管道运行工况分析及调节 中文版对照

(3) 运行工况的分析方法
突然发生工况变化时（如某中间站停运或有计划地调整输量而启、停 泵），在较短时间内全线运行参数剧烈变化，属于不稳定流动。我们 这里不讨论不稳定流动工况，只讨论变化前后的稳定工况。为此，我 们假设在各种工况变化的情况下，经过一段时间后，全线将转入新的 稳定工况。
运行分析的出发点是能量供求平衡。
(2) 干线泄漏后的工况变化
密闭输送的长输管道发生泄漏后，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。
根据进出站压力的变化可判断泄漏点的大体位置。但这种方法只能判断较 大的泄漏量，因为小漏点引起的压力变化不明显。如果出现全线压力有较 大下降、且全线各站输油泵运转正常这种情况，就可以断定管线某处发生 了较大的泄漏，此时应根据各站压力变化的幅度判断出泄漏点所处的站间， 然后排出巡线队伍查找漏点，同时为了减少泄漏量，应降低管道的运行压 力。
2、几种事故工况下的运行参数变化趋势
(1) 中间泵站停运时的工况变化
对于密闭输送的长输管道，当中间某泵站停运时，管线的输量将减小， 停运站前各站的进出站压力均升高，停运站后各站的进出站压力均下降， 离停运站越近的站进出站压力变化越大。
对于以旁接油罐方式运行的长输管道，中间某站停运后，停运站后面一 站的来油量将明显减小，具体表现是该站旁接油罐的罐位将不断下降， 各个站的进出站压力无明显变化。
3、输油管道的调节
输油管道的调节是通过改变管道的能量供应或改变管道的能量消耗，使之在 给定的输量条件下，达到新的能量供需平衡，保持管道系统不间断、经济地 输油。 (1) 调节的分类
管道的调节就是人为地对输油工况加以控制。从广义上说，调节分为输量调节 和稳定性调节两种情况。
① 输量调节 首站从油田的收油是不均衡的，一年之内各季不均衡，甚至各个月份也有差别； 末站向外转油受运输条件或炼厂生产情况的影响，有时出路不畅。这些来油和 转油的不均衡必然使管道的输量相应变化，这些输量的改变要靠调节来实现。
旁接油罐输送的管道要求各泵站的排量接近一致，否则旁接油罐容纳不了过大 的输差量，而要保持各站排量一致也要对全线进行调节。
② 稳定性调节（即自动调节）
密闭输送的管道为了维持输油泵的正常工作和管道的安全运行，要求中间站的 入口压力不能过低，出口压力不能过高。输送工况不稳定表现在泵站进出口压 力的波动。当压力波动超出规定值时，就要对管线进行调节。工况不稳定不包 括前面所说的调节输量的情况，因调节输量产生的大幅度工况变化是由计划产 生的，并通过调整各泵站的输油泵机组工作状况加以实现；也不包括由于某个 泵站突然中断运行或管道阀门误动作突然关闭造成的突发性压力波动，这种突 发性压力波动叫水击，对水击另行采取保护措施，不是调节解决的问题。
(2) 输量调节方法
根据管道系统的能量供需特点，调节方法可以从两方面考虑：改变泵站特性： 从能量供应方面考虑；改变管路特性：从消耗方面考虑。（或更换不同直径的叶轮）：
Q D QD
H


D 2
H D
N


D 3
N D
即泵排量与叶轮直径成正比。通过对输油泵更换不同直径的叶轮可以在一 定范围内改变输量，但泵的叶轮不能切削太多，否则泵效下降较大，因此 这种方法不适用于大幅度改变输量的情况。
造成压力不稳定的原因有：各泵站泵机组运转台数或运转泵性能变动；泵站 输油泵因调速使其工况变化；所输油品种类改变或因温度改变造成油品粘度 变化；管道因结垢、气袋或其它原因造成一定程度的阻塞等。
这些不稳定工况都发生在密闭输送管道上，旁接油罐管道因旁接管的缓冲， 进出站压力不会有大的波动，只要保持各站输量接近一致即可。
输油管道运行工况分析与调节
1、工况变化原因及运行工况分析方法
以“密闭输送”方式运行的输油管道，有许多因素可以引起运行工况的变化，可 将其分为正常工况变化和事故工况变化。 (1) 正常工况变化
① 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；
② 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。
D、改变运行的泵站数。输量大幅度变化时常采用这种方法。
E、改变泵的转速
Q n Qn
H


n
2
H n
即泵的排量近似与转速成正比，扬程近似与转速的平方成正比。当离心泵的 转速变化20%时，泵效基本无变化，因此，调速是效率较高的改变输量的方 法。
但改变泵的转速往往受到现有设备条件的限制。在串联工作的泵站上，如果泵 的原动机为燃气轮机或柴油机，则每台泵都可调速。如为电动机，目前我国长 输管道所使用的大多数为异步电动机，调速比较困难，一般在泵与电机之间加 变速装置（如液力偶合器）或加串级调速装置，亦可采用变频调速；若采用变 速电机，目前我国变速电机还未普遍使用，价格昂贵,这些设备都会使投资和 维修费增加。为了节省投资，对于串联泵站，每座泵站可备有一台调速机组。 对于并联工作的泵站则必须所有泵机组都可调速，才能起到调节输量的作用。
B、改变多级泵的级数，减小泵的扬程，从而降低管线输量。这种方法适用于 装备并联离心泵的管道。要求降低输量时，拆掉若干级叶轮，而需要恢复 大输量时则将拆掉的叶轮重新装上。
C、改变运行的泵机组数，从而可大幅度改变输量。对于装备串联泵的管道， 采用这种方法是很方便的。对于装备并联泵的管道，采用这种方法时经常 还要改变运行的泵站数。
(2) 事故工况变化 ① 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；
② 阀门误开关或管道某处堵塞；
③ 管道某处漏油。
不论是正常工况变化还是事故工况变化，都会引起运行参数的变化。这些参数 主要包括输量，各站的进出站压力及泵效等。严重时，会使某些参数超出允许 范围。为了维持输送，必须对各站进行调节。为了对各站进行正确无误的调节， 事先必须知道工况变化时各种参数的变化趋势。因此，掌握输油管运行工况的 分析方法，对于管理好一条输油管道是十分重要的。
② 改变管路特性
改变管路特性主要是节流调节。节流调节就是人为地调节泵站出口阀门的 开度，增加阀门的阻力来改变管路特性以降低管道的输量。这是一种最简 单易行的方法，但能量损失比较大（与调速相比）。这种方法一般用于输 量变化不大的情况，当需要大幅度改变输量时，应首先考虑采用改变运行 的泵机组数和泵站数的方法。