实验三翻越点及清管器流程实验

实验三 翻越点及清管器流程实验
一、实验目的
(1) 观察翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素和消除翻越点的措施，在实验中加以验证；
(2) 学习和掌握清管球的收、发操作，观察清管球在管道中的运动状况； 二、实验原理
在密闭输送的多泵站等温输油管道系统中，泵站和管道组成一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括摩阻损失、高程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。

全线的能量供需平衡关系式如下：
221Z Q m sZ ()()m m s H N A BQ fLQ Z Z Nh H --+-=+-++
式中：Q ──管道的工作流量，m 3/s ；
N ──全线运行的泵站数；
f ──单位流量的水力坡降；
H s1──管道首站进站压头，m 液柱； H sZ ──管道终点剩余压头，m 液柱；
L ──管道总长度，m ；
Z Q 、Z Z ──管道起、终点高程，m ； h m ──每个泵站的站内损失，m 液柱。

根据上述能量平衡方程，可以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析事故工况时运行参数的变化趋势。

三、实验装置流程
实验装置管道采用DN40不锈钢管材，管路全长315余米，全线设有三座泵站，等间距布置，平均站间距约105米。

每座泵站设有两台离心泵串联工作(其中第1#泵可以变频调节)，全线采用泵到泵密闭输送流程。

1、各站离心泵工作参数
全线各站离心泵型号相同，额定转速下的工作参数见表1。

表1 各站离心泵工作参数
2、站内及站间流程设置
等温输油管道实验装置有首站1座，中间泵站1座，末站1座；全线采用密闭输送方式工作。

首站流程：正输、站内泵串联；中间泵站流程：正输、压力越站、站内泵串联。

在第2～3站间，设有清管球收发装置和用于观察清管球在管道内运行情况的有机玻璃管，并设有清管切换流程和清管球收发流程；在第3站间（最后一个站间），设有观察翻越点流动状态的透明管段和相应的切换、调节流程；模拟管道堵塞和泄漏的控制阀门设在第1～2、2～3、3～罐站间。

四、实验内容和步骤
1、翻越点及翻越点后的流动状态观察
操作步骤：
(1) 保持1#站1#泵在运行，其余关闭；
(2) 打开阀Q40-3和阀Q40-4，关闭阀Q40-2，将流程切换到翻越点观察流程；
(3) 若此时透明管的最高点不是翻越点（即最高点后无不满流现象发生），请分析如何才能使最高点变为翻越点？
(4) 通过调节使透明管的最高点变为翻越点，并观察翻越点后的流动状态，记录管道的流量和各站的进出站压力；
(5) 分析消除不满流的措施并在实验中加以验证；
(6) 若要将翻越点处的动水压力提高到某个设定值（比如0.2MPa）以上，分析应采取的措施并在实验中加以验证；
(7) 打开阀Q40-2，关闭阀Q40-3和阀Q40-4，将流程恢复到正常工况流程。

2、清管球收发作业
图1清管球收发系统流程图
操作步骤：
(1)将泵关闭，保持收发球筒内无水。

(2)做好收球发球准备工作：如图1所示，打开阀Q40-7、Q40-9、Q40-6、Q40-10
(3)做好发球准备工作：先打开发球筒排污阀和进气阀，完全泄压后关闭排污阀和进气阀；打开快速盲板，将清管球塞到发球筒中至变径处；关闭阀Q40-1、Q40-5和Q40-8，打开1#泵或1#2#泵同时，发球开始。

记录管道流量和各站进出站压力的变化；
(4)观察清管球在管内的运行情况；
(5)当清管球进入收球筒后，打开阀Q40-1，关闭阀Q40-6、Q40-7、Q40-9和Q40-10；打开收球筒排污阀和进气阀，完全泄压后关闭排污阀和进气阀；打开收球筒快速盲板，将清管球从收球筒中取出，然后关好收球筒快速盲板；
五、思考题
1、翻越点后的流动状态是什么？其引起的危害是什么？解决措施有哪些？
2、本实验的收获及改进建议。