《输油管道设计与管理》课程综合复习资料

《输油管道设计与管理》课程综合复习资料

一、填空题：

1、翻越点后管道存在不满流的危害有 、 。 2、解决翻越点后管道不满流的措施有 、 。

3、当管道某处发生堵塞时，全线输量 ，堵塞点前各站的进、出站压力均 ，堵塞点后各站的进、出站压力均 。

4、影响等温输油管道水力坡降的主要因素是 、 、 和 。 5、热泵站上，根据输油泵与加热炉的相对位置可分为 流程和 流程。 6、长输管道停输的原因分为 、 。 7、混油段实现两段切割的充要条件是 。

8、顺序输送中混油在管道终点的处理方法有 、 、 、 。 9、选择输油泵机组的原则是 、 、 、 。 10、串联泵的优点是 、 、 、 。

11、改变离心泵特性的主要方法有 、 、 。 12、影响热油管道轴向温降的主要因素是 、 、 、 。 13、热油管道的启动投产方法主要有 、 、 。 14、五大运输方式是指公路运输、 、 、 和 。 15、长距离输油管道由 和 两大部分组成。

16、解决动水压力超压的措施有 、 。 二、简答题

1、简述离心泵的启动过程。

2、热油管道设计中确定加热站的进出站温度时应考虑哪些因素？ 3、简述热油管道为什么会存在最优运行温度？

4、如果一条长输管道存在翻越点但设计中没有考虑，投产后管道的输量会怎样变化？为什么？ 5、热油管道摩阻计算时，为什么要按一个加热站间距计算? 6、简述热油管道节能降耗的主要措施。 7、简述顺序输送中减少混油的措施? 8、简述热油管线上反输流程的作用。

9、成品油管道为什么一般均采用顺序输送工艺？ 三、分析题:

1、某等温输油管，全线地形平坦。全线共设8座泵站，等间距布置。正常运行时，每站三台同型号的离心泵并联工作，输量为Q。如果管线输量降为

2Q： 3（1）计算全线摩阻损失变为原来的多少倍（已知流态为水力光滑区）？

1

（2）给出最佳的调节方案，并说明理由。

2、一条等温长距离输油管道，全线地形平坦，6座泵站等间距布置。每站有3台相同型号的离心泵并联工作。6座泵站每站3台泵运行时输量为750m3/h，若要求将输量降为400m3/h，试给出最佳的调节方案，并说明理由(己知管道流态为水力光滑区)。 四、计算题:

1、一条φ529×7的埋地热油管道，输量为950t/h，加热站间距为50km，维持进站油温TZ＝30℃不变运行。管道允许的最高出站温度和最低进站温度分别为65℃和35℃。正常运行时，总传热系数K=2.1w/m2℃（按钢管外径计算），管道中心埋深处的自然地温为7℃，原油比热为2100J/kg℃，平均密度为870kg/m3，油品粘温关系为??14?10?6e?0.038(T?65) (m2/s)，摩擦升温忽略不计。 （1）试计算该管线的允许最小输量Gmin；

（2）用平均温度法计算正常运行时该站间的摩阻损失（已知流态为水力光滑区）?

2、一条φ426×7的埋地热油管道，热站间距为55km，维持进站油温Tz=35℃不变运行，管道年输量为550万吨（一年按350天计算），原油平均比热C＝2250J/kg℃，油品平均密度ρ＝890kg/m3，油品粘温关系为υ＝17.5×10-6e-0.036(T-65) m2/s，地温T0＝5℃，总传热系数K=1.9W/m2℃（以防腐层外径计），防腐层厚度为3mm，管道流态为水力光滑区，不考虑摩擦升温的影响。

(1) 计算加热站的出站油温为多少？ (2) 用平均温度法计算热站间的摩阻损失。

2

《输油管道设计与管理》课程综合复习资料参考答案

一、填空题：

1、不满流的存在将使管道出现两相流动，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。

2、在翻越点后采用小管径、在中途或终点设减压站节流 3、减小，升高，下降 4、流量、粘度、管径、流态 5、先炉后泵 先泵后炉 6、计划停输、事故停输 7、KAt3?KAt2

8、(1)将混油直接调和到两种油品中销售；(2)降级销售；(3)在末站建分馏装置对混油进行分馏，然后调和到两种油品中销售；(4)送回炼厂回炼

9、满足输量要求；充分利用管路的承压能力；泵在高效区工作；泵的台数符合规范要求 10、不存在超载问题、调节方便、流程简单、调节方案多、效率高

11、切削叶轮，改变转速，拆级，改变运行的泵机组数，改变运行的泵站数（任选3） 12、总传热系数、流量、管道埋深处的自然地温、管径 13、冷管直接启动、加稀释剂或降凝剂启动、预热启动 14、铁路运输，水路运输、航空运输，管道运输 15、线路、输油站

16、增大管道壁厚、减压站减压 二、简答题

1、灌泵、盘泵、关闭泵出口、启泵、缓慢开启出口阀 2、确定加热站的进站温度时，需要考虑三方面的因素：

（1）油品的粘温特性和其它的物理性质； （2）管道的停输时间，热胀和温度应力等因素； （3）经济比较，使总的能耗费用最低。

3、热油管线运行的经济性可以用热力费用和动力费用之和来衡量，运行温度高时，摩阻损失小，动力费用低，但热力费用高，动力费用随着运行温度的升高而降低，而热力费用随着运行温度的升高而增大，因此必然存在一个使总能耗费用最低的运行温度。 4、流量会变小，

设翻越点f处的高程为Zf，距起点的距离为Lf，则将规定流量的液流输送到该点所需要的起点压力为 Hf?iLf?Zf?ZQ

而起点到终点所需要的压力H

3

加热站之间的管路上，水力坡降i的变化才是连续。

6、(1) 提高输油泵的效率: 以高效泵代替低效泵、加强输油泵的维护保养与检修，减少泵内损失 (2) 提高电机的负载率

(3) 提高加热系统的效率：用高效加热炉替代效率低下的加热炉可大幅度降低原油加热的燃料消耗。也可对现用加热炉进行技术改造，增加烟气余热回收装置，降低加热炉的排烟温度，在运行中加强调节，降低过剩空气系数，加大油盘管的换热面积，改造油盘管使其容易清垢等。

(4) 保证管道系统始终处于最优运行状态：利用信息网络和自动化技术以及优化运行技术，优化运行参数，确定合理的优化运行方案，可大幅度降低热油管道运行的总能耗费用，提高管输效率。 (5) 减少管输过程中原油泄漏。

7、(1)设计时使管线工作在紊流区，尽量不用副管，尽量采用简单流程及先进的检测仪表、阀门等； (2)运行中避免不满流，采用合理的输送顺序，终点及时切换，油品交替时避免停输等； (3)采取隔离措施；

(4)采用“从泵到泵”的输送工艺； (5)确定合理的油品循环周期。

8、（1）输量不足时，需要正反输交替来活动管线以防止凝管；

（2）出现事故工况时需要反输，事故工况如：末站着火、末站罐已储满等。

9、成品油输送的特点是种类多、批量（Batch）小。若每一种油品都建一条管线，必然是要建多条小口径的管线。若顺序输送这些油品，则只需建一条大口径的管线。 后者与前者相比，所需的投资和经营费用都要节省一半以上，经济效益十分明显，故国内外成品油管线广泛采用顺序输送的方法。 三、分析题:

1、(1) 设输量为Q和2/3Q时全线摩阻损失分别为h1和h2，流态为水力光滑区，故m=0.25，根据列宾宗公式有

(2Q/3)1.75?0.251.75?L4.75h22??d?????0.491.750.25h1Q??3??Ld4.75

全线摩阻损失变为原来的二分之一。

(2) 沿线地形平坦，泵站所提供的能量主要用于克服摩阻，而全线摩阻损失不到原来的二分之一，故可停开4座泵站，由于输量减少了三分之一，故运行的站可停开一台泵。

所以最佳的调节方案是：2、4、6、8站停运，1、3、5、7站各停运一台泵，同时运行的站每站出口稍微节流。

2、设输量为750m3/h和400m3/h时全线摩阻损失分别为h1和h2，流态为水力光滑区，故m=0.25，根据列宾宗公式有

4

(400/3600)1.75?0.251.75?L4.75h2?400?d?????0.33281.750.25h1(750/3600)??750??Ld4.75

沿线地形平坦，泵站所提供的能量主要用于克服摩阻，而全线摩阻损失不到原来的三分之一，故可停开4座泵站，由于输量减少了350 m3/h三分之一，故运行的站可停开一台泵，由于运行站的每台泵的排量减小，扬程会升高，故还必须关小运行站出口阀的开度。 3分

所以最佳的调节方案是：2、3、5、6站停运，1、4站各停运一台泵，同时关小1、4站出口阀的开度（节流调节）。 四、计算题: 1、（1）

Gmin?K?DLR2.1??0.529?50?1000??89.83TRmax?T065?72100lnCln30?7TZmin?T0 kg/s

（2）

G?管道输量：

950?1000?263.883600kg/s

Q=G/ρ=263.88/870=0.3033m3/s 出站油温为：

?D?TR?T0??TZ?T0?exp?KGCLR?2.1??0.529?　　＝7??35?7?exp??50?1000??45.4℃?263.88?2100?

平均温度为：

Tpj?平均粘度为：

1?TR?2TZ??1?49.8?2?30??38.4733℃

?pj?14?10?6e?0.038(Tpj?65)?14?10?6e?0.038(38.46?65)?38.38?10?6m2/s

流态为水力光滑区，m=0.25，??0.0246 摩阻损失为：

1.75Q2?m?m0.3033?38.38?10?6hR??LR?0.0246?d5?m0.5154.75??0.25?50?1000

=280.6米油柱

5

550?104?103?181.88 kg/s 2、（1）管道输送流量为：G?350?24?3600a?k?D1.9???0.432??6.3011?10?6(1/m) GC181.88?2250固定进站温度运行，所以

TR?T0?(TZ?T0)exp(aLR)?5?(35?5)exp(6.3011?10?6?55000)?47.4℃

（2）TPj?1212TR?TZ??47.4??35?39.1℃ 3333?Pj??0exp[??(tPj?t0)]?17.5?10?6exp[?0.036?(47.1?65)]?3.3348?10?5(m2/s)

Q?G??181.88?0.2044(m3/s) 890因为流态为水力光滑区，所以

1.75Q1.75?0.250.2044?3.3348?10?5hR?0.0246LR?0.02464.75d0.4124.75??0.25?55000?431.2m

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