《輸油管道設計與管理》與《_輸氣管道設計與管理》復習資料大合集

輸油管道設計與管理與輸氣管道設計與管理 大合集一、下圖是一條等溫管路原設計的縱斷面圖和水力坡降線，管內(nèi)徑為d0，按泵到泵方式運動，若在第一個站間新鋪設一段長為L1的副管，副管內(nèi)徑為df。（1）用H-Q曲線圖定性表示出鋪副管前后輸量與全線所需的壓頭，并說明所畫曲線的意義。（2）用解析法判斷各站進出站壓力的變化趨勢，并說明所用符號的意義。（3）在題給的縱斷面圖上畫出鋪副管后的水力坡降線。L1LH二、某3257的等溫輸油管線有兩座泵站，每座泵站有兩臺同型號的泵串聯(lián)工作，線路上幾個測點所對應的里程和高程如下所示。問該管線的輸量可達多少？當?shù)诙就＿\后，該管線的輸量又可達到多少？已知：流態(tài)為水力光滑區(qū)，首站進站壓頭為20m，各站單泵特性方程為H=280.2-2030q1.75(q:m3/s;H:m)，油品的計算粘度=2.210-6m2/s，站內(nèi)局部阻力和干線局部阻力均不計。測點12345里程（Km）032507486高程（m）0492316061三、某等溫輸油管道，地形平坦沿線高程均相等，三個泵站等間距布置，每站二臺相同型號的離心泵并聯(lián)工作，輸量為Q；現(xiàn)由于油田來油量減少，輸量降為Q/2，問可對運行的泵組合及泵站出口閥進行哪些調(diào)節(jié)？哪種方案最好？說明理由（已知管線流態(tài)均為水力光滑區(qū)）。管輸工藝考試題及答案一、名詞解釋（本大題 分，每小題 分）1可行性研究：是一種分析、評價各種建設方案和生產(chǎn)經(jīng)營決策的一種科學方法。2等溫輸送：管道輸送原油過程中，如果不人為地向原油增加熱量，提高原油的溫度，而是使原油輸送過程中基本保持接近管道周圍土壤的溫度，這種輸送方式稱為等溫輸送。3原油凝固點：它是在規(guī)定的試驗條件下，當原油在試管中被冷卻到某一溫度，將試管傾斜45，經(jīng)一分鐘后，液面未見有位置移動，此種現(xiàn)象即稱為凝固，產(chǎn)生此現(xiàn)象的最高溫度稱為原油凝固點。4、線路縱斷面圖：在直角坐標上表示管道長度與沿線高程變化的圖形稱為線路縱斷面圖。5、管路工作特性：是指管長、管內(nèi)徑和粘度等一定時，管路能量損失H與流量Q之間的關系。6、泵站工作特性：是指泵站提供的揚程H和排量Q之間的相互關系。7、工作點：管路特性曲線與泵站特性曲線的交點，稱為工作點。8、水力坡降：管道單位長度上的水力摩阻損失，叫做水力坡降。9、水力坡降線：就斜率為水力坡降數(shù)值的直線。10、翻越點：在地形起伏變化較大的管道線路上，從線路上某一凸起高點，管道中的原油如果能按設計量自流到達管道的終點，這個凸起高點就是管道的翻越點。11、計算長度：從管道起點到翻越點的線路長度叫做計算長度。12、總傳熱系數(shù)K：指油流與周圍介質(zhì)溫差為1時，單位時間內(nèi)通過管道單位傳熱表面所傳遞的熱量。13、析蠟點：蠟晶開始析出的溫度，稱為析蠟點。14、反常點：牛頓流體轉變?yōu)榉桥ｎD流體的溫度，稱為反常點。15、結蠟：是指在管道內(nèi)壁上逐漸沉積了某一厚度的石蠟、膠質(zhì)、凝油、砂和其它機械雜質(zhì)的混合物。16、失流點：含蠟原油形成網(wǎng)絡結構，出現(xiàn)屈服值的溫度。17、含蠟原油的熱處理：是將原油加熱到一定溫度，使原油中的石蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)溶解，分散在原由中，再以一定的溫降速率和方式冷卻，以改變析出的蠟晶形態(tài)和強度，改善原油的低溫流動性。18、熱處理輸送：利用原油熱處理實現(xiàn)含蠟原油的常溫輸送或延長輸送距離。19、順序輸送：在一條管道內(nèi)，按照一定批量和次序，連續(xù)地輸送不同種類油品的輸送方法。20、壓力越站：指油流不經(jīng)過輸油泵流程。21、熱力越站：指油流不經(jīng)過加熱爐的流程。22、水懸浮輸送：是將高凝點的原油注入溫度比凝點低得多的水中，在一定的混合條件下，凝成大小不同的凍油粒，形成油粒是分散項、水是連續(xù)項的懸浮液。23、液環(huán)輸送：是利用稀的高聚物粘彈性水溶液在管道中形成壁面水環(huán)，高粘原油在管中心部分流動，使原油與管壁隔開。24、縱向紊流擴散：紊流速度場內(nèi)局部流速不均勻，紊流脈動以及在濃度差推動下沿管長方向的分子擴散而造成混油的原因，統(tǒng)稱為縱向紊流擴散。25混油長度：混油段所占管道的長度。26起始接觸面：前后兩種（或A、B）油品開始接觸且垂直于管軸的平面。27、動水壓力：油流沿管道流動過程中各點的剩余壓力。28、相對混油量：混油量與管道容積之比。二、填空題1、由于在層流狀態(tài)時，兩種油品在管道內(nèi)交替所形成的混油量比紊流時 大得多 ，因而順序輸送管道運行時，一般應控制在 紊流 狀態(tài)下運行。2、采用順序輸送時，在層流 流態(tài)下，管道截面上流速 分布的不均勻時造成混油的主要原因。3、石油運輸包括水運、公路、鐵路、管道等幾種方式。4、輸油管道由輸油站 和線路 兩部分組成。5、原油管道勘察工作一般按踏堪 、初步勘察與詳細勘察 三個階段進行。6、在縱斷面圖上，其橫坐標表示管道的實際長度 ，縱坐標為線路的海拔高程 。8、雷諾數(shù)標志著油流中慣性力與粘滯力之比，雷諾數(shù)小時粘滯 阻力起主要作用；雷諾數(shù)大時，慣性 損失起主要作用。9、管路特性曲線反映了當管長L，管內(nèi)徑D和粘度一定，Q 與Hz 的關系。10、若管路的管徑D增加，特性曲線變得較為平緩 ，并且下移 ；管長、粘度增加，特性曲線變陡 ，并且上升 。11、線路上有沒有翻越點，除了與地形起伏有關，還取決于水力坡降的大小，水力坡降愈小 ，愈易 出現(xiàn)翻越點。12、泵站總的特性曲線都是站內(nèi)各泵的特性曲線疊加起來的，方法是：并聯(lián)時，把相同揚程 下的流量相加 ；串聯(lián)時，把相同流量 下的揚程相加 。13、短期停輸后管內(nèi)油溫計算公式中的，。14、加熱站加熱原油所用設備有加熱爐 和換熱器兩類。15、泵站-管道系統(tǒng)的工作點是指在壓力供需平衡條件下，管道流量與泵站進、出站壓力等參數(shù)之間的關系。16、有多個泵站的長輸管道，中間站C停運后的工況變化具體情況是：在C以前各站的進出站壓力均上升，在C以后各站的進出站壓力均下降，且距C站愈遠，變化幅度愈小。17、在長輸管道中C點漏油后，漏油前的泵站的進出站壓力都下降，漏點后面各站的進出站壓力也都下降，且距漏點愈近的站，壓力下降幅度愈大。18、熱油管道中，對溫降影響較大的兩個參數(shù)是總傳熱系數(shù)K和流量G，K值增大，溫降將加快，隨著流量減小，溫降將加快。19、某油品20的粘度為，粘溫指數(shù)，則出站溫度，進站溫度時，熱油管道中的平均粘度為。20、順序輸送時，循環(huán)周期越長，產(chǎn)生的混油量越少，所需要的油罐容量越大。21、熱油管道中，在m=0.25的紊流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是(TR-T0)20；在層流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是(TR-T0)3。22、由于粘度對摩阻的影響，當Lc/CL/N時，由最大粘度確定允許最小進站壓頭；由最小粘度確定允許最大進站壓頭。三、證明題及分析1、設全線N座泵站，長為L，輸量為Q，在C+1站入口處漏油，漏量為q，漏點前面流量為Q*，漏點后面流量為Q*-q。試證明漏點前的輸量大于正常輸量，漏點以后的輸量小于正常輸量（即Q*>Q>Q*-q）。證明：從首站至漏油點的管段壓降平衡式為： （1）從漏油點至末站油罐液面的壓降平衡式為： （2）將（1）+（2）可得 （3）正常情況下全線的呀降平衡式為： 整理為 （4）對比（3）和（4）可知 證畢2、設某管線長為L，有N座泵站，輸量為Q（提高輸量后為Q1）。提高管路輸送能力的方法通常有倍增泵站、鋪設副管和變徑管，如果要求提高的輸送能力大于倍，則可以采用既倍增泵站又鋪設副管的綜合方法，試證明此時所需要的副管長度為。（其中：，）。證明：倍增泵站并鋪副管前的能量平衡式為： （1）倍增泵站并鋪副管后的能量平衡式為： （2）聯(lián)立解（1）和（2）得3、某等溫輸油管道，地形平坦沿線高程均相等，三個泵站等間距布置，每站二臺相同型號的離心泵并聯(lián)工作，輸量為Q；現(xiàn)由于油田來油量減少，輸量降為Q/2，問可對運行的泵組合及泵站出口閥進行哪些調(diào)節(jié)？哪種方案最好？說明理由（已知管線流態(tài)均為水力光滑區(qū)，忽約）。解：設：管線長為L，輸量為Q時各泵站的揚程均為hc，輸量為Q/2時各泵站的揚程均為hc1，輸量為Q時的能量平衡方程為： 輸量為Q/2時的能量平衡方程為： 比較和可得：所以，按題意可知只需一個泵站的一臺泵即可完成Q/2的輸量。當然，還可采取把泵站出口關小節(jié)流、調(diào)節(jié)泵機組速度、換用離心泵的葉輪直徑等措施。但以全線能耗費用最低為基本原則考慮，前者為最優(yōu)。4、在管道建設中，常為某種目的而鋪設副管或變徑管來降低摩阻，在流態(tài)相同（如水力光滑區(qū)）的情況下，試分析降低相同水力摩阻時，采用鋪設副管還是變徑管在經(jīng)濟上更為合理？（設鋪設副管與變徑管的長度均為Lf； 副管的管徑與干線管徑相同，即d=df；變徑管直徑為d0）解：因為在水力光滑區(qū)，且d= df，f=/21.75= 0.298據(jù)題意有0=0.298，即=(d/d0)4.75=0.298，解得d0=1.29 d鋼材耗量分別為：副管為 2 dLf 變徑管為 1.29 dLf可見鋪設變徑管可節(jié)約鋼材35.5%，所以鋪設變徑管比鋪設副管在經(jīng)濟上更為合理。四、計算題1、 某埋地原油管道等溫輸送管線，任務輸量2500104t/a，管內(nèi)徑D=0.703m;年平均地溫T0=19（19=82.210-6m2/s）；油溫20時的密度為874Kg/m3；鋼管絕對粗糙度e取0.1mm；全線長176Km。求全線的沿程摩阻損失hl。解：（1）、計算輸送溫度下的流量油品19時的密度為：Kg/m3 Kg/m3 體積流量:m3/s(2)、計算雷諾數(shù)故流態(tài)為水力光滑區(qū)，即m=0.25（3）、用列賓宗公式計算沿程摩阻2、某3257的等溫輸油管線有兩座泵站，每座泵站有兩臺同型號的泵串聯(lián)工作，線路上幾個測點所對應的里程和高程如下所示。問該管線的輸量可達多少？當?shù)诙就＿\后，該管線的輸量又可達到多少？已知：流態(tài)為水力光滑區(qū)，首站進站壓頭為20m，各站單泵特性方程為H=280.2-2030q1.75(q:m3/s;H:m)，油品的計算粘度=2.210-6m2/s，站內(nèi)局部阻力和干線局部阻力均不計。測點12345里程（Km）032507486高程（m）0492316061解：全線能量平衡方程第二站停運后3、某管線，站間距，總傳熱系數(shù)K=1.8W/m2.,輸量G=98Kg/S,出站溫度65，沿線地溫T0=3，所輸油品物性為（粘溫系數(shù)），按平均溫度計算法求熱油管路的站間摩阻。（按水力光滑區(qū)計算。解：（1）計算平均溫度（2）由平均溫度計算平均粘度由粘溫指數(shù)公式：得（3）求站間摩阻五、問答題1、 輸油站的主要作業(yè)區(qū)由哪幾部分組成？簡述輸油站的主要功能（或操作）。主要作業(yè)區(qū)包括：輸油泵房；閥組間；清管器收發(fā)裝置；計量間；油罐區(qū)；加熱系統(tǒng)；站控室；油品預處理設施。輸油站的主要功能（或操作）包括：來油與計量；正輸；反輸；越站輸送（包括全越站、壓力越站、熱力越站）；收發(fā)清管器；站內(nèi)循環(huán)或倒罐；停輸再啟動。2、 簡述順序輸送管道有哪幾個特點？順序輸送時會產(chǎn)生混油；混油需要采用合理的工藝進行處理和銷售；批量和最優(yōu)循環(huán)次數(shù)；首末站批量油品的儲存；管道的水力特性不穩(wěn)定。3、 簡述管道輸送的特點？管道輸送的優(yōu)點：運費低，能耗少；運輸量大、勞動生產(chǎn)率高；建設投資低，占地面積少；受外界影響小，安全性高。管道輸送的缺點：管道輸送量的經(jīng)濟范圍小、極限范圍?。黄疠斄扛?。4、 熱油管道的泵站布置與等溫管道相比有何特點？加熱站間管道的水力坡降線是一條斜率不斷增大的曲線?？筛鶕?jù)各段油溫對應的摩阻值在縱斷面圖上按比例畫出，連成曲線。在加熱站處，由于進、出站油溫突變，水力坡降線的斜率也會突變，而在加熱站之間，水力坡降線斜率連續(xù)變化。5、 熱油管道在中等流量區(qū)時，為什么隨流量減小，摩阻反而增大？進入不穩(wěn)定區(qū)的條件是什么？在中等流量區(qū)，一方面隨著流速的增大而使摩阻增加，另一方面隨著流量的增加，終點油溫TZ顯著上升，對于或B值較大的含蠟原油和重油，當油溫較低時，粘度隨溫度的變化是較劇烈的。因此T的上升會使油流的粘度顯著下降，而使摩阻減小。加之層流時粘度對摩阻的影響較大，故可能出現(xiàn)隨流量減小，摩阻反而增大的現(xiàn)象。進入不穩(wěn)定區(qū)的條件是：在m=0.25的紊流情況下,;在層流情況下, 。6、 簡述順序輸送時，影響混油的因素有哪些？答：管內(nèi)流動狀態(tài)、管徑、混油界面所經(jīng)過的管道長度（或時間）；此外還有輸送次序、首站初始混油量、中間泵站、停輸?shù)葘煊土烤杏绊憽?、 兩種油品在管內(nèi)交替時，產(chǎn)生混油的主要原因是什么？答：一是管道橫截面沿徑向流速分布不均勻使后行油品呈楔形進入前行的油品中；二是管內(nèi)流體沿管道徑向、軸向造成的紊流擴散作用；三是兩種油品的密度差而引起的混油。8、 影響混油量多少的因素有哪些?答：影響混油量的因素有管內(nèi)流動狀態(tài)、管徑、混油界面所經(jīng)過的管道長度、輸送次序、首站初始混油量、中間泵站、停輸對混油量的影響。9、簡述怎樣用圖解法判斷翻越點？在接近末端的縱斷面的上方，按其縱橫坐標的比例作一水力坡降線，將此線向下平移，直到與縱斷面線相切為止。如水力坡降線在與終點相交之前，不與管道縱斷面線上的任一點相切，即不存在翻越點，如水力坡降線在與終點相交之前，與管道縱斷面線相切，第一個切點就是翻越點。10、為什么外伴隨加熱可以避免石蠟沉積？答：（1）分子擴散方向從管壁向中心擴散；（2）剪切彌散被熱運動削弱六、判斷題1、一般情況下，紊流時，擴散混油是主要的；層流時，流速分布不均而形成楔形油頭造成的混油是主要的。因此，對于長距離順序輸送管道，一般都在紊流區(qū)工作，主要是擴散混油。（）2、有一條順序管道，設計輸送n種油品，在一個循環(huán)內(nèi)，形成混油段的數(shù)量m為：m=n-1。（）3、對于大直徑的熱含蠟油管道，加熱站間常見流態(tài)變化順序為：從加熱站出口處的牛頓紊流牛頓層流非牛頓紊流非牛頓層流。（）4、熱油管道中，在m=0.25的紊流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是(TR-T0)3；在層流情況下，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)的條件是(TR-T0)20。（）5、泵的揚程和泵的排出壓力均等于泵的出口壓力。（）6、如果一定輸量的液體從某高點自流到終點還有能量富裕，且在所有的高點中該點的富裕量最大，則該高點就是翻越點。（）7、熱油管道的運行方式是導致是否出現(xiàn)不穩(wěn)定工作區(qū)的首要條件，當流態(tài)為層流時，維持進站溫度TZ一定運行時，易出現(xiàn)不穩(wěn)定工作區(qū)。（）8、我們知道只要鋪設副管總有減阻效果，并且隨雷諾數(shù)的升高，鋪副管和變徑管的減阻效果增強。（）9、管道某點堵塞后由于流量減小，因此堵點前后的壓力均下降。（）10、在管道運行中反算總傳熱系數(shù)K時，若發(fā)現(xiàn)K減小，如果此時輸量Q降低，摩阻Hl增大,則說明管壁結蠟可能較嚴重，應采取清蠟措施。（）七、多項選擇題1、評價含蠟原油流變特性的主要指標有：（A B D）A 粘度，B 凝點，C 含蠟量，D 靜屈服值。2、含蠟原油管道中的蠟沉積機理主要包括：（B C D）A 蠟晶吸附，B 分子擴散，C 布朗運動，D剪切彌散。3、輸油管道的勘察工作是設計工作的基礎，勘察一般按以下哪幾個階段進行：（A C D）A 踏勘，B 選線勘察，C 初步設計勘察，D 施工圖勘察。4、改變泵特性的方法主要有：（A B C）A 切削葉輪，B 改變泵的轉速，C 進口負壓調(diào)節(jié)，D 調(diào)節(jié)泵的出口壓力。5、影響熱油管道結蠟量的主要因數(shù)有：（A B C D）A 油溫和管壁溫差，B 油流速度，C 原油的組成，D 管壁材質(zhì)。6、影響熱油管道溫降的因素包括：（A B C D）A 土壤溫度場，B 土壤濕度，C 大氣溫度，D 管道運行參數(shù)。7、鋪設副管的目的主要是為了：（B C D）A 增大散熱面積，B 降低摩阻，C 增大泵站布置范圍，D增加輸量。8、影響管道特性曲線起點高低的因素是：（C）A 流量，B 管徑，C 地形高差，D 油流粘度。9、影響管道特性曲線陡緩的因素是：（A B D）A 流量，B 不同管徑，C 地形高差，D 油流粘度。10、熱油管道的運行啟動方法有：（A B C D）A 冷管直接啟動，B 預熱啟動，C 加稀釋劑啟動，D 加降凝劑啟動。管輸工藝復習題1、長輸管道由哪兩部分組成？ P2 答：輸油站和線路2、長輸管道分為哪兩類？ P2答：原油管道和成品油管道3、長距離輸油管道的設計階段一般分為哪三個階段？ P13 答：可行性研究、初步設計、施工圖設計三個階段4、熱含蠟原油管道、大直徑輕質(zhì)成品油管道，小直徑輕質(zhì)成品油管道，高粘原油和燃料油管道分別處于哪個流態(tài)？ 答：熱含蠟原油管道、大直徑輕質(zhì)成品油管道：水力光滑區(qū)。小直徑輕質(zhì)成品油管道：混合摩擦區(qū)。高粘原油和燃料油管道：層流區(qū)5、旁接油罐輸油方式的工作特點有哪些？P42 答：（1）各泵站的排量在短時間內(nèi)可能不相等；（2）各泵站的進出口壓力在短時間內(nèi)相互沒有直接影響。課件：每個泵站與其相應的站間管路各自構成獨立的水力系統(tǒng); 上下游站輸量可以不等（由旁接罐調(diào)節(jié)）； 各站的進出站壓力沒有直接聯(lián)系； 站間輸量的求法與一個泵站的管道相同：6、密閉輸油方式的工作特點有哪些？P43 答：（1）各站的輸油量必然相等；（2）各站的進、出站壓力相互直接影響。課件：全線為一個統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，全線各站流量相同；輸量由全線所有泵站和全線管路總特性決定；7、管道縱斷面圖的橫坐標和縱坐標分別表示什么？P46 答：橫坐標表示管道的實際長度，常用的比例為1:10 0001:100 000?？v坐標為線路的海拔高程，常用的比例為1：5001：1 000。8、管道起點與翻越點之間的距離稱為管道的計算長度 。不存在翻越點時，管線計算長度等于管線全長。 存在翻越點時，計算長度為起點到翻越點的距離，計算高差為翻越點高程與起點高程之差。P489、當長輸管道某中間站突然停運時，管道運行參數(shù)如何變化？P68（P70） 答：在較短時間內(nèi)，全線運行參數(shù)隨時間劇烈變化，屬于不穩(wěn)定流動。（間站停運后流量減少；停運站前面各站的進、出站壓力均上升；停運站后面各站的進、出壓力均下降。）課件： c 站停運后，其前面一站(c-1站)的進站壓力上升。停運站愈靠近末站( c 越大)，其前面一站的進站壓力變化愈大。c站停運后，其前面各站的進站壓力均上升。距停運站越遠，變化幅度越小。停運站前面各站的出站壓力均升高，距停運站越遠，變化幅度越小c 站后面一站的進站壓力下降， 且停運站愈靠近首站(c越小)，其后面一站的進站壓力變化愈大。c站停運后，c站后面各站的進站壓力均下降，且距停運站愈遠，其變化幅度愈小。停運站后面一站的出站壓力下降。同理可得出停運站后各站的出站壓力均下降，且變化趨勢與進站壓力相同全線水力坡降線的變化 某站停運后，輸量下降，因而水力坡降變小，水力坡降線變平，但停運站前后水力坡降仍然相同，即水力坡降線平行。 停運站前各站的進出站壓力升高，因而停運站前各站的水力坡降線的起點和終點均比原來高(且出站壓力升高幅度比進站壓力大)，且距停運站越近，高得越多。 停運站后各站的進出站壓力下降，因此停運站后各站間的水力坡降線的起點和終點均比原來低(且出站壓力下降幅度比進站壓力小) ，且距停運站越近，低得越多。10、當管道某處發(fā)生泄漏時，管道運行參數(shù)如何變化？P72 答：漏油后，漏點后面的各站的進出站壓力都下降。漏油后全線工況變化情況如圖2-27所示。課件：漏油后，漏點前面各站的進出站壓力均下降，且距漏點越遠的站變化幅度越小。漏點距首站越遠，漏點前面一站的進出站壓力變化愈大。即： 也就是說漏點前面一站的出站壓力也下降。漏點后面各站的進出站壓力均下降，且漏點距首站愈近， 其后面一站的變化幅度愈大。總之，管道漏油后，漏點前的流量增大，漏點后流量減小，全線各站進出站壓力均下降，且距漏點越近的站進出站壓力下降幅度愈大。漏點距首站愈遠，漏點前一站的壓力變化愈大，反之漏點后面一站的進出站壓力變化愈大。11、長輸管道輸量調(diào)節(jié)的方法主要有？ 答：（1）改變泵站特性：改變運行的泵站數(shù)改變運行的泵機組數(shù)改變泵的轉速改變多級泵的級數(shù)切削葉輪（2）改變管路特性：改變管路特性主要是節(jié)流調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)是人為地調(diào)節(jié)泵站出口閥門的開度，增加閥門的阻力來改變管路特性以降低管道的輸量12、長輸管道穩(wěn)定性調(diào)節(jié)的方法主要有？ 答：改變泵機組轉速回流調(diào)節(jié)?；亓骶褪峭ㄟ^回流管路讓泵出口的油流一部分流回入口節(jié)流調(diào)節(jié)。節(jié)流是人為地造成油流的壓能損失，降低節(jié)流調(diào)節(jié)機構后面的壓力，它比回流調(diào)節(jié)節(jié)省能量13、影響等溫輸油管道水力坡降的主要因素。P46 答：主要因素：流量、粘度、管徑14、熱油管不同于等溫管的特點。P76 答：在于輸送過程中存在著兩方面的能量損失。課件： 沿程的能量損失包括熱能損失和壓能損失兩部分。 熱能損失和壓能損失互相聯(lián)系，且熱能損失起主導作用。 沿程油溫不同，油流粘度不同，沿程水力坡降不是常數(shù)，iconst。一個加熱站間，距加熱站越遠，油溫越低，粘度越大，水力坡降越大15、軸向溫降公式的應用？P81 答：(看課本) 設計時確定加熱站間距(加熱站數(shù))運行中計算沿程溫降, 特別是計算為保持要求的進站溫度TZ 所必須的加熱站出站溫度TR校核站間允許的最小輸量運行中反算總傳熱系數(shù)K 值 16、熱油管道摩阻計算方法有哪幾種？P101 答：有兩種。一種是按平均油溫的粘度作計算粘度，按此粘度計算摩阻；第二種是根據(jù)粘溫關系式，計入粘度隨溫度的變化。（課件：平均溫度計算法分段計算法基于粘溫關系的方法）17、熱油管道的設計計算的基本步驟？P105 答：熱油管道工藝設計過程是首先進行熱力計算，得出全線所需加熱站數(shù)。按加熱站間管道進行水力計算，根據(jù)全線所需壓頭計算所需泵站數(shù)。在線路縱斷面圖上布置加熱站、泵站并進行調(diào)整，根據(jù)布站結果再核算熱力與水力工況。課件：(1)熱力計算確定熱力計算所需要的參數(shù)：TR、TZ、T0、K 按最小設計輸量計算加熱站間距LR 計算加熱站數(shù)nR 并化整，重新計算加熱站間距和出站油溫TR 計算加熱站熱負荷，選加熱爐 (2)水力計算翻越點的確定：一般用作圖法計算最大輸量下各加熱站間的摩阻hR 計算全線所需總壓頭選擇泵型號及其組合方式，計算泵站揚程確定泵站數(shù)并化整(3)確定最優(yōu)管徑方案。方法與等溫管相同，只是能耗費用包括動力費用和熱能費用兩部分。(4)站址的確定按最小設計輸量布置熱站，最大輸量布置泵站，兼顧最大最小輸量要求，盡量使熱站和泵站合并。給出若干輸量下的熱站和泵站的允許組合。 (5)校核 TR、TZ Hs、Hd動靜水壓力原動機功率及加熱爐熱負荷Gmin18、熱泵站上先爐后泵流程的優(yōu)點？答：進泵油溫高，泵效率高；站內(nèi)油溫高，管內(nèi)結蠟較輕，站內(nèi)阻力??；加熱爐受壓較低，投資小，危險性也小。在旁接灌流程下，若采用先爐后泵，則進站壓力較低，加熱爐受上一站的控制。目前我國有些管道已經(jīng)將先泵后爐的流程改為先爐后泵流程。新設計的管線，不論是采用“泵到泵”輸送還是采用“旁接灌”輸送，都應設計為先爐后泵流程，但進站壓力一定要滿足加熱爐工作壓力的需要。19、間接加熱的優(yōu)缺點？P329 答：（看課本329頁）課件：間接加熱的優(yōu)點： 運行安全可靠原油在熱媒原油換熱器中走殼程，壓力損失為50 100kPa，與直接加熱相比，壓力損失可減少1/2以上熱效率高且效率基本上不隨熱負荷變化，因而對輸量和熱負荷的適應性強 體積小,重量輕,便于實現(xiàn)加熱爐系統(tǒng)的輕型化和預制化。間接加熱的缺點： 設備多，占地面積大，投資大； 要求的自控水平和操作水平高； 熱媒為一種低毒有機化合物，當熱媒溫度高于60時，熱媒與大氣接觸發(fā)生氧化，所以必須用氮氣密封。20、熱油管道投產(chǎn)程序一般包括哪些？P222 答：（1）成立投產(chǎn)指揮機構，等；（2）制定投產(chǎn)方案，等；（3）生產(chǎn)準備；（4）投產(chǎn)試壓；（5）投產(chǎn)試運；（6）投產(chǎn)檢查；（7）干線清掃。（詳細看課本222223頁）課件：各站單體及整體冷熱水試運。單體試運包括：油罐試水加熱爐和鍋爐的烘爐及試燒電機和主泵試運站內(nèi)整體試運分冷水試運和熱水試運，采用站內(nèi)循環(huán)流程沖洗清掃站間管路。預熱管路：一般采用熱水預熱。長距離管道一般采用正反輸交替預熱，短管道一般采用單向預熱。 通油投產(chǎn)，管線預熱達到要求并全面檢查合格后便可投油。21、熱油管道的啟動方法有？P214 答：熱油管道啟動投產(chǎn)方式有三種：（1）冷管直接啟動；（2）預熱啟動；（3）原油加稀釋劑或降凝劑啟動。（詳細看課本214頁）課件：冷管直接啟動。只有當管道距離短，投油時地溫高，并能保證大排量輸送情況下，才能采用冷管直接啟動。對于長輸管道，當?shù)販亟咏厅c時，也可采用冷管直接啟動加稀釋劑或降粘劑啟動。在原油中加入化學添加劑或稀油，降凝降粘后直接輸入冷管道，這種方法要受降粘劑或稀油的限制預熱啟動對于大多數(shù)輸送易凝原油的長輸管道，均采用此方法啟動。即在輸送原油前先在管道中輸送熱水，往土壤中蓄入部分熱量，建立一定的溫度場后再輸油。預熱的方法可以是單向預熱(即一直從首站往末站輸送熱水)，也可以是正反輸交替預熱。對于較長的管道，為了節(jié)約水和燃料，并避免排放大量熱水污染環(huán)境，常采用正反輸交替預熱22、投油時應注意的問題？ 答：課件：盡可能加大輸油量，一般應大于預熱輸水量的一倍。在油頭前(即油水界面處)連續(xù)放入23個隔離器(清管器)。首站油源和末站轉運要銜接，投油后不得中途停輸。 中間站盡可能采用壓力越站流程。必須啟泵時要在混油段（含隔離器）過站后再啟泵?；煊投芜M入末站后，要進專門的混油罐，混油罐的容量視情況而不同。放置隔離器時，可取混油罐容量為管道總容積的5，未放置隔離器時，混油罐的容量為管道總容積的40?；煊瓦M罐后，加溫脫水，待含水合格后方允許外銷。23、管壁結蠟的機理 P228 答：可以歸納為分子擴散、剪切彌散、布朗擴散和重力沉降四種機理24、影響管壁結蠟強度的因素P231233 答：油溫、原油與管壁的溫差、流速、原油組成、管壁材質(zhì)、蠟沉積層與運行時間的關系。六種因素課件：油溫的影響油壁溫差的影響流速的影響（流速對管壁結蠟強度的影響主要表現(xiàn)為，隨著流速的增大，管壁結蠟強度減弱）原油組成的影響管壁材質(zhì)的影響25、防止結蠟和清蠟的措施有哪些？ 答：(1) 保持沿線油溫均高于析蠟點，可大大減少石蠟沉積。(2) 縮小油壁溫差?？刹捎帽氐姆椒ǎ瓤梢詼p少結蠟又可以降低熱損失，但要進行技術經(jīng)濟比較，以確定是否采取保溫措施。(3) 保持管內(nèi)流速在1.5m/s以上，避免在低輸量下運行。 (4) 采用不吸附蠟的管材或內(nèi)涂層。(5) 化學防蠟?？刹捎帽砻婊钚詣┳鳛榉老瀯?，阻止蠟分子在已結晶的表面上繼續(xù)析出。也可以在原油中加入蠟晶改良劑，使石蠟晶體分散在油流中并保持懸浮，阻礙蠟晶的聚結或沉積。但目前這種方法還很不經(jīng)濟，因為化學添加劑太貴。(6) 清管器清蠟。目前最常用的清管器有機械清管器和泡沫塑料清管器。26、熱油管道停輸?shù)脑蚍譃槟膬深悾縋239答：停輸?shù)脑蚍譃橛媱潤z修和事故搶修兩類。27、順序輸送的應用范圍 答：輸送性質(zhì)相近的成品油。如汽、煤、柴及各種重油、農(nóng)用柴油和燃料油等。輸送性質(zhì)不同的原油。如克拉瑪依油田的低凝原油，可用于生產(chǎn)高質(zhì)量的航空潤滑油，若與油田所生產(chǎn)的高凝原油混合輸送，就煉不出這種高級產(chǎn)品，因此需要分開輸送，即采用順序輸送。28、順序輸送管道的特點 P259 答：（詳細看課本259260頁）課件：成品油管道輸送的是直接進入市場的最終產(chǎn)品，對所輸產(chǎn)品的質(zhì)量和各種油品沿途的分輸量均有嚴格要求。成品油管道依托市場生存，要能適應市場的變化。成品油管道大都是多分支、多出口，以方便向管道沿線及附近的城市供油，有的管道還可能有多個入口，接收多家煉油廠的來油。管道沿線任何一處分輸或注入后， 其下游流量就發(fā)生變化。成品油管道可順序輸送多達幾十種的油品，其注油和卸油均受貨主和市場的限制，運行調(diào)度難度大成品油管道的相鄰批次油品之間必然產(chǎn)生混油，混油段的跟蹤和混油的控制是成品油管道的關鍵技術，混油處理、貶值存在經(jīng)濟損失。與原油管道相比，其首、末站，分輸、注入站需要的罐容大、數(shù)量多，需要有足夠容量的油罐進行油品收、發(fā)油作業(yè)；末站除了油品的收發(fā)油作業(yè)外，還要考慮油品的調(diào)和、混油的儲存和處理。當多種油品在管內(nèi)運移時，隨著不同油品在管內(nèi)運行長度和位置的變化，管道的運行參數(shù)隨時間而緩慢變化。29、輸油管道中油流溫度升高的主要原因 P264 答：（1）泵的軸功率不可能全部轉化為油流的壓力能，有一部分要克服流體與泵間的摩擦而轉化為熱能，造成溫升；（2）油品經(jīng)過泵的壓縮也會產(chǎn)生溫升；（3）油品通過節(jié)流裝置時，一部分壓力損失會轉化為熱能，造成溫升；（4）油品沿管道流動過程中，會由于克服沿程和局部摩阻損失，使一部分機械能轉化為油流內(nèi)能，造成溫升。30、順序輸送管道的最大輸量應考慮哪些約束條件？P267答：應綜合考慮以下幾個約束條件來求解管道最大輸送能力：1、泵站和管路的能量平衡；2、各泵站的進站壓力應大于或等于最小允許進站壓力；3、各泵站的進站壓力應小于最大允許進站壓力（有泵運行時）；4、各泵站的出站壓力應小于或等于最大允許出站壓力；5、管道沿線高、低特殊點的壓力約束，即高點動水壓力要高于輸送油品的飽和蒸汽壓、低點動水壓力要低于管材強度允許的壓力。31、沿程混油的機理 P269 答：沿程混油的生產(chǎn)是基于兩個基本的機理：對流傳遞和（convective transport）擴散傳遞(diffusive transport)32、減少混油的措施 P289 答：（詳細看課本289頁）33、在管道終點，A油罐中允許混入的B油量取決于兩種油品的性質(zhì)、油品的質(zhì)量指標和油罐的容量。34、混油在管道終點的處理方法有哪些？P303答：目前國內(nèi)外對混油的處理方法一般有兩種：一種是就近送回煉廠重新加工，另一種是摻混后供用戶使用或降級處理。混油處理還有一些其他方法（比如：金屬氧化法、堿處理法、蒸餾法和過濾法），但它們不是很常用。以摻混方式處理順序輸送所產(chǎn)生的混油，是目前國內(nèi)外所通用的一種行之有效的經(jīng)濟而且比較簡便的方法。輸氣管道設計與管理一、填空題1、天然氣是易燃、易爆物質(zhì)，在常壓下空氣中含有 5%-15% 體積濃度的天然氣時，遇明火即可燃燒或爆炸。2、單位體積干天然氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱 含水量 ，它與天然氣的 壓力 、 溫度 有關。當天然氣被水飽和時，其溫度也稱為 露點 。3、管輸天然氣最主要的三項質(zhì)量指標為： 熱值 、 CO2 、 H2S 和 含水量 。4、沿線地形激烈起伏對輸氣管輸量有影響，當線路縱斷面圖與通過管路起點水平線所圍面積為正時，其輸量 減小 ；面積為負時，輸量 增大 。這是由于氣體 密度 沿管長變化所致。5、輸氣管內(nèi)能否形成水合物主要取決于： (1) 壓力和溫度 ； (2) 足夠的水分 。密度 大 的天然氣易形成水合物。6、輸氣管內(nèi)產(chǎn)生水合物堵塞事故時，采用 降壓 方法最簡便，可迅速使水合物分解，管路暢通。7、為離心壓氣機配管時，常有出、入口相連的回流管路，其目的是避免壓氣機產(chǎn)生 喘振 。8、首站入口壓力一定的多壓氣站輸氣干線，若某站停運，則停運站號愈 小 ，輸量下降愈 大 。與正常運行相比，停運站上游各站壓力均 上升 ，停運站下游各站壓力均 下降 ，愈靠近停運站，壓力變化幅度 大 。9、為防止未經(jīng)深度加工天然氣輸送管道中出現(xiàn)水化物，工業(yè)上常用 甲醇 和 乙二醇 作為防凍劑。10、當Q、D、P1max、P2min一定時，輸氣管末段的最大長度為：，此時管末段的儲氣能力為_0_。儲氣能力最大的末段長度為Lmax的_0.5_倍。11、在高壓下（大于100atm），氣體動力粘度隨溫度升高而 下降 ，隨氣體相對密度的增大而 減小 。12、對下圖所示的兩條簡單管路，如果起點壓力相同，在任一長度x處，線路1的各點流速 < 線路2的流速，線路1的終點壓力 > 線路2的終點壓力。這主要是由于氣體的 可壓縮性 造成的。13、北美、西歐有關的管道標準已規(guī)定，20英寸以上的氣管應加內(nèi)涂層，長距離輸氣管內(nèi)壁一般涂敷有機樹脂涂層的主要優(yōu)點有： 減小內(nèi)腐蝕 、 粗糙度下降 。14、工程上用壓縮因子來表示真實氣體與理想氣體PVT特性之間的差別，該值偏離1愈遠，表明氣體的PVT性質(zhì)偏離 理想氣體 性質(zhì)愈遠。15、天然氣的相對密度是指同一壓力和溫度下氣體密度與 干空氣密度 之比，無量綱。16、天然氣工業(yè)中最常用的脫水方法有三種分別是： 低溫分離脫水 、固體干燥劑吸附脫水和甘醇脫水。17、多壓氣站長距離輸氣管道中途泄漏氣體時，漏點前的輸量 > 正常輸量，進出站壓力均 < 正常進出站壓力；漏點后的輸量_<_正常輸量，進出站壓力均 < 正常進出站壓力；離漏點_越近_，壓力變化值 越大 。18、在低壓下（小于100atm），氣體的粘度隨著溫度的增大而 增大 ，氣體的粘度隨著氣體分子量的增大而 降低 。19、輸氣管設計規(guī)范規(guī)定：天然氣水露點應低于輸送條件下最低管輸氣體溫度5攝氏度。已知管輸天然氣含水量不變，為確保達到上述要求，用氣體露點沿管長變化曲線和氣體溫降曲線校核時，采用冬季工況還是夏季工況？（在冬季或夏季上打O即可）若輸氣管壓降、溫降曲線如圖，起點露點為Td，試畫出露點沿管長的變化曲線。20、為防止未經(jīng)深度加工天然氣輸送管道中出現(xiàn)水化物，工業(yè)上常用 甲醇 和 乙二醇 作為防凍劑。二、回答分析題1、分析天然氣中水的存在對輸氣管線具有哪些危害？（5分）答：1>水聚集在低洼處，使管道截面減小，輸送能力降低；2>在管道內(nèi)層形成水膜，遇到酸性氣體會形成腐蝕液；3>在一定壓力和溫度下，形成水合物，會堵塞。2已知輸氣管流量基本公式為：，試分析管路的終點壓力對流量的影響。（10分）3、 與不可壓縮流體相比，分析輸氣管道溫降變化特點。（10分）答：比輸油管曲線陡。4已知輸氣管壓力分布方程為：，推導平均壓力計算公式以及平均壓力點距起點的距離在0.5L0.55L之間變化的依據(jù)(10分)。5、已知輸氣管流量基本公式為：，分析管徑、溫度、管長對流量的影響。T基數(shù)太大，t變化幅度小時，對Q的影響較小。Q（1/T）0.5,輸氣量與氣體絕對溫度的0.5次方成反比，T下降Q上升，低溫輸送對增大輸量有利。6、 水合物的形成條件及防止水合物形成的主要方法有哪些？7、 輸氣系統(tǒng)的組成及特點有哪些？（10分）8、 然氣中雜質(zhì)的主要類型以及危害是什么？（10分）三、判斷題1. 天然氣根據(jù)來源可以分為氣田氣、凝析氣和油田伴生氣三類。 T 2. 輸氣管末段比中間站間管段長，可調(diào)節(jié)供氣和利用氣量的不平衡，相當于一個儲氣設備。 T 3. 天然氣在低壓、高溫下與理想氣體的性質(zhì)差別很大。 F 4. 對應狀態(tài)是指不同物質(zhì)具有相同的對比溫度和對比壓力的狀態(tài)。 T5. 天然氣的絕對濕度是指天然氣被水飽和時單位體積濕天然氣所含水蒸汽的量。 F6. 天然氣的露點是指天然氣被水蒸汽飽和，開始產(chǎn)生水滴時的最高溫度。T7. 固體干燥劑吸附脫水常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、鋁礬土、分子篩等。 T8. 根據(jù)輸氣管道設計規(guī)范中規(guī)定水平管是指沿線最高與最低點高程差小于200米的輸氣管道。T 9. 在進行水平輸氣管的水力計算時，對于短距離大壓降的輸氣管路可以忽略速度頭部分。 F 10. 壓氣站進站壓力在高壓范圍內(nèi)波動時，對輸氣管輸量影響較大，在低壓范圍內(nèi)波動時，對輸氣管輸量影響較小。 T 11. 由于氣體的可壓縮性，輸氣管后面的管線壓降小于前面同等長度的管線壓降。 F12. 與輸油管相比，輸氣管的溫降速度小于輸油管的溫降。 F 13. 天然氣水合物可以實現(xiàn)天然氣的儲存和運輸。 T 14. 首站進站壓力上升，其它各站進站壓力下降，且下降幅度基本相同。F 15. 某站停運，全線流量下降，且停運站距首站越近，對流量的影響越大。T 16. 某站停運，停運站之前的各進、出站壓力均上升，停運站之后的各進、出站壓力均下降。 T 17. 管路部分堵塞，堵塞點之前的各進、出站壓力均下降，堵塞點之后的各進、出站壓力均上升，越靠近堵塞點，進出站壓力的變化幅度越大。F 18. 如果管路中有分氣，則分氣點之前的流量上升，分氣點之后的流量下下降，越靠近分氣點變化幅度越大。 T 19. 如果管路中途集氣，則集氣點之前的流量上升，集氣點之后的流量下降。F 20. 地下儲氣或液化儲氣適用于調(diào)節(jié)季節(jié)用氣的不均衡，而用儲氣罐儲氣則適用于調(diào)節(jié)晝夜或幾天內(nèi)的用氣不平衡問題。T 四、選擇題（不定項選擇）1. 下列屬于天然氣的組成的有： ADE A. CH4 B. H2O C. CO D. CO2 E. H2S 2. 按照C5界定法，天然氣可以分為： C A. 貧氣和富氣 B. 酸氣和潔氣 C. 干氣和濕氣 D. 氣田氣和伴生氣 3. 輸氣系統(tǒng)的特點有： ABCD A. 從生產(chǎn)到使用各環(huán)節(jié)緊密相連。 B. 上下站輸量不等時，壓力變化較平緩。 C. 輸氣管中體積流量沿管長而變，起始流量小，終點流量大。 D.可充分利用地層壓力輸氣。 4. 天然氣脫水的方法有：ABC A. 低溫分離 B. 固體干燥劑吸附脫水 C. 甘醇脫水 D. 沉降分離 5. 天然氣水合物生成的必需條件有：AB A. 有足夠的水分 B. 高壓、低溫 C. 穩(wěn)定脈動時，易形成水合物 D. H2S、CO2的含量高易形成水合物 6. 防止水合物的方法有： ABCD A. 脫水 B.加熱 C.降壓 D. 添加防凍劑 7脫酸氣的方法有： ABC A. 化學溶劑法 B. 物理溶劑法 C. 直接轉化法 D. 淺冷法 7. 氣體調(diào)峰的方式有：ABCD A. 機動氣源 B. 緩沖型用戶 C.儲氣設施 D.末段儲氣 8. 儲氣方法有： ABCDA. 地下儲氣 B.液化儲存 C. 儲氣罐 D. 末段儲氣 9.可以提高管線輸氣能力的措施有： ACA. 鋪設副管 B. 增加站間距 C. 倍增壓氣站 D. 增加管線長度 10. 輸氣管線使用內(nèi)涂層的好處有：ABCD A. 提高管線輸量 B. 減少清管次數(shù) C.減少內(nèi)腐蝕 D. 保持天然氣凈化 11.影響管輸效率的因素有： ABDA. 管線變形、結蠟 B. 天然氣凝液、水分積累 C. 管材 D. 輸量不足12. 輸氣管計算中，平均壓力的應用包括： ACD A. 用來計算壓縮因子的數(shù)值 B. 計算輸氣管的壓降(?) C. 計算輸氣管的儲氣量 D. 確定輸氣管線壁厚13. 進行輸氣管熱力計算的目的是：ABCD A. 計算管線的儲氣能力 B. 熱應力和絕緣層選材 C. 求氣體的壓縮因子 D. 判斷管線內(nèi)水合物形成區(qū)14. 輸氣管末段的工作特點包括： AC A. 末段流量是變化的 B. 末段流量穩(wěn)定 C. 氣體在末段管線中屬于不穩(wěn)定流動D. 氣體在末段管線中屬于穩(wěn)定流動15. 在進行壓氣站的布置時需要考慮的問題有： ABCD A. 為充分利用地層能量可以省去首站 B. 注意末段儲氣的要求 C. 使運行壓力接近管線承壓 D. 對于初期流量較小的管線，應分期建造壓氣站。五、計算題1、已知某輸氣管內(nèi)P=60105Pa，T=20，氣體的容積組成為CH4=90,C2H6=5,C3H8=2,C4H10=3，計算該天然氣的平均分子量、工程標準條件下天然氣的密度和相對密度。2、圖示兩組管系起、終點壓力相同，管徑、管長等參數(shù)相同，求下述不同連接方式的輸量比Qb/Qa。（10分）3、如圖示，已知壓氣站方程：，管路方程：。式中單位：Q m3/s; P Pa; L m; D mLa=260km， Lb=145km，Da=1m，T293K，Z0.9，壓氣站入口壓力保持不變，為5.2MPa。(1)壓氣站僅向A城供氣，當Pza1.5MPa時，求壓氣站出口壓力和城市A的供氣量Qa。(2)管線B建成后，壓氣站同時向城市A和城市B供氣，站流量增大為原流量的1.2倍，A城的供氣量減少為原流量的98.2。求：a、管路A終點壓力Pza；b、若管B終點壓力Pzb=1MPa，求B城供氣量和管B的直徑。(3)若運行最高出站壓力為7.5MPa，B管尾端最低壓力為1MPa，求不影響城市B用戶用氣的最長檢修時間。（20分）ABP1DbDa