：i qpi (T t p )
需求的条件下最充分利用管道通过能力，降低能耗费用， 而且要减少混油损失，以获得最佳经济效益。使管道安全、 平稳、经济地运行是管道经营者的追求目标。
运行费用优化应保证各批次油品在输送计划预定的 时间到达目的地，同时使泵送动力费用最小。减少泵运行 费用就是要确定输送各批次油品时优化的泵配置。顺序输 送管道的运行优化必须考虑混油段在管道中的运移过程及 其工艺参数随时间的变化。
第22页/共64页
第六章 顺序输送 • 减少混油的措施
• 尽量流程简单 • 尽量不用副管 • 翻越点的处理 • 输送次序的选择 • 交替时候输量尽量加大 • 减少计划内停输 • 尽量加大每种油品的一次输送量 • 混油的切割
第23页/共64页
第一部分 输油管道设计与管理
第七章
第15页/共64页
第六章 顺序输送
（3）集中分输（注入）操作 分输站一般用分输调节阀控制分输（注入）流量，且任一 时刻各站分输（注入）的总流量不能太大，以防管道下游 （上游）流态处于混油曲线的陡降区，造成混油量增大；
因此，为协调产、运、销之间的平衡，全线各站需
增设的油罐如下：
首站： 末站：
m
m
VpH qpH (T t p )
p1
p1
m
m
VpK q pK (T t p )
p1
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进油点： Vpj
q pj (T t p )
p1 j1
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分油点Vp：i qpi (T t p )
需求的条件下最充分利用管道通过能力，降低能耗费用， 而且要减少混油损失，以获得最佳经济效益。使管道安全、 平稳、经济地运行是管道经营者的追求目标。
运行费用优化应保证各批次油品在输送计划预定的 时间到达目的地，同时使泵送动力费用最小。减少泵运行 费用就是要确定输送各批次油品时优化的泵配置。顺序输 送管道的运行优化必须考虑混油段在管道中的运移过程及 其工艺参数随时间的变化。
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第六章 顺序输送 • 减少混油的措施
• 尽量流程简单 • 尽量不用副管 • 翻越点的处理 • 输送次序的选择 • 交替时候输量尽量加大 • 减少计划内停输 • 尽量加大每种油品的一次输送量 • 混油的切割
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第一部分 输油管道设计与管理
第七章
输油管道设计与管理(2011级第4次课)
同样要考虑干线的局部摩阻和泵
站的站内摩阻。 站间铺设副管后，扩大了下
游泵站的可能布臵区。
副管敷设在进站前管道上好。
2015-3-7
Oil and Gas Pipeline
18
油气管道输送 梁光川 lgcdjr@
第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5 泵站及管道工作情况的校核 2.5.1进出站压力校核
2015-3-7
图2-15 翻越点与计算长度 Oil and Gas Pipeline
8
油气管道输送 梁光川 lgcdjr@
第二章 等温输油管道的工艺计算
思考题：如果线路上存在翻越点，但设计中没有 考虑，管线的输量是否为零？
2015-3-7
Oil and Gas Pipeline
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油气管道输送 梁光川 lgcdjr@
H s (c1)
N
lc —首站至c＋1站C个站间的平均站间距； c L —首站至终点（或翻越点）的平均站间距；
f
—单位流量的水力坡降， f
m
d
5 m
。
油品粘度的变化只引起 f 的变化，故第c＋1站进站压力 Hs（c+1）的变化决定以下分式的变化。
lc B f c L B f N
21
2015-3-7
Pipeline transportation of oil and natural gas
油气管道输送 梁光川 lgcdjr@
第二章 等温输油管道的工艺计算
lc c c H s1 cA Z ( c 1),1 ( H s1 NA Z ) L N B f N B f
O// O/
H d1 H S1 ( HC hm )
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26
等温输油管道的工艺计算
Q 2m H s1 nA Z H sz nhc Leabharlann B fLH c A BQ 2m
i Q2m m / D5m
式中：Hs1 首站进泵压力，当有给油泵时即为给油泵扬程
Hsz 终点的余压，当存在翻越点时，为翻越点处的动 水压力
为了保证正常输送，线路最高点、翻越点或线路终点的动 水压力应保持不低于0.2MPa。
H iL (ZZ ZQ )
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 )
14
例题：
某φ325×7的等温输油管，管路纵断面数据见下表。全线设有两座泵站， 以“从泵到泵”方式工作。试计算该管线的输量为多少？
测点
1
果所 的的输示位位油。置置管b。’b不道由”为能图即旁定可为接知泵在油站，罐b
流的 不点程可论，，能第而b布二点应即置站向为区布第左，置二移一于泵动般何站，
Hc-hc
的水方取 泵 处 的以压法位压站 位H，头保s可置力可置均。留=求为。布。3不0必出零在置～影要第该。在8响0三点用的b第m1泵处同剩液三点站样，余柱。站位的动。
1
2
5.管道纵断面图与水力坡降线
在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为管 道纵断面图。(布站时使用)
横坐标：表示管道的实际长度，即管道的里程，常用比例为 1:1000、1:2000、1:5000、1:10000、1:100000。
纵坐标：表示管道的海拔高度，即管道的高程，常用比例 为1:200、1:500、1:1000。
n (iL Z Hsz Hs1) /(Hc hc )
一般来说按照上式计算的n不是整数，还应把计算得到的 n值化整。
21
1、n 化为较大整数
对应于计算值 n 的工作点流量为 Q0(即计算输量），当 n 化为较大整数时，工作点流量为 Qb, 显然 Qb > Q0 ，这时管 道的输送能力大于计算输量，泵站投资增加。如果想按计 算输量（即规定输送能力）工作，可以采取更换小直径叶 轮、开小泵（串联泵）、拆级（并联泵）或大小输量交替 运行等措施。一般来说，计算的 n 值接近于较大整数或希 望管道具有一定输送能力裕量时，将 n 化为较大整数。
管道的水力坡降线是管内流体的能量压头(忽略动能压头) 沿管道长度的变化曲线。 等温输油管道的水力坡降线是斜率为 i 的直线。将水力坡降 线画在纵断面图上可以表示管内压力沿管长的变化情况。
3
Hd df ，为泵站的出站压力；
cb ix ，为x段上的摩阻损失；
ag Za Zd Zx ,为x段的高差；
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
动 加
水 压
压 才
与纵断面线之 间的垂直能距离以。流量Q继续向前输送。
f
c
摩阻
hL
损失
L
b
Hd
i
动水
压力
e
a
d
g
x
4
二、翻越点和计算长度
Hf H
F
Lf
5
等温输油管道的工艺计算
根据能量平衡，将输量为Q的液体输送到终点所需能量为：
12
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
H f H (iLF ZF ZQ ) (iL Zz ZQ ) (ZF Zz ) i(L LF ) 0
上式表明，输量为 Q 的液体从翻越点自流到终点还有能 量富裕。
7
等温输油管道的工艺计算
由此可给出翻越点的另一个定义：
如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富 裕，且在所有的高点中该高点的富裕能量最大，则该 高点叫做翻越点。
i
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
故64km处不是翻越点，线路上不存在翻越点，Q0=475.4m3/h 即为管道的输量。
思考题：试比较两种方法的优缺点。
19
三、泵站数的确定
原则： 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：
H iL Z
式中：L为计算长度，△Z为计算高程差。 首先选择泵的型号、组合方式和串并联泵机组数，确定 泵站特性，
25
四、泵站的布置
确定泵站位置的步骤是：
①先在室内用作图法在线路纵断面上初步确定站址或可能的布置区； ②进行现场实地调查，与当地有关方面协商后，最后决定站址 ； ③核算站址调整后是否满足水力要求。
1、布站作图法 根据化整后的泵站数和管路实际情况，重新计算管道系统的 工作点、水力坡降和每个泵站在工作点输量下的扬程：
副管或变径管的长度 x 计算如下： 对于副管，长度 x1 由下式计算：
na (Hc hc ) i(L x) i f x Z H sZ H s1
23
等温输油管道的工艺计算
x1
n na
i(1 )
(Hc
hc
)
同理可得变径管长度为：
x2
n i(1
na )
(Hc
hc
)
式中： 1/ 22m
第三节 等温输油管道的工艺计算
一、设计参数 1.计算温度
以管道埋深处全年平均地温作为计算温度。规范上规 定：对于不加热管道，取管道埋深处全年最冷月平均 地温作为计算地温。
2.油品密度
t 20 (t 20) 1.825 0.00131520
式中： ρt、ρ20为t℃和20℃时的密度，kg/m3
掉多余的能量，这可能会产生静电危害，且 对清管不利。 (2) 在中途或终点设减压站节流。也可采用透平 发电机回收这部分能量。
13
4、计算长度
管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度 。 管道上存在翻越点时，管线所需的总压头不能按线路起、 终点计算，而应按起点与翻越点计算。 ⑴ 不存在翻越点时，管线计算长度等于管线全长。
方法二：先按终点计算输量，计算该输量下的水力坡降，然 后分别计算该输量下从起点到64km处和到终点的总压降， 判断翻越点，然后计算管道所达到的输量。
17
单位输量的水力坡降： f
0.0246
4.2 106 0.25 0.3114.75
0.2858
按终点计算输量：
Q0
1.75
370.5 516.7 20 (64.2 0) 3055 4250 0.2858 76.41000
2-11.4
22
2、n化为较小整数
当计算的n值接近于较小整数且输送能力降低不大时，将n 值化为较小整数。此时，流量减小，泵机组的原动机功率 也相应减小，不会造成过载，但要注意使泵机组在高效区 内工作。 如果必须满足规定的输送能力，可以采用两种措施： (1) 在管道上设置副管（等径）或变径管（一般不能用）
里程(km)
0
高程(m)
0
2
3
4
5
26
55
64
76.4
83
94
122
64.2
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。
0.1365m3/s 491.6m3/h
16
按终点计算输量：
Q2
1.75
370.5 516.7 20 (64.2 0) 3055 4250 0.2858 76.41000
0.1321m3/s 475.4m3/h
Q2 Q1 ，故64km处不是翻越点，管道输量为475.4m3/h。
置。
Hsmax
b1’
Hsmin
b”b1b’b
28
1、如果第一站间不设副管，第二站的
位置就在b 点；
2、如果把全部副管长度x全铺设在第
⑵ 有副管或变径管时一的站泵间，站则布第二置泵站的位置在c点； 3、bc段即为第二站的可能布置区；
4、如果第二泵站设于d点，则第一站
①
旁接油罐输送时的泵站布置
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，
如某高果点水F力等相坡温切降，输线则与油F终点管点即道相为交翻的之越工前点艺首。先计与算
27
a’ Hd1
a
由一 从如首般b果1站来点管位说向道置，a为上点输向密作油上闭垂泵作输有线垂
⑴ 无副管b1或” 变径管时的布站线纵首a点与一 制 就 称 区 b由 线 定送所要压a1b’纵向 向b是个 为，第，a=站求使，头作1H1aH”断”比右’有进泵如三同bs,d有用由，m，的1向1面图例作使=i’n一口站图站样bH取≤线一的于因右出1a所水H法”s个压的中及a1交=作+’定输密取力s此站≤按HH布力可阴以方于水H长坡cc的油闭第纵-压-站b范能影sh后法h力m度降点c断ca进主输二，范围布部头x各可坡等线。,面自泵泵送站围限置分也站确降于，如图，a，’
等温输油管道的工艺计算
Q 2m H s1 nA Z H sz nhc Leabharlann B fLH c A BQ 2m
i Q2m m / D5m
式中：Hs1 首站进泵压力，当有给油泵时即为给油泵扬程
Hsz 终点的余压，当存在翻越点时，为翻越点处的动 水压力
为了保证正常输送，线路最高点、翻越点或线路终点的动 水压力应保持不低于0.2MPa。
H iL (ZZ ZQ )
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 )
14
例题：
某φ325×7的等温输油管，管路纵断面数据见下表。全线设有两座泵站， 以“从泵到泵”方式工作。试计算该管线的输量为多少？
测点
1
果所 的的输示位位油。置置管b。’b不道由”为能图即旁定可为接知泵在油站，罐b
流的 不点程可论，，能第而b布二点应即置站向为区布第左，置二移一于泵动般何站，
Hc-hc
的水方取 泵 处 的以压法位压站 位H，头保s可置力可置均。留=求为。布。3不0必出零在置～影要第该。在8响0三点用的b第m1泵处同剩液三点站样，余柱。站位的动。
1
2
5.管道纵断面图与水力坡降线
在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为管 道纵断面图。(布站时使用)
横坐标：表示管道的实际长度，即管道的里程，常用比例为 1:1000、1:2000、1:5000、1:10000、1:100000。
纵坐标：表示管道的海拔高度，即管道的高程，常用比例 为1:200、1:500、1:1000。
n (iL Z Hsz Hs1) /(Hc hc )
一般来说按照上式计算的n不是整数，还应把计算得到的 n值化整。
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1、n 化为较大整数
对应于计算值 n 的工作点流量为 Q0(即计算输量），当 n 化为较大整数时，工作点流量为 Qb, 显然 Qb > Q0 ，这时管 道的输送能力大于计算输量，泵站投资增加。如果想按计 算输量（即规定输送能力）工作，可以采取更换小直径叶 轮、开小泵（串联泵）、拆级（并联泵）或大小输量交替 运行等措施。一般来说，计算的 n 值接近于较大整数或希 望管道具有一定输送能力裕量时，将 n 化为较大整数。
管道的水力坡降线是管内流体的能量压头(忽略动能压头) 沿管道长度的变化曲线。 等温输油管道的水力坡降线是斜率为 i 的直线。将水力坡降 线画在纵断面图上可以表示管内压力沿管长的变化情况。
3
Hd df ，为泵站的出站压力；
cb ix ，为x段上的摩阻损失；
ag Za Zd Zx ,为x段的高差；
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
动 加
水 压
压 才
与纵断面线之 间的垂直能距离以。流量Q继续向前输送。
f
c
摩阻
hL
损失
L
b
Hd
i
动水
压力
e
a
d
g
x
4
二、翻越点和计算长度
Hf H
F
Lf
5
等温输油管道的工艺计算
根据能量平衡，将输量为Q的液体输送到终点所需能量为：
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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
H f H (iLF ZF ZQ ) (iL Zz ZQ ) (ZF Zz ) i(L LF ) 0
上式表明，输量为 Q 的液体从翻越点自流到终点还有能 量富裕。
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等温输油管道的工艺计算
由此可给出翻越点的另一个定义：
如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富 裕，且在所有的高点中该高点的富裕能量最大，则该 高点叫做翻越点。
i
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
故64km处不是翻越点，线路上不存在翻越点，Q0=475.4m3/h 即为管道的输量。
思考题：试比较两种方法的优缺点。
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三、泵站数的确定
原则： 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：
H iL Z
式中：L为计算长度，△Z为计算高程差。 首先选择泵的型号、组合方式和串并联泵机组数，确定 泵站特性，
25
四、泵站的布置
确定泵站位置的步骤是：
①先在室内用作图法在线路纵断面上初步确定站址或可能的布置区； ②进行现场实地调查，与当地有关方面协商后，最后决定站址 ； ③核算站址调整后是否满足水力要求。
1、布站作图法 根据化整后的泵站数和管路实际情况，重新计算管道系统的 工作点、水力坡降和每个泵站在工作点输量下的扬程：
副管或变径管的长度 x 计算如下： 对于副管，长度 x1 由下式计算：
na (Hc hc ) i(L x) i f x Z H sZ H s1
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等温输油管道的工艺计算
x1
n na
i(1 )
(Hc
hc
)
同理可得变径管长度为：
x2
n i(1
na )
(Hc
hc
)
式中： 1/ 22m
第三节 等温输油管道的工艺计算
一、设计参数 1.计算温度
以管道埋深处全年平均地温作为计算温度。规范上规 定：对于不加热管道，取管道埋深处全年最冷月平均 地温作为计算地温。
2.油品密度
t 20 (t 20) 1.825 0.00131520
式中： ρt、ρ20为t℃和20℃时的密度，kg/m3
掉多余的能量，这可能会产生静电危害，且 对清管不利。 (2) 在中途或终点设减压站节流。也可采用透平 发电机回收这部分能量。
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4、计算长度
管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度 。 管道上存在翻越点时，管线所需的总压头不能按线路起、 终点计算，而应按起点与翻越点计算。 ⑴ 不存在翻越点时，管线计算长度等于管线全长。
方法二：先按终点计算输量，计算该输量下的水力坡降，然 后分别计算该输量下从起点到64km处和到终点的总压降， 判断翻越点，然后计算管道所达到的输量。
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单位输量的水力坡降： f
0.0246
4.2 106 0.25 0.3114.75
0.2858
按终点计算输量：
Q0
1.75
370.5 516.7 20 (64.2 0) 3055 4250 0.2858 76.41000
2-11.4
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2、n化为较小整数
当计算的n值接近于较小整数且输送能力降低不大时，将n 值化为较小整数。此时，流量减小，泵机组的原动机功率 也相应减小，不会造成过载，但要注意使泵机组在高效区 内工作。 如果必须满足规定的输送能力，可以采用两种措施： (1) 在管道上设置副管（等径）或变径管（一般不能用）
里程(km)
0
高程(m)
0
2
3
4
5
26
55
64
76.4
83
94
122
64.2
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。
0.1365m3/s 491.6m3/h
16
按终点计算输量：
Q2
1.75
370.5 516.7 20 (64.2 0) 3055 4250 0.2858 76.41000
0.1321m3/s 475.4m3/h
Q2 Q1 ，故64km处不是翻越点，管道输量为475.4m3/h。
置。
Hsmax
b1’
Hsmin
b”b1b’b
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1、如果第一站间不设副管，第二站的
位置就在b 点；
2、如果把全部副管长度x全铺设在第
⑵ 有副管或变径管时一的站泵间，站则布第二置泵站的位置在c点； 3、bc段即为第二站的可能布置区；
4、如果第二泵站设于d点，则第一站
①
旁接油罐输送时的泵站布置
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，
如某高果点水F力等相坡温切降，输线则与油F终点管点即道相为交翻的之越工前点艺首。先计与算
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a’ Hd1
a
由一 从如首般b果1站来点管位说向道置，a为上点输向密作油上闭垂泵作输有线垂
⑴ 无副管b1或” 变径管时的布站线纵首a点与一 制 就 称 区 b由 线 定送所要压a1b’纵向 向b是个 为，第，a=站求使，头作1H1aH”断”比右’有进泵如三同bs,d有用由，m，的1向1面图例作使=i’n一口站图站样bH取≤线一的于因右出1a所水H法”s个压的中及a1交=作+’定输密取力s此站≤按HH布力可阴以方于水H长坡cc的油闭第纵-压-站b范能影sh后法h力m度降点c断ca进主输二，范围布部头x各可坡等线。,面自泵泵送站围限置分也站确降于，如图，a，’